基于AWG的全光OFDM改進(jìn)系統(tǒng)性能研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)由于其極高的頻譜利用率，并且在對(duì)抗光纖中的色散、偏振模色散方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)，因此將OFDM技術(shù)和光纖通信相結(jié)合是近年來的研究熱點(diǎn)之一。但在電域上完成OFDM的調(diào)制后，再將信號(hào)送入光纖傳輸會(huì)使系統(tǒng)速率受到模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電/電光轉(zhuǎn)換以及離散傅里葉逆變化/變化(IDFT/DFT)運(yùn)算效率的限制。為了克服這一點(diǎn)，可以通過在光域上實(shí)現(xiàn)IDFT/DFT的全光OFDM技術(shù)來解決。而將IDFT/DFT與密集波分復(fù)用(DWDM

2、)中實(shí)現(xiàn)復(fù)用/解復(fù)用的重要器件陣列波導(dǎo)光柵(AWG)相結(jié)合，可以令全光OFDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單有效。
　　 論文首先在傳統(tǒng)OFDM原理基礎(chǔ)上，對(duì)全光OFDM系統(tǒng)的原理進(jìn)行了闡述，并與AWG的工作原理相比較，利用AWG對(duì)于大規(guī)模子載波系統(tǒng)有著巨大的優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)，采用AWG來實(shí)現(xiàn)光IDFT/DFT。利用數(shù)值計(jì)算對(duì)基于AWG的全光OFDM系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，通過系統(tǒng)的誤碼率及信噪比與色散的關(guān)系，對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析。并通過改變AWG子載

3、波的數(shù)量，研究子載波對(duì)系統(tǒng)抵抗色散能力的影響。其次對(duì)色散引起的脈寬展寬作用于全光OFDM信號(hào)的影響進(jìn)行了分析，并結(jié)合傳統(tǒng)OFDM技術(shù)引入了循環(huán)后綴(CP)來提高全光OFDM系統(tǒng)對(duì)色散的抵抗能力。接著通過分析AWG的結(jié)構(gòu)參數(shù)和原理，提出了基于AWG的全光OFDM系統(tǒng)的改進(jìn)，對(duì)AWG的陣列波導(dǎo)的波導(dǎo)數(shù)進(jìn)行改變，從而實(shí)現(xiàn)AWG下循環(huán)后綴的加入，利用數(shù)值計(jì)算對(duì)加入CP后基于AWG的OFDM系統(tǒng)進(jìn)行傳輸性能的仿真，從系統(tǒng)的誤碼率、信噪比與色散的關(guān)

4、系進(jìn)行了分析。進(jìn)而研究了CP長(zhǎng)度對(duì)系統(tǒng)的影響，并結(jié)合CP長(zhǎng)度對(duì)誤碼率的影響以及和信噪比的關(guān)系，說明了比較適合的CP長(zhǎng)度取值范圍。最后結(jié)合AWG作為復(fù)用器的特點(diǎn)，將實(shí)現(xiàn)IDFT/DFT的AWG和實(shí)現(xiàn)復(fù)用/解復(fù)用的AWG進(jìn)行級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全光OFDM系統(tǒng)在WDM中的應(yīng)用，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和仿真。
　　 仿真結(jié)果表明，第一：改變AWG子載波數(shù)可以很大程度上影響系統(tǒng)的抗色散能力：對(duì)于200GHz的全光OFDM系統(tǒng)，當(dāng)子載波數(shù)由16個(gè)

5、提升到32個(gè)，在系統(tǒng)誤碼率為10-3時(shí)，可以使累積色散提高85ps/nm。而AWG的結(jié)構(gòu)對(duì)于增加子載波數(shù)正好有著巨大的優(yōu)勢(shì)。第二：加入CP的改進(jìn)OFDM系統(tǒng)能大大增加系統(tǒng)的抗色散能力，當(dāng)子載波數(shù)位16時(shí)，加入CP長(zhǎng)度為信號(hào)長(zhǎng)度1/4，累積色散在系統(tǒng)誤碼率為10-3時(shí)相比加入前提高了220ps/nm。并且隨著CP長(zhǎng)度的增加，抗色散能力在一定范圍內(nèi)也會(huì)增加，但由于受到光脈沖間的相互影響，CP長(zhǎng)度增加到一定程度后對(duì)系統(tǒng)的抗色散能力將不會(huì)發(fā)生變