单楧光纤的光正交频分复用系统传输性能研究

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光正交频分复用技术(OOFDM)是由正交频分复用(OFDM)技术发展而来,由于它在接收端使用电域均衡的数字信号处理(DSP)技术来补偿光纤色散和偏振模色散的特性,近年来OOFDM在光传输领域引起了广泛的研究。本文在单模光纤中仿真模拟了DD-OFDM系统和CO-OFDM系统的长距离传输。本文使用Matlab和Optisystem软件相结合,其中信号的生成和解调在Matlab中完成,光OFDM信号的传输环境模拟、发射端和接收端的信号数模及模数转换在Optisystem光模拟软件中完成。本文在完成对10Gb/s的DD-OFDM系统和CO-OFDM系统结构仿真的基础上,对DD-OFDM系统中光带通滤波器的性能做了详细研究,得到了各种光带通滤波器条件的系统性能,给DD-OFDM研究者提供了光链路环境的数据参考。对CO-OFDM系统中接收端数据色散补偿算法进行了研究和对比,给出了对算法的修正和改进。具体内容如下:   ⑴研究了中频结构的DD-OFDM系统。分析系统结构以及电域和光域中信号传输的特性,实现了10Gb/s的DD-OFDM系统无色散补偿传输B2B,320km,640km的标准单模光纤。   ⑵在10Gb/s的OFDM信号传输640km的标准单模光纤的模拟实验中,对其光链路中滤波器带宽和阶数进行调整,分析了接收端OSNR和BER。在BER=10-3条件下,结果表明较高阶的单边带滤波器相对于普通单边带滤波器,接收端OSNR敏感度有1dB的提高,在滤波器阶数达到8阶时,可以得到滤波器性能的极限。然后研究了中频结构中RF载频对接收端性能的影响,权衡带宽效率和系统性能,得到合理化的带宽间隔。同时,还研究了1550nm光段上间隔50GHz的4路DD-OFDM的WDM系统,实现了系统传输640km的标准单模光纤,并均衡4路信道和比较了BER=10-3时各路DD-OFDM需要的OSNR。   ⑶在实现CO-OFDM系统的基础上,对解调端数据处理的色散补偿算法进行了研究,对算法的公式和条件进行了分析和推导,分析了LS算法和LMMSE算法各自优点和不足,在matlab中对数据进行分析得到结论,带有统计量LMMSE在稳定的光信道环境下的性能要比纯基于观测的LS算法性能上要高出1.8dB。
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