高頻譜效率光傳輸系統(tǒng)性能分析及其加密研究.pdf

1、隨著通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，通信的接入帶寬與容量的需求也不斷提高，光通信網(wǎng)絡(luò)成為了新一代可信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。RoF（Radio-over-fiber）作為寬帶接入系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在實(shí)現(xiàn)G-bps的有線/無(wú)線業(yè)務(wù)中起著重要作用。相干光正交頻分復(fù)用(coherent optical-orthogonal frequency division multiplexing，CO-OFDM)和奈奎斯特 WDM(Nyquist-WDM)技術(shù)在運(yùn)用于長(zhǎng)

2、距離傳輸系統(tǒng)中的同時(shí)能提高光信號(hào)的頻譜利用率。另一方面，在探索提高光纖傳輸系統(tǒng)中的傳輸速率、頻譜效率以及容量等手段的同時(shí)，高速光通信系統(tǒng)中的安全性問(wèn)題也戛然而生，這也立即成為了國(guó)內(nèi)外通信學(xué)者所關(guān)注的研究熱點(diǎn)。本文就光載無(wú)線傳輸系統(tǒng)性能、CO-OFDM傳輸系統(tǒng)性能、Nyquist-WDM傳輸系統(tǒng)性能、混沌在DD-OOFDM與60GHz RoF-OFDM的應(yīng)用等若干問(wèn)題進(jìn)行了研究。對(duì)未來(lái)高速通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)

3、以下三個(gè)方面進(jìn)行了研究：
　　1）提出16QAM-OFDM全雙工 WDM-ROF-PON波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。下行鏈路信號(hào)為基于強(qiáng)度調(diào)制的10Gbps16-QAM OFDM60GHz光毫米波，中心站以無(wú)線和有線方式恢復(fù)原始的基帶信號(hào)，并采用波長(zhǎng)重利用技術(shù)傳輸OFDM上行數(shù)據(jù)。在光載毫米波/太赫茲通信系統(tǒng)輻射毫米波/太赫茲波方面，我們已經(jīng)掌握了倍頻技術(shù)、雙激光器差拍法、雙波長(zhǎng)激光器差拍法等光生毫米波/太赫茲技術(shù)。100GHz實(shí)驗(yàn)上

4、成功在100 GHz波段實(shí)現(xiàn)了6Gb/s、無(wú)線距離超5米的全雙工光載無(wú)線通信。
　　2）提出了一種適用于強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)（IM/DD）光系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)制格式。這種基于Nyquist脈沖half cycle副載波調(diào)制（SCM）信號(hào)能有效的提高頻譜效率，并比較了系統(tǒng)中CO-OFDM信號(hào)和SCM-Nyquist信號(hào)的PAPR性能。提出分組加密方法理論與針對(duì)信道解碼和高維混沌加密的聯(lián)合線性加密方法，運(yùn)用于CO-OFDM與Nyquist-WD

5、M通信系統(tǒng)。
　　3）研究并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于低密度奇偶效驗(yàn)碼（LDPC）和Logistic混沌加密技術(shù)提高正交頻分復(fù)用（OFDM）信號(hào)在60GHz光載無(wú)線通信（ROF）系統(tǒng)中的傳輸性能以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)加密性。采用非規(guī)則長(zhǎng) LDPC糾錯(cuò)編碼用于降低光纖鏈路中的色散效應(yīng)，利用 Logistic序列對(duì)初始條件的敏感特性作為密鑰，能在物理層實(shí)現(xiàn)對(duì)OFDM-ROF系統(tǒng)數(shù)據(jù)的加密傳輸。2.5Gb/s64-QAM數(shù)據(jù)在下行鏈路傳輸了30km標(biāo)準(zhǔn)單模光