OFDM多模光纖傳輸系統(tǒng)典型性能研究.pdf

1、多模光纖(MMF)因其具有與光源耦合效率高，連接不必精確對(duì)準(zhǔn)，操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)綜合成本較低等優(yōu)勢(shì)，而被廣泛應(yīng)用在短距離光傳輸系統(tǒng)中，是高速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的傳輸媒質(zhì)之一。以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3aq規(guī)定10Gb/s信號(hào)的傳輸距離應(yīng)達(dá)到300m，然而MMF存在的模式色散會(huì)導(dǎo)致符號(hào)間干擾(ISI)，大大限制了傳輸能力。在MMF傳輸系統(tǒng)中引入其它技術(shù)方案，如副載波復(fù)用、電域色散補(bǔ)償?shù)龋軌虿煌潭鹊奶岣呦到y(tǒng)性能。將正交頻分復(fù)用(OFDM)技

2、術(shù)應(yīng)用于光纖通信領(lǐng)域是近年來研究熱點(diǎn)之一，如采用直接探測(cè)的300m MMF系統(tǒng)研究，以及長(zhǎng)距離單模光纖通信中的光OFDM技術(shù)等。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了OFDM可以有效提高系統(tǒng)傳輸性能，體現(xiàn)了該技術(shù)在高速通信和抗鏈路色散上的優(yōu)勢(shì)。
　　 本課題主要研究了基于OFDM技術(shù)的短距離MMF高速通信的系統(tǒng)性能。首先利用光學(xué)角譜理論數(shù)值分析MMF模式色散特性，在給定半導(dǎo)體激光器輸出光脈沖的空間分布后，通過空間傅里葉變化得到其角譜，計(jì)算耦合進(jìn)入M

3、MF的各個(gè)光傳輸模式及其歸一化功率分配系數(shù)，再通過光射線傳輸理論計(jì)算出光纖中的模式傳輸?shù)臅r(shí)延分布，這樣就可以計(jì)算MMF的脈沖響應(yīng)特性，進(jìn)一步分析模式色散對(duì)光信號(hào)在MMF中傳輸?shù)挠绊憽?br>　　 基于以上得到的MMF脈沖響應(yīng)模型，引入OFDM技術(shù)，在Matlab計(jì)算平臺(tái)上構(gòu)建直接調(diào)制型OFDM MMF傳輸理論模型以及采用相干解調(diào)方式的激光器間接調(diào)制的CO-OFDM MMF傳輸模型，實(shí)現(xiàn)信啟的發(fā)送、傳輸和接收。通過計(jì)算系統(tǒng)傳輸碼率、傳輸

4、距離、誤碼率、Q因子等光網(wǎng)絡(luò)主要指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行分析，給出相關(guān)計(jì)算結(jié)果，對(duì)比分析兩種模型的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 結(jié)果表明，角譜法可以簡(jiǎn)便而有效的數(shù)值計(jì)算MMF的傳輸模式、模式功率分配系數(shù)以及傳輸時(shí)延的分布情況，得到MMF脈沖響應(yīng)并進(jìn)一步分析模式色散對(duì)光脈沖信號(hào)傳輸?shù)挠绊?；在MMF傳輸鏈路中引入OFDM技術(shù)能夠明顯改善傳輸能力，對(duì)于40～160Gb/s的信號(hào)，其傳輸距離可以達(dá)到300m以上，能夠滿足下一代以太網(wǎng)的傳輸要求。CO-OFD