無線有線融合光網絡中的微波光子信號產生技術.pdf

1、隨著各種新興通信業(yè)務的出現(xiàn)，終端用戶的帶寬需求不斷提升，人們對網絡系統(tǒng)帶寬的需求持續(xù)增加。由于無線通訊的帶寬需求持續(xù)增大，傳統(tǒng)的電子技術已經無法滿足傳輸速率提升的需求。通過光子學的技術來實現(xiàn)微波信號的產生可以不受電子技術處理速度瓶頸的影響，同時結合光纖通信本身低損耗和高傳輸帶寬的特性，可以提升信號的傳輸距離，從而克服了無線信號自身的傳輸距離短的缺點。無源光網絡作為一種靈活的光接入技術已經被廣泛使用，因此將無線技術和無源網絡技術結合可以提

2、升系統(tǒng)的覆蓋范圍和降低運營商的成本。其中光載無線技術（RoF）、超寬帶信號的光纖傳輸和產生技術（UWBoF）、超寬帶信號及無源接入網（PON）的融合技術和無線有線混合的接入網絡技術（WOBAN）等均被廣泛研究。
　　本論文研究了微波信號的光子學產生以及微波信號和光接入網融合的相關技術，其主要創(chuàng)新體現(xiàn)在以下幾個方面點：
　　1．基于電光調制器的三維UWB信號產生技術
　　UWB信號的產生方案主要有兩大類：通過電子學技術產

3、生和光子學技術產生。其中電域的產生技術會受到電器件處理速率的影響，產生過程復雜且成本高。相比而言，光子學的產生技術不僅能降低成本，同時與光接入網絡系統(tǒng)結合后，可以利用光纖傳輸?shù)牡蛽p耗特性提升信號的傳輸距離。本論文提出了光子學的三維UWB脈沖信號產生技術：
　　在雙驅動馬赫曾德調制器（DDMZM）兩個射頻輸入端口分別加載兩路幅度不同的10-GHz類高斯脈沖串信號疊加所產生的電信號，通過控制四路信號的數(shù)據、幅度和DDMZM的偏置電壓，

4、在光信號的輸出端可以得到包含有位置、相位和幅度信息的三維UWB信號。該方案首次實現(xiàn)了三維UWB信號的光子學產生，并研究了三維信號的解調過程。通過單個的雙驅動調制器產生三維UWB信號能有效降低信號產生的復雜度，并提升了系統(tǒng)的數(shù)據率。
　　2．利用DDMZM實現(xiàn)靈活的超寬帶信號產生
　　進行了實驗演示，系統(tǒng)可以實現(xiàn)上行的無色傳輸，進而降低了光網絡單元（ONU）端的成本。
　　2）提升無線和有線融合的光接入網絡系統(tǒng)的功率預算

5、：通過分層調制(HM)技術，將正交頻分復用(OFDM)-PON系統(tǒng)中傳輸距離不同用戶的數(shù)據進行組合，并在相同的子載波上進行數(shù)據傳輸。通過用戶之間數(shù)據性能的重新分配可以提升系統(tǒng)的功率預算，從而能增加網絡系統(tǒng)中容納無線和有線終端用戶的數(shù)目或增大系統(tǒng)的傳輸距離。
　　3）通過異或（XOR）運算提升無線和有線融合光網絡系統(tǒng)的安全性：通過對每個用戶的上行數(shù)據和其下行數(shù)據進行XOR運算來實現(xiàn)加密，在用戶端通過本地存儲的上行數(shù)據來從加密數(shù)據中得