PTN系统中基于编码调制的长距离传输技术研究

发布时间：2020-11-03 15:11

　　 智能电网的飞速发展和能源互联网的提出,对电力通信网的传送能力提出了更高要求。一方面,业务类型向着全IP方向发展,要求传送网具备高效大容量的IP承载能力,线路容量由10GE向40GE/100GE/200GE迈进。另一方面,通信链路要适应特高压线路长距离传输的特点,国内10G光传输系统单跨长度已超过 400km。分组传送网(packettransmissionnetwork,PTN)基于 IP 技术。前向纠错(Forward error correction,FEC)技术和基于高阶调制的相干接收技术是提高PTN光通信系统速率和传输距离的两种关键技术。低密度校验(Low-density parity-check,LDPC)码是一种性能卓越的FEC编码,高阶调制技术可以提高系统传输速率。论文从LDPC码与高阶调制出发,研究了 PTN系统的高速长距离传输的相关技术,深入研究了 LDPC码的准循环(Quasi-cyclic)校验矩阵构造和光通信系统中的高阶调制解调的实现,并搭建了相干光系统。论文的主要研究工作如下:(1.)研究了二进制QC-LDPC码,提出一种基于有限域的QC-LDPC码的构造方法。仿真结果表明,与802.3a标准中的LDPC码相比,论文设计的LDPC码,具有更高的传输效率和纠错性能。在BER=10-5时,提高了 0.2dB左右的净编码增益。同时,论文设计的校验矩阵具有准循环特性,更方便编码器和译码器的设计与实现。(2)研究了多进制QC-LDPC码,提出一种基于有限域的NB-QC-LDPC码的构造方法。仿真结果表明,在BER=104时,与IEEE802.16e标准中LDPC码相比,使用本方法构造的多进制LPDC码的净编码增益提高了 1.5dB左右,并且NB-LDPC码可以更方便地与多进制调制相结合。(3)研究了相干光通信系统的高阶调制实现方法,给出了 QPSK与16QAM调制的相关原理。使用软件OptiSystem,利用马赫-曾尔德(MZ)调制器,论文给出两种调制方式的实现过程与仿真结果。进一步,与采用矩形星座图的16QAM相比,采用环形星座图的16APSK调制具有更大的最小距离。论文给出MZM调制器的输入输出信号与比特序列的映射关系,提出一种低复杂度的相干光通信系统中最优16APSK调制信号的实现方法。(4)将构造的QC-LDPC码应用到相干光通信系统中,基于OptiSystem软件,搭建了 FEC编码调制的100GDP-QPSK光通信系统,包括FEC编码器、DP-QPSK发射机、传输链路、相干接收机、DSP处理、检测和FEC译码器等模块,给出了各模块的原理框图和系统的仿真结果。仿真结果表明,在BER = 10-4时,相较于RS(255,239)码,论文设计的QC-LDPC码提高了 0.8dB左右的净编码增益。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.11
【部分图文】：

图１．１．１?ＰＴＮ分层网络架构??

Ｔ?Ｔ??图１．１．１?ＰＴＮ分层网络架构??ＰＴＮ技术首先在运营商的通信网络中进行了应用，并且逐步改造升级中展现??出了巨大的优势，ＰＴＮ技术替代了中移动的承载通道。自从２０１５年以来，山东、??江苏、河北等地区的电力网络中ＰＴＮ技术己得到了广泛应用，各地组网方式均在??逐步采用ＰＴＮ技术。??随着电力业务的发展，对传输容量和距离提出了新的要求［４］。针对当前存在的??１??

山东大学硕士学位论文??究［４２］。但是由于丨Ｍ／ＤＤ以及掺铒放大器的优良性能，该研宄却被搁置了?２０年??［４３］。因为先进的调制格式（ＭＰＳＫ、ＭＱＡＭ）?［４４］－［４６］被引入到相干光系统，相干??光系统才重新引起了学者的研究兴趣。通过接收信号的全部信息，我们可以利用??ＤＳＰ算法［４７］－［５３］来实现色散、偏振态色散、载波相位噪声等系统损伤的均衡与削??减。??国内主要光通信制造商烽火通信、华为、光迅，采用的１００Ｇ、超１００Ｇ光通信??系统中，均采用了?ＦＥＣ技术和相千接收技术。图１．３．２中，烽火通信给出的超长跨??距传输系统中，发送端采用了编码和调制技术，接收端采用相干接收。图１．３．３，??华为的１００Ｇ光通信系统的关键技术中包括ＦＥＣ和ＱＰＳＫ调制。??
【参考文献】

相关硕士学位论文 前4条

1 刘廷;QAM相干光通信系统关键技术研究[D];北京交通大学;2017年

2 张曼丽;PM-16QAM相干光通信中偏振复用及追踪技术的研究[D];北京交通大学;2016年

3 王继来;LDPC码编译码及码辅助的载波同步研究[D];山东大学;2015年

4 胡茜;超长站距遥泵光纤通信系统优化分析软件研究[D];华中科技大学;2011年

本文编号：2868743