提高下一代光接入网可靠性的关键技术研究

发布时间：2018-02-12 09:04

  本文关键词： 光接入网 PS-QPSK 改进的RZ-OFDM-QPSK 调制格式 损伤补偿 光网络生存性　出处：《山东大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：根据下一代光接入网的发展方向:更高的接入带宽、更远的传输距离、更大的分光比以及带宽资源的灵活、动态分配,WDM-OFDMA-PON可以很好地满足这些发展要求。PON是光纤接入的主要网络结构,近年来发展的LR-PON(Long Reach-PON)符合接入网对更远传输距离的要求,以及接入网/城域网融合的发展趋势。WDM技术带来了更高的带宽。OFDM技术带来更灵活的多址方式和资源分配粒度,而灵活频谱技术则实现了网络带宽资源的动态、弹性分配。随着接入网与城域网的融合以及基于SDN技术实现动态灵活栅格的光网络的趋势,下一代光接入网中的高级调制格式,损伤补偿,网络生存性成为有待解决的关键问题。本论文在频谱灵活的WDM-OFDMA-PON网络的基础上,提出了高效的调制格式,光信号传输损伤感知的评价模型及采用DSP动态补偿机制,设计了低成本的光网络故障监测方案,并对以上设计进行全面、深入的研究分析及方案优化。其成果将为下一代光接入网中光信号传输与优化提供理论依据和技术支持。论文的主要工作与创新如下:(1)介绍了光网络的发展动态与下一代基于PON的光接入网的发展趋势:基于LR-PON的城域/接入融合网络,OFDM技术与PON技术的结合,SDN技术与PON技术的结合,DSP技术在光接入网中的广泛应用。在此基础上分析了下一代光接入网中为提高可靠性需要解决的关键问题。(2)介绍了 QPSK调制格式的基本原理,数学模型,并详细分析了PM-QPSK-ROF系统的工作原理,在此基础上,提出了改进后的PS-QPSK调制格式,通过仿真,对比了两种调制格式的性能:星座图,EVM与功率的关系,EVM/BER与IQ失衡的关系,证实所提出的PS-QPSK调制格式的抗IQ失衡与XPM的能力要比PM-QPSK 强。(3)介绍了OFDM调制格式的原理与数学表达以及IFFT/FFT实现,并分析了光通信中的两种OFDM系统的结构与各自优缺点。提出了改进后的RZ-QPSK-OFDM调制格式,并详细研究了其原理。通过把子载波分奇数偶数子载波分别进行IFFT运算处理,合成到一起后调制为光信号在光纤中传输。此外对RZ-OFDM-QPSK,NRZ-以及改进后的RZ-调制格式在ROF系统中进行了对比分析,通过仿真结果,验证了所提出的调制格式的频谱利用率与NRZ调制格式相当,是同等条件下RZ调制格式的2倍,且传输性能要好于NRZ调制格式。(4)对光信号传输过程中所造成的损伤包括:色度色散,偏振模色散,IQ失衡,相位噪声,以及非线性效应进行理论分析。并给出了优化后的关联式损伤感知评估模型,采用Q因子作为评价标准考虑了损伤之间的作用,不同损伤的权重以及性能余量的影响。对于主要的损伤,研究了补偿方案,并通过仿真验证了补偿机制的有效性。(5)在光网络生存性方面,在网状网加树的结构中,提出了低成本的光迹监测与光编码检测的联合检测算法,采用光编码技术检测环上链路与节点,然后用光迹监测算法监测网状网的内部链路,通过仿真结果验证了监测算法的有效性与可靠性,此外,还优化了光迹算法中的部分参数,使得启发式的MTA算法输出更小数目的光迹数目,从而进一步降低成本。
[Abstract]:This paper introduces the development trend of optical network in the next generation optical access network . ( 3 ) The principle and mathematical expression of OFDM modulation format and IFFT / FFT are introduced , and the structure and advantages and disadvantages of two OFDM systems in optical communication are analyzed .

【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN915.63

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本文编号：1505267