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全光OFDM复用芯片移相控制系统的软件设计和实现

作　者: 秦毅
导　师: 李蔚
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 全光正交频分复用离散傅里叶变换比例积分微分软件控制系统
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

全光正交频分复用(OOFDM,Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术是从无线通信中引入的一种复用技术。其具有较高的频谱利用率和较强的抗色散能力,能够克服对电子芯片的依赖,极大地降低系统的成本。这些优点使全光OFDM技术得到了人们广泛的关注。论文首先介绍了全光OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的基本原理,阐述了基于耦合器实现的全光OFDM芯片的设计方法,重点介绍了利用热光效应改变相位的电极的设计和仿真。然后论述了基于软件实现的PID(Proportion Integral Derivative)控制算法,进行了详细的推导和说明,并简要地介绍了全光OFDM复用芯片的实际封装方法和移相电路的基本原理,以及微处理器的存储结构和编程环境。在此基础上,从软件设计的总体框架出发,详细介绍了各个模块的实现方法和要点,并设计了电脑端的控制软件。最后,对2×10Gbps全光OFDM复用芯片进行了移相控制实验。实验主要分两步:第一步,对温度控制系统进行测试,控制精度达到了±0.1℃。第二步,把控制电路应用到此芯片上,用宽光谱光源来测试其实际控制效果,在室温条件(22.5℃)下,观测到芯片温度升高23℃时,基准波长的漂移量是0.08nm。实验结果表明软件控制系统能够稳定的工作,验证了软件控制的有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 引言  8-9
  1.2 OFDM 在光通信中的应用  9-10
  1.3 自动控制技术概述  10-12
  1.4 本论文的主要工作  12-14
2 全光OFDM 的基本理论  14-19
  2.1 全光OFDM 的原理和关键技术  14-15
  2.2 全光OFDM 中OIDFT 和ODFT 的数学实现  15-18
  2.3 本章小结  18-19
3 基于PLC 的全光OFDM 复用器  19-31
  3.1 2×10G 全光OFDM 芯片的基本原理  19-22
  3.2 移相电极的设计  22-30
  3.3 本章小结  30-31
4 温度控制电路的软件设计  31-50
  4.1 全光OFDM 芯片的工作概述  31-32
  4.2 电路的设计思路  32-37
  4.3 数字PID 算法的基本原理  37-40
  4.4 软件的设计  40-46
  4.5 串口程序设计  46-49
  4.6 本章小结  49-50
5 全光OFDM 的温度控制实验  50-57
  5.1 温度控制的实验  50-54
  5.2 控制效果的光谱实验验证  54-56
  5.3 小结  56-57
6 总结与展望  57-59
  论文总结  57-58
  工作展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-64
附录1 中英缩写对照表  64-65
附录2 部分程序  65-67

全光OFDM复用芯片移相控制系统的软件设计和实现

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