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光码分多址系统若干关键技术研究

作　者: 张世邺
导　师: 谢世钟
学　校: 清华大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 光码分多址(OCDMA)系统光纤光栅(FBG)编解码器
分类号: TN929.533
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

光码分多址(OCDMA)系统在光通信的接入网和保密通信领域有着广阔的应用前景。光纤光栅(FBG)以其灵活的结构、低廉的成本等优势成为实现OCDMA编解码器的主要方案之一。本论文中,搭建了一个OCDMA系统测试平台,并在这一平台上完成了一系列验证实验。在此基础上,本文针对色散性能、编码性能、相位补偿、二维编码设计等方面,进行了深入的研究,具体如下:其一,色散性能研究。在接入网领域,OCDMA系统中的色散是不可忽略的抑制因素。传输色散与光电信号收发之间存在着内在的联系,结合理论计算,在实验中探寻得到了OCDMA系统中色散对信号接收的影响。如对于异步、相干、相位编码、直接扩频的OCDMA系统,通过理论计算和初步实验,得到了fmaxLmaxD = 102的色散规律。其二,编码性能研究。为了获得更好的系统性能,需要尽可能地获得更长的码字长度和更窄的光脉冲。然而,在码片制作长度不变的情况下,码字长度被光脉冲的宽度所限制。因此,目前码片制作长度比码字长度更重要,成为编解码器制作的瓶颈。从而适合FBG等效相位方法制作的编解码器的码片数并不是完全地越长越好,它与码片长度、脉冲宽度、传输速率之间需要到达一个最佳的平衡。其三,相位补偿研究。通过对不同码片数、不同相位误差条件下的自相关与互相关性能分析,使用重构等效啁啾(REC)技术对长程相位误差进行了多次有效的相位补偿。从而开辟了一种在OCDMA领域使用REC技术的实验方法。其四,二维编码设计。用光纤光栅和等效方法,同样能够得到混合时域、频域的二维编码效果。相比于FBG阵列结构,编解码器更加集成。同时它利用光的相干性,获得更好的信噪比性能。此外,通过调整相位,可以使此类二维编码的码字容量更为充裕。论文的总结中指出了OCDMA技术的应用前景和有待解决的实际问题。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章引言  7-15
  1.1 研究意义  7-10
    1.1.1 无源光网络与接入网  7
    1.1.2 光码分多址技术  7-8
    1.1.3 编解码技术  8-10
  1.2 研究背景  10-13
    1.2.1 编解码器分类  10-12
    1.2.2 相位频域编码  12
    1.2.3 相位时域编码  12-13
    1.2.4 国内相关技术进展  13
  1.3 本论文主要研究内容和成果  13-15
第2章 REC-FBG 编解码器的设计与工艺改进  15-27
  2.1 编解码器结构研究  15-22
    2.1.1 重构等效啁啾技术  15-17
    2.1.2 编解码器设计与实验  17-20
    2.1.3 等效相位在实验中的结果对比  20-22
  2.2 相位补偿研究  22-26
    2.2.1 REC-FBG 的相位补偿  22-23
    2.2.2 编解码器相位误差分析  23-25
    2.2.3 利用REC 技术对相位误差的补偿  25-26
  2.3 本章小结  26-27
第3章新型FBG 二维编解码器的设计与研制  27-36
  3.1 二维编解码器设计与工艺  27-31
    3.1.1 技术背景  27-28
    3.1.2 设计思路  28-29
    3.1.3 制作过程  29-31
  3.2 二维编解码器实验  31-34
    3.2.1 实验设计  31-32
    3.2.2 从FBG 阵列到单根FBG  32-33
    3.2.3 光的相干性与信噪比性能  33
    3.2.4 相位编码与码字容量  33-34
  3.3 本章小结  34-36
第4章 OCDMA 系统平台搭建及其实验  36-48
  4.1 系统测试平台  36-41
    4.1.1 OCDMA 系统实验设计  36
    4.1.2 保密通信（一对一）  36-39
    4.1.3 接入网（二对二）  39-41
  4.2 色散性能研究  41-42
  4.3 编码性能研究  42-46
  4.4 本章小结  46-48
第5章总结  48-50
参考文献  50-54
致谢  54-55
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  55-56

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