發(fā)布時(shí)間：2019-05-13 08:08

【摘要】：作為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的重要支柱產(chǎn)業(yè),通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)為全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)帶來(lái)重大的變革。隨著高清視頻、在線游戲等業(yè)務(wù)的發(fā)展,及“三網(wǎng)融合”和物聯(lián)網(wǎng)新政的逐步實(shí)施,現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)的承載壓力逐步增大。高容量,低成本和高可靠性是對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的基本要求。正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一項(xiàng)多載波調(diào)制技術(shù),其子載波相互具有正交性,使得多路OFDM的子載波信號(hào)可以在同一光纖信道中傳輸,從而提高了信號(hào)的頻譜利用率,具有信號(hào)速率高,抗干擾,色散補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步隨著DSP的逐步成熟與完善,使得高速光OFDM成為可能,大大降低實(shí)現(xiàn)的成本。這樣就可以滿足未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的高速率,低成本和高可靠的要求。本論文研究了OFDM技術(shù)的基本原理,實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)的光OFDM信號(hào)調(diào)制。對(duì)信號(hào)調(diào)制方法、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及光OFDM系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了比較分析,主要工作及成果如下:(1)對(duì)OFDM技術(shù)的原理及其調(diào)制的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,對(duì)其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析推導(dǎo),為之后OFDM信號(hào)各個(gè)部分的調(diào)制進(jìn)行鋪墊。在目前光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)上,分析了其能夠成為未來(lái)實(shí)時(shí)光通信中的主導(dǎo)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。(2)對(duì)OFDM信號(hào)發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)展開(kāi)研究。目前國(guó)內(nèi)對(duì)此的實(shí)驗(yàn)大多停留在傳統(tǒng)的離線處理和低階調(diào)制方面的研究,本設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的Xilinx Virtex5系列FPGA進(jìn)行高速信號(hào)處理,實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)的實(shí)時(shí)在線處理功能、使用高階16QAM與1024點(diǎn)IFFT相結(jié)合的調(diào)制方式,單塊FPGA的傳輸速率最高可達(dá)2.5Gb/s,若多塊并行可達(dá)到更高的速率。與離線處理設(shè)備相比其具有更低的成本,從而有利于日后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。(3)搭建了2.5Gb/s的實(shí)時(shí)光OFDM系統(tǒng),并對(duì)其傳輸性能進(jìn)行仿真。包括對(duì)傳輸速率、傳輸距離及載波數(shù)量的分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)在FFT設(shè)置為1024點(diǎn),OFDM的子載波總數(shù)為512,光纖長(zhǎng)度為1km時(shí)系統(tǒng)性能最優(yōu)。
[Abstract]:As an important pillar industry of economy and society in the 21 st century, communication network has brought great changes to the global economy and society. With the development of high definition video, online games and other services, and the gradual implementation of "three networks integration" and the new deal of the Internet of things, the bearing pressure of the existing transmission network is gradually increasing. High capacity, low cost and high reliability are the basic requirements of next generation network. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) technology is a multi-carrier modulation technology, and its subcarriers are orthogonal to each other, so that the subcarrier signals of multi-channel OFDM can be transmitted in the same fiber channel, thus improving the spectrum efficiency of the signals. It has the advantages of high signal rate, anti-interference, dispersion compensation and so on. With the gradual maturity and improvement of DSP, high-speed optical OFDM is possible and the cost of implementation is greatly reduced. This can meet the requirements of high speed, low cost and high reliability of the future network. In this paper, the basic principle of OFDM technology is studied to realize high speed and real time optical OFDM signal modulation. The signal modulation method, system structure and optical OFDM system parameters are compared and analyzed. The main work and achievements are as follows: (1) the principle of OFDM technology and the key technologies of modulation are studied, and its mathematical model is analyzed and deduced. It paves the way for the modulation of each part of the OFDM signal. On the basis of the development of optical network at present, the advantages that it can become the leading technology in real-time optical communication in the future are analyzed. (2) the design of OFDM signal transmitter is studied. At present, most of the experiments in China are focused on the traditional off-line processing and low-order modulation. In this design, the advanced Xilinx Virtex5 series FPGA is used for high-speed signal processing, and the real-time on-line processing function of the transmitter is realized. By using the combination of high-order 16QAM and 1024 point IFFT, the transmission rate of single block FPGA can reach 2.5 GB / s, and the higher rate can be achieved if multiple blocks are parallel. Compared with off-line processing equipment, it has lower cost, which is beneficial to commercialization in the future. (3) the real-time optical OFDM system of 2.5Gb/s is built and its transmission performance is simulated. It includes the analysis of transmission rate, transmission distance and carrier number. The experimental results show that the system performance is the best when the FFT is set to 1024 points, the total number of subcarriers of OFDM is 512, and the fiber length is 1km.
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN791;TN929.53

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6 胡e，

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