OFDM多模光纖傳輸系統(tǒng)典型性能研究.pdf

1、多模光纖(MMF)因其具有與光源耦合效率高，連接不必精確對準，操作簡單，系統(tǒng)綜合成本較低等優(yōu)勢，而被廣泛應用在短距離光傳輸系統(tǒng)中，是高速以太網(wǎng)標準所規(guī)定的傳輸媒質之一。以太網(wǎng)標準IEEE802.3aq規(guī)定10Gb/s信號的傳輸距離應達到300m，然而MMF存在的模式色散會導致符號間干擾(ISI)，大大限制了傳輸能力。在MMF傳輸系統(tǒng)中引入其它技術方案，如副載波復用、電域色散補償?shù)?，能夠不同程度的提高系統(tǒng)性能。將正交頻分復用(OFDM)技

2、術應用于光纖通信領域是近年來研究熱點之一，如采用直接探測的300m MMF系統(tǒng)研究，以及長距離單模光纖通信中的光OFDM技術等。相關實驗結果表明了OFDM可以有效提高系統(tǒng)傳輸性能，體現(xiàn)了該技術在高速通信和抗鏈路色散上的優(yōu)勢。
　　 本課題主要研究了基于OFDM技術的短距離MMF高速通信的系統(tǒng)性能。首先利用光學角譜理論數(shù)值分析MMF模式色散特性，在給定半導體激光器輸出光脈沖的空間分布后，通過空間傅里葉變化得到其角譜，計算耦合進入M

3、MF的各個光傳輸模式及其歸一化功率分配系數(shù)，再通過光射線傳輸理論計算出光纖中的模式傳輸?shù)臅r延分布，這樣就可以計算MMF的脈沖響應特性，進一步分析模式色散對光信號在MMF中傳輸?shù)挠绊憽?br>　　 基于以上得到的MMF脈沖響應模型，引入OFDM技術，在Matlab計算平臺上構建直接調制型OFDM MMF傳輸理論模型以及采用相干解調方式的激光器間接調制的CO-OFDM MMF傳輸模型，實現(xiàn)信啟的發(fā)送、傳輸和接收。通過計算系統(tǒng)傳輸碼率、傳輸

4、距離、誤碼率、Q因子等光網(wǎng)絡主要指標對系統(tǒng)性能進行分析，給出相關計算結果，對比分析兩種模型的優(yōu)缺點。
　　 結果表明，角譜法可以簡便而有效的數(shù)值計算MMF的傳輸模式、模式功率分配系數(shù)以及傳輸時延的分布情況，得到MMF脈沖響應并進一步分析模式色散對光脈沖信號傳輸?shù)挠绊?；在MMF傳輸鏈路中引入OFDM技術能夠明顯改善傳輸能力，對于40～160Gb/s的信號，其傳輸距離可以達到300m以上，能夠滿足下一代以太網(wǎng)的傳輸要求。CO-OFD