基于强度调制器和MZI的光倍频技术研究

论文摘要

随着社会对宽带无线通信系统容量的迫切要求,微波光纤传输(ROF)技术成为通信行业的关注和投入的重点之一,ROF技术中利用光倍频(OFM)原理产生微波信号的运用为ROF技术开拓了更好的市场前景。近年来,光倍频技术的开发成为了通信业的一大热点,它是通过光信号处理将低射频信号向上变频到更高的微波频率信号的技术。本文对基于强度调器和MZI的光倍频技术进行了研究,分析了信号在单模光纤中传输时色散的影响情况,以及由于各模式间不同的传播时延导致的模间色散对系统性能的影响,并且针对该系统受噪声的影响,分析了激光相位噪声和扫描信号相位噪声对系统的影响。通过对原理分析,并仿真检验,实现了以扫描信号频率为10GHz时,70GHz范围内的7次倍频信号输出,发现在基于SMF的系统中,限制基于OFM技术的ROF系统的主要因素是衰减和扫描信号相位噪声,而不是色散,单模光纤链路中OFM系统30GHz信号传播链路可以超过50公里。基于强度调器和MZI的光倍频技术同样能够抑制激光相位噪声,实现了不需要锁相环路(PLL)与光注入锁定(OIL)等复杂线路就能得到纯净微波信号。此外,本文设计了基于强度调制器和MZI光倍频技术的ROF系统,通过眼图对系统性能进行质量分析,发现系统实现15GHz微波副载波携带信息传输50公里光纤链路后信号质量还是不错的。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 无线通信系统
• 1.1.1 无线通信的发展
• 1.1.2 宽带无线接入网存在的问题
• 1.2 微波光纤传输技术
• 1.2.1 ROF技术简介
• 1.2.2 ROF技术的优点及应用
• 1.3 ROF系统中微波副载波产生技术
• 1.3.1 强度调制与直接检测法
• 1.3.2 频率转换技术
• 1.3.3 光外差（RHD）法
• 1.4 论文结构安排
• 1.4.1 论文主要内容及研究结果
• 1.4.2 论文结构安排
• 第2章 光倍频技术原理
• 2.1 光倍频（OFM）技术简介
• 2.2 光调制的实现
• 2.3 周期滤波的实现
• 2.3.1 MZI实现周期滤波
• 2.3.2 FPI实现周期滤波
• 2.4 OFM技术与其他技术的比较
• 2.4.1 2f法
• 2.4.2 4f法
• 2.4.3 技术比较
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于强调制器和MZI的光倍频系统性能分析
• 3.1 基于强度调制器和MZI的光倍频系统结构
• 3.2 基于强度调制器和MZI的光倍频技术原理
• 3.2.1 铌酸锂强度调制器
• 3.2.2 基于强度调制器和MZI的光倍频技术原理
• 3.3 基于强度调制器和MZI的光倍频技术中奇偶谐波分析
• 3.4 色散对系统的影响
• 3.4.1 色散概述
• 3.4.2 OFM系统在单模光纤（SMF）中传输的影响
• 3.4.3 OFM系统在多模光纤（MMF）中传输的影响
• 3.5 激光相位噪声对系统的影响
• 3.6 扫描信号相位噪声对系统的影响
• 3.7 本章小结
• 第4章 基于OFM技术的ROF系统设计及性能分析
• 4.1 基于OFM技术的ROF系统设计
• 4.2 基于OFM技术的ROF系统检测
• 4.3 基于OFM技术的ROF系统性能分析
• 4.3.1 系统性能分析
• 4.3.2 不同频率谐波携带信息的质量分析
• 4.3.3 传输不同距离信号的质量分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 全文总结
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 导师及作者简介