基于ROF系统单边带调制理论与技术的研究

论文摘要

在Radio-over-Fiber（ROF）系统中,传统的调制方案是双边带调制,由于光纤的色散效应,调制光的两个边带分别与中心载波拍频后产生的两个拍频项的相位不同,干涉相消,导致射频功率代价。为了解决这个问题,很多单边带调制的方案被提出,但是均存在装置复杂或成本高的缺陷。啁啾光纤布拉格光栅具有全光纤尺寸、光纤兼容性、插入损耗小、成本低,而且能给通带内的光信号提供一定的色散预补偿等诸多优点。基于以上考虑,我们提出了实现单边带调制的啁啾光纤布拉格光栅（CFBG）带通滤波法的方案。论文中,我们首先介绍了使用马赫-曾德尔调制器通过副载波调制产生双边带信号的原理,给出了光双边带信号的近似解析结果,分析了光双边带信号在光纤传输过程中由于色散导致接收端载波衰减现象的产生机理。详细介绍了光纤布拉格光栅的基本理论,模拟了各种光纤布拉格光栅的反射特性和时延特性,理论上分析了光纤光栅的滤波原理及它的时域和频域响应特性。以高斯形双边带光信号的单边带滤波为例,对基于60GHz的副载波调制光信号进行了数值模拟。计算结果表明:在1550nm通信窗口,啁啾光纤布拉格光栅滤波系统能够实现22dB的边带抑制比,并对光信号提供88Km的色散补偿。借助光通信系统仿真软件OptiSystem,设计了60GHz滤波系统的仿真实验,模拟仿真了60GHz单边带滤波的ROF传输系统。仿真结果表明:该系统可实现边带抑制比大于40dB的单边带滤波,能有效减少色散导致的能量衰减。而且,与普通的光纤布拉格光栅相比,啁啾光纤布拉格光栅滤波器能够大大降低通信系统的误码率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 ROF 系统简介
• 1.2 ROF 系统中射频信号的调制
• 1.3 单边带调制实现方法及发展现状
• 1.4 本论文工作
• 2 ROF 传输系统中双边带信号的产生和色散限制
• 2.1 ROF 系统中的信息传输
• 2.2 ROF 中的副载波调制双边带信号的产生
• 2.3 ROF 系统中的色散限制
• 2.4 本章小结
• 3 光纤光栅的耦合模理论
• 3.1 光纤中的波动方程及光场的模式
• 3.2 光纤光栅耦合模理论
• 3.3 光纤布拉格光栅反射谱特性和时延特性
• 3.4 本章小结
• 4 光纤布拉格光栅滤波器
• 4.1 光纤布拉格光栅滤波原理
• 4.2 基于Matlab 对光纤布拉格光栅滤波特性分析
• 4.3 总结
• 5 啁啾布拉格光栅单边带滤波的系统分析
• 5.1 啁啾光纤布拉格光栅单边带滤波系统
• 5.2 应用于60GHz 传输系统仿真
• 5.3 本章小结
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献