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OFDM技術在光纖通信系統(tǒng)中的運用
OFDM即正交頻分復用技術,實際上OFDM是MCM多載波調制的一種,是通信的一種技術,小編為大家推薦通信工程專業(yè)教學團隊建設哦!
摘要:具有OFDM技術的光纖通信系統(tǒng)把光通信和OFDM技術的優(yōu)點結合于一身,在擁有較強的抗非線性能力、抗偏振模色散的能力及康色度色散的能力的同時,頻譜利用率還很高。光纖通信系統(tǒng)具有容量大、速率高和距離超長的特點,OFDM技術在其中起著重要作用,F(xiàn)如今,隨機信號處理技術發(fā)展勢頭迅猛,OFDM技術在光纖通信系統(tǒng)的運用中引起了廣泛的關注。
關鍵詞:OFDM技術;光纖通信系統(tǒng);運用
1、我國對OFDM技術研究的現(xiàn)狀
跟國外相比,我國國內對光OFDM技術研究得相對較晚。在21世紀初,北京郵電大學、清華大學和電子科技大學等高校和研究院已經(jīng)開始在國內外的學術雜志上發(fā)表有關光OFDM技術研究的相關文章。我國高度關注光OFDM技術的研究和發(fā)展,近年來一直加大對光OFDM技術研究的資金投入,并把它設置成國家重點支持項目。很多大公司,如華為技術有限公司和烽火通信科技股份有限公司等,開始研究光OFDM技術的運用,進行了大量的實驗,并努力爭取實現(xiàn)正式的大規(guī)模的商用。
2、對OFDM技術的簡介
2.1、基本原理高速串行的數(shù)據(jù)流可以通過OFDM技術轉換成低速的并行數(shù)據(jù)流,可以在多個相互正交的子載波上傳輸,從而使子載波上的符號速率得到降低,使符號的持續(xù)時間得到加長。因此,OFDM技術具有較強的抗窄帶干擾和抗多徑效應的能力。雖然子載波的頻率會相互重疊,但同時也是相互正交的,可以通過子載波間的相關性在接收端把它分離出來,不會引入載波間干擾,這就大大地提高了頻帶的利用率。
2.2、OFDM調制包含的技術在多進制相移鍵控調制中,四進制相移鍵控調制的應用最廣泛,其優(yōu)點是:抗干擾能力較強和很高的頻譜利用率,主要利用載波的不同相位狀態(tài)來表示相位信號。星座圖也是描述多進制數(shù)字調制的技術中的一種,其關鍵是:傳輸比特和星座點之間的對應關系為一種映射。
調制方式對誤碼率等系統(tǒng)性能的影響也可以通過星座圖很直觀得看出來。IFFT/FFT是OFDM技術的核心部分,也是區(qū)分OFDM系統(tǒng)和單載波系統(tǒng)間不同的關鍵點。可以在實際應用中用IFFT/FFT來對傳輸信號進行調制,對接收信號進行解調。
由于在光纖通信系統(tǒng)中色散色度和偏振模色散產(chǎn)生的符號間的串擾較嚴重,需要在每個OFDM符號前加上循環(huán)前綴,來消除符號間的串擾。OFDM系統(tǒng)中的同步技術由符號偏移、載波、相位偏移和采樣時鐘偏移三大要素共同決定。若發(fā)射端和接收端沒有相同的時間參量,則會產(chǎn)生符號偏移;若發(fā)送端和接收端的本地振蕩器具有相位差,則會產(chǎn)生載波、相位偏移;若發(fā)送端和接收端的振蕩器的時鐘信號不同,則會產(chǎn)生采樣時鐘偏移。
2、3OFDM技術的優(yōu)缺點OFDM技術的優(yōu)點有很多,首先,抗衰落能力強,抗信道衰落和抗脈沖噪聲的能力很強;其次,由于OFDM系統(tǒng)的信道是重疊的正交子載波,不需要保護頻帶對子信道的分離,所以其頻帶利用率較高;另外,OFDM可以適用于高速數(shù)據(jù)傳輸,且抗碼間干擾能力較強。
3、光纖通信系統(tǒng)的優(yōu)點
(1)通信容量大。從理論上來說,一根光纖可以同時傳輸1000億個話路,實際上雖然沒達到那么多,但也可以同時傳輸24萬個話路。
(2)損耗較小,傳輸距離長。
(3)抗電磁干擾能力強。
4、光纖傳輸?shù)奶匦?/strong>
(1)光纖衰減。光纖會對光能量產(chǎn)生輻射損耗、吸收損耗和散射損耗,這些都會導致光纖的衰減。
(2)色散。在光纖通信系統(tǒng)中,由于傳輸不同波長光信號的群速度不同,會使延時不同而產(chǎn)生光纖色散這種物理效應。
(3)非線性效應。受激散射和非線性折射率調制是光纖中的兩種非線性效應。
5、光OFDM系統(tǒng)中包含的技術
首先是光相干檢測技術。光相干檢測技術的原理是在接收端的光電檢測器前面,用本地激光器生成的波長穩(wěn)定和譜線狹窄的光信號與接收端的光信號進行相干混頻。另外,線性上變換的光I、Q調制和線性下變換的光I、Q的解調以及CO-OFDM接收機的靈敏度也是光OFDM系統(tǒng)中的關鍵技術。在對光OFDM系統(tǒng)進行仿真和性能分析的過程中,可以采用直接檢測光OFDM系統(tǒng)、相干檢測光OFDM系統(tǒng)和偏振復用CO-OFDM系統(tǒng)等。
6、結語
抗非線性能力、抗色度散度的能力、抗偏振模色散的能力以及較高的頻譜利用率是光OFDM技術的主要優(yōu)點。
本文簡要介紹了OFDM系統(tǒng),包括它的基本原理及包含的相關技術及其優(yōu)缺點,還介紹了光纖通信系統(tǒng)的優(yōu)勢及光纖的傳輸特性,最后介紹了光OFDM系統(tǒng)中的關鍵技術。如今,數(shù)字信號處理技術發(fā)展得很迅猛,在具有大容量、高速率、傳輸距離超長的光纖通信系統(tǒng)中,光OFDM技術的應用成為目前研究的熱點。光OFDM技術結合OFDM技術和光纖通信二者的優(yōu)點于一身,為將來的高速傳輸系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎。
參考文獻
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