OFDM技術(shù)在光纖通信系統中的運用
OFDM即正交頻分復用技術(shù)，實(shí)際上OFDM是MCM多載波調制的一種，是通信的一種技術(shù)，小編為大家推薦通信工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)團隊建設哦!
摘要:具有OFDM技術(shù)的光纖通信系統把光通信和OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結合于一身,在擁有較強的抗非線(xiàn)性能力、抗偏振模色散的能力及康色度色散的能力的同時(shí),頻譜利用率還很高。光纖通信系統具有容量大、速率高和距離超長(cháng)的特點(diǎn),OFDM技術(shù)在其中起著(zhù)重要作用�，F如今,隨機信號處理技術(shù)發(fā)展勢頭迅猛,OFDM技術(shù)在光纖通信系統的運用中引起了廣泛的關(guān)注。
關(guān)鍵詞:OFDM技術(shù);光纖通信系統;運用
1、我國對OFDM技術(shù)研究的現狀
跟國外相比,我國國內對光OFDM技術(shù)研究得相對較晚。在21世紀初,北京郵電大學(xué)、清華大學(xué)和電子科技大學(xué)等高校和研究院已經(jīng)開(kāi)始在國內外的學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表有關(guān)光OFDM技術(shù)研究的相關(guān)文章。我國高度關(guān)注光OFDM技術(shù)的研究和發(fā)展,近年來(lái)一直加大對光OFDM技術(shù)研究的資金投入,并把它設置成國家重點(diǎn)支持項目。很多大公司,如華為技術(shù)有限公司和烽火通信科技股份有限公司等,開(kāi)始研究光OFDM技術(shù)的運用,進(jìn)行了大量的實(shí)驗,并努力爭取實(shí)現正式的大規模的商用。
2、對OFDM技術(shù)的簡(jiǎn)介
2.1、基本原理高速串行的數據流可以通過(guò)OFDM技術(shù)轉換成低速的并行數據流,可以在多個(gè)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,使符號的持續時(shí)間得到加長(cháng)。因此,OFDM技術(shù)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(huì )相互重疊,但同時(shí)也是相互正交的,可以通過(guò)子載波間的相關(guān)性在接收端把它分離出來(lái),不會(huì )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(shù)在多進(jìn)制相移鍵控調制中,四進(jìn)制相移鍵控調制的應用最廣泛,其優(yōu)點(diǎn)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(lái)表示相位信號。星座圖也是描述多進(jìn)制數字調制的技術(shù)中的一種,其關(guān)鍵是:傳輸比特和星座點(diǎn)之間的對應關(guān)系為一種映射。
調制方式對誤碼率等系統性能的影響也可以通過(guò)星座圖很直觀(guān)得看出來(lái)。IFFT/FFT是OFDM技術(shù)的核心部分,也是區分OFDM系統和單載波系統間不同的關(guān)鍵點(diǎn)�？梢栽趯�(shí)際應用中用IFFT/FFT來(lái)對傳輸信號進(jìn)行調制,對接收信號進(jìn)行解調。
由于在光纖通信系統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(gè)OFDM符號前加上循環(huán)前綴,來(lái)消除符號間的串擾。OFDM系統中的同步技術(shù)由符號偏移、載波、相位偏移和采樣時(shí)鐘偏移三大要素共同決定。若發(fā)射端和接收端沒(méi)有相同的時(shí)間參量,則會(huì )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(huì )產(chǎn)生載波、相位偏移;若發(fā)送端和接收端的振蕩器的時(shí)鐘信號不同,則會(huì )產(chǎn)生采樣時(shí)鐘偏移。
2、3OFDM技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)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可以適用于高速數據傳輸,且抗碼間干擾能力較強。
3、光纖通信系統的優(yōu)點(diǎn)
(1)通信容量大。從理論上來(lái)說(shuō),一根光纖可以同時(shí)傳輸1000億個(gè)話(huà)路,實(shí)際上雖然沒(méi)達到那么多,但也可以同時(shí)傳輸24萬(wàn)個(gè)話(huà)路。
(2)損耗較小,傳輸距離長(cháng)。
(3)抗電磁干擾能力強。
4、光纖傳輸的特性
(1)光纖衰減。光纖會(huì )對光能量產(chǎn)生輻射損耗、吸收損耗和散射損耗,這些都會(huì )導致光纖的衰減。
(2)色散。在光纖通信系統中,由于傳輸不同波長(cháng)光信號的群速度不同,會(huì )使延時(shí)不同而產(chǎn)生光纖色散這種物理效應。
(3)非線(xiàn)性效應。受激散射和非線(xiàn)性折射率調制是光纖中的兩種非線(xiàn)性效應。
5、光OFDM系統中包含的技術(shù)
首先是光相干檢測技術(shù)。光相干檢測技術(shù)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(cháng)穩定和譜線(xiàn)狹窄的光信號與接收端的光信號進(jìn)行相干混頻。另外,線(xiàn)性上變換的光I、Q調制和線(xiàn)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系統中的關(guān)鍵技術(shù)。在對光OFDM系統進(jìn)行仿真和性能分析的過(guò)程中,可以采用直接檢測光OFDM系統、相干檢測光OFDM系統和偏振復用CO-OFDM系統等。
6、結語(yǔ)
抗非線(xiàn)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(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)。
本文簡(jiǎn)要介紹了OFDM系統,包括它的基本原理及包含的相關(guān)技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn),還介紹了光纖通信系統的優(yōu)勢及光纖的傳輸特性,最后介紹了光OFDM系統中的關(guān)鍵技術(shù)。如今,數字信號處理技術(shù)發(fā)展得很迅猛,在具有大容量、高速率、傳輸距離超長(cháng)的光纖通信系統中,光OFDM技術(shù)的應用成為目前研究的熱點(diǎn)。光OFDM技術(shù)結合OFDM技術(shù)和光纖通信二者的優(yōu)點(diǎn)于一身,為將來(lái)的高速傳輸系統的發(fā)展奠定了基礎。
參考文獻
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