1. 研究目的与意义(文献综述)
网络是如今最重要的信息交流手段,光纤通信的出现改变了以往的信息的传送模式的载体,儿光通信领域我们所追求的就是更大的带宽,更长的传输距离,更高的传输敏感度。简略来说就是追求速度,在这个信息量爆炸的年代,硬件设施的速度一定程度上决定了很多事情的处理效率。所以我们的目标就是通过各种方式提高信息的传输速度,以此来提高我们的生活工作效率。
相干光是指在时间或空间的任意点,特别是在垂直于传播方向的平面上的一个区域内,或在空间的一个特定点的所有时间上,所有参量皆可预测并相关的光。该系统的工作原理较常规光纤通信系统更加接近现代的无线电通信系统。在相干光光纤通信系统中数字信号采用幅移键控(ask)、频移键控(fsk)、相移键控(psk)等调制方式。
当前实用的光纤通信系统都是采用光强调制/直接检测(im/dd)的方法来实现通信的。也就是把光作为载渡,信号对光载波进行强度调制接收时直接对光载波进行包络检测,恢复发送端的信号,完成通信。这种系统调制、解调容易,成本低,但是它没有充分利用光的相干性,频带利用率很低接收灵敏度不高,使系统的传输容量和中继距离受到很大的限制。为了充分利用光的频宽。人们又开始研究相干光纤通信系统。采用相干通信可以把光频段划分为若干频道,使光频段得到充分利用。使用无线电通信中普遍采用的外差或零差接收方式并利用先进的调制方式实现通信,这样大大提高了系统的传输容量和无中继传输距离是光纤通信领域的又一重要飞跃。
2. 研究的基本内容与方案
相干光光纤通信系统的关键部件是光源。对发送光源的基本要求是相干性好和频率稳定性高。一般使用具有特殊结构的稳定的单纵模工作的半导体激光器。对本振光源要求相干性好和频率稳定性高,还要求其频率可在一定范围内调谐以跟踪信号光频率。
信号的调制方法分为两种:内调制和外调制。内调制是对激光器注入电流进行小信号调制,常在频移键控系统中使用。其主要特点是结构紧凑,要求激光器的调制特性好。外调制是使用外调制器进行调制。其主要特点是调制特性好,损耗大,通常用于超高速系统。
在相干解调中,如信号光的偏振态相对于本振光的偏振态发生变化,检测信号强度就要产生浮动,降低接收灵敏度。在传输中使用偏振保持光纤可以稳定输出偏振态,但偏振保持光纤价格昂贵,其他性能也不如普通光纤,仅可用于特殊系统。实用系统中,可以使用自动跟踪偏振控制器,也可使用偏振分集接收方法解决这一问题。
3. 研究计划与安排
1)1周——3周:进行调研,查阅不少于10篇的相关资料,其中英文文献不少于5篇,明确毕业设计的基本内容和技术方案,完成开题报告;
2)4周——6周:学生自己收集与选题相关的英文文献资料进行英文资料的翻译工作(字数应不少于5000汉字),电子版交指导老师审查同意后定稿;
3)7周——10周:熟悉matlab软件、查阅相关文献及复习《通信原理》和《数字信号处理》的相关知识,为搭建仿真链路做好准备。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]刘树棠.信号与系统(第四版).西安:西安交通大学出版社,2008
[2]刘宝柱.matlab7.x从入门到精通(修订版).北京:人民邮电出版社,2010
[3]丁亦农.simulink与信号处理.北京:北京航空航天大学出版社,2010
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