▪ 光域：QPSK、8QAM到128QAM。矢量格式越高，带宽利用率越高 ，信噪比要求越高，实现也越难。
▪ 重点研究：16QAM调制。(Star-16QAM或Square-16QAM)
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课题研究的主要内容
铌酸锂IQ光调制器实现Star-16QAM
上海大学研究生学位论文开题报告
光相干调制解调技术研究
饶露 导师：李迎春
特种光纤与光接入网重点实验室
上海大学通信与信息工程学院 2012年12月19日
国内外研究现状 课题研究的内容 课题研究的创新点与难点 研究进度安排 参考文献
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国内外研究现状
光通信中的OFDM 技术
▪ 直接检测：在直接检测系统中，光信息被光强所承载，光 电器件直接接收光强变化，然后用解调的方法检测出信息 。
▪ 相干检测：在接收机端需要一个激光器来产生与信号光相同频率 的光波，对相位噪声比较敏感。实际上是将相干检测技术和 OFDM调制技术相结合，实现了最佳的接收机灵敏度、频谱效率 和抗偏振模色散的能力。
QIAN Dayou, Kwok T T O, Cvijetic N, et al. 41.25 Gb/s Real-Time OFDM Receiver for Variable Rate WDM-OFDMA-PON Transmission[C] // Proceedings of the Optical Fiber Communication/ National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC’10),Mar 23-24, 2010,San Diego,CA, USA. Piscataway,NJ,USA:IEEE,2010:PDPD9.
QIAN Dayou, CVIJETIC N,HU Junqiang,et al. 108 Gb/s OFDMA-PON with Polarization Multiplexing and Direct-Detection[C]// Proceedings of the Optical Fiber Communication/ National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC’09),Mar 24-26, 2009,San Diego,CA, USA. Piscataway,NJ,USA:IEEE,2009: PDPD5.
解调
均衡
误码计数
串并变换
-----
FFT
取样频率偏移校正
训练符号同步
IQ下变频 及相位噪声补偿
ADC ADC
LO
90o
Optical
PC
hybrid
去除CP和TS
BPF
解调
均衡
BPF
输入 BPF
输出
载波相位恢复前
载波相位恢复后
(.)*
共轭
相干检测
并串转换
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参考文献
B. Liu, X. Xin, L. Zhang, K. Zhao, and C. Yu, "Broad Convergence of 32QAM-OFDM ROF and WDM-OFDM-PON System Using an Integrated Modulator for Bidirectional Access Networks," inNational Fiber Optic Engineers Conference, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2010), paper JThA26.
QIAN Dayou,CVIJETIC N,HU Junqiang,et al. 40-Gb/s MIMO-OFDM-PON Using Polarization Multiplexing and Direct-Detection[C]// Proceedings of the Optical Fiber Communication/National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC’09),Mar 24-26, 2009,San Diego,CA, USA. Piscataway,NJ,USA:IEEE,2009: OMV3.
Giddings, R.P, Yang, X.L, Jin, X.Q,Tang, J.M. Kee, H.H. Real-time implementation of optical OFDM transmitters and receivers for practical end-to-end optical transmission systems. IEEE Electronics Letters. vol: 45,pp: 800 – 802, July 2009.
Ming-Fang Huang, Jianjun Yu1, Dayou Qian, Neda Cvijetic, and Gee-Kung Chang. Lightwave Centralized WDM-OFDM-PON Network Employing Cost-effective Directly Modulated Laser. Optical Fiber Communication Conference (OFC), March 22, 2009,San Diego, California ,paper OMV5.
2
国内外研究现状
澳大利亚墨尔本大学的 w.shieh等人在2006年提出了相干调制相干解 调的CO-OFDM系统，可以很好的解决光纤传输中色度色散(CD)和偏 振模色散 (PMD)的问题。2009年，英国的Giddings设计出首个实时在 线光OFDM收发器，同年12月，实验了在25KM的单模光纤中 11.25Gb/s的实时传输。
工作安排
收集相关资料，对国内外各种相关文献的学习和分析， 了解系统原理，完善设计方案； 研究OFDM-PON下行高速光调制，选择合适的调制解 调方式； 研究下行的光调制器，分析相关特性对信号的影响， 选购元器件，主要考虑体积和成本问题；
设计方案实现阶段，搭建可行的验证系统；
实验系统性能测试阶段，对实验系统完成性能测试和 分析；
由于目前国内外对于OFDM-PON下行系统的研究较多，大多停留在理论验 证阶段，个别构建的成功案例速度也不是很高，因此，本课题的创新点 即：提出了解决光调制器中高速编码的方案，以及高带宽调制解调时的 模块实现，自适应功率和比特加载算法对OFDM信号性能影响的分析。
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X. Zheng, X. Liu, C. Hou, Y. Shao, S. Zou, X. Li, J. Zhang, W. Fang, and N. Chi, "A Novel OFDM-PON Architecture Using Single-Side-Band OFDM for Down Stream and Sub-carrier Multiplexed ASK for Up Stream," in Asia Communications and Photonics Conference and Exhibition, Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2009), paper TuBB3.
4 level signal
V1
Vb1 V / 2
DD-MZM
Ec
Io
4 level signal
V2
Vb2 V / 2
DD-MZM
V /2
Q I
Square-16QAM：
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课题研究的主要内容
信号检测技术：
研究表明：在OFDM-PON的上行运行方式是多个ONU的发送光波为一 个OLT的光探测器接收，将要面对光电转换散弹噪声叠加，甚至光 差拍干扰（OBI）的问题，因此如不进行相干检测，OLT的光接收灵 敏度相当低。
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课题研究的主要内容
OFDM-PON概念图
它靠离散付里叶变换对（IFFT/FFT）实现了正交子载波的同时传输， 在上行方向，多个光网络单元（ONU）同时与一个光线路终端 （OLT）通信而互不相扰，透明地支持各种各样的应用。
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课题研究的主要内容
数字相干检测方案
PPDD11
LLDD22
90o
PPDD22 PPDD33
PPDD44
II
-- A/D
QQ
-- A/D
串并变换 FFT 均衡 解调
00
用户接收数据
……… ………
Ns-1 Ns-1
OFDM解调
问题：相干检测成本较高，要用到本振激光器，为了降低成本,用的 是采用价格不高的可调谐DFB激光器和梳状光谱发生器。
光OFDM 技术发展趋势
▪ 光的相干检测技术在二十世纪八十年代曾是人们热议的话题，被 当做是提高接收机灵敏度的重要技术。然而，EDFA的出现将人们 的注意力重新转移到了直接检测上来。在21世纪初期，随着DPSK 等新型调制技术的出现以及电域信号处理技术的发展，重新燃起 了人们对相干检测的兴趣。相干检测能够保留光信号的相位信息 ，将其转换到电域上进行处理，利用电信号处理技术，实现载波 恢复和相位噪声估计。