基于FPGA的单模、多模光纤数据传输研究开题报告

 2021-08-08 10:59:15

1. 研究目的与意义

随着电信和信息技术的飞速发展,电信领域正发生着一场极其深刻的变革。由于因特网的爆炸式增长,数据业务迅速发展,传统的电路交换方式将逐步让位于包交换方式。用户的业务种类也由单一的话音业务发展为各种宽带业务,如会议电视、远程教育、按需点播、交互多媒体通信和家庭购物等。如何将宽带信息传送给用户,实现端到端全数字式的多媒体通信,是全世界通信界所关注的。随着SDH技术的大规模推广应用和ATM技术的发展,电信网的主干网已经基本上实现了光纤化、宽带化和数字化,相比之下,原来模拟的、窄带用户环路就成为制约当前电信网宽带化发展的一大障碍。

随着通信技术的发展,数据传输的电磁环境越来越恶劣,因此怎样实现在复杂多变的电磁环境下实现数据的正确传输,越来越受到人们的关心。而采用光纤进行数据的传输,与电缆传输相比,不但能够抗电磁干扰,而且带宽高,重量轻,所占空间小,因此光纤传输得到了越来越广泛的应用。

2. 国内外研究现状分析

国内现有的网络是在pstn网络的基础上发展而成的,用户接入铜线为主,目前铜缆由于受主要原材料电解铜价格大幅上涨的影响。针对现有的宽带网络铜缆接入方式存在无法满足业务开展要求,大量占用管孔资源,铜价上涨导致投资建设成本增大,维护成本增大等弊端,中国网通,中国电信等电信业务主流运营商纷纷提出根据不同环境和条件下利用光缆替换原有铜缆的光进铜退接入技术方案。光进铜退即fttx,是宽带发展的一个必然趋势和选择。

但是国外这方面发展较国内早,符合itu-t g.652.a规定的普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,g.652.a光纤的性能还有可能进一步优化,当光纤中传输的光强密度超过光纤的阈值时则会表现出非线性效应,从而限制系统容量和中继距离的进一步增大。通过色散和光纤有效芯面积对非线性效应影响的研究,国际上开发出满足itu-t g.655规定的非零色散位移单模光纤。利用低色散对四波混频的抑制作用,使波分复用和密集波分复用技术得以应用,并且使光纤有可能在第四传输窗口1600nm区(1565nm-1620nm)工作。目前,g.655光纤还在发展完善,已有truewave、leaf、大保实、teralight、pureguide、metrocor等品牌问世,它们都力图通过对光纤结构和性能的细微调整,达到与传输设备的最佳组合,取得最好的经济效益。

我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括g.652光纤和g.655光纤。g.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。g.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使。

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3. 研究的基本内容与计划

(一)、研究内容

本课题主要研究采用fpga或单片机技术,按照相应的编码技术进行识别或传输,实现各种标准时间信息的单摸和多摸光纤传输 建立了基于多模光纤及长程单模光纤的两oofdm仿真平台,通过matlab建立了多模光纤amoofdm仿真平台,通过对信道估计的仿真,实现了自适应调制及自适应循环前缀,在1000m距离上实现了12.5gbit/s的传输速率。并列举22-31子载波数下使用bpsk调制。长程单模光amoofdm仿真平台基于optisystem和matlab,实现了固定调制方式(16qam),无均衡,15gbiffs的数据传输100kin。

(二)、研究计划

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4. 研究创新点

光正交频分复用在国际上已成为新型光调制技术的研究热点。国外的主要研究小组有美国的university ofarizona、英国的bangor university、朗讯一贝尔实验室、日本的kddi实验室、澳大利亚的university of monash等,这些研究组对oofdm系统进行了探索研究,包括oofdm中的关键技术研究、非线性问题、性能评价、频谱效率等方面。主要涉及oofdm在长程单模光纤传输系统和短距离多模光纤传输系统中应用。

总的说来,有关oofdm的研究,2007年以前,主要停留在理论研究和数值仿真上,研究范围也主要集中在多模光纤短程传输系统上。从2007年3月起,开始出现一些原理性验证实验,同时也将oofdm技术用于长程单模传输系统。未来几年,主要研究方向可能有以下几个:

1.oofdm在高速长程单模光纤传输系统中的应用。oofdm技术以前的研究更多集中在多模光纤上的应用。但随着dsp器件的飞速发展,现在oofdm技术研究已经更多地集中在单模光纤传输系统中的应用和研究中。

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