一、单波长双向传输吉比特EFM链路中串扰现象研究（论文文献综述）
骆思雨,许岩,李正璇,宋英雄,汪敏[1]（2020）在《下一代光接入网中物理层关键技术研究进展》文中认为5G和数据密集型应用的兴起对下一代光接入网的容量提出了新的挑战.作为最成熟的宽带光纤接入技术,无源光网络（passive optical network, PON）受到了广泛关注.为了在满足功率预算的前提下实现更高的传输速率,提升物理层性能的关键技术一直是该领域的研究热点,同时尽可能地降低系统成本对PON的大规模部署有着重大意义.该文梳理并总结了光接入网中物理层关键技术的研究进展.介绍了PON标准的演进和现状,分析了下一代PON面临的挑战和成因,重点阐述了数字均衡技术、高阶调制格式、光放大、前向纠错、非线性串扰实验分析以及低成本相干检测等关键技术及其研究进展,并综述了当前相关工作的研究成果.
肖庆华[2]（2020）在《基于概率整形调制的波分复用无源光网络系统》文中研究指明4K/8K高频视频技术,物联网技术,人工智能,无人驾驶等诸多新技术,改变了人类生活、工作的方式。不同场景新技术的顺利应用使网络流量迅速增长。预计到2021年,全球移动流量将达到48,270 Pb/月。2019年,在国家政策指引下,通信业持续加快光纤带宽升级,接入网络基本实现全光纤化,保障了宽带用户接入速率持续提升。波分复用无源光网络作为一种高容量,低时延的光纤接入网,在5G时代具有广大的发展前进。本文针对波分复用无源光网络（WDM-PON）光纤传输中信号损伤和光网络单元接收功率灵敏度提升,提出了基于多对一概率整形（PS）技术的强度调制直接探测的波分复用无源光网络系统,其大致内容及创新点如下:1、针对光线路终端中器件带宽所限造成的信号高频损失,本论文提出了一种基于恒模算法和面向判决最小均方盲均衡算法的数字预均衡技术,详细说明了预均衡原理。另外,对于相位相关的16级正交幅度调制（16QAM）信号,提出一种基于参考信号的预均衡方法。将两种方法应用于WDM-PON中,实验验证两种方法均有明显的高频损伤补偿作用。2、提出一种基于麦克斯韦-玻尔兹曼分布的“多对一”的映射概率整形调制方案,将此方案应用于四级脉冲幅度调制（PAM4）信号,八级脉冲幅度调制（PAM8）信号以及16QAM中。通过理论验证,概率整形技术使信号获得整形增益,在低信噪比区域,概率整形信号更接近香农极限。并根据汉明距离对于高级调制格式中映射规则进行优化。实验验证概率整形技术可以使波分复用系统光网络单元的接收功率灵敏度增加。3、将LDPC编码和比特交织编码迭代译码（BICM-ID）应用到PS-PAM8和PS-16QAM WDM-POM信号的解码中,解决了多对一映射中比特序列重叠造成的译码歧义。在PS-16QAM WDM-PON中结合离散多音频调制（DMT）技术,详细说明DMT信号的产生原理,并通过离散傅里叶变换扩频技术降低DMT信号的峰均功率比（PAPR）。通过对BICM-ID系统的外信息转移图分析映射方案优化的效果,通过实验验证了改进方案对波分复用系统的可行性分析。该方案不仅降低了信号的PAPR,有效克服了信号在光纤中非线性效应的产生,还提高了系统的频谱效率。
赵钢明[3]（2020）在《基于OFDM的RoF-PON系统性能优化研究》文中进行了进一步梳理随着通信领域的飞速发展以及人们生活水平的不断提高,人们对数据流量的需求呈现出爆炸式增长的趋势,大带宽、高速率、低时延,接入方式灵活多样等用户需求使得传统的接入网难以胜任这一艰巨的使命,因此研究下一代新型接入网具有十分重要的现实意义。未来接入网的发展能够同时为用户提供可选择式的有线/无线接入服务,这一方式可以通过将无源光网络（PON）技术和光载无线通信（RoF）技术相结合来实现,为适应远距离光纤通信的需要,正交频分复用（OFDM）技术的引入能够提高频带利用率并且有效抑制远距离光纤传输产生的色散效应。本文的研究主要立足于对下一代新型接入网RoF-PON系统的构建以及通过抑制OFDM较高的峰均功率比（PAPR）进而实现对RoF-PON系统传输性能的优化。本文首先研究了RoF技术中高频毫米波生成技术,选择合适的生成高频毫米波方案是RoF技术的关键。论文中分析了四种高频毫米波生成技术:直接强度调制技术、光外差技术、光学倍频技术以及外部调制技术的原理和优缺点。选择外调制技术作为系统中生成60GHz高频毫米波的方案。之后仿真分析了外调制法生成的三种边带信号:双边带（DSB）、光载波抑制双边带（OCS）以及单边带（SSB）的优缺点,最终选择单边带调制作为系统中上下行信号的调制格式。其次本文研究了PON系统中的无色化光网络单元（ONU）技术,分别分析了四种ONU无色化技术:基于波长可调谐激光器技术、基于宽谱光源分割技术、基于法布里-珀罗（FP-LD）激光器技术以及基于波长再利用技术的原理及优缺点。选择基于反射式半导体光放大器（RSOA）波长再利用技术作为本文系统中的无色化ONU方案。之后基于RSOA实现ONU无色化方案构建了OFDM-RoF-PON系统,仿真分析了OFDM-RoF-PON系统上下行传输性能,结果显示当下行信号采用传输速率为10Gbit/s的单边带（正交振幅键控）4/16QAM调制信号时,系统传输误码率在接收光功率为-19.5dBm时可以达到10-10,满足了实际传输的需要。系统上行采用传输速率为10Gbit/s的非归零码（NRZ）信号时,系统眼图结果睁开程度较大,传输性能较好。最后,本文研究了抑制OFDM信号较高PAPR的几种技术:限幅类技术、编码类技术以及概率类技术,选择改进概率类技术中的选择性映射（SLM）技术来降低系统中OFDM信号PAPR。改进后SLM技术具有计算复杂度低、抑制PAPR能力更好等优势,之后将改进的SLM技术引入到OFDM-RoF-PON系统中对系统非线性效应进行抑制,从而实现对系统传输性能的优化。通过仿真分析,结果表明:改进的SLM技术比传统SLM技术拥有更好的抑制PAPR能力,能够在更低的计算复杂度下产生更多的备选信号,同时在OFDM-RoF-PON系统中引入改进的SLM技术后,系统非线性效应得到了抑制,在相同光信噪比条件下,使用改进后SLM技术的系统传输误码率更小,系统传输性能更好。
吴宾[4]（2019）在《卫星激光—微波混合网络中继交换关键技术研究》文中研究表明随着高速数据通信、导航定位、高分辨率图像采集和深空探测等技术的进步,星间、星地大容量信息传输的需求不断增长,多种类型星间与星地数据中继业务的需求不断增加,在原有的卫星微波通信系统的基础上,进一步采用激光通信技术在中继卫星之间建立高速激光链路,从而形成激光-微波混合卫星网络,成为未来空间信息网络发展的必然趋势。卫星转发器作为中继卫星的关键载荷,需要支持多通道、不同类型信号的中继和交换等功能。传统的卫星转发器越来越接近电子速率的极限,限制了信号交换与处理速率的进一步提高,而采用微波光子技术可以有效降低卫星转发器的体积、重量和功耗,实现大带宽和超高速的交换和信号处理。同时,利用其并行处理的特性能够有效提高卫星转发器微波信号的处理能力,如多频本振分发、多通道信号低损伤变频和波束间交叉互连等功能。因此,将微波光子技术应用于未来激光-微波混合网络的中继系统中,成为下一代高频段、多波束、大容量卫星通信系统发展的必然趋势,具有重要的科学意义和实用价值。本论文在充分调研国内外研究现状的基础上,对未来卫星激光-微波混合网络交换中面临的系统结构、弹性带宽交换和星上波长变换、多通道频率变换、星地高速链路的并行传输等关键问题,进行了系统深入地理论与实验研究,具体完成的创新性工作如下。（1）设计了卫星激光-微波混合交换系统结构,提出了基于业务分布的弹性带宽优化分配策略,在仿真的基础上搭建了基于波长选择开关的弹性带宽交换实验系统,验证了系统频谱资源灵活配置和弹性带宽交换的能力。该方案能有效提高网络的频谱利用率,适用于未来卫星激光-微波混合网络中,不同粒度业务的灵活高效交换。（2）提出了一种基于光频梳的中继交换全光波长变换方案,分析了波长变换的原理和实现技术。对搭建实验系统的测试结果表明,通过光频梳与波长选择开关配合,系统能实现“点到多点”的波长变换和频隙级的波长分配,各通道传输的基带数据误码率均低于10-9。该方案可降低各节点之间因波长冲突造成的业务阻塞,从而提高星间光链路的传输容量。（3）提出了基于抑制载波双边带和基于可重构单光频梳的星上并行多频段变频方案,分析了星上频率变换实现的原理,设计了适用于多波段宽带卫星的转发器系统结构。搭建了基于微波光子学的星上多频段变频实验系统,以Ka波段信号变频至其他卫星工作波段信号为例,验证了系统的可行性。该变频方案输出不受波分复用通道限制,采用并行变频的方式,降低了星上负载的功耗和系统复杂度。（4）提出了一种星地高速链路数据并行传输技术。通过向并行信道添加同步信息,实现了四路微波信号的同步控制;基于自行设计的Virtex-6系列FPGA硬件平台,对该方案进行了实验验证,接收端能恢复出5Gbps速率的原始基带数据,验证了四路并行数据的同步性。同时,设计并研制了基于RocketIO的空间光通信阵列高速光收发器,实现了 6.25Gbps的高速串行通信,其具有集成度高、调试灵活和扩展性强等特点。
郭鑫[5]（2019）在《10G EPON安全认证机制的研究》文中认为10G EPON作为率先成熟并广泛应用的下一代PON技术,符合网络大环境发展的趋势,它具备大带宽、大分光比、与EPON兼容组网、网管统一、平滑升级等优点。但是由于10G EPON网络的自身网络拓扑结构特点,致使非法OLT或者ONU有机可乘,使得用户数据被泄露,同时也消耗了大量的系统资源。因此,为了避免这种安全威胁,本文分析了10G EPON的系统工作原理,研究了国内外对10G EPON安全现状的进展,并做了如下的工作:（1）本文设计了一种基于NTRUSign数字签名算法的10G EPON加密方案。在数据传输的过程中为了防止中间人攻击等安全问题,在ONU自动注册的过程中使用NTRUSign算法相互认证,并使用ECDH椭圆曲线密钥交换算法自主协商密钥,在ONU向OLT注册的过程中实现了密钥交换,建立了安全的会话密钥。（2）介绍了RSA算法与ECDSA数字签名算法,将两者与NTRUSign算法做了对比,并使用Java语言分别对RSA、ECDSA以及NTRUSign认证算法进行编程仿真,进行分析与比较。结果表明,基于NTRUSign数字签名算法的10G EPON方案相比于其他两种算法来说,具有更好的性能和更高的安全性,更适合在实际中应用。（3）本文提出了一种将量子密钥协商协议引入到10G EPON系统的思路。将使用量子密钥协商方案的认证过程嵌入到注册过程中,通过检测量子状态来验证OLT和ONU的合法性,满足了OLT与ONU的双向认证,并安全地建立共享密钥作为通信双方的会话密钥。
夏方园[6]（2019）在《卫星光通信系统的杂散光抑制研究》文中进行了进一步梳理卫星通信的下一步发展需要实现高码率的传输,通信载荷也需要适合于空间平台应用,即必须小型化、轻量化和低能耗,唯一能够满足这些要求的通信手段是自由空间激光通信。卫星激光通信终端在轨运行时面临着复杂的空间背景辐射情况,并且通常需要满足几千公里乃至几万公里的数传距离,发射较强的激光功率经过远距离传输能量损耗严重,同时卫星光通信系统必须是弱光探测,因此高的杂散光抑制比和收发隔离度是卫星光通信系统实现长距离、全双工激光通信的关键。本文对卫星光通信系统在轨面临的典型空间背景辐射特性和光学系统内部杂散光进行了理论研究和分析,从总体设计层面分析了卫星光通信终端需要设计的日凌规避角,以及其它典型星体对激光终端的杂散辐射量级计算方法,为卫星光通信系统的视场外杂散光抑制水平和收发隔离度等指标的要求提供了理论依据。主要针对卫星光通信终端光学系统的组成单机:潜望式粗指向机构、望远镜、收发通道和相干接收机里的90°光混频移相器做了杂散光抑制设计、理论分析、仿真计算和实验测试验证等工作。最后,将所有单机集成到一起建立了卫星光通信终端光学系统级的半物理仿真分析计算,验证了各单机/部组件的视场外杂散光抑制和收发隔离度提高设计,对光通信系统的视场外杂散光抑制和收发隔离度的提高效果明显。本文主要的主要工作及创新点如下:（1）.提出了一种在次镜打孔和设置光陷阱的方式,提高卡塞格林望远镜的收发隔离度,并推导了次镜开孔孔径比、发射效率和隔离度的理论关系。仿真计算结果表明:当次镜开孔孔径比K为0.10.3时,望远镜发射效率不受影响,且收发隔离度由改进前的21.73dB提高到41.4dB。通过搭建测试装置测得改进后的卡塞格林望远镜收发隔离度为41.56dB,发射效率没有影响仍为76.9%,与仿真结果相吻合。实验结果验证了理论模型的准确性和改进方法的有效性,这对于提高卡塞格林望远镜的收发隔离度有重要意义。（2）.设计了一种新的基于同频段异频点方案的单波长光学收发通道,建立了收发通道中的光学隔离数学模型,采取偏转1/4波片角度、偏振分光片透光处设置光陷阱和取消检偏器等优化措施,研制出的原理样机收发隔离度实测为78.3dB。该方案相比于传统多波长光学系统,具有减少系统激光器和收发支路数量等优点,同时可以实现不同终端之间状态自动切换便于组网,推导得出的隔离度数学模型对于同频段异频点的光学通道隔离度优化设计具有指导意义;（3）.在前人理论研究的基础上,进一步结合卫星光通信终端光学系统的参数,提出使用潜望式捕跟机构、离轴望远镜、单波长收发通道和相干探测相结合的系统设计,仿真计算日凌时到达通信接收支路杂散辐射功率为-109dBm,实现日凌免疫,同时系统内部的收发隔离度达到100dB以上,该形式的卫星光通信系统可广泛应用于卫星星间的数传组网。
吕韵欣[7]（2019）在《光接入网节能技术研究》文中研究说明随着“信息化”社会建设的进一步加快以及宽带业务需求的进一步增加,通信网的能耗问题日趋严峻。通信网大量的电力需求不仅给各大网络运营商带来了额外的运营成本,也使得网络“提速降费”工程的推进变得更为艰难,阻碍了社会“信息化”与“智能化”的发展。接入网作为通信网中的“最后一公里”,其能耗占到了整个通信网能耗的80%。因此,开展接入网节能降耗研究对降低整个通信网的能耗具有重要意义。本文以光接入网为背景,讨论了光接入网节能降耗研究的现状,开展了光接入网节能降耗机制的研究。通过优化网络结构和动态资源调度机制,结合未来光接入网的需求和新兴光接入网先进技术,设计并提出了多种光接入网节能降耗方案。论文的主要研究和创新工作如下:1.基于光网络单元（ONU）分组互联的电子开关光接入网能效研究在基于电子开关的光接入网基础上,提出了ONU分组互联的光接入网方案。该方案通过将ONU分组,并对每个ONU组内的所有ONU进行两两互联,实现了在低负载下ONU流量的汇聚,减少了工作的电子开关端口数量。研究结果表明,该方案可在低负载下明显地降低网络功耗。其次,利用用户网络流量模型,研究了在不同ONU分组规模下该方案的日常节能表现,并综合建设成本探讨了最佳ONU分组规模。此外,针对非对称上下行流量的情景,进一步提出了上下行独立的ONU分组互联光接入网方案,实现了对电子开关光接入网在非对称上下行流量情景下网络功耗的优化。同时,对非对称上下行流量、上行链路速率以及ONU分组规模对上下行独立的ONU分组互联光接入网方案功耗的影响进行了深入探讨。2.基于动态资源调度的时分复用光接入网能效提升研究针对基于ONU轮询机制的10 Gbps以太无源光网络（10G-EPON）,提出了两种基于动态资源调度的网络节能降耗方案,分别称为负载自适应轮询顺序调度（LASA）方案和轮询周期压缩（PCC）方案。a)LASA方案通过根据网络负载情况动态地控制每一轮询周期内ONU的轮询顺序,增加了在连续两个轮询周期内所有ONU可获得的总睡眠时间。相对于传统固定轮询顺序方案,LASA方案在保证网络时延性能的前提下,实现了ONU能效的有效提升。此外,针对低负载时轮询周期过短而LASA方案无法有效节能的问题,提出了固定最小传输时间（FMT）机制,改善了LASA方案在低负载时的能效。b)PCC方案通过将连续的数个轮询周期作为一个轮询周期重置循环,并设置压缩系数来动态地压缩和扩张每一个轮询周期重置循环内的轮询周期,增加了ONU在一个轮询周期重置循环内可获得的睡眠时间。研究结果表明,PCC方案有效提升了ONU的能效。此外,通过分析压缩系数和一个轮询周期重置循环中包含的轮询周期数目对系统能效和时延的影响,对压缩系数和一个轮询周期重置循环中包含的轮询周期数目的选择进行了讨论。3.多环结构的高生存性高能效光接入网方案在时-波分复用无源光网络（TWDM-PON）的基础上,提出了一种基于多环结构的高生存性高能效光接入网方案。该方案将光接入网分为4层,并在除了光链路终端（OLT）组层外的每一层内,将同一层的网络设备互联成一个环状结构,以此在实现同层设备之间相互保护的同时,增强了ONU接入OLT路径选择的灵活性。通过该方案,不仅网络备用设备的数量得到减少,而且在低负载下,ONU流量也可以得到更好地聚汇聚,使得大量网络设备能够关闭来实现节能。研究结果表明,该方案可在有效保证光接入网生存性的同时极大地降低网络建设成本和运行功耗。此外,受益于该方案的流量汇聚功能,其联合LASA方案可获得更为突出的网络节能降耗效果。4.基于数字滤波多址接入（DFMA）技术的高能效光接入网研究在数字滤波多址接入无源光网络（DFMA-PON）的基础上,提出了一种基于数字域子带分组分配的光接入网方案。该方案通过将多个数字域子带组合成一个子带组,并将一个子带组以时分复用的方式分配给多个ONU使用,提升了每个ONU的传输速率,增加了每个ONU可获得的空闲时间,以此进一步通过结合ONU睡眠唤醒节能机制,实现了ONU能耗的有效降低。其次,研究并讨论了该方案中一个子带组所含数字域子带数目对系统能效的影响。进一步地,结合工艺技术提升对器件功耗的影响,比较了该方案与传统光接入网方案平均传输每比特数据的能耗随工艺技术发展的变化,对网络升级换代可带来的能效提升进行了讨论。
邓锐[8]（2018）在《面向新一代光接入网的实时系统及若干DSP技术研究》文中研究说明高带宽网络需求的业务增长,通信多样化的发展趋势,以及方便快捷、绿色健康的生活理念,促使着人们对光接入网的升级需求不断增长。近年来,新一代光接入技术在学术及产业界得到了大量与深入的研究。其一,在高速光纤接入方面,为满足日益增长的宽带业务需求,下一代无源光网络（PON）的研究,引起了广泛重视。其二,新型可见光通信顺应着绿色健康的生活理念而出现,逐渐成为下一代室内高速接入的最具发展潜力的技术之一,目前成为学术界一大研究热点。其三,从单纯的光纤通信,到光纤、无线电通信的无缝融合,再到光纤、无线电及自由空间光通信的多重融合,这些新型光纤无线混合通信方面的研究,被视为未来室内外接入技术的发展方向。然而,在以上所提及的研究中,有关调制格式及关键数字信号处理（DSP）算法的提出与验证,均是基于离线实验,其并未考虑算法的硬件实现形式、实现复杂度,实现过程中的数据精度,及所需的片上资源开销与实现后的功率消耗等一系列问题。本论文针对这一系列问题,搭建了面向新型光接入网的实时通信实验平台,研究并提出了多种适合于硬件实现的高效数字信号处理算法,以推动新型光接入网的规范化及实用化进程。另外,从理论方面展开研究,提出了若干有效方案以解决新型光接入通信系统中的相关关键问题。本论文主要研究内容及取得的相关成果如下:第一,面向下一代PON的直接检测（IMDD）光纤通信系统,开展的研究工作如下:1)提出了一种适用于实时实现的精确符号同步算法及一种基于导频的实时信道估计方案,在基于16路并行1024点快速傅里叶变换/逆变换（FFT/IFFT）的直接检测光正交频分复用（DDO-OFDM）实时系统中进行实验验证。实验结果验证了所提出的算法的有效性,并首次验证了基于多路并行大尺寸FFT/IFFT实现光OFDM系统的可行性,证明了基于导频的信道估计方案可以抵抗实时DDO-OFDM系统中的采样频偏所带来的影响。2)基于归零模式（RTZ）数模转换器（DAC）,实验实现了一个25 Gb/s的直检双频带离散傅里叶变换扩展（DFT-Spread）OFDM半实时传输系统。首次证明了采用采样RTZ-DAC及双频带传输技术提高DDO-OFDM速率的可行性,该项工作有利于推动25G OFDM-PON的发展进程。3)基于超奈奎斯特（super-Nyquist）采样技术,实验实现了一个基于欠采样模数转换器（ADC）的双频带奈奎斯特四电平脉冲幅度调制（Nyquist PAM-4）半实时IMDD光传输系统。尽管系统中所利用的ADC采样速率仅为5 GSa/s,该系统的传输速率却高达20 Gb/s,它首次证明了基于super-Nyquist采样技术的双频带传输方案的有效性。第二,面向室内新型可见光接入,开展的若干理论及实时实验研究工作如下:1)实验研究了自适应DFT-Spread-OFDM应用于基于发光二极管（LED）的可见光通信系统中的可行性。结果表明,自适应DFT-spread-OFDM可同时抵抗LED可见光通信中的非线性效应及高频衰落效应。2)提出了一种基于串行IFFT的周期性噪声消除算法,在LED可见光通信系统中进行实验验证。从理论上分析了该算法的有效性,实验结果表明该算法可有效消除因非理想放大元件中的自激效应而产生的周期性噪声以改善系统性能。3)提出了一种简单的基于训练序列（TS）的采样频偏（SFO）估计与消除算法,实验实现一个基于激光二极管（LD）的吉比特实时OFDM可见光通信系统,并首次演示了一个基于可见光通信的1.485Gb/s高清串行数字接口（HD-SDI）视频信号传输。另外,提出了一种实时易实现的低复杂度预编码方案,相关实验表明,该编码方案可有效抵抗可见光通信中高频衰减所带来的影响。第三,面向新型光纤无线混合接入,展开了若干理论及实时系统研究,开展的研究工作如下:1)首次搭建并展示了一个软件自定义的直接检测光纤通信与激光可见光通信融合的光纤无线混合通信实时实验系统,实验结果表明,在无采样频偏补偿的情况下,该系统仍可取得超2 Gb/s的传输速率,初步证明了激光可见光通信与直检光纤通信的融合可应用于未来室内外光接入的潜在可能性。2)提出了一种简化的实时可实现的多模盲均衡算法,实验实现了一个实时Q波段（36-41 GHz Q-band）PAM-4光载无线（RoF）通信系统,同时,在系统中研究了交织里所（RS）纠错编码的性能,研究结果表明了所提出与所采用的算法的有效性。3)首次采用光子四倍频及平衡预编码技术,实现了一个W波段（75-110GHz W-band）的光纤无线混合通信系统,从理论与实验的角度分别证明了所采用技术的有效性。4)首次将Twin-SSB-OFDM传输技术用于光载无线通信,实现了一个基于电滤波器的双单边带OFDM外差式W波段光纤无线混合系统,并提出了一种面向外差式光纤无线混合系统的实时可实现的载波恢复算法,通过离线实验与实时研究相结合的方式,验证了该算法的效果,同时初步证明了基于电滤波器的Twin-SSB-OFDM传输方案应用于未来高速光纤无线混合接入中的可行性。
王蔚[9]（2018）在《NG-EPON高效用户接入控制技术研究》文中提出随着大数据、云计算、虚拟现实、4K/8K高清视频等新兴产业的崛起,用户对于网络接入速率的要求与日俱增。作为网络接入的“最后一公里”主流解决方案之一,无源光网络（PON）能够提供强大的宽带接入能力。目前的PON技术如EPON、GPON、10G-EPON、XG（S）-PON等能够为用户提供高速的宽带接入速率。但是,随着网络带宽需求以每年50%的速率不断增长,现有的PON技术在几年后将无法满足未来业务巨大的带宽需求,研究面向未来海量带宽需求的具有更高宽带接入速率的PON技术显得尤为重要和紧迫。为此,IEEE成立802.3ca标准组来研究能够提供高达100Gb/s接入速率的下一代以太无源光网络（NG-EPON）。在时分复用的基础上,NG-EPON采用多个波长叠加的结构来提升总体带宽容量,同时引入信道绑定提升单个ONU的带宽能力。在NG-EPON中,ONU配备多套收发机,能够通过信道绑定在多个波长同时工作。NG-EPON的多波长及信道绑定的全新特性带来了大幅的容量提升,同时也给用户接入控制带来了很大的挑战。本论文主要针对NG-EPON中用户接入控制,基于多波长及信道绑定的新特性,从用户注册、资源调度和用户汇聚管理三个方面开展了深入的研究,提出了多通道ONU注册协议、资源调度算法以及ONU汇聚管理方案,实现了NG-EPON的用户快速接入以及资源的精细化管理和高效利用。具体而言,本论文完成了以下三个方面的工作:（1）NG-EPON用户注册技术研究NG-EPON由于采用了信道绑定技术,ONU可以在多个波长进行数据传输。为了保证传输可靠性,在注册时需要对ONU在每个波长上都进行验证。传统的EPON注册协议由于为单波长的场景设计无法直接应用到NG-EPON中。如果简单地将单波长EPON注册协议扩展到多波长,则会由于各个波长都要等待竞争窗口的结束,存在注册时间过长的问题,无法快速地提供用户接入服务。为了同时兼顾传输可靠性和注册效率,本论文提出了基于波长终端协作的协同注册协议。通过修改协议流程,协同注册协议只需要ONU在任何一个波长注册成功,便可以通过波长终端的协作利用其它的波长终端对剩余波长进行传输可靠性的辅助验证,从而实现ONU在所有波长的注册与验证。此外,本论文对传统的注册信息单元和状态机进行了扩展,可以很好地适用于协同注册协议,同时又能保持对传统10G-EPON甚至1G-EPON的后向兼容性。为了评估直接扩展版本和协同注册协议的性能,本论文对两种协议的注册流程进行建模分析,推导理论注册时延,同时进行仿真实验进行对比。理论和仿真结果都表明,协同注册协议能够有效地降低注册时延,能够大幅加快用户的接入速度。（2）NG-EPON资源调度技术研究NG-EPON ONU叠加的波长信道数量不同导致了NG-EPON多种类型ONU的存在,不同类型的ONU具备不同的工作波长能力。在资源调度即动态波长带宽分配时,必须要考虑不同的ONU工作波长能力、对应的带宽容量限制以及ONU波长能力不同导致的带宽分配的公平性问题。为了保证带宽资源在不同类型的ONU之间高效、公平地分配,本论文解耦了带宽分配和波长分配,提出了基于多阈值线的权值最大最小公平的带宽分配算法,然后对不同类型的波长分配顺序进行了研究,实现了NG-EPON中多类型ONU共存时的高效、公平、灵活的资源调度。此外,大小变化的以太网数据包在多个波长并行传输将导致乱序问题,重排序则需要一定的缓存和处理时延。针对此情况,本论文提出了抑制乱序情况的动态波长带宽分配算法,尽可能地将ONU带宽授权分配在单个波长上,并且基于分配结果进行带宽授权重整形优化,能够极大地降低出现乱序情况的ONU数量,理论和仿真都证明了本算法导致的乱序ONU数量小于波长数,与ONU数量无关。最后,在轻便的在线调度模式中,OLT需要对单个ONU进行快速的资源调度决策,针对波长分配模式,研究了不同的波长分配模式对于网络性能的影响,并提出了自适应的波长分配模式,综合考虑单个ONU负载以及总体负载进行动态波长分配,能够实现更低的时延和更大的吞吐量。（3）NG-EPON用户汇聚管理技术研究出于节能和服务保护的目的,根据用户数量和数据流量的涨落规律,OLT会选择性地关闭部分波长并把ONU汇聚到剩余波长上。在NG-EPON中,多种工作波长能力ONU的存在使得OLT在用户汇聚管理时选择汇聚波长时必须谨慎考虑用户的波长能力不均衡性,即使负载轻到只需要一个波长来承载,也不能随意地选取汇聚波长,必须根据ONU工作波长能力情况选取ONU都能工作的波长作为汇聚波长才能保证汇聚所有的ONU。进一步考虑负载情况则使得问题变得更加复杂,不同的工作波长能力和对应的负载情况组合将会导致不同的最简汇聚波长的选择。针对复杂的工作波长能力情况下的汇聚管理问题,本论文运用图论知识,对NGEPON中的波长汇聚问题进行分析,通过将问题转化为带容量限制的集合覆盖问题,提出相应的启发式算法求解。提出的二步求解法的复杂度低,性能优良,能够快速求出最简汇聚波长,同时给出每个ONU详细的迁移路径,方便运营商智能地运维管理。综上,本论文研究了NG-EPON高效用户接入控制技术,参考了IEEE 802.3ca标准组相关提案文稿,问题来源于对用户接入控制受NG-EPON新特性影响的思考,对用户接入控制的几个重要方面都展开了深入的研究,希望本研究能够为NG-EPON用户接入控制相关研究提供参考,并推动和促进IEEE 802.3ca NG-EPON用户接入控制技术的最终标准形成。
张阔[10]（2018）在《高速直调直检光接入网关键技术研究》文中研究说明随着4K/8K电视、线上游戏、云计算等应用的不断涌现,固网用户带宽需求迅猛增长。光纤以其大容量、低损耗以及低成本的优势逐渐取代基于铜缆的xDSL系统,成为接入网的主流传输媒介。与此同时,5G移动前传、工业物联等多种新兴高速数据业务也都需要光纤传输系统来承载。因此,未来光接入网将向大容量、支持多元业务以及万物互联的方向发展。随着光接入网容量的快速增长和覆盖业务的扩张,建设部署成本也会迅速增长。因此,如何以低成本的方式提升接入网的带宽是研究未来光接入网需要考虑的重要问题。直接调制直接检测传输方案是接入网系统中的优选方案,因为它结构简单,成本低,但在新一代光接入网需求下该方案面临着诸多挑战。首先,为满足接入容量的需求,传输速率大幅增长,这无疑造成传输性能的下降,迫使系统增加额外成本开销来进行损伤抑制,而过度的额外开销将有悖于直调直检系统的低成本初衷,因此,有必要研究低成本高性能的方案来解决直调直检传输的性能下降问题。其次,用户网络单元（ONU）数量多,对成本尤为敏感,而传输速率增长迫使用户侧采取数字信号处理或高带宽直调直检器件,从而带来成本上升,因此,简化ONU前端设计非常重要。第三,接入网的树形结构以及多业务接入趋势使得中心局端需要更多端口的光线路终端（OLT）设备,如果光接入系统能够支持中心局端光模块等硬件资源的灵活调度,就能极大提高硬件资源利用率,减低部署成本开销。基于以上,本论文围绕高速直调直检光接入网系统的若干关键技术展开研究,具体完成的工作如下:1.直调直检光接入网中的无辅助光域啁啾管理技术直接调制激光器（DML）的啁啾和光纤色散会产生相互作用,造成信号损伤。因此光接入网系统需要采用必要的啁啾色散管理。本论文提出了两种不需要额外器件辅助的啁啾色散管理方案:（1）提出了基于优化偏置电流的多种距离传输方案。本文对直调传输产生的信号频率衰落和偏置电流的关系进行了详细分析,首次理论分析了绝热啁啾对频率衰落会产生过补偿或欠补偿的现象,据此,提出通过调节偏置电流使得两种频率衰落相对平衡,提升光接入网传输性能。通过优化偏置电流,实现了0100km下10Gb/s NRZ信号的无误码传输和小于2.2dB的功率预算损失;相对固定偏置电流情况,该方案获得了大于10dB的功率预算提升。本文还对MAC协议设计给出了范例,使得优化偏置电流的操作可以在用户注册测距过程中配置完成。（2）提出了重用波分系统中固有的解复用器来对啁啾信号滤波实现啁啾管理。通过演示实验验证了其合理性,并且本文研究了该方案的鲁棒性和对不同系统的兼容性。研究结果显示,该方案能容忍光信号-7.5GHz到7GHz的频率偏差。滤波对邻带信号产生的串话远低于系统设计要求,此方案可以兼容常见信道间隔的解复用器,包括50GHz、100GHz和200GHz。这些结果都为工程应用提供了重要参考。2.直调直检光接入网中的低复杂度电域信号均衡技术高速数模模数转换芯片（ADC/DAC）的成熟使得高速数字信号处理（DSP）可以在传输系统中应用。在过去十年间,DSP已经在长距离相干系统中取得巨大成功。近些年来,DSP技术也逐渐成为光接入系统的研究热点。本论文着重探讨针对DML传输损伤的DSP技术,然后提出低复杂度的均衡算法来抑制信号损伤。主要包括:（1）针对直调信号的损伤特点提出了新的滤波器结构。直调传输由于绝热啁啾效应,高阶PAM信号不同电平有不同的光频率,经过光纤传输后到达接收机时间不同,因此对相邻符号有不同的码间串扰。据此,本文提出对不同电平信号用不同系数的均衡滤波器补偿,本文称之为基于强度分类的均衡技术。（2）实现了56Gb/s PAM4信号的传输记录。结果显示,在HD-FEC的误码要求下可以实现43km距离的传输,这比当前的最高纪录提升了115%。同时远超MZM和EML等发射机的传输距离（<30km,且采用了复杂、多状态的MLSE算法）。（3）利用所提均衡器进行了长距离光接入的探索实验。实验演示了40Gb/s直调PAM4信号63km的传输,该距离符合长距离PON规定的传输距离标准。此结果甚至优于外调制、多载波OFDM调制的接入方案。3.用户端ONU无DSP的高速光接入DSP技术虽然能对信号进行有效补偿,但需要有高速数模模数转换芯片和相应的处理芯片,这会增加相应设备的成本和功耗。例如50Gb/s的PAM4信号需要25-50G采样率的高速模数数模转换芯片以及乘法电路。因此,本文针对基于低速10G器件的高速接入系统,提出在ONU侧回避使用DSP技术的方案。开展的主要工作包括:（1）提出了O波段接入网的ONU用户侧无DSP处理的方案,所有DSP均在中心局端完成。对于下行传输,中心局端对信号进行了奈奎斯特脉冲整形和基于有限冲击响应（FIR）的预处理。对于上行传输,中心局端对信号进行传统的均衡处理。（2）基于端到端只有8.5GHz带宽的直调直检系统,进行了50Gb/s PAM4 PON系统演示实验,获得了高达29dB的功率预算,该功率预算满足光接入网标准定义的PR-30预算要求。（3）本文还对系统参数进行了研究,包括DAC采样率（脉冲整形滚降系数）、ADC采样率、FIR抽头数量以及ONU接收机差异性的研究,实验表明,上下行FIR滤波器抽头长度为31和55、下行DAC的采样率33.75GS/s、上行ADC采样率为32GS/s既可以满足系统要求,在保证小于1dB的灵敏度损伤情况下,滤波器可以容忍高达-2.2dB/GHz1.8dB/GHz的滚降。这些都为该技术的实用化提供了参考。（4）针对另外两种低复杂度码型,二进制非归零码和双二进制码,本文就所提方案的有效性进行了研究。实验结果显示,对于上述直调直检系统,双二进制码型更适用于单波长40Gb/s的传输配置,而二进制码更适合于单波长25Gb/s的传输配置。4.局端基于光交换的光电硬件资源共享复用光接入系统固有的点到多点的树形结构使得局端硬件资源天然集中化放置,为统一灵活调度提供了便利。因此可以利用这个特点对收发光模块、信号处理、MAC层处理等的硬件资源进行共享复用,以期提高硬件资源的利用效率。本文提出了一种支持中心局端对硬件资源灵活调度的光交换方案。所设计的光交换方案基于一种新型分割式非对称AWGR结构和快速可调谐DBR直调激光器。主要工作包括:（1）设计了×（>）的分割式非对称AWGR,其特点是完全由低成本无源器件组成,包括AWGR和光合波器。所设计的结构具有分割式循环路由特性,能带来以下好处:（i）所设计的结构支持严格无冲突收发机分配;（ii）降低了收发信机对调谐范围的要求;（iii）减少了收发信机调谐范围的种类（从到/）,相应地降低部署的复杂度和运维开销。（2）研制了全封装的快速可调谐直接调制发射机。激光器采用了基于分布式布拉格反射器的直调激光器。设计出的发射机具有小于50ns的调谐速度、大于10nm的波长调谐范围和大于10GHz的直接调制带宽。利用本文自主研制的发射机,本文进行了演示实验,配合AWGR验证了所设计方案的交换功能,适合中心局端对硬件资源灵活调度。
二、单波长双向传输吉比特EFM链路中串扰现象研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、单波长双向传输吉比特EFM链路中串扰现象研究（论文提纲范文）
（1）下一代光接入网中物理层关键技术研究进展（论文提纲范文）
| 1 光接入网技术标准演进 |
| 2 下一代PON面临的挑战及成因 |
| 3 下一代PON物理层关键技术及其研究进展 |
| 3.1 数字均衡技术 |
| 3.2 高阶调制格式 |
| 3.3 光放大 |
| 3.4 前向纠错 |
| 3.5 非线性串扰实验分析 |
| 3.5.1 四波混频 |
| 3.5.2 交叉相位调制 |
| 3.6 低成本相干检测 |
| 3.6.1 基于注入锁定的准相干接收机 |
| 3.6.2 相位噪声补偿算法 |
| 4 结语 |
（2）基于概率整形调制的波分复用无源光网络系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 论文的创新点和结构安排 |
| 1.3.1 论文的创新点 |
| 1.3.2 论文的结构安排 |
| 第2章 波分复用无源光网络系统 |
| 2.1 波分复用无源光网络系统构成 |
| 2.1.1 光线路终端 |
| 2.1.2 光分配网络 |
| 2.1.3 光网络单元 |
| 2.2 各种WDM-PON系统 |
| 2.2.1 强度调制-直接探测WDM-PON系统 |
| 2.2.2 相干探测WDM-PON系统 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 多对一概率整形原理 |
| 3.1 多对一映射原理 |
| 3.2 多对一概率整形实例 |
| 3.2.1 基于多对一映射的PS-PAM4调制原理 |
| 3.2.2 基于多对一映射的PS-PAM8概率整形原理 |
| 3.2.3 基于多对一映射的PS-16QAM信号调制原理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 PS-PAM4波分复用无源光网络 |
| 4.1 系统原理 |
| 4.1.1 基于恒模算法和面向判决最小均方盲均衡算法的数字预均衡方法 |
| 4.1.2 实验结论 |
| 4.2 本章小结 |
| 第5章 基于多对一映射概率整形的波分复用无源光网络 |
| 5.1 基于多对一映射PS-PAM8波分复用无源光网络系统原理 |
| 5.1.1 比特交织编码调制迭代译码原理 |
| 5.1.2 实验结论 |
| 5.2 基于多对一映射的DFT扩频PS-16QAM波分复用无源光网络系统 |
| 5.2.1 离散多音频调制原理 |
| 5.2.2 基于参考信号的信道均衡 |
| 5.2.3 实验结论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 1 个人简历 |
| 2 在学期间发表的学术论文 |
| 3 申请专利 |
| 4 参加科研项目 |
| 5 获奖情况 |
（3）基于OFDM的RoF-PON系统性能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 RoF技术的研究现状 |
| 1.2.2 RoF-PON系统研究现状 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 2 RoF-PON系统关键技术 |
| 2.1 RoF技术 |
| 2.1.1 RoF技术基本原理 |
| 2.1.2 RoF系统毫米波生成方式 |
| 2.1.3 MZM调制器工作原理及三种边带调制方式 |
| 2.2 OFDM技术 |
| 2.2.1 OFDM技术基本原理 |
| 2.2.2 OFDM系统中的峰均比抑制技术 |
| 2.3 PON技术 |
| 2.3.1 PON系统基本原理 |
| 2.3.2 几种主流的PON系统结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于RSOA再调制OFDM-RoF-PON接入系统优化设计 |
| 3.1 ONU无色化技术 |
| 3.1.1 基于波长可调谐激光器技术 |
| 3.1.2 基于宽谱光源分割技术 |
| 3.1.3 基于FP-LD激光器技术 |
| 3.1.4 基于波长再调制技术 |
| 3.2 基于RSOA波长再调制的OFDM-ROF-PON系统设计 |
| 3.2.1 系统结构框图 |
| 3.2.2 系统仿真链路图 |
| 3.2.3 系统下行星座图结果分析 |
| 3.2.4 系统下行误码率分析 |
| 3.2.5 系统上行眼图分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于改进的SLM技术优化OFDM-RoF-PON系统 |
| 4.1 传统的抑制PAPR的方法 |
| 4.1.1 限幅滤波类技术 |
| 4.1.2 编码类技术 |
| 4.1.3 概率类技术及影响因素分析 |
| 4.2 SLM技术与PTS技术对比分析 |
| 4.2.1 SLM与 PTS技术计算复杂度分析 |
| 4.2.2 SLM与 PTS技术抑制PAPR能力分析 |
| 4.3 基于改进的低复杂度SLM技术优化系统传输性能 |
| 4.3.1 SLM技术改进思路 |
| 4.3.2 改进的SLM技术性能分析 |
| 4.3.3 改进的SLM技术优化OFDM-RoF-PON系统性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（4）卫星激光—微波混合网络中继交换关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 缩略表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.3 论文的研究内容与结构安排 |
| 2 卫星微波光子技术理论基础 |
| 2.1 微波信号光调制技术 |
| 2.1.1 光调制技术分类 |
| 2.1.2 基于DD-MZM的外调制技术 |
| 2.2 微波信号光域频率变换技术 |
| 2.2.1 基于级联IM的频率变换方案 |
| 2.2.2 基于双驱动MZM的频率变换方案 |
| 2.2.3 基于双平行MZM的频率变换方案 |
| 2.3 卫星微波光子链路非线性失真特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 卫星激光-微波混合网络交换系统结构与链路性能优化研究 |
| 3.1 卫星激光-微波混合网络与交换节点总体结构 |
| 3.1.1 卫星激光-微波混合网络 |
| 3.1.2 混合交换节点 |
| 3.2 卫星微波光子通信系统与链路非线性失真抑制研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 卫星激光-微波网络弹性带宽交换与全光波长变换技术研究 |
| 4.1 卫星激光-微波混合链路弹性带宽交换方案 |
| 4.1.1 基于业务分布的弹性带宽优化分配策略 |
| 4.1.2 频谱分配策略性能对比 |
| 4.1.3 基于WSS的弹性带宽交换实验和结果分析 |
| 4.2 基于OFC的卫星全光波长变换方案 |
| 4.2.1 波长变换技术 |
| 4.2.2 全光波长变换原理与系统结构 |
| 4.2.3 系统实验与性能分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于多频光本振的卫星多频段频率变换技术研究 |
| 5.1 多频段卫星中继转发器的结构与功能 |
| 5.2 基于DSB-SC的卫星微波频率变换系统 |
| 5.2.1 Ka波段信号的产生 |
| 5.2.2 变频方案与系统结构 |
| 5.2.3 实验结果 |
| 5.3 基于可重构OFC的卫星多频段频率变换系统 |
| 5.3.1 OFC的产生 |
| 5.3.2 变频方案与系统结构 |
| 5.3.3 实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 星地高速链路并行传输系统和高速光收发器的设计与研制 |
| 6.1 星地高速链路并行传输与同步控制技术研究 |
| 6.1.1 高速链路并行传输系统设计 |
| 6.1.2 高速并行信道同步控制方案 |
| 6.1.3 实验结果 |
| 6.2 基于RocketIO的空间光通信高速光收发器的设计与研制 |
| 6.2.1 GTX高速串行收发器 |
| 6.2.2 基于RocketIO的自定义传输协议设计 |
| 6.2.3 硬件设计与性能测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目及取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）10G EPON安全认证机制的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 10G EPON发展历程 |
| 1.2.2 10G EPON安全研究现状 |
| 1.3 主要内容和结构安排 |
| 第二章 10G EPON系统概述 |
| 2.1 10G EPON的系统及工作原理 |
| 2.1.1 10G EPON的系统架构 |
| 2.1.2 10G EPON的协议 |
| 2.1.3 10G EPON和1G EPON的共存性 |
| 2.1.4 10G EPON与25G/100G EPON兼容 |
| 2.2 MPCP多点控制协议 |
| 2.3 10G EPON的安全性分析 |
| 2.3.1 10G EPON中的安全问题 |
| 2.3.2 10G EPON认证方法分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于NTRUSign算法的10G EPON双向认证方案 |
| 3.1 NTRUSign数字签名加密算法 |
| 3.1.1 NTRU密码体制 |
| 3.1.2 NTRUSign算法原理 |
| 3.2 ECDH算法原理 |
| 3.3 NTRUSign双向认证方案 |
| 3.3.1 方案设计 |
| 3.3.2 安全性性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 数字签名算法仿真及对比 |
| 4.1 数字签名算法的比较 |
| 4.1.1 RSA算法 |
| 4.1.2 ECDSA算法 |
| 4.1.3 RSA、ECDSA与 NTRUSign算法的对比 |
| 4.2 三种签名算法的仿真对比 |
| 4.2.1 RSA算法仿真实现 |
| 4.2.2 ECDSA算法仿真实现 |
| 4.2.3 NTRUSign算法仿真实现 |
| 4.3 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于10G EPON的量子加密方案 |
| 5.1 预备知识 |
| 5.2 量子密钥协商协议描述 |
| 5.3 10G EPON中的量子认证方案 |
| 5.4 安全性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）卫星光通信系统的杂散光抑制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 卫星光通信系统的研究现状 |
| 1.3 卫星光通信系统面临的杂散光问题 |
| 1.3.1 空间背景光的影响 |
| 1.3.2 系统内部杂散光的影响 |
| 1.3.3 杂散光抑制水平的指标体系 |
| 1.4 论文的结构与主要内容 |
| 第2章 卫星光通信系统杂散光理论研究 |
| 2.1 空间环境背景辐射影响分析 |
| 2.1.1 太阳辐射的影响 |
| 2.1.2 地球反射的影响 |
| 2.1.3 其它背景辐射影响 |
| 2.2 系统内部杂散光影响分析 |
| 2.2.1 杂散辐射传输理论 |
| 2.2.2 杂散光产生路径分析 |
| 2.3 杂散光抑制的评价方法 |
| 2.3.1 空间环境背景光抑制评价方法 |
| 2.3.2 系统收发隔离度评价方法 |
| 2.4 光学系统杂散光的初步分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光学系统的空间背景光抑制 |
| 3.1 潜望式捕跟机构杂散光抑制设计 |
| 3.1.1 遮光罩的设计方法 |
| 3.1.2 潜望式CPA遮光罩设计仿真 |
| 3.2 望远镜的视场外杂散光抑制设计 |
| 3.2.1 卡式望远镜杂散光抑制设计方法 |
| 3.2.2 杂散光的仿真计算 |
| 3.2.3 视场外杂散光抑制比测试 |
| 3.3 本章小节 |
| 第4章 望远镜的内部杂散光抑制 |
| 4.1 卡塞格伦望远镜收发隔离设计 |
| 4.1.1 卡式望远镜后向散射抑制方案分析 |
| 4.1.2 理论推导及仿真分析讨论 |
| 4.1.3 隔离度及发射效率测试 |
| 4.2 离轴望远镜杂散光抑制设计 |
| 4.2.1 离轴望远镜设计原则及初始结构参数求解方法 |
| 4.2.2 隔离度仿真分析计算 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 单波长收发通道内部杂散光抑制 |
| 5.1 单波长收发通道设计 |
| 5.2 隔离度理论模型推导 |
| 5.3 隔离度模型数值仿真与讨论 |
| 5.3.1 三类影响因子的单变量分析 |
| 5.3.2 第Ⅲ类影响因子双变量分析 |
| 5.3.3 软件仿真建模隔离度分析 |
| 5.4 实验系统与测量结果 |
| 5.5 本章小节 |
| 第6章 相干探测的杂散光抑制 |
| 6.1 相干探测的杂散光抑制原理 |
| 6.2 相干接收机光学组件设计 |
| 6.2.1 相干接收机方案设计简介 |
| 6.2.2 混频移相器原理 |
| 6.2.3 光混频移相器研制 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 光学系统的杂散光仿真分析 |
| 7.1 视场外的杂散光仿真分析 |
| 7.2 系统内部收发隔离度仿真分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）光接入网节能技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光接入网主要结构与技术 |
| 1.2.1 PTP光接入网 |
| 1.2.2 AON光接入网 |
| 1.2.3 PON光接入网 |
| 1.3 光接入网节能降耗技术研究现状 |
| 1.3.1 ONU节能降耗研究现状 |
| 1.3.2 OLT节能降耗研究现状 |
| 1.4 光接入网节能降耗研究面临的挑战 |
| 1.5 论文的主要内容及创新点 |
| 第二章 基于ONU分组互联的电子开关光接入网能效研究 |
| 2.1 基于电子开关的光接入网 |
| 2.2 ONU分组互联的电子开关光接入网方案 |
| 2.3 ONU分组互联的电子开关光接入网的能效分析 |
| 2.3.1 网络功耗与平均每吉比特能耗 |
| 2.3.2 不同ONU分组规模下的日常网络能耗 |
| 2.4 非对称上下行场景下ONU分组互联电子开关光接入网的能效研究 |
| 2.4.1 上下行独立的ONU分组互联电子开关光接入网方案 |
| 2.4.2 上下行独立的ONU分组互联电子开关光接入网的功耗分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于动态资源调度的时分复用光接入网能效提升研究 |
| 3.1 基于动态资源调度的时分复用光接入网能效提升机理 |
| 3.2 基于轮询顺序调度的高能效动态资源调度方案研究 |
| 3.2.1 负载自适应轮询顺序调度方案 |
| 3.2.2 负载自适应轮询顺序调度方案性能分析与优化 |
| 3.2.2.1 能耗及时延性能分析 |
| 3.2.2.2 负载自适应轮询顺序调度方案的优化 |
| 3.3 基于轮询周期压缩的高能效动态资源调度方案研究 |
| 3.3.1 高能效轮询周期压缩方案 |
| 3.3.2 高能效轮询周期压缩方案性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多环结构的高生存性高能效光接入网方案 |
| 4.1 光接入网的生存性需求 |
| 4.2 多环结构的高生存性高能效光接入网方案 |
| 4.3 多环结构的高生存性高能效光接入网方案的性能分析与能效优化 |
| 4.3.1 多环结构的高生存性高能效光接入网方案的性能分析 |
| 4.3.1.1 网络的生存性 |
| 4.3.1.2 网络的建设成本 |
| 4.3.1.3 网络的接入距离 |
| 4.3.1.4 网络的功耗 |
| 4.3.2 结合轮询顺序调度方案的能效优化研究 |
| 4.3.2.1 优化方案的能耗 |
| 4.3.2.2 优化方案的时延 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于数字滤波多址接入技术的高能效光接入网研究 |
| 5.1 数字滤波多址接入无源光网络基本原理 |
| 5.2 数字域子带分组分配的高能效光接入网方案 |
| 5.3 数字域子带分组分配的高能效光接入网方案的能效分析 |
| 5.3.1 ONU能耗随数字域子带组规模的变化 |
| 5.3.2 每比特能耗随技术发展变化的预期 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）面向新一代光接入网的实时系统及若干DSP技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 面向PON接入的光纤直接检测系统 |
| 1.2.2 面向室内接入的高速可见光通信系统 |
| 1.2.3 面向混合接入的光载无线通信系统 |
| 1.2.4 面向光接入方式的实时通信系统 |
| 1.3 本论文的研究工作和结构安排 |
| 第2章 面向光接入的调制格式及常见DSP技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 OFDM调制 |
| 2.2.1 IMDD-OFDM 光通信系统 |
| 2.2.2 面向 IMDD-OFDM 光通信系统的常见 DSP 技术 |
| 2.3 PAM调制 |
| 2.3.1 面向 PAM4 光通信系统的常见 DSP 技术 |
| 2.3.2 Nyquist-PAM4 调制 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 光纤 DD-OFDM 实时系统及若干 DSP 技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于 1024 点 FFT 的自适应光纤 IMDD-OFDM 实时系统 |
| 3.2.1 实验装置与参数设置 |
| 3.2.2 关键DSP技术 |
| 3.2.3 实验结果与分析 |
| 3.3 基于导频信道估计的采样频偏抵抗性能实验研究 |
| 3.3.1 原理分析 |
| 3.3.2 实验装置及实验结果分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 面向下一代 PON 的低成本光纤 IMDD 系统研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于归零码 DAC 与欠采样技术的双频带 OFDM 半实时系统 |
| 4.2.1 方案原理 |
| 4.2.2 实验装置与参数设置 |
| 4.2.3 实验结果与分析 |
| 4.3 基于 Super-Nyquist 采样的双频带 Nyquist-PAM4 半实时系统 |
| 4.3.1 实验装置及系统原理 |
| 4.3.2 实验结果与分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 面向室内 LED 可见光通信系统的 DSP 技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于自适应 DFT-Spread-OFDM 的 LED 可见光通信系统研究 |
| 5.2.1 原理介绍 |
| 5.2.2 实验装置与参数设置 |
| 5.2.3 实验结果与分析 |
| 5.3 基于串行 IFFT 的 VLC-OFDM 系统周期噪声去除算法研究 |
| 5.3.1 原理分析 |
| 5.3.2 实验装置设置与实验结果 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 面向高速可见光接入的实时系统研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 采用 TS 采样频偏估计的实时 VLC-OFDM 系统研究 |
| 6.2.1 算法原理 |
| 6.2.2 实验装置与实验结果 |
| 6.3 基于哈达马预编码技术的实时 VLC-OFDM 系统研究 |
| 6.3.1 原理分析 |
| 6.3.2 实验装置与实验结果分析 |
| 6.4 软件自定义实时混合可见光光纤传输系统实验展示 |
| 6.4.1 实验系统与参数设置 |
| 6.4.2 实验结果与分析 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 面向光载无线接入的DSP技术及实时系统研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 基于 CMMA 均衡的实时 RoF-PAM4 系统研究 |
| 7.2.1 实验系统及参数设置 |
| 7.2.2 实时CMMA实现原理 |
| 7.2.3 实验结果与分析 |
| 7.3 基于光子四倍频与平衡预编码的W波段矢量信号产生 |
| 7.3.1 实验系统与原理分析 |
| 7.3.2 实验装置设置与实验结果 |
| 7.4 基于盲载波恢复算法的 W 波段 Twin-SSB-OFDM 实验系统 |
| 7.4.1 原理分析 |
| 7.4.2 离线实验与结构分析 |
| 7.4.3 实时实验及实验结果分析 |
| 7.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读博士学位期间已发表与待发表的论文 |
| 附录B 攻读博士学位期间参与的科研课题与获得的奖励 |
（9）NG-EPON高效用户接入控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 NG-EPON的研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 与日俱增的带宽需求 |
| 1.1.2 NG-EPON的研究意义 |
| 1.2 NG-EPON的研究现状 |
| 1.2.1 PON的技术演进与发展趋势 |
| 1.2.2 NG-EPON的标准化进程与研究现状 |
| 1.3 NG-EPON用户接入控制面临的技术挑战 |
| 1.3.1 NG-EPON用户注册的技术挑战 |
| 1.3.2 NG-EPON资源调度的技术挑战 |
| 1.3.3 NG-EPON用户汇聚管理的技术挑战 |
| 1.4 本文的研究工作与创新点 |
| 1.5 本文的结构安排 |
| 第二章 NG-EPON用户注册技术研究 |
| 2.1 NG-EPON用户注册的研究背景与研究现状 |
| 2.1.1 传统EPON注册协议研究 |
| 2.1.2 NG-EPON注册要求与挑战 |
| 2.2 NG-EPON用户注册协议 |
| 2.2.1 NG-EPON独立注册协议 |
| 2.2.2 NG-EPON协同注册协议 |
| 2.3 NG-EPON用户注册协议性能分析 |
| 2.3.1 NG-EPON独立注册协议的理论注册时延 |
| 2.3.2 NG-EPON协同注册协议的理论注册时延 |
| 2.3.3 NG-EPON注册协议理论注册时延对比分析 |
| 2.4 NG-EPON用户注册协议仿真实验 |
| 2.4.1 仿真环境与参数配置 |
| 2.4.2 NG-EPON注册协议性能比较 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 NG-EPON资源调度技术研究 |
| 3.1 NG-EPON资源调度技术相关研究 |
| 3.1.1 传统PON资源调度技术 |
| 3.1.2 NG-EPON资源调度研究现状 |
| 3.1.3 NG-EPON资源调度存在的问题与挑战 |
| 3.2 NG-EPON高效公平的离线资源调度技术 |
| 3.2.1 NG-EPON资源调度问题建模 |
| 3.2.2 高效公平的动态波长带宽分配算法 |
| 3.2.3 抑制乱序的动态波长带宽分配算法 |
| 3.3 NG-EPON轻便快速的在线资源调度技术 |
| 3.3.1 NG-EPON在线资源调度的研究问题 |
| 3.3.2 NG-EPON在线资源调度的波长分配模式 |
| 3.3.3 NG-EPON在线资源调度的自适应波长分配模式 |
| 3.4 仿真实验与结果分析 |
| 3.4.1 NG-EPON离线资源调度算法性能评估 |
| 3.4.2 NG-EPON在线资源调度算法性能评估 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 NG-EPON用户汇聚管理技术研究 |
| 4.1 用户汇聚管理技术研究问题与研究现状 |
| 4.2 NG-EPON ONU用户汇聚管理问题 |
| 4.3 NG-EPON ONU用户汇聚策略 |
| 4.3.1 无容量约束的情况下的ONU波长汇聚策略 |
| 4.3.2 有容量约束的情况下的ONU波长汇聚策略 |
| 4.4 NG-EPON ONU波长汇聚性能分析 |
| 4.4.1 无容量约束的情况下的汇聚性能 |
| 4.4.2 有容量约束的情况下的汇聚性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 4.6 工作总结 |
| 4.7 工作展望 |
| 附录A 中英文对照表 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（10）高速直调直检光接入网关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光接入网概况 |
| 1.1.1 光接入网基本机构与复用技术 |
| 1.1.2 大容量与全业务接入发展趋势 |
| 1.1.3 标准化进程 |
| 1.2 光接入网的关键传输技术与研究现状 |
| 1.2.1 光接入网中的发射机选择 |
| 1.2.2 光接入网中的接收机选择 |
| 1.2.3 光接入网中调制码型选择 |
| 1.2.4 研究现状 |
| 1.3 直调直检光接入的成本代价 |
| 1.3.1 啁啾损伤与成本代价 |
| 1.3.2 大容量趋势与用户端成本代价 |
| 1.3.3 全业务接入趋势与局端成本代价 |
| 1.4 本文的研究内容和创新点 |
| 1.5 本文的结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 直调直检光接入网的无辅助光域啁啾管理技术 |
| 2.1 直调直检系统中啁啾损伤理论分析 |
| 2.1.1 直接调制激光器的啁啾特性 |
| 2.1.2 啁啾与电域频响衰落 |
| 2.1.3 啁啾与光域频谱展宽 |
| 2.2 基于优化增益区电流的电域频响补偿技术 |
| 2.2.1 增益区电流对频响衰落的过补偿与欠补偿理论分析 |
| 2.2.2 不同传输距离下最优增益区电流 |
| 2.2.3 0~100km长距离光接入上行实验验证 |
| 2.2.4 优化增益电流方案的相关接入网MAC协议设计 |
| 2.3 利用解复用器滤波的光域频谱整形技术 |
| 2.3.1 利用光复用器啁啾管理的可行性实验验证 |
| 2.3.2 鲁棒性与兼容性评估——光频偏影响 |
| 2.3.3 鲁棒性与兼容性评估——邻带光功率泄露影响 |
| 2.3.4 鲁棒性与兼容性评估——解复用器通道间隔影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 直调直检光接入网的低复杂度电域信号均衡技术 |
| 3.1 直调高阶信号的非线性损伤特点分析 |
| 3.2 几种非线性均衡器介绍 |
| 3.2.1 Volterra均衡器 |
| 3.2.2 插值移位算法 |
| 3.3 基于强度分类均衡技术 |
| 3.3.1 基于强度分类均衡器的原理 |
| 3.3.2 56Gb/s PAM4信号传输实验装置 |
| 3.3.3 0~35.9km距离下ID-FFE/ID-DFE的传输性能与啁啾抑制现象 |
| 3.3.4 不同啁啾大小下的啁啾抑制现象 |
| 3.3.5 35.9~43km距离下Pre-FFE+ID-FFE/ID-DFE的传输性能 |
| 3.3.6 与其他 56Gb/s PAM4传输记录比较 |
| 3.4 基于强度分类均衡复杂度分析 |
| 3.4.1 基于强度分类均衡抽头数量分析 |
| 3.4.2 与Volterra均衡器复杂度比较 |
| 3.4.3 与插值移位算法比较 |
| 3.5 基于强度分类均衡技术在单波 40Gb/s长距光接入系统的传输性能 |
| 3.5.1 实验装置 |
| 3.5.2 传输性能与光功率预算 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 用户端无数字信号处理的高速光接入 |
| 4.1 基于低速器件的用户端无DSP高速光接入系统架构 |
| 4.1.1 常见基于DSP的光接入系统架构 |
| 4.1.2 本研究用户端无DSP的光接入系统架构 |
| 4.2 局端DSP算法原理 |
| 4.2.1 发射端DSP之一:奈奎斯特脉冲整形 |
| 4.2.2 发射端DSP之二:有限脉冲响应滤波器的获取 |
| 4.2.3 接收端DSP:前馈线性均衡器 |
| 4.3 用户端无DSP高速光接入系统单波长 50Gb/s PAM4实验验证 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 实验系统中心局端滤波器分析 |
| 4.3.3 误码性能与功率预算 |
| 4.3.4 滤波器复杂度研究与DAC采样率选择 |
| 4.3.5 ONU接收机的差异性对误码性能的影响 |
| 4.4 用户端无DSP高速光接入系统单波 25Gb/s OOK与 40Gb/s Duobinary |
| 4.4.1 用户端无DSP高速光接入系统单波 25Gb/s OOK实验 |
| 4.4.2 用户端无DSP高速光接入系统单波 40Gb/s Duobinary实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 局端基于光交换的光电硬件资源共享复用 |
| 5.1 基于光交换的光接入网系统架构 |
| 5.1.1 接入网中的潮汐效应、光电资源池化以及收发机少配 |
| 5.1.2 几种光交换技术的比较与分析 |
| 5.1.3 局端共享对基于AWGR光交换的需求 |
| 5.2 非对称AWGR光交换的设计、分析以及在光接入网中的应用 |
| 5.2.1 分割式非对称AWGR光交换结构 |
| 5.2.2 分割式非对称AWGR满足无冲突分配特性的理论证明 |
| 5.2.3 基于分割式非对称AWGR的收发机灵活分配 |
| 5.3 基于非对称AWGR和可调谐DBR激光器的光交换系统演示 |
| 5.3.1 可调谐DBR激光器原型机设计 |
| 5.3.2 动态演示 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 附录:中英文对照 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与科研项目 |
四、单波长双向传输吉比特EFM链路中串扰现象研究（论文参考文献）
- [1]下一代光接入网中物理层关键技术研究进展[J]. 骆思雨,许岩,李正璇,宋英雄,汪敏. 应用科学学报, 2020(04)
- [2]基于概率整形调制的波分复用无源光网络系统[D]. 肖庆华. 华侨大学, 2020(01)
- [3]基于OFDM的RoF-PON系统性能优化研究[D]. 赵钢明. 兰州交通大学, 2020(01)
- [4]卫星激光—微波混合网络中继交换关键技术研究[D]. 吴宾. 大连理工大学, 2019(06)
- [5]10G EPON安全认证机制的研究[D]. 郭鑫. 华东交通大学, 2019(04)
- [6]卫星光通信系统的杂散光抑制研究[D]. 夏方园. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)
- [7]光接入网节能技术研究[D]. 吕韵欣. 电子科技大学, 2019(01)
- [8]面向新一代光接入网的实时系统及若干DSP技术研究[D]. 邓锐. 湖南大学, 2018(06)
- [9]NG-EPON高效用户接入控制技术研究[D]. 王蔚. 上海交通大学, 2018(01)
- [10]高速直调直检光接入网关键技术研究[D]. 张阔. 上海交通大学, 2018(01)