研究目的
利用偏振复用信号传输提升5G移动网络中光纤无线链路的容量,具体通过提出一种新的转换方法并分析偏振模色散的影响。
研究成果
极化复用(Pol-Mux)方法通过极化多路复用实现更高数据速率,显著提升了5G网络的链路容量。仿真表明,在足够极化消光比条件下,串扰得以降低从而获得更优性能。该方法能将40 Gbit/s QPSK和16-QAM信号转换为极化复用信号,提高频谱效率。未来工作可聚焦于实验验证及针对实际损伤的优化。
研究不足
该研究基于模拟,可能无法完全反映现实世界的复杂性。部分分析中忽略了色度色散,某些部分未考虑光纤衰减及其他效应。所提方法需要高偏振消光比(例如22 dB)以最小化串扰,这在实践中可能难以实现。为获得良好性能,光纤长度限制在130公里以内,表明其在长距离应用中存在局限性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用基于仿真的方法分析偏振模色散(PMD)对链路质量的影响,并提出偏振复用(Pol-Mux)技术。通过框图法建立光纤系统模型进行仿真,包含调制器、光电二极管和滤波器等组件。Pol-Mux技术利用偏振控制器和光束合成器实现信号复用。
2:样本选择与数据来源:
仿真参数包括光纤长度(最长130公里)、比特率(如40 Gbit/s)和PMD系数(如0.5 ps/km^1/2)。数据由伪随机二进制序列和1550纳米波长的连续波光信号生成。
3:5 ps/km^1/2)。数据由伪随机二进制序列和1550纳米波长的连续波光信号生成。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:主要组件包括马赫-曾德尔调制器、光纤、50 GHz带宽PIN光电二极管、贝塞尔低通滤波器、偏振控制器、偏振光束合成器及DFB激光器。仿真软件为Optysesteme模拟器。
4:实验流程与操作步骤:
过程包含信号生成、调制器调制、指定PMD光纤传输、光电二极管光电转换、滤波处理,以及通过眼图、品质因数和误符号率分析输出。Pol-Mux方案在发射端与接收端分离并合成正交偏振态。
5:数据分析方法:
分析指标包括品质因数(Q)、误码率(BER)、误符号率(SER),并通过眼图和星座图可视化结果。统计技术隐含于仿真输出中。
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PIN photodiode
Converts optical signals into electrical signals for analysis.
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Mach-Zehnder modulator
Modulates optical signals for transmission.
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Bessel low-pass filter
Order 5
Filters electrical signals to reduce noise and analyze output.
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Polarization controller
Controls the polarization state of optical signals in the Pol-Mux technique.
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Polarization beam combiner
Combines orthogonal polarizations for multiplexing in the Pol-Mux technique.
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DFB laser
Provides continuous wave optical signal for modulation.
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Optysesteme software simulator
Optysesteme
Simulates optical communication systems for analysis and validation.
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