当前位置:首页 > 电子/通信 > 综合/其它 > 0406光通信中调制解调技术对传输性能的影响3200(1)
光通信中调制解调技术对传输性能的影响摘要:随着现代高新技术的飞速发展,我们已进入了一个崭新的全信息化时代,这对承载信息网络的传输系统提出了很高的性能要求,不仅仅要求骨干网络具有超高速率、超长距离、超大容量,对与用户联系最紧密的短距离通信系统也提出了新的性能要求。本文将通过对最新的光通信中调制解调技术的描述,分析通信中调制模式最新成就大的进行了研究,总结出光通信中调制解调技术对传输性能的影响。关键词:调制解调技术;光通信;传输性能调制解调技术是现代通信的主要手段,通过调制解调技术可以获得更好的信息传输性能。二十一世纪是信息化快速发展的时代,信息资源获得程度的快慢直接影响自身、集体和社会经济发展的程度。光通信中调制解调技术直接影响着传输性能的好坏。本文将以通过对调制解调技术,发展现状以及对传输性能的影响来进行分析,应用。1.数字调制解调技术基本原理概述调制是对信号源的编码信息进行处理,使其变为适合传输的形式的过程。即是把基带信号(信源)转变为一个相对基带频率而言频率非常高的带通信号。带通信号叫做已调信号,而基带信号叫做调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度,相位或者频率来实现。2.新时代光通信调制解调技术概括2.1紫外光调制解调技术。紫外光调制解调技术利用紫外线作为传输媒介的一种技术。紫外光通信的调制根据其硬件方式的不同分为内调制和外调制。内调制是简单调制方式,指在光震荡生成过程中就将信号加载上去,即以数据信号的传输特性控制光信号的震荡输出,达到光调制的过程。外调制是在光信号形成以后,再将数据信号加载上去,即调制器位于光信号产生器之外,通过改变调制器的某些物理参数使光信号经过时得到调制,外调制不是改变光产生器的参数,而是改变了生成光的参数(振幅、频率等)。内调制属于直接调制,调制信号直接加载到了光波上,而外调制却改变了光的参数。根据内外调制的性能分析,外调制具有较高的带宽和速率,但是其成本较高,由于其将调制器加到光形成后,所以光能量没有完全利用,会造成一定的光功率损耗,影响通信系统的信噪比。紫外光通信中包括OOK、PPM、DPPM、DPIM四种调制模式。2.2无线光通信中旋光调制技术无线光通信以激光为载波,激光具有频率、相位、强度、偏振等物理参量,利用某种方法改变任一参量,使其按照调制信号的规律变化,这就实现了将信号加载到载波上的目的。根据所改变的物理参量的不同,调制方式分为频率调制、相位调制、强度调制和偏振调制。其中强度调制是目前通信领域中使用最为广泛的调制技术,其数字调制方式又可以细分为开关键控(OOK)调制、脉冲位置调制(PPM)等。偏振调制技术所受到的关注相对较少,这主要是由于普通光纤的折射率受应力变化会影响传输光的偏振态,因此偏振调制在光纤通信中未能得到广泛应用。然而,激光的偏振态可以在大气和真空中得到很好的保持,故偏振调制技术在无线光通信领域得到越来越多的关注。无线光通信技术的研究已经有近半个世纪的发展历史,其应用领域涉及卫星通信、深空中继、星地通信和地面大气激光通信。以国家和政府为支持的研究课题往往涉及大规模的卫星通信,而独立研究机构或公司的课题则倾向于小规模实用化的地面无线光通信系统。2.3大气光通信调制编码技术考虑一个点对点的FSO大气光通信系统,采用强度调制/直接探测方式,激光信号在一个混合有加性高斯白噪声的湍流信道中传输,信道假设为一个无记忆的、不变的、遍历的,并具有独立同分布的强度衰落统计,大气湍流引起的强度衰落是一个随机过程。给出统计的信道模型:y(t)=sx(t)+n(t)=nIx(t)+n(t).其中y(t)是接收机收到的信号,nI是瞬时强度增益,η是接收机光电转换效率,I是光强度,x(t)是调制信号其值为“1和“0”.接收机PIN半导体器件中的热噪声和散粒噪声,二者均属于起伏噪声,其概率分布一般是高斯分布,均值为零,具有非常宽的平坦的功率谱密度,通常用高斯白噪声作为其数学模型,n(t)可以表示此噪声。在大气光通信系统中,激光信号在传输信道中受大气衰减、大气湍流、接收机噪声的影响。设大气吸收与散射对光信号造成的路径损耗系数为l,大气湍流造成光信号的闪烁系数为h,与光强度I的分布有关。因此可以认为光脉冲在大气光通信系统中传输所受的干扰主要来自两个方面,一是由于大气湍流引起的光强信号的起伏不定造成信号的乘性干扰;二是来自接收机和背景光引起的噪声造成叠加在信号上的加性干扰。3.光通信中调制解调技术对传输性能的影响各种光通信技术,都是通过光波等的方式来传递信息的,随着调制解调技术的广泛应用,通信传输的也不断的加快,增加,但是调制技术对通信传播也许多负面的影响。通信中调制解调技术对传输性能的负面影响可以总结为。3.1近端串扰及远端串扰所有这些潜在的干扰因素都可能导致信道比特误码,从而降低结构化布线系统的信道传输量。比特误码率是指错误接收比特与总传输比特的比率。在使用高速网络带宽及密集型信息传输应用中,需要最低的比特误码来保证最高传输性能。在数据应用中,较高的比特误码率、网络性能迟缓会导致信号重发。在视频应用中,较高比特差码率导致图像间断,丢失祯或产生白斑(雪花)。在任何应用领域,较高的比特误码率都会导致令人不满的性能。以下各节将探讨一些对比特误码率及其后传输量有影响的因素。3.2散射散射是位脉冲在通过信道时产生的扩散。它起因于每一比特与相邻比特的叠加,从而导致信道终端接收到的传输位发生错误。散射的影响通常被称为内扰,能够用可见图形来反映,以跳动来测量。信道缆线和连接线匹配性是产生散射的主要原因。对于象270Mb/s串行数字视频的数字传输应用而言,散射会增加比特误码率及降低信道的性能,造成接收端的图像分辨率降低。通常会把自适应性均衡电路加入通信硬件系统的电路接口处来补偿散射的影响。3.3外界干扰噪音通过信道附近的外部电场和磁场进入信道,这就是外界干扰。ESD或EFT的不定向发射是外界干扰来源的一种。需要注意的是,即使是设计和安装非常完美的结构化布线系统信道,外界电磁场的转化仍然会对其起作用,影响比特误码率,并导致原有的不平衡因素由通信硬件电路与缆线接口处侵入信道,从而对系统性能造成不良效果。3.4延迟偏差延迟偏差是在多对线缆套内不同对线缆产生的传输速率差异,绞合率变化以及线对的绝缘结构限定了偏差,并以秒为单位。一些应用系统需要信号在复合双绞线上传输,并且同时到达信道末端的接收器。所以把延迟偏差减至最小非常重要。利用双绞线进行现场传输的典型案例是在证券交易所内把金融信息发送到高分辨率显示屏。这类显示屏需要100兆赫兹以上的可用带宽和RGB同步模拟视频信号。过度的延迟偏差可能会导致色素分散,随着信道长度增加则会产生重影。1000BASE-T(千兆位以太网)是另一个需要使用UTP双绞线进行传输的案例。延迟偏差在IEEE802.3ab协议标准中被定义为在2MHz到100MHz频率之间,所有对组合之间双工信道的偏差差异不得超过50ns。3.5衰减衰减是信号幅度通过信道时能量的减小。与散射类似,缆线与连接接插件是造成衰减的主要因素。IEEE802.3协议中对1000BASE-T标准规定,衰减是接入损耗,双工信道的最大衰减使用下面的公式计算:接入损耗(f)=2.1f(0.529)+0.4/f(dB)[f=1MHzto100MHz]信道衰减的不良影响可以通过考察模拟视频信号的传输效果来论证。过度衰减导致视频流中的低频亮度信号部分的强度低于高频色度信号部分,使得接收的影像灰暗,对比度过低。3.6近端串扰及远端串扰从一对或多对线缆到其他相邻线对上的信号耦合被称做串扰。近端串扰损耗被定义为:耦合信号与原来的传输信号从同一信道端被测量情况下,传输信号大小与耦合信号大小的比率。远端串扰损耗被定义为:耦合信号在原来传输信号相对另一端进行测量的情况下,传输信号大小与耦合信号大小的比率。近端串扰和远端串扰损耗同样是用分贝(dB)来表示的。对于1000BASE-T等多线对传输系统来讲,把近端串扰最小化是非常关键的。每个1000BASE-T全双工信道接收器从与四对信道相连接的三个相邻传送器感受近端串扰。因此,在1000BASE-T传送系统中,引入近端串扰补偿以减少近端串扰的干扰。同样的方式,把远端串扰补偿引入1000BASE-T传送系统也可以降低远端串扰的干扰。但是,如果远端串扰与近端串扰作的影响比较起来,就明显小的很,以至于可以忽略不计。另外,近端串扰干扰产生于相邻的的线缆之间,这些线缆不在同一护套内。近端串扰一般指来自于外在的近端串扰干扰,当线缆被紧紧束在一起的时产生。外在的近端串扰一般被视为外部干扰。4.总结21世纪是经济快速发展,信息更新速对承载信息网络的传输系统提出了很高的性能要求,不仅仅要求骨干网络具有超高速率、超长距离、超大容量,对与用户联系最紧密的短距离通信系统也提出了新的性能要求度异常快速的时代。为了更好的获取最新的信息通信传输性能就必须不断的完善,依靠不断发展的数字调制解调技术,总结出通信中调制解调技术对传输性能的负面影响,不断完善。参考文献:[1]杨轩.紫外光通信调制解调技术研究[D].西安科技大学.2014[2]李木群.DQPSK在高速光通信系统中传输性能的研究[D].北京交通大学.2011(12)[3]赵明.大气光通信调制编码技术研究[D].华中科技大学,2011(12)
本文标题:0406光通信中调制解调技术对传输性能的影响3200(1)
链接地址:https://www.777doc.com/doc-3123565 .html