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研究生:池明武
研究生(外文):Ming-Wu Chih
論文名稱:光纖微波〺光纖到家整合傳輸系統
論文名稱(外文):ROF〺FTTH Integration Transport Systems
指導教授:呂海涵呂海涵引用關係
口試委員:鄒志偉彭朋群
口試日期:2009-01-10
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:光電與通訊產業研發碩士專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:43
中文關鍵詞:微波光纖注入鎖模技術法布立-拍若雷射二極體基頻訊號傳輸
外文關鍵詞:radio-on-fiberinjection locking schemeFabry-Perot laser diodeBaseband transmission
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我們提議並且證明一種架構來整合微波光纖傳輸系統(ROF:radio-on-fiber)及基頻訊傳送(BB:Baseband transmission),利用注入鎖模技術同時來傳遞訊號。利用外部調變射頻 (RF:Radio Frequency) 數據流和直接調變數據信號同時傳輸經過80公里的單模光纖 (SMF:Single Mode Fiber )鏈路;可於我們所提出的整合系統內達到良好的誤碼率(BER:Bit Error Rate)與效能。由於此系統架構具有吸引力並且適於長距離傳輸而且架構簡單和節省成本。
We proposed and demonstrated an architecture by integrating radio-on-fiber (ROF) transport systems and baseband (BB) transmission simultaneously with the help of injection locking scheme. An externally modulated radio frequency (RF) data stream and a directly modulated BB data signal are simultaneously transmitted over an-80 km single-mode fiber (SMF) link. Good bit error rate (BER) performances were achieved in our proposed integrated systems. Such a proposed system is attractive and suitable for long-haul transmission due to its simple and cost-effective architecture.
摘 要... ii
Abstract.. iii
誌 謝... iv
目 錄... v
圖目錄... vii
表目錄... ix
第一章 序論 1
1.1研究背景 1
1.2 研究目的 3
1.3論文架構與範疇 3
第二章 通訊系統相關元件原理介紹 5
2.1 通訊用光源 5
2.1.1 發光二極體(LED Light Emitting Diode) 5
2.1.2 FP雷射(Fabry Perot Laser) 5
2.1.3 DFB雷射(Distributed Feedback Laser) 6
2.1.4 VCSEL雷射(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 7
2.2 光放大器(Optical Amplifier) 8
2.2.1 鉺元素能階特性 8
2.2.2 摻鉺光纖放大器(EDFA Amplifier)的基本架構 8
2.2.3 摻鉺半導體光放大器介紹 9
2.3 外部光源注入技術 10
2.4 誤碼率(Bit Error Rate;BER) 13
第三章 FTTH與ROF相關應用介紹 14
3.1光纖到家(FTTH) 14
3.2 FTTH的技術介紹 17
3.2.1 PON的技術介紹 17
3.2.2 AON的技術介紹 21
3.3 光纖–微波(Radio-on-Fiber) 22
3.3.1 光纖微波的歷史背景 22
3.3.2 光纖微波技術與應用介紹 23
第四章ROF/FTTH整合傳輸系統實驗數據量測及介紹並與其他架構比較 27
4.1 簡介 27
4.2 實驗步驟 28
4.3 實驗結果和討論 30
4.4 利用不同實驗架來實現ROF/FTTH整合傳輸系統的比較 36
第五章 結論與未來發展 39
參考文獻 41

圖目錄
圖 1.1.1 傳輸速率與距離比較圖…….…………………………….……….……….2
圖 1.1.2 ROF基本架構方塊圖…………………..………………………….……….3
圖 2.1.1.1二極體剖面圖、光源特性及功率曲線示意圖……………………..……….5
圖 2.1.2.1 F-P雷射二極體剖面圖、光源特性及功率曲線示意圖...…..…….6
圖2.1.3.1 DFB雷射二極體剖面圖、光源特性及功率曲線示意圖……………..……..7
圖2.1.4.1 VCSEL雷射二極體剖面圖………………………………………………….7
圖2.2.2.1摻鉺光纖放大器實際使用示意圖………………………………………….9
圖2.3.1 外部光源注入技術基本架構-I....………………………………………….11
圖2.3.2 外部光源注入技術基本架構-II ……………………………………………11
圖2.3.3 於直接調變雷射使用外部光源注入技術之頻率響應比較圖……………13
圖 3.1.1 點對點形式拓撲(P2P)……………………………………………………16
圖 3.1.2 點對多點形式拓撲(P2MP)……………………………………………….16
圖 3.1.3 寬頻網路建置發展目標…………………………………………………….17
圖3.2.1.1 PON Market Overview………………….…………...………..…………….18
圖 3.2.1.2 PON架構圖………………………………………………...………………19
圖 3.2.1.3 PON下行傳輸資料的模式………….………………………….…..….…19
圖 3.2.1.4 PON上行傳輸資料的模式…………………………….………..…….....20
圖3.2.2.1 AON應用架構圖……………………...…………..………...…..22
圖3.3.2.1典型使用直接調變雷射的雙向類比光連結..….……………...…..24
圖 3.3.2.2 Intelligence Transport System (ITS) 概念圖…...………….…….25
圖3.3.2.3 ITS 基本架構圖……………..….………………..………..…26
圖 4.2.1 ROF和FTTH整合傳輸系統概要架構...………………..…………………..28
圖 4.3.1(a)FP-LD自由運轉模式下載入622Mbps數位信號的光頻譜……..…...30
圖4.3.1(b)FP-LD於注入鎖模後的光頻譜圖……….………………..…….…….31
圖 4.3.2 ROF和FTTH誤碼率量測曲線…………………….....................................32
圖 4.3.3(a)RF數據信號眼圖(back to back)……………………………………….33
圖 4.3.3(b)BB信號眼圖(back to back) 40………………………………………….33
圖 4.3.3(c)RF數據信號眼圖(經由傳輸80km之後)..................................................34
圖4.3.3(d)BB信號眼圖(經由傳輸80km之後)...........................................................34
圖 4.3.4(a)RF數據信號頻譜圖(量測基準點於PD1之後)........................................35
圖4.3.4(b)BB信號頻譜圖(量測基準點於PD2之後)……...............................35
圖 4.4.1 混合式光接取網路系統...................... ...................... ............ ......................36
圖 4.4.2 混合訊號和1個外部整合調變器所建構之系統架構圖.............. ..............37

表目錄
表3.1.1寬頻光纖接取網路典型用類型的主要特性....................................................14
表 3.2.1.1 APON/BPON、GPON和EPON標準及特性….…………………..…..21
表 4.3.1 比較FTTH與ROF於不同距離光纖長度的功率損失…………………..32
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