摘 要

5G前传网络的特点是短距离和成本敏感，其将升级使用25G及以上光模块，带来海量光模块与光器件需求。不同的前传方案会使用不同的光器件组合，其性能和成本十分关键。因此有必要研究前传系统中的光学器件测试技术，降低5G前传建设成本和解决测试光器件难题。目前国内光器件测试所遇到的问题为：对光器件性能要求高，测试项目多,多种高性能测试仪器需求;测试工序复杂,测试占空间、时间与人力，测试成本居高不下。器件厂商多而不强，对中低端产品能够替代进口，上游对海外高端芯片的依赖度较高。

论文主要研究了5G前传系统的方案和部分光器件的测试技术，通过测试方案对比和实现效果分析，如：基于马赫-曾德干涉仪延时自外差法的DFB激光器动态线宽和波长测试，进行洛伦兹线性拟合分析等；基于光外差法的PIN探测器频率响应测试技术和仿真分析，基于扫频法3dB带宽测试等；对于CWDM复用器和光环形器的基本性能参数测试方案对比分析，以及提出改进措施。在光外差仿真测试中，通过得到PIN的响应度和所测拍频响应，分析光谱仪功率谱，公式递推得到PIN的频率响应。进行综合分析，对所选前传光器件的测试技术研究及提出降低测试成本和高效率的测试方案。

关键词：5G；前传；光器件；测试

Abstract

5G fronthaul networks are short-range and cost-sensitive, and will be upgraded to use 25G and above, bringing massive amounts of optical modules and Optical device requirements. Different solutions will use different combinations of optical devices whose performance and cost are critical. Therefore, it is necessary to study the optical device testing technology in the pre-process system to reduce the construction cost of 5G fronthaul and solve the problem of testing optical devices. At present, the problems encountered in testing optical devices in China are: high performance requirements for optical devices, many testing projects, multiple high-performance testing instruments. Demand; test process is complex, test takes up space, time and manpower, test cost is high. The device manufacturers are many but not strong, and can replace the import of low-end products, and the upstream dependence on overseas high-end chips is high.

The paper investigates the scheme of the 5G precursor system and the test techniques of some optical devices by comparing test schemes and analyzing the implementation effects, such as DFB laser dynamic linewidth and wavelength measurements based on Mach-Zende interferometer delayed self-extrinsic method, etc.; optical extrinsic method based on PIN detector frequency response test technique and simulation analysis, 3dB bandwidth test based on swept frequency method, etc.; for CWDM multiplexers and the basic performance parameters of the optical ring device test scheme comparison and analysis, as well as proposed improvement measures. In the simulation test, the power spectrum of the spectrometer is analyzed by obtaining the response of the PIN and the measured beat response, and the formula is recursively derived from the Frequency response of PIN. A comprehensive analysis is carried out to study the test techniques and propose solutions for reducing test costs and high test efficiency of the pre-pass optical devices.

Key Words：5G；prequel；Optical device；test

目 录

第1章 绪论 1

第2章 5G的关键技术 2

2.1 1G到5G的发展 2

2.2 Massive MIMO技术 3

2.3 波束成形技术 3

2.3.1 波速成形原理 3

2.3.2 波速成形与毫米波 4

第3章 5G前传技术 5

3.1 5G的构架与前传部署 5

3.2 5G前传典型应用场景 8

3.2.1 光纤直驱方案 8

3.2.2 无源WDM方案 8

3.2.3 有源WDM方案 9

3.2.4 有源OTN方案 10

3.2.5 WDM-PON方案 10

3.3 5G前传BiDi技术 11

3.3.1 光纤直驱BiDi的实现 12

3.3.2 WDM技术的BiDi实现 12

第4章 5G前传技术中的光模块与器件 13

4.1 5G前传对光模块要求 13

4.2 5G前传关键光模块技术方案 14

4.2.1 25G双纤双向灰光模块 14

4.2.2 25G单纤双向模块 15

4.2.3 25G可调谐彩光模块 15

4.2.4 100/200G单纤双线光模块 16

4.3 5G前传主要光模块的光器件 16

第5章 光器件与测试技术分析 18

5.1 DFB激光器 18

5.1.1 DFB激光器性能参数 18

5.1.2 DFB激光器静态特性测试技术 19

5.1.3 DFB激光器动态特性测试技术 21

5.2 光环行器 24

5.2.1 光环行器技术指标 25

5.2.2 光环行器测试方法 26

5.3 CWDM器件 28

5.3.1 CWDM复用/解复用器性能参数 28

5.3.2 CWDM器件测试方法 30

5.4 光电探测器 32

5.4.1 PIN探测器原理 32

5.4.2 PIN探测器性能参数 32

5.4.3 PIN探测器频率响应测试 35

5.4.4 PIN探测器性能参数测试 38

总 结 40

参考文献 42

致 谢 44

第1章 绪论

5G前传网是指连接有源天线处理单元（AAU)和分配单元(DU)的传输网络。作为移动承载网的一部分，其特点是传输距离短、成本敏感以及组网灵活。5G基站间的距离主要集中在200m范围内，基站的分布密度很高，因此前传方案将尤为重要，将直接影响5G网络的建设效率。

在现有的前传方案中，光纤直驱方案和使用波分复用技术的方案占据主流。而WDM和单纤双向技术都能有效节约光纤资源。比如在BiDi模块中用到的WDM耦合器，其实现的单光纤收发，能够相对节省一半的纤芯资源，可见光模块特性对前传十分关键。

因此，对实现这些方案和技术使用到的光器件进行分析与测试，将有利于提出前传方案的改进措施，对5G前传进行优化。

第2章 5G的关键技术

5G技术是最新代次的蜂窝移动通讯技术，比如高传输速率、低延时、大容量系统和大规模连接以及节能都是其性能目的，可以实现Massive MIMO和宽信道带宽。

2.1 1G到5G的发展

从通信技术的变化看：1G主要使用FDMA技术，应用在语音通话上；2G则是将语音数字化，主要是 FDMA、TDMA等多址技术，GSM/PHS/CDMA等不同制式，系统的容量增加了许多；3G是宽带时代，采用CDMA技术，不同的制式WCDMA/CDMA200/TDSCDMA等使得速率较FDMA提升约10倍，满足全球漫游、高频谱利用率等需求；4G是互联网时代，主要采用MIMO技术，FDD-LTE/TD-LTE等不同制式，使得速率提升，手机实现的功能变得更丰富；5G则被划分为物联网和移动互联网量大类，继续采用MIMO技术，但主要是Massive MIMO技术，其拥有更为丰富的空间资源。

表2.1 1G到5G变化

移动通信	核心技术	传输速率	应用电波频率	应用功能
1G	FDMA	0-2kbps	900MHz	音频
2G	TDMA	10-20kbps	825-1900MHz	音频、文字
3G	CDMA	30kbps-50Mbps	1940-20250MHz	音频、文字、图片
4G	MIMO	100Mbps-1Gbps	1880-2635MHz	高清视频、物联网
5G	Massive 您需要先支付 80元 才能查看全部内容！立即支付 ﰊ PREVIOUS NEXT ﰋ 您可能感兴趣的文章 基于图像识别与增强现实的物品信息展示系统设计文献综述 超宽带穿墙雷达动目标跟踪方法研究开题报告 10G PON关键技术的研究文献综述 可穿戴式的八木宇田天线设计开题报告 面向5G移动网络绿色通信关键技术研究开题报告 基于深度学习的图像理解技术研究文献综述 基于联合时频分布信号的检测研究方法开题报告 基于NRF24L01的低成本传感网研究开题报告 基于android的手机流量监控与预警系统文献综述 基于BP神经网络的光纤周界安防入侵信号识别文献综述 最新文档 华北地区夏季降水多年、少年近地层水汽场及风场分布特征开题报告 天山地区典型流域降雪分布研究文献综述 2016年台风狮子山路径突变原因的初步分析开题报告 北京和寿县地区边界层急流观测与模型的对比文献综述 具有双Kelvin波结构MJO活动的再分析开题报告 基于单片机的温控风扇设计文献综述 1961-2015年江苏省气候资源的时空分布规律开题报告 智能搬运机器人文献综述 基于类型的电影推荐系统文献综述 Bi6S2O15的合成及其降解有机污染的研究开题报告 不确定时滞奇异摄动系统的鲁棒控制器设计文献综述 小型双模SIW滤波器的研究与设计开题报告 我国绿色出行政策执行研究——以南京市为例文献综述 试论李碧华小说中的爱情悲剧开题报告 基于FPGA的电子相册设计文献综述 企业微信 推荐栏目 本站简介 人才招聘 版权声明 免责声明 毕业论文网 教育 科研 学术文档分享平台 专注服务十二年 可信/实名双认证 老牌网站值得信赖 Copyright © 2010-2022 毕业论文网 站点地图  企业微信 