基于光相位共軛的CO-OFDM系統非線性補償研究.pdf

1、正交頻分復用(OFDM)技術作為第四代無線通信的核心技術，已經有了很廣泛的應用。它能夠有效地提高系統的傳輸容量、抗干擾能力以及頻譜利用率。相干光通信具有傳輸距離長、信道容量大以及信號質量好等優(yōu)點。結合OFDM技術與相干光通信技術的優(yōu)點，相干光正交頻分復用(CO-OFDM)技術能夠有效的抵御色散(CD)和偏振模色散(PMD)。近年來，它在光通信領域中受到了極大的關注，已經成為了超長距離光網絡傳輸的重要技術。然而，CO-OFDM系統也存在一

2、些局限性，諸如：1)CO-OFDM系統需要放大器來補償光纖中的損耗，這些放大器產生的自發(fā)輻射噪聲會產生不可忽略的非線性相位噪聲；2)雖然CO-OFDM系統具有良好的抵御色度色散的能力，但只是在一定的范圍內，因此仍然不可忽略色散對CO-OFDM系統造成的影響；3)CO-OFDM系統中子載波排列過于密集，這使得光纖中的非線性效應比較強烈，尤其是四波混頻(FWM)效應對系統的影響最為顯著，而且在長距離傳輸過程中這些非線性效應會不斷累積，從而導

3、致系統的性能嚴重下降。
　　本文基于非線性薛定諤方程模型，結合CO-OFDM信號的具體形式，主要針對CO-OFDM信號在光纖傳輸過程中的FWM噪聲積累過程及其抑制方法展開了詳細研究。論文主要內容包括：1)歸納了CO-OFDM系統的原理以及一些比較常用的關鍵技術，為后續(xù)章節(jié)做鋪墊；2)理論研究了CO-OFDM系統中FWM效應與光纖損耗、色度色散、光纖段數、每段光纖的長度以及色散失配等參數的關系；3)理論推導并分析了引入光相位共軛(O

4、PC)后CO-OFDM系統的FWM噪聲抑制程度；4)針對上述理論分析結果做了相應的數值仿真，并展開了深入的探討，得到的結論與理論推導結果是一致的。
　　理論研究結果表明：1)在CO-OFDM系統中，FWM噪聲的強弱主要取決于光纖損耗、色度色散、光纖段數、每段光纖的長度以及相位失配等因素，這些參數對FWM噪聲的影響并不是分開的，而是結合在一起的，比如，當相位失配置參數取不同值的時候，光纖段數對FWM噪聲的影響程度就不同；2)將OPC

5、技術被引入到CO-OFDM系統中以后，FWM噪聲得到了明顯抑制，尤其是當相位失配很小的時候。仿真結果表明：1)其它參數確定的條件下，當相位失配參數為零(也就是絕對匹配的時候)，FWM光強度最強；隨著相位失配逐漸增大，系統累積的FWM噪聲強度將發(fā)生一定規(guī)律性的變化；此外，相位失配參數取不同的數量級時，光纖段數以及每段光纖長度對FWM光強度的影響不同，特別的，當相位失配參數小于等于1.7×10-8m-1時，除相位失配外的其它參數對系統中的F