基于光相位共軛的CO-OFDM系統(tǒng)非線性補償研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)作為第四代無線通信的核心技術(shù)，已經(jīng)有了很廣泛的應(yīng)用。它能夠有效地提高系統(tǒng)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(zhì)量好等優(yōu)點。結(jié)合OFDM技術(shù)與相干光通信技術(shù)的優(yōu)點，相干光正交頻分復(fù)用(CO-OFDM)技術(shù)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(lǐng)域中受到了極大的關(guān)注，已經(jīng)成為了超長距離光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹匾夹g(shù)。然而，CO-OFDM系統(tǒng)也存在一

2、些局限性，諸如：1)CO-OFDM系統(tǒng)需要放大器來補償光纖中的損耗，這些放大器產(chǎn)生的自發(fā)輻射噪聲會產(chǎn)生不可忽略的非線性相位噪聲；2)雖然CO-OFDM系統(tǒng)具有良好的抵御色度色散的能力，但只是在一定的范圍內(nèi)，因此仍然不可忽略色散對CO-OFDM系統(tǒng)造成的影響；3)CO-OFDM系統(tǒng)中子載波排列過于密集，這使得光纖中的非線性效應(yīng)比較強烈，尤其是四波混頻(FWM)效應(yīng)對系統(tǒng)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(yīng)會不斷累積，從而導(dǎo)

3、致系統(tǒng)的性能嚴重下降。
　　本文基于非線性薛定諤方程模型，結(jié)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(nèi)容包括：1)歸納了CO-OFDM系統(tǒng)的原理以及一些比較常用的關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)章節(jié)做鋪墊；2)理論研究了CO-OFDM系統(tǒng)中FWM效應(yīng)與光纖損耗、色度色散、光纖段數(shù)、每段光纖的長度以及色散失配等參數(shù)的關(guān)系；3)理論推導(dǎo)并分析了引入光相位共軛(O

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

5、技術(shù)被引入到CO-OFDM系統(tǒng)中以后，F(xiàn)WM噪聲得到了明顯抑制，尤其是當(dāng)相位失配很小的時候。仿真結(jié)果表明：1)其它參數(shù)確定的條件下，當(dāng)相位失配參數(shù)為零(也就是絕對匹配的時候)，F(xiàn)WM光強度最強；隨著相位失配逐漸增大，系統(tǒng)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(shù)取不同的數(shù)量級時，光纖段數(shù)以及每段光纖長度對FWM光強度的影響不同，特別的，當(dāng)相位失配參數(shù)小于等于1.7×10-8m-1時，除相位失配外的其它參數(shù)對系統(tǒng)中的F