探讨O—OFDM系统应用技术

【摘要】光正交频分复用（Optical OFDM，O-OFDM）系统。分析此系统中信号的相位偏移，并提出了频域和时域相位补偿方案。根据仿真结果可以得出，O-OFDM系统在传输速率40Gb/s时，仅按照进行相位均衡后，可以传输4000Km以上。故而在高速超长距离的光纤通信中，O-OFDM系统具有很好的应用前景。

【关键词】光正交频分复用；相位噪声；相位补偿

1. 前言

（1）正交频分复用（OFDM）是一种多载波传输调制技术，其主要思想是在频域内将信道分成若干个正交子信道，在多个低速并行的子载波上承载高速的数据流。OFDM已经被成功的应用于非对称数字用户线（Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL）、无线本地环路（Wireless Local Loop，WLL）、数字音频广播（Digital Audio Broadcasting，DAB）、高清晰度电视（High Definition Television，HDTV）、无线局域网等系统中。随着人们对通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需求，OFDM技术在综合无线接入领域将越来越得到广泛的应用。

（2）光正交频分复用（O-OFDM）是将OFDM技术应用于光通信的一种新技术，可以构造出高速率、大容量、低成本的光传输网，并且易于信道容量的扩展。O-OFDM能够有效地对抗光通信系统中的色度色散和偏振模色散引起的符号间干扰（ISI），而且循环前缀（CP）的引入，更进一步的增强了O-OFDM通信系统的抗色散能力，降低色散管理的复杂度，同时对提高数据传输速率和系统容量起到重要作用。另外，O-OFDM系统中的各个子信道的不同频谱相互叠加，更有效的利用频谱资源，提高了带宽利用率。除此之外，该系统实现简单，易于优化等优点，使OFDM技术在光通信领域，尤其是40Gbit/s以上的高速光通信领域具有很好的应用前景。

（3）虽然O-OFDM系统的优势较为明显，但也有其不足之处，主要表现在峰值平均功率比（PAPR）较大和对相位噪声极为敏感。引起相位偏移主要因素有群速率色散，放大器相位噪声，滤波器相位噪声，克尔效应等非线性效应。本文采用理论分析和模拟仿真两种方式，对O-OFDM系统中信号的相位偏移做了深入研究，并提出了改善相位偏移的补偿方案。

4. 系统性能

4.1按照上文的方案进行相位补偿后，在不加色散补偿光纤等光域色散补偿技术的基础上，误码率在10E-5的误码率前提下，可传输5000Km以上。

4.2由于本文采用QAM对各个子载波信号进行了调制，QAM信号可以明显的反应出信号相位偏移和幅度变异。在相位补偿前后，接收端的QAM信号解调时的相位星座图如图4所示。其中信号幅度大小的偏差主要由于滤波器所致。

4.4在本系统的其他参数不变的情况下，采用了适当的光功率来控制光信噪比。此结果是在考虑了光纤色散，非线性以及各种噪声，未加任何纠错码的前提下，标准单模光纤长度分别为2000Km，4000Km和4500Km。故而，在O-OFDM系统中，选择适当的耦合光功率也是提高性能的主要因素。

5. 应用前景

分析了O-OFDM系统中的相位噪声，并且提出了时域和频域两种相位补偿方案。通过将方案应用于该系统中，我们发现，在不加色散补偿光纤的情况下，误码率在10-5的标准下，可以传输4000Km。相对于传统的复用技术来说，降低了色散管理的成本，提高了频谱利用率。从仿真结果和理论分析，我们可以得出，O-OFDM有其明显的优势，在未来的高速超长距离的光通信中有着很好的应用前景。