CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统具有高效的数字信号处理能力,是未来100 Gbit/s高速光传输实现的备选方案.文章对PDM-CO-OFDM(基于PDM(偏分复用)技术的CO-OFDM)系统的传输机理及数学模型进行了分析,在此基础上对系统联合信号均衡算法进行了讨论,并通过数值仿真加以验证.结果表明,PDM-CO-OFDM系统采用联合信号均衡可有效抑制PDM带来的噪声影响,实现偏振信号的不敏感接收.在不需偏振控制器的条件下,通过SMF(单模光纤)传输960 km后,系统Q值较CO-OFDM系统降低了0.3 dB.

鉴于相干光正交频分复用系统(CO-OFDM)易受非线性效应影响, 严重制约系统传输性能, 提出一种基于星座恢复的降低系统峰均值功率比(PAPR)的方法。对系统模型及作用机理进行分析, 仿真结果显示, 以10 Gbit/s的速率通过单模光纤传输720 km, 基于星座恢复的CO-OFDM系统Q值较无非线性抑制的CO-OFDM系统有3 dB提高; 另外, 系统最佳限幅比例系数受色度色散影响, 随着色散因子的增大, 星座恢复效果也逐渐减弱, 在传输240 km条件下, 色散因子为12 ps/nm·km较6 ps/nm·km, 限幅比例系数从0.9降低至0.8。

基于直接检测的光OFDM系统(Direct Detection Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing, DDO-OFDM), 实现简单、成本较低, 对未来高速光传输具有重要的借鉴价值。而在高速传输中, 偏振效应带来OFDM信号展宽及输出偏振态的不同, 严重影响系统传输性能。对DDO-OFDM系统中的一阶偏振模色散(PMD)作用机理和数学模型进行分析, 结果表明, DDO-OFDM系统中一阶PMD仅对OFDM信号子载波信号幅度附加余弦因子, 通过信道均衡, 可有效去除此噪声影响, 差分群时延为50 ps条件下, 以10 Gb/s的速率在单模光纤传输800 km , DDO-OFDM系统Q值为16 dB, 较色度色散影响下系统性能仅有0.3 dB降低。

对于高速光传输，直接检测的光正交频分复用系统(direct detection optical orthogonal frequency division multiplexing, DDO-OFDM)中的偏振相关损耗(polarization dependent loss, PDL)与偏振模色散相互作用，对系统传输带来较大影响。对DDO-OFDM系统中PDL与一阶PMD作用机理和数学模型进行了分析，并通过数字仿真加以验证。结果表明: 在PDL与PMD联合作用下，对OFDM信号幅度及相位均产生影响，通过发送导频序列可有效实现信号均衡; 由于输出偏振态随频率产生旋转，PMD效应一定程度上缓解PDL所致系统损伤，差分群时延为50 ps条件下，以10 Gb/s的速率在单模光纤传输480 km，DDO-OFDM系统Q值提高约0.8 dB。

相干光正交频分复用系统（CO-OFDM）是未来高速光传输的重要解决方案，而偏振模色散（PMD）与偏振相关损耗（PDL）相互作用严重影响传输性能。分析了CO-OFDM系统中的偏振效应和数学模型，并通过仿真加以验证。结果表明，一阶PMD效应对正交频分复用(OFDM)信号子载波幅度附加余弦因子；二阶PMD效应中，去偏振项（DR）占主要因素，且一定程度上可缓解色度色散带来的相位噪声；另外，由于PMD带来OFDM子载波偏振度随频率变化加强，也对PDL带来的系统损伤有一定抑制作用，在不考虑色度色散，相对损耗因子α=0.5，单模光纤传输距离为720 km条件下，系统Q值约有2 dB提高。

相干光正交频分复用系统 (Coherent optical orthogonal frequency division multiplexing, CO-OFDM) 作为未来高速光通信的重要解决方案,是近年来光传输领域的研究热点。高速 CO-OFDM 系统需要 较高带宽的模数/数模转换器 (DAC/ADC), 目前技术水平难以达到。改进了正交频带复用技术 (Orthogonal band multiplexing, OBM) 的光域实现方案;结合偏振复用技术和偏振分集接收,提出了基于 OBM 的100 Gb/s高速 CO-OFDM 系统; 并对系统传输性能进行数字仿真。结果表明:基于 OBM 技术的 MIMO CO-OFDM 系统可有效降低对 DAC/ADC 的处理速度要求, 在不需任何在线色散补偿和偏振控制器件条件下, 通过单模光纤传输800 km, 系统Q值保持在13 dB以上。

相干光正交频分复用(Coherent optical-orthogonal frequency division multiplexing,简称CO-OFDM)可有效降低光纤色散和偏振模色散对系统的影响,是近年来光传输领域研究热点之一。但由于OFDM高的峰均值功率比(PAPR)和较窄的载波间隔(几十兆赫兹),CO-OFDM系统对光纤非线性十分敏感,严重影响系统传输性能。分析了CO-OFDM系统中光纤非线性作用,介绍了一种新的非线性补偿方法,实现简单,计算复杂度低,可有效补偿系统传输中的非线性影响。仿真结果表明,在8　000　km长距离传输系统中,补偿后的CO-OFDM系统,非线性门限提高5　dBm;色散系数会影响非线性补偿效果,色散系数为16　ps／(nm·km)时,系统品质因子Q提高0.6　dB,色散系数为6　ps／(nm·km)时,Q值提高2　dB以上。

相干光正交频分复用(COOFDM)是目前光传输领域的研究热点之一。COOFDM系统采用马赫-曾德尔光调制器(MZM)实现射频(RF)信号到光的转换，而正交频分复用(OFDM)信号对非线性十分敏感，所以在系统设计上最关键的就是实现信号的线性传输。从理论上分析了COOFDM系统中MZM对OFDM信号的非线性影响，通过对MZM偏置点及调制指数优化，实现COOFDM系统的最佳传输，同时对COOFDM系统品质因子Q与偏置点及调制指数关系进行了仿真。结果表明，为了实现最佳线性传输，不同于传统的基于强度调制/直接检测系统(偏置点选在积分点)，COOFDM系统中MZM最佳偏置点选在零点；MZM调制指数的选择也会对系统性能产生影响，当COOFDM系统中MZM调制指数为0 dB时，系统性能达到最佳。