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随着信息化程度的不断提升,人类社会对于信息传输容量的需求以惊人的速度增长。光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OOFDM)系统具有频谱效率高、对光纤色散容忍度好、易于进行动态信道估计和补偿等优点,能够动态地改变子载波数量、资源分配以及调制方式,实现光通信系统传输速率的平滑升级,极大地减少光通信系统升级和扩容引起的设备更新和人工成本,是面向未来的高速光通信系统的一项十分有潜力的技术。与相干探测光正交频分复用(Coherent Optical OFDM, CO-OFDM)系统相比,直接探测光正交频分复用(Direct Detection OOFDM,DD-OOFDM)系统结构更加简单、成本低,对频谱偏移和相位噪声不敏感,更适合应用于对成本敏感的光接入网和中长距离光纤传输系统。而光单边带(Optical Single-Sideband, OSSB)调制技术可以有效地克服传统双边带(Double-Sideband, DSB)系统中色散引起的幅度哀落效应,使SSB-OOFDM系统成为DD-OOFDM系统中较为优良的方案,更具有实际的应用价值。而信号间拍频干扰(Signal-to-SignalBeat Interference,SSBI)成为影响DD-SSB-OOFDM系统传输性能的一个主要因素,如何有效地克服SSBI的影响,减少甚至消除光载波和OOFDM边带之间保护频带(Guard Band, GB),从而提高系统频谱效率,降低对收发端电子器件的带宽要求和设备成本,是改善DD-OOFDM系统性能的关键。因此,本论文以DD-SSB-OOFDM系统为切入点,研究消除SSBI的有效解决方案,将使得DD-OOFDM系统在简化光纤网络结构,降低光纤网络的敷设和维护成本,以及对实际的光接入网系统设计和实用化中具有重要的参考意义。本论文首先介绍光通信中OFDM技术的发展历史、研究意义和DD-OOFDM技术的优缺点。然后,详细介绍了基带OFDM信号的调制解调原理,理论分析了分别基于马赫曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator, MZM)和偏振调制器(Polarization Modulator,PolM)产生SSB-OOFDM信号的基本原理,DD-OOFDM系统中SSBI的产生原理,以及目前报道的消除SSBI的有效解决方案。最后,在DD-OOFDM系统的基础上,基于两种不同的OSSB调制格式的实现方式,分别提出两种结构相对简单、成本低、性能良好的信号间拍频干扰消除接收机(Beat Interference Cancellation Receiver, BICR)结构及其系统链路实现方案,对所提出的方案进行了详细的理论分析,并进行了系统链路仿真验证。本论文中对DD-OOFDM系统中SSBI的消除的创新主要包括以下两个方面:(1)基于强度调制 / 直接检测(Intensity Modulation/ Direct Detection,IIM/DD)的SSB-OOFDM系统,提出一种由一个光梳状滤波器(Interleaver,IL)、一个 3 X 3 光耦合器(Optical Coupler, OC)和三个光电二极管(Photoelectric Detector, PD)组成的新型BICR结构方案,并通过理论分析;同时,搭建了 40Gbit/s 16-QAM的DD-SSB-OOFDM系统仿真链路,通过分析频谱图、星座图以及误矢量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)曲线图,结果表明,所提出的BICR能够有效地消除SSBI,且SSB-OOFDM信号的传输性能良好,验证了该方案的可行性。(2)在上述研究基础上,基于偏振正交的OSSB调制技术,提出一种结构更加简单的SSBI消除的DD-SSB-OOFDM链路实现方法和系统。该系统中传输的信号为偏振正交的SSB-OOFDM信号,且BICR结构仅由一个偏振分束器(Polarization Beam Splitter, PBS)和一个平衡光电探测器(Balanced Photoelectric Detector, BPD)组成。并通过理论分析和系统链路仿真,验证了该方案消除SSBI的可行性和有效性。与方案一相比,方案二所提出的BICR不需要使用任何光滤波和光耦合器件,具有结构更简单、成本更低、对信号波长不敏感的优点,可以实现对信号无色接收,提高了 DD-OOFDM接收机的通用性。综上所述,所提的两种BICR方案能够有效地消除SSBI,减小GB,提高系统频谱效率,从而降低接收端对电子器件带宽的要求,又能在不增加系统复杂度的情况下,改善DD-OOFDM系统性能。