光纤非线性效应对光OFDM信号的影响研究

采用16QAM调制方式，选取光纤长度Ld=300 km，衰减系数α =0.2 dB/km，光纤二阶色散系数β2 =-30e-27 s2/m，步长h=1 km，初始光功率设定为0.64 mW，传输速度为10 Gb/s，非线性系数γ = 0.1 W-1km-1，子载波数为64个，经多次计算，可得到OFDM 信号峰均比的概率分布（见图2）、误码率随峰均比的分布（见图3）、系统误码率分布（见图4）。此时系统平均误码率为0.001 9.

　　3.2.2 子载波数的影响分析

　　在上述光纤参数条件下，传输10 Gb/s，使用16QAM调制可得到8个、32个、64个、256个子载波下接收端的星座图（见图5）、峰均比分布图（见图6）和平均系统误码率随子载波数的变化曲线（见图7）。

　　可以看出，随着子载波数的增加，系统的性能越来越差，误码率会随之增大。这是由于OFDM 系统中每个OFDM 符号是由多个经过调制的子载波相互叠加而成，当多个子载波被相同相位的信号调制时，叠加后就会产生很大的峰值功率，子载波数越多，叠加越多，信号峰值就会越大，引起的光纤非线性效应就会越强，从而造成误码率越高，使OFDM 系统的性能下降。

　　3.2.3 QAM调制方式的影响分析

　　参数为光纤长度Ld =300 km，衰减系数α =0.2 dB/km，光纤二阶色散系数β2 =-30e-27 s2/m，步长h =1 km，初始光功率设定为0.64 mW，传输速度为10 Gb/s，子载波数为64 个，非线性系数γ = 0.01 W-1km-1 时，可得使用16QAM，64QAM，256QAM 调制时系统平均误码率随QAM调制数的变化曲线，如图8所示。

　　可以看出随着QAM 调制的指数越来越高，系统平均误码率越来越高。这是因为QAM 调制数越高，信号序列会被划分的更精细，对光纤的非线性效应造成的影响会更敏感。

　　4 结语

　　正交频分复用信号在光纤中传输会受光纤非线性效应影响。分析OFDM 信号在光纤中传输所受光纤非线性影响，有助于系统性能的改善。利用分步傅里叶方法求解OFDM信号传输的非线性薛定谔方程，分析光纤非线性效应对光纤中OFDM 信号的影响。计算结果表明，在光纤衰减系数、一阶色散系数、光纤非线性系数一定的情况下，系统的误码率随着子载波数的增加而增加。而随着QAM调制方式的更加精细，系统对光纤非线性也越来越敏感。可以看出在使用光纤传输OFDM信号时，调制一个合适子载波数的OFDM信号和选择一个合适的QAM调制方式，对于整个系统来说是关键因素。