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移动端手机流量业务的急速发展和人们对于互联网宽带应用的爆炸式需求,使得超大容量长距离光纤骨干网传输系统越来越成为光纤通信领域研究的热点。光频梳由许多具有恒定模式间隔和超低相位噪声的等距光谱线组成,可以作为大容量传输的理想光源,能够极大地提高单根光纤的传输容量,充分利用光纤传输的有限可用带宽。相干光正交频分复用技术把高速的串行数据流转换为一系列低速、正交数据流,系统接收机灵敏度高、频谱效率高、抵抗光纤色散和信号处理中计算复杂度低等优点。本文研究了相干光正交频分复用技术理论,并对基于常规电光调制器和微环谐振器等方式产生光频梳在大容量光纤传输系统中的应用进行深入研究。1.本文介绍相干光OFDM技术的发展与优势,介绍基于光频梳的Tb/s超大容量光传输系统的国内外研究现状,总结了近些年来基于芯片级光频梳作为高密度激光载波的高速光传输系统。2.阐述了相干光OFDM信号的基本原理与功能模块分析,理论分析通过插入导频子载波等方式进行相位噪声补偿、频偏补偿等数字信号处理技术。实验测试了采用16QAM映射的比特速率为68Gb/s的光OFDM信号传输100km标准单模光纤时误码率对光信噪比关系曲线,得到实验室光纤传输系统与理论曲线相比的实验代价。3.理论分析光相位调制器与光强度调制器的工作原理,理论分析并实验验证射频正弦信号驱动单个光相位调制器与光强度调制器产生多载波,传输实验使用单个光强度调制器产生多载波传输采用16QAM映射的233Gb/s光OFDM信号,经过传输100km标准单模光纤后每个通道所测得的最低BER值都低于7%EFC解码门限。4.深入探究了基于微环谐振器产生光频梳机制,并首次演示了使用克尔频率梳工作在低噪声状态下的相干光OFDM传输5通道4QAM映射的光OFDM信号传输100km标准单模光纤,总比特率为136.0Gb/s。证实了芯片级微环谐振器中产生的克尔频率梳支持高比特率OFDM传输的能力,显示了其应用的潜力,例如用于长距离传输和光接入网络的集成发射器设备。