引言
正交頻分複用（OFDM）技術是隨著數字訊號處理技術的成熟而逐漸發展起來的一種數字多載波調製技術，目前主要應用在無線通訊系統中，它將高速的資料訊號分成多路低速資料訊號，並調製的一組正交子載波上進行並行傳輸，可以有效地抵抗無線通道多徑衰落並提高系統頻譜利用率[1]。
在光纖通訊系統中，光纖的色度色散和偏振模色散嚴重限制了高速資料訊號的傳輸距離。由於光纖色散的影響和無線通道中多徑效應的影響有類似的效果，即色散使不同頻率成分的光波具有不同的傳播速度，而無線通道中的多徑效應使經過不同路徑的訊號成分到達接收端的時間不同，因此，OFDM 調製技術同樣可以用來克服光纖的色度色散和偏振模色散以及多模光纖的模間色散的影響。將OFDM 技術引入到光通訊中，使高速的資料訊號能夠在大色散通道中遠距離傳輸的技術，即光正交頻分複用技術（O-OFDM）。
最早將OFDM引入到光通訊領域的是Dixon, 他首先提到用多模光纖傳輸OFDM訊號；隨後在2005 年以來，O-OFDM 的研究大量湧現。它是集中了數字訊號處理和光纖通訊技術優點的一種新型的光通訊技術，可以有效地抵抗光纖傳輸鏈路中色散、偏振模色散等效應[2，3]，並可以提高系統的頻譜利用率[4，5]，因而近年來得到了廣泛的研究。
為了在光纖通訊系統中進一步延長通訊距離，提高通訊傳輸容量，可以利用無線電通訊中使用的外差接收技術，即相干光通訊系統。相干通訊系統採用相干調製（CO），還保證了光域訊號到射頻訊號的變換為線性變換，滿足了OFDM 系統的線性要求，同時，OFDM技術使線性系統計算效率高、通道簡單並可進行相位估值。因此，將相干探測與OFDM 技術相結合，即CO-OFDM 技術，在下一代100Gbps 傳輸系統的研究中備受青睞。除此之外，CO-OFDM 還具有WDM、OTDM、IO-OFDM 等系統所沒有的優勢，主要表現在：
1）由於OFDM 的正交性，最大限度的利用了頻譜資源，提高了頻譜利用率；
2）CO-OFDM 系統在傳輸過程中不需要色散補償，在接收端無需色散處理機制。這樣既能夠實現高速率傳輸，降低了網路的複雜度，同時也能適應動態變化的網路環境；
3）CO-OFDM 系統與原來的WDM 系統有很好的相容性，可充分利用WDM 系統在原有網路基礎設施方面的巨大投資，只需要在發射端和接收端進行適當的改造即能夠很好的完成升級，具有很強的通道容量可擴充套件性，擴容方便。
1 O-OFDM 系統原理
無線通訊系統中的OFDM 訊號為電域訊號（RF 域），可以直接在電域進行處理，而O-OFDM 需要在發射端將電訊號調製到光波上，在光纖中傳輸，在接收端再將光訊號轉換為電訊號。其原理框圖如圖1 所示。在系統的發射端，利用成熟的數字訊號處理技術對高速碼流進行處理，得到電OFDM 訊號。在這一過程中首先對需要傳輸的高速資料碼流進行串並變換，將一路高速的資料流轉化為多路速率相對較低的資料訊號，隨後對各路低速訊號進行4QAM, 16QAM 或QPSK 等格式的數字調製，再通過IFFT 變換，將各低速資料流載入的相互正交的子載波上，然後依次進行並串變換、新增迴圈字首（CP），再進行數模變換，就得到了電OFDM 訊號。然後進行對電OFDM 訊號進行上變頻及電光調製，再經過電光調製，將電OFDM 訊號載入到光波上，利用光纖通訊技術的優點，可以很容易地通過光纖實現低成本、長距離傳輸。在訊號的接收端，首先進行光電變換及下變頻，得到原來的電OFDM基帶訊號，對電OFDM 訊號解調，得到原始的資料。
O-OFDM 研究的重點是E/O 和O/E 轉換及光纖傳輸問題。近幾年來，根據接收端收到的光模式種類將光OFDM 解決方案分為兩大方面：光強調製和線性光場調製。前者用於多模系統，即多模光纖、POF 或光無線，後者用於單模系統，即單模光纖。
1.1 光強調製—多模系統