Verfahren zur Verringerung nichtlinearer Effekte in Sender und Empfänger optisch kohärenter Mehrträgersysteme

Abstract

Aufgrund des weltweit zunehmenden Datenverkehrs werden die Anforderungen an optische Kommunikationssysteme hinsichtlich Bitrate, spektraler Effizienz und Bandbreitenflexibilität in den kommenden Jahren steigen. Um diesen gerecht zu werden, ist für zukünftige Systeme unter anderem das Mehrträgerverfahren orthogonaler Frequenzmultiplex (OFDM) in Kombination mit kohärentem Empfang in der Diskussion. Da OFDM-Systeme jedoch empfindlich gegenüber nichtlinearen Störeinflüssen sind, stellt diese Arbeit Verfahren vor, die solche Einflüsse verringern. So werden Beeinträchtigungen der Kanalschätzung durch senderseitige Quantisierungsfehler untersucht und Möglichkeiten aufgezeigt, diese zu reduzieren oder sogar gänzlich zu eliminieren. Darüber hinaus wird der Einfluss der nichtlinearen Kennlinie des elektro-optischen Modulators studiert und demonstriert, dass sich nichtlineare Verzerrungen durch digitale Vorverarbeitung des Sendesignals deutlich verringern lassen. Empfängerseitig beschäftigt sich diese Arbeit mit Synchronisationsverfahren zur Rahmenerkennung und Schätzung der Frequenzabweichung zwischen Träger und Lokaloszillator. Hierfür werden digitale Verfahren entwickelt, die unter Einfluss von chromatischer Dispersion und Verstärker- sowie Phasenrauschen auch für Modulationsformate mit hoher spektraler Effizienz eine hinreichend genaue Schätzung liefern.