Titelaufnahme

Orthogonales Frequenzmultiplex (Orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) gehört zur Mehrträgertechnologie, welche in vielen breitbandigen, drahtgebundenen und drahtlosen Kommunikationssystemen verwendet wird. Dadurch lassen sich die Nachteile aufgrund der Mehrwegeausbreitung eindämmen. Obwohl OFDM Systeme sowohl beim Sender als auch beim Empfänger und der zugehörigen Signalverarbeitung im Vergleich zu Systemen mit einzelnem Träger komplex sind, lassen sich doch erhebliche Vorteile erzielen.Die optischen OFDM Systeme können entsprechend ihres Empfängerentwurfs in drei Gruppen klassifiziert werden. Diese sind optischer Direktempfang (DDO-OFDM), kohärent optisches OFDM (CO-OFDM) und selbstkohärentes optisches OFDM (SCO-OFDM). Die wichtigsten Nachteile des CO-OFDM sind das hohe Verhältnis zwischen der Spitzen- und Durchschnittsleistung (PAPR) und die hohe Empfindlichkeit gegenüber Frequenzoffset und Phasenrauschen. Die vorliegende Arbeit stellt die Effizienz der verschiedenen Pulsformungstechniken vor. Außerdem stellt sie neue Algorithmen vor, um Phasenrauscheffekte zu reduzieren und vergleicht die Effizienz des Systems mit verschiedenen existierenden Algorithmen. Darüber hinaus wird der Nutzen eines neuen Systemdesign untersucht. Die vorliegende Dissertation enthält vier Beiträge. Zunächst werden die theoretischen Grundlagen von OFDM vorgestellt und die Vor- und Nachteile gegenüber der Modulation auf einen einzigen Träger vorgestellt. Die theoretischen Grundlagen von optischem OFDM und die Unterschiede zwischen den drei Systemen werden als nächstes dargestellt. Darüber hinaus wird auch die Leistungsfähigkeit der drei bestehenden optischen OFDM Systeme untersucht und miteinander verglichen. Ein Root-Raised-Cosine-Impulsformungsfilter für OFDM Symbole wird vorgeschlagen, um die Effizienz von CO-OFDM

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) belongs to multicarrier technology which is used in many broadband wired and wireless communication systems. It is used to combat multipath fading. Although, OFDM systems are complex compared to single carrier systems due to design of their transmitter and receiver and also the associated signal processing, significant benefits are achieved. Optical OFDM systems can be classified into three approaches according to the detection scheme. The approaches are direct detection optical OFDM (DDO-OFDM), coherent optical OFDM (CO-OFDM) and self coherent optical OFDM (SCO-OFDM). The most important drawbacks of CO-OFDM are the high peak-to-average power ratio (PAPR), high sensitivity to frequency offset and phase noise. The present dissertation introduces the performance of different pulse shaping techniques. Furthermore, it presents new algorithms to reduce the phase noise effects and compares the system performance with different existing algorithms. Moreover, the performance of a new system design is investigated. The provided dissertation includes four original contributions.Initially, the theoretical principles of OFDM are presented with detailing on the advantages and disadvantages of OFDM compared to the single carrier modulation technology. The theoretical fundamentals of optical OFDM and the differences between the three systems are followed. Furthermore, performance of the three existing optical OFDM systems are elaborated and compared. A square root raised-cosine pulse shaping of OFDM symbols is suggested to enhance the efficiency of CO-OFDM systems. Next, the different kinds of the phase noise effects on the OFDM signals are defined and the impact of the laser and nonlinear phase noise is reported. Different existing phase noise compensation algorithms are presented. Moreover, the modified and new phase noise compensation schemes are provided and compared.