本技术属于光纤通信技术领域,介绍了一种利用残余光载波实现的相干无源光网络载波恢复技术。该技术包括信号发送端,用于发射信号;信号接收端,用于接收并恢复载波;以及载波恢复系统,确保信号传输的稳定性和准确性。
背景技术
随着对5G移动互联网、4K/8K高清晰度视频流、物联网(IoT)和云网络等服务需求的不断增长,光接入网络行业正在寻求新一波带宽加速的解决方案。无源光网络(PON)作为点到多点(P2MP)宽带光纤接入技术,在服务提供商与客户之间的最后一公里连接中显示出成本效益,已在各种无源光分配网络中得到验证。然而,日益增长的带宽需求表明,能够支持100Gbits/s/λ及以上的PON将很快成为必要。目前,主导PON架构的主要有两种方案及其简化变体:直接检测的强度调制(IM/DD)和全相干结构。由于IM/DD方案具有成本效益、结构简单和体积小的优势,因此被广泛应用于最高可达50Gbits/s/λ的PON。
然而,对于100Gbits/s/λ及以上的应用,研究表明50Gbits/s/λIM/DDPON可能已达到理论灵敏度极限,这使得满足下一代100Gbits/s/λ系统的功率预算要求变得具有挑战性。此外,色散容忍度在将IM/DDPON升级到更高速率时也面临重大挑战,因为随着符号速率的增加,其性能会急剧下降。在此背景下,相干光学利用相位和偏振多样性,在数千公里的光纤传输中展现出作为实现单波长PON(100Gbits/s/λ及以上)的一种有希望的候选技术,称为相干沉降。这项技术在实现超高速数据传输方面代表了长途和城域网络的重大进步。通过引入与接收信号相干拍频的本地振荡器(LO),提高了接收器灵敏度,从而延长了功率预算,支持高容量、长距离和大分裂比的接入。此外,它通过利用先进的调制格式和强大的数字信号处理(DSP),促进了灵活的部署和自适应接入。
然而,传统的相干检测因激光源的需求而产生显著的成本,包括光发射器、光接收器和DSP模块,这些共同导致了费用的大幅增加。这一成本壁垒阻碍了PON的广泛采用,而PON的理想设计目标是简单、经济和能效。光源,通常是激光器,是优化系统成本和性能的关键组件。在PON场景中,由于每个光网络单元(ONU)中必须有一个激光源作为LO,成本显著上升。此外,距离相关均衡的计算复杂性和功耗也带来了挑战,使得相干PON中的DSP优化成为一个活跃的研究领域。大量研究已针对降低相干PON的成本和功耗进行了探索。一种潜在的解决方案是为每个ONU利用来自集中式光线路终端(OLT)的远程激光源。另一种方法是用更便宜的选项,如分布反馈(DFB)激光器,替代昂贵的ECL,接受在接入网络中一定程度的功率损失。关于DSP的简化和优化,PON系统中相对较短的传输距离可能允许去除静态色散补偿和偏振模色散补偿。
因此,有必要研究如何基于PON场景实现低成本且高速大容量的信号传输,从而满足未来宽带移动通信的需求。
实现思路