基于电吸收调制器的可集成相干光网络单元设计与研究.pdf

摘要

摘要

伴随着骨干网速率的大幅提升，如何增加接入网速率成为目前待解决的技术难题。

不同于传统的WDM-PON技术，UDWDM-PON技术具有高灵活性、高灵敏度等优势，

在接入用户数量大幅增加的可同时保证传输带宽，另一方面，可集成化的光网络单元

具有良好的市场前景。本文基于UDWDM-PON技术对可集成化相干光网络单元进行设

计与分析，主要工作如下：

1.搭建基于EAM的40Gb/sASK全双工相干光接入网络。以单片集成的DFB-EAM

为上行光发射机产生ASK光信号，并对比分析直接检测与相干检测方案的传输性能。

相同的前向纠错误码率水平下，相干检测双向下行和上行接收灵敏度分别达到了-32.51

dBm和-29.76dBm，相较直接检测分别有14.20dB和11.82dB的提升，这将大幅降低

由补偿损耗造成的系统功耗。

2.搭建基于MZM的10Gb/sDQPSK-ASK全双工相干光接入网络。优化下行调制

器EAM的工作区间，在最佳条件Vbias=-1V，Vpp=2V下，进行相干调制解调。结果表

明，全双工下行和上行的接收灵敏度分别达到-43.22dBm和-42.26dBm，高灵敏度可补

偿UDWDM-PON系统中引入功率分配及所带来的高损耗。

3.搭建基于任意波形发生器的100Gb/s16QAM双工相干光网络，采用双臂MZM

组成IQ调制器，在信号接收端使用平衡检测方案。结果表明，经过20km光纤传输，

下行和上行信号的接收灵敏度分别为-31.41dBm和-30.64dBm，提升目前商用传输链路

的信号接收能力。

综上，本文利用EAM、MZM等光电器件设计组成光网络单元，对比不同调制格

式下光信号的产生与相干接收方案。在提高信号传输速率的同时保证了ONU的灵活性，

为接入网大规模部署提供了技术参考。

关键词：光通信；相干检测；光网络单元；无源光网络。

Abstract

Abstract

Withtherapidincreaseofbackbonenetworkspeed,howtoincreaseaccessnetworkspeed

hasbecomeatechnicalproblemtobesolved.DifferentfromthetraditionalWDM-PON

technology,UDWDM-PONtechnologyhastheadvantagesofhighflexibilityandhigh

sensitivity.Thetransmissionbandwidthcanbeensuredwhenthenumberofaccessusers

increasessignificantly.Ontheotherhand,integratedopticalnetworkunitshavegoodmarket

prospects.ThisarticleisbasedonUDWDM-PONtechnologytodesignandanalyzeintegrable

coherentopticalnetworkunits.Themainworkisasfollows:

1.Builda40Gb/sASKfullduplexcoherentopticalaccessnetworkbasedonEAM.Using

amonolithicDFB-EAMastheupstreamopticaltransmittertogenerateASKopticalsignals.

Thetransmissionperformanceofdirectdetectionandco