相干无源光网络系统的硬件高效信号处理技术

摘要： 支持超过50 Gb/s/λ的未来无源光网络（PON）系统对采用强度调制直接检测（IM-DD）技术提出了挑战。由于相干技术在接收灵敏度上优于IM-DD，因此成为100 Gb/s及以上速率PON系统的理想候选方案。引入专为PON系统设计的硬件高效信号处理技术将有助于实现相干技术的适配。本文综述了适用于PON系统的硬件高效信号处理技术，介绍了两种简化自适应均衡（AEQ）方案：一种牺牲差分群时延补偿（DGDC），另一种牺牲部分色散补偿但保留DGDC功能?；?00 Gb/s/λ的相干波分复用（WDM）PON系统传输实验表明，无DGDC和带DGDC的简化AEQ方案相比传统数字信号处理（DSP）仅分别产生0.2 dB和1.4 dB的性能损失。通过数值仿真评估了最大累积差分群时延（DGD）导致的额外损耗，传统AEQ与带DGDC的简化AEQ损耗可忽略，而无DGDC的简化AEQ则出现1.4 dB损耗。我们还提出带偏振间相位偏移估计的简化载波相位恢复（CPR）技术，在实验和仿真中均展现出与传统DSP相当的性能。综合结果表明，结合简化AEQ与简化CPR的100 Gb/s/λ相干WDM PON系统能够满足单模光纤80公里跨距下8个ONU分光比所需的损耗预算。