[發明專利]一種用于高速PON的相干光通信系統及方法

有效

• 申請號: 202011239894.1
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112350780B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 林如儉;姚毅;楊健;陳海輝
• 申請（專利權）人: 凌云天博光電科技股份有限公司
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61;H04Q11/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

一種用于高速PON的相干光通信系統及方法，該系統包括第一光發送機、第一波分復用器WDM、第二波分復用器WDM、第一光接收機、第二光發送機和第二光接收機，在第一光發送機和第二光發送機中都用輔助光波對SOA作反向注入，促成了SOA光增益的線性化；在下行ONU第一光接收機聯合運用光偏振跟蹤、光注入鎖定本地激光器和光鎖相環，讓光相位噪聲也得以最小化，實現零差檢測；在上行方向OLT的第二光接收機采用光偏振跟蹤技術聯合運用光混合模塊與平方和運算器，放棄傳統數字信號處理器中復雜的頻率估計和相位估計算法，實現了具有頻率偏移和光相位噪聲非線性抵消功能的內差檢測，使相干接收機硬件和信號處理方法均得到簡化。

技術領域

本申請涉及光通信技術領域，尤其涉及一種用于高速無源光網PON的相干光通信系統，還涉及該系統的通信方法。

背景技術

目前通信容量的騰飛導致單靠光波包絡(電場幅度)的直接檢測已不足以解決信息承載問題，但由于光相干檢測技術的硬件、軟件復雜又昂貴，迄今光相干通信系統只應用于超長的陸上和海纜干線，在光接入網中則未能得到商用。

光相干檢測的優越性在于光接收機的輸出電壓比例于接收信號光電場與本地本振光電場的相乘，即使接收信號光很弱，只要本振光足夠強就能產生可觀的接收機輸出，所以接收機靈敏度高，系統損耗容限大。但光相干檢測的復雜性來源于發送端激光器與接收端本地(LO)激光器的獨立運行，即使采用同一牌號的激光器、同樣的電流和溫度控制，LO光波在頻率和相位上都與信號光波不同，加上信號光波在長距離外線中的偏振態起伏，信號光波電場要實現與LO光波電場的相乘，就必須首先采用偏振混合器和四個平衡光探測器對構成的偏振分集光接收機。然后對接收機輸出在模數(A/D)轉換后做復雜的數字信號處理，先做載波頻偏估計和補償，再做相位估計和抑制，還要進行色散補償、信道均衡和數據解調等，系統復雜度高，功耗大，因此這種被稱為內差檢測的傳統相干通信技術不適合用在對成本要求特別嚴格的高速PON中。

發明內容

本申請提供了一種用于高速PON的相干光通信系統及方法，以解決現有相干光通信的硬件系統結構復雜、成本高、功耗大以及通信方法復雜，不適合用在高速PON中的問題。

本申請采用的技術方案如下：

一種用于高速PON的相干光通信系統，所述相干光通信系統包括：

第一光發送機、第一波分復用器WDM108、第二波分復用器WDM109、第一光接收機、第二光發送機和第二光接收機；

所述第一光發送機的輸出端連接第一半導體光放大器SOA105，用于在光線路終端OLT的下行鏈路中發出放大的信號光波；

所述第一半導體光放大器SOA105的輸出端分別連接第一SOA增益箝制裝置和第一波分復用器WDM108；

所述第一波分復用器WDM108與第二波分復用器WDM109之間通過饋線光纖相連接，所述第一波分復用器WDM108連接所述第二光接收機；

所述第二波分復用器WDM109連接所述第一光接收機；

所述第一光接收機包括依次相連的第一外反饋偏振跟蹤模塊、光注入鎖定裝置和零差檢測裝置，用于接收來自所述第一光發送機的信號光波，并在光網絡單元ONU完成零差檢測；

所述第一外反饋偏振跟蹤模塊連接所述第二波分復用器WDM109，用于調節接收到的信號光波的偏振方向，使其穩定在輸出保偏光纖的慢軸方向；

所述第二光發送機的輸出端連接第二半導體光放大器SOA204，用于在光網絡單元ONU的上行鏈路中發出放大的信號光波；

第二半導體光放大器SOA204的輸出端分別連接第二SOA增益箝制裝置和所述第二波分復用器WDM109；