Page 31 - 网络电信2024年8月刊
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光通信

器(Mach-Zehnder Modulator, MZM)调制方式，有几种方式可以    图6 基于管理通道的相干PON系统波长管理策略
实现快速断光：(1) 关闭激光器电流。该方式实现简单，但是
会造成一定的波长抖动，从而影响突发相干接收机性能。(2)                     结束语
在MZM后端集成光开关。该方式不会造成激光器的波长抖动，光
开关关闭之后能够完全抑制ONU出光，缺点是需要实现调制器                       相干技术在下一代超100 Gbit/s PON系统中将发挥核心
和光开关的单片集成，如图4所示。考虑到PON系统的点对多点                作用，同时单波长200 Gbit/s的速率对运营商拥有更大的吸引
(Point to Multi-Point, P2MP)特性，ONU侧可以进一步考虑采  力。然而，当前阶段对超100 Gbit/s PON的系统性研究尚不充
用简化相干PON的发射方案以降低成本，例如，采用单个或一对                分，需要深入研究Bi-Di传输、快速突发响应、多波长管理以
MZM,将其与光开关进行单片集成的突发控制方案同样适用。综                及多维度复用等关键技术。本文系统地提出了针对上述方面的
合来看，考虑到相干系统对波长/频率的稳定性要求，调制器与                 解决方案，包括超100 Gbit/s PON系统中的PON MAC接口与相干
光开关的集成将是一种较优的解决方案。                           PON光模块的设计思路以及针对P2MP系统的上行波长控制策略
                                             等，这些创新性解决方案将为超100 Gbit/s PON系统的实现提
 图4 相干PON光模块的突发发射架构示意框图                      供技术方向的指导。

    4 相干PON系统多用户上行波长控制技术                     参考文献

      针对超100 Gbit/s PON系统中上行 P2MP突发接收需求，      [1] Li J,Zhang X,Luo M,et al.SOA Pre-Amplified 200 Gb/s/λ
如果采用传统的相干波长控制方案，即在光线路终端(Optical                      PON Using High-bandwidth TFLN Modulator[C]//2022 European
Line Terminal, OLT)进行频差估算，然后调整OLT的本振光源               Conference on Optical Communication (ECOC).Basel,Switzer
波长使其与ONU发送端的光载波波长保持一致，那么需要频繁地                        land:IEEE,2022:254930813.
调整OLT本振光源波长，因此难以适用于突发接收的需求。需要
从系统层面进行突破，将差异性的各ONU光载波波长全部调整至                 [2] Che D,Iannone P,Raybon G,et al.200 Gb/s Bi-directional
与OLT的本振光源波长一致。一种可行的路径是在ONU上线注册                       TDM-PON with 29 dB Power Budget[C]//2021 European
期间，通过多次的握手机制将该ONU光载波波长对齐至OLT的本                       Conference on Optical Communication (ECOC).Bordeaux,Fran
振光源波长，如图5所示。                                         ce:IEEE,2021:9606049.

 图5 基于注册握手机制的相干PON系统波长管理策略                    [3] Li G Q,Xing S Z,Li Z Y,et al.200 Gb/s/λ Coherent TDM-
                                                     PON with Wide Dynamic Range of >30 dB based on Local
      另一种可行的路径是在频谱中预留独立的管理通道。管理                      Oscillator Power Adjustment[C]//2022 Optical Fiber
通道不承载业务数据，仅负责波长和其他管理功能，可以跟业                          Communications Conference and Exhibition (OFC).San
务通道的数据流并行处理。该方案的优势在于可以避免大量的                          Diego,CA,USA:IEEE,2022:Th3E.3.
通信握手时间，不会造成较大的业务传输时延。如图6所示，可
以通过SCM方式将基带的子载波(Sub-Carrier,SC)预留为管理通         [4] Hraghi A,Rizzelli G,Pagano A,et al.Analysis and
道，而其他SC则为业务通道。该方案的劣势在于开辟独立的管                         Experiments on C Band 200 G Coherent PON based on
理通道意味着复杂度的增加和频谱利用率的下降，因为基带的                          Alamouti Polarization-insensitive Receivers[J].Optics Ex
SC不再传输业务数据，并且SCM调制需要采用线性驱动器和高分                       press,2022,30(26):46782-46797.
辨率的DAC。
                                              [5] Zhang J W,Li G Q,Xing S Z,et al.Flexible and Adaptive
                                                     Coherent PON for Next-generation Optical Access
                                                     Network[J].Optical Fiber Technology,2023,75:103190.

                                              [6] 狄晗，陈新桥，刘晓蕊，等.基于反射滤波器实现载波重
                                                     用无源光网络设计[J].光通信研究，2021(5):31-35.Di
                                                     H,Chen X Q,Liu X R,et al.SCM/WDM-PON Design based on
                                                     Reflection Filter for Carrier Reuse[J].Study on Optical
                                                     Communications,2021(5):31-35.

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