近期，中国信科光通信技术和网络全国重点实验室罗鸣、李婕团队和中国地质大学（武汉）李响教授团队在相干PON方向的合作成果发表于Optics Express期刊。

论文标题：200 G bidirectional simplified coherent PON with a single DFB at the ONU side

研究团队：中国信科光通信技术和网络全国重点实验室罗鸣、李婕团队，中国地质大学（武汉）李响教授团队。

论文下载：https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-33-6-13422&id=569244

一、研究背景及意义

由于50G PON的逐渐成熟，单波长100Gb/s及以上的技术和标准讨论提上日程。IM-DD直调直检系统由于其简单和低成本一直是光纤接入网的主导技术。然而很难满足未来100G PON以上的功率预算要求，相干技术由于其高灵敏度和灵活性，被认为是下一代光纤接入网的一种有前途的解决方案。

传统的偏振复用相干接收机复杂度高、成本过高，限制了其在接入系统的广泛应用。如何简化相干接收结构来降低ONU端成本，在使用低成本DFB光源代替ECL时如何有效处理频率偏移和相位噪声，是本文要解决的问题。

二、本文工作

本文提出了一种基于DSCM技术的TFDM相干PON方案，在ONU侧采用单DFB实现了200Gb/s的双向灵活相干PON系统。下行传输采用16QAM Alamouti编码和外差相干检测实现偏振不敏感的简化相干接收机。在ONU端使用DFB代替ECL，上行传输使用单偏振调制代替双偏振调制，进一步降低了ONU端成本。系统的频率偏移和相位噪声通过残余载波技术进行补偿，且在上行传输中使用不同的调制格式以实现灵活速率。下行/上行功率预算均可达到29dB。

三、创新点

1.  单DFB激光器的使用

在ONU侧仅使用单个DFB激光器，既作为下行信号的本振（LO），又作为上行信号的载波源。这种设计大大降低了ONU的成本和复杂性，同时简化了系统架构。

2.  简化相干接收器的应用

采用基于Alamouti编码的单偏振相干接收，实现了偏振不敏感的信号接收。与传统的全相干接收器相比，这种简化接收器减少了光电子器件的数量，降低了成本，同时通过残差载波技术补偿了频率偏移和相位噪声。

3.  灵活的上行传输速率

通过在不同子载波上加载不同调制格式（SP-4/16/64QAM）的信号，实现了从50G到200G的灵活上行传输速率。这种灵活的速率配置可以根据不同ONU的需求和信噪比条件进行优化，提高了系统的适应性和效率。