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50 Gbit/s无源光网络（PON）标准已趋于完善，后50 Gbit/s PON时代的技术标准尚属空白，亟待开展相关研究以推动整个产业链从系统、模块和芯片等方面提前进行布局。文章判断单波长200 Gbit/s速率和相干技术将会是继50 Gbit/s PON之后下一代PON系统的两大关键特征。单波长200 Gbit/s速率对运营商具备更大的吸引力，而强度调制/直接检测（IM/DD）技术难以持续满足200 Gbit/s速率下系统对Class C＋等级功率预算的要求，需要采用灵敏度更高的相干技术。然而PON系统是一种典型的点对多点（P2MP）拓扑架构，将相干技术下沉到PON还有许多关键技术需要攻克，其中，涉及PON系统设备和媒体访问控制（MAC）芯片的架构重构、相干PON光模块的单纤双向（Bi-Di）技术改造、突发模式的相干发送与接收技术以及相干PON系统的波长管控技术。时分复用（TDM）仍然是实现P2MP传输的推荐方式，在TDM基础之上可以叠加新的复用维度，例如子载波复用（SCM）。新复用维度的引入给PON系统带来了灵活性，但同时也增加了设计的复杂度，将会颠覆当前的PON系统架构。叠加了SCM的相干PON系统将不再采用数字化接口方式与光模块进行连接，光模块本身需要具备高度线性驱动和调制能力。此外，用户侧光模块需要具备瞬时开关能力，以避免对其他用户造成干扰，因此需要开发新型的支持突发控制功能的相干光芯片。考虑到上行P2MP的突发相干接收环境，需要从系统层面实现对多个用户激光器的波长管控，避免上行方向因多用户波长快速切换造成的局端频偏估算偏差问题。综上，将相干技术应用于PON将会是一个全新的复杂系统工程，难以直接继承现有相干系统架构，需要匹配P2MP的应用需求，从芯片、模块和设备多个方面实现技术创新。
相干技术 50 Gbit/s无源光网络 时分复用 突发模式 coherent technology 50 Gbit/s PON TDM burst mode 光通信研究
2024, 50(1): 23016701
1 华中农业大学 理学院, 湖北 武汉 430070
2 华中农业大学 应用物理研究所, 湖北 武汉 430070
采用外差相干技术理论上可以获得低至MHz量级甚至更高分辨率的光谱信息。介绍了一种基于外差相干技术方法实现的光谱检测系统, 并推导了90°光学混频器和平衡探测器的信号传输原理, 讨论了本振光和滤波器的性能参数与光谱检测分辨率的关系。利用光通信系统设计软件OptiSystem建立了完整的相干光谱检测系统的模型, 并使用波长扫描和迭代运算模拟了实际本振光信号的工作模式, 验证了该方案实现高分辨光谱分析的可行性和优越性。最后分析了对于频率间隔为40 MHz的被测信号, 不同的本振光扫描线宽、扫描步长和滤波器带宽参数组合实现的仿真结果, 并总结了光谱检测精度对本振光和滤波器等关键参数的要求。
光谱检测 超高分辨率 外差相干技术 滤波 optical spectrum detection ultra-high resolution heterodyne interference technique filtering 红外与激光工程
2019, 48(4): 0417005
南京理工大学电光学院光学工程, 江苏 南京 210094
提出了一种利用光纤式低相干技术测量光学介质折射率和群延迟色散的方法。该方法中，在系统参考臂使用步进电机扫描，干涉光信号经过光谱仪后由CCD探测，利用样品上下表面的光谱干涉信号计算相位差值，然后利用多项式拟合求出群延迟色散。其优点是系统中由于光纤而引起的参考臂与样品臂之间的色散不匹配不会影响测量结果。色散测量精度可以达到±0.2747×10-14fs2/mm。在样品臂中放入反射镜，可以测量系统色散不匹配值，该数值能够用于系统色散的定量补偿。与传统的根据半峰全宽的变化来评定色散补偿结果的方法相比，定量补偿可以提高补偿精度和减小重复计算半峰全宽的工作量,定量补偿的精度为±0.019×10-12fs2。
光谱学 低相干技术 色散 光谱测量 折射率 中国激光
2013, 40(10): 1008005
1 北京无线电计量测试研究所, 北京 100854
2 内蒙古大学电子信息工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010021
提出了一种光载毫米波产生新方案,采用双平行马赫曾德调制器(DPMZM),基于线性的光相干技术,产生四倍频的毫米波信号。该技术不需要复杂的电信号处理,以及射频信号的锁相技术,便可产生稳定的毫米波信号。该方法产生的毫米波信号具有频率稳定、抖动小、信噪比高等优点,可以广泛应用于光电器件测试与校准。
光载毫米波 双平行马赫曾德调制器 四倍频 相干技术 optical millimeter-wave DPMZM frequency-quadrupled coherent technology
复旦大学通信科学与工程系专用集成电路与系统国家重点实验室, 上海 200433
随着各种多媒体业务的发展，对更高信道容量、更广服务覆盖范围以及宽带无线接入系统的强烈需求，使得基于光纤的无线信号传输(ROF)迅速发展起来。一些新型的技术如相干技术、多边带技术、多输入多输出（MIMO）技术、正交频分复用（OFDM）技术等，在ROF中的理论研究与应用也日趋完善，将其应用到射频无源光网络(RPON)系统中有望解决目前ROF接入的技术瓶颈，并改善ROF系统的性能。讨论和分析了这些新技术的原理，以及将其应用到ROF中的优缺点，以期为未来的研究提供一些参考。
光通信 射频无源光网络 相干技术 多边带技术 多输入多输出技术 正交频分复用技术 激光与光电子学进展
2011, 48(10): 100603
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
2 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京,100083
简述了多普勒测风激光雷达测风的意义,报道了多普勒测风激光雷达的发展动态.综合该领域的发展情况,按探测方式的不同,分相干技术和直接探测技术分别讨论了测风激光雷达的应用及其特点,比较了各种系统的性能.
测风激光雷达 相干技术 直接探测技术 边缘技术 条纹技术
