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随着互联网规模的不断发展,IPTV、HDTV、三维播放等宽带业务不断增多,接入网的传输带宽需求持续增长。PON技术因具有容量大、结构简单、支持业务透明性等特点,是一种重要的接入网技术,并已获得大量应用。WDM-PON因具有带宽容量大、可分波长承载业务、支持平滑无缝演进等优点,是下一代PON的最优演进方案之一。随着接入网带宽需求的进一步提高,单波长40Gb/s是WDM-PON系统的重要发展方向。已有40Gb/s光传输技术因具有结构复杂、成本高等不足,难以满足WDM-PON系统要求。研究适用于WDM-PON系统的40Gb/s光传输技术是促进4OGb/s/λ WDM-PON发展与应用的关键,具有重要的研究价值。OLT下发上行光载波方案可有效实现ONU的无色性并降低ONU成本,利用相干光接收及均衡损伤技术能够有效提高WDM-PON覆盖灵活性并降低系统结构复杂性与成本,是40Gb/s/λ WDM-PON系统的重要实现方案。本文对基于OLT下发上行光载波的40Gb/s/λ WDM-PON系统方案中相干光接收及均衡去损伤等关键技术开展了研究。主要研究内容如下1.设计了基于OLT下发上行光载波技术的N×40Gb/s/λ WDM-PON系统结构下基于改进型双二进制调制的上行传输方案。针对MZ调制器对偏振敏感且高成本的特点,改进了改进型双二进制调制系统,提出了一种基于EA调制器的调制方案,并仿真验证了该方案的可行性。2.设计了一种单光源上行相干接收的方案。该方案利用位于OLT端的光源同时产生本振光和上行光载波,可有效提高接收机的灵敏度,并降低了系统复杂性与成本。3.针对OLT下发上行光载波的无色ONU方案中所存在的瑞利散射噪声问题及40Gb/s WDM PON系统中的色散问题,分别提出了一种基于光带阻滤波器抑制瑞利噪声方案和一种基于LMS算法的单端相干接收色散补偿方案,并分别进行了建模仿真。仿真结果表明,所设计的瑞利噪声抑制方案,系统接收机灵敏度最大可提高6dB；所设计的色散补偿方案可以对40Gb/s信号实现40m的色散补偿。