论文部分内容阅读
摘要基于RSOA的再调制WDM-PON系统是指在ONU处用RSOA做调制器代替光源，以实现ONU“无色化”的技术方案。光载波恢复和反射噪声问题是该方案所要解决的两个关键问题。论文介绍了实现光载波恢复的窄带FSK调制、RSOA饱和增益特性、频率失谐、前馈电流注入和滤波器方案，描述了各种方案的实现原理，并对再调制RSOA-WDM-PON系统中的反射噪声作了简要分析。
关键词WDM-PON；RSOA；再调制；光载波；反射噪声
中图分类号 TP302文献标识码A doi:10.3969/j.issn.1003-6970.2011.01.016
Research on Re-modulation WDM-PON based on RSOA
ZHOU Jing
(School of Information and Communication, Beijing University of Posts and Telecommunications,100876)
【Abstract】The remodulation WDM-PON based on RSOA is a potential scheme for the colorless of "ONU", which use RSOA as modulator instead of the light source. The regeneration of carrier souce from downstream signal and the reflection noise are two key technical problems for research. This paper introduces the carrier souce regeneration methods such as narrow-FSK, RSOA gain satuation,frequency detuning,feed-forword current injection and spectrual filtering.The principle of these methods are presented and the reflection noise in the remodulation RSOA-WDM-PON system is analyed breifly.
【Keyword】WDM-PON; RSOA; Remodulation;Carrier Souce; Reflection Noise
0引言
在光纤到户(FTTH)的相关技术中，无源光网络(PON)因其组网特点和成本优势，受到了广泛的关注。其中的波分复用无源光网络（WDM-PON）以其接入容量大、易升级、信息安全性高等优点，被认为是下一代光接入网技术中最具潜力的一种。但WDM-PON到目前为止还没能够得到广泛商用，主要是受到器件成本方面的限制，也因此，影响系统成本的ONU“无色化”问题成为WDM-PON网络的一个关键。在WDM-PON应用结构中，如果各个ONU需要预先配置不同波长，将不利于系统设备的生产和工程应用，增加网络建设和运行成本。其解决方案是使ONU“无色化”，即ONU的波长能够在工作范围内自动适应网络。
WDM-PON的ONU“无色化”方案主要有宽光源频谱分割技术、注入锁定技术、光载波源技术和再调制技术几种。其中基于反射半导体光放大器（RSOA）的再调制WDM-PON系统结构简单，具有潜在的低成本优势，因而得到了广泛的关注和研究。再调制RSOA- WDM-PON系统中，ONU中不设光源，上行传输的光载波从下行光波中恢复。用于下行传输的光载波到达ONU后，由分光器分为两部分。一部分进入接收机进行接收解调，一部分进入RSOA进行载波恢复并加载上行信号，然后上行传输回OLT接收机处接收。采用单纤双向传输的再
基金项目：国家自然科学基金项目“智能化光接入网关键技术研究”（60672025）
调制RSOA-WDM-PON系统结构大大简化，但同时也引入了影响系统性能的两个关键问题：光载波恢复与反射噪声。
再调制RSOA-WDM-PON系统中，去除附加强度调制效应以实现光载波恢复的方案有如下几种：（1）上下行采用不同的调制方式；（2）利用RSOA的饱和增益特性；（3）频率失谐方案；（4）前馈电流注入方案；（5）滤波器方案。论文将具体阐述这几种方案的实现原理，并对影响系统性能的反射噪声进行分析。
1 再调制RSOA-WDM-PON系统结构
基于RSOA的再调制WDM-PON系统结构如图1所示。该系统的最大特点是ONU中不设光源，OLT光源发出的光载波调制下行数据并通过光纤传输后，经分光器分光为两部分，一部分进入ONU接收机，一部分进入RSOA进行载波恢复后加载上行数据，并上行传输回OLT接收机处接收解调。其中分光器的分光比确定需要考虑以下条件：1）下行接收功率要满足接收灵敏度的要求；2）RSOA的注入功率满足增益饱和条件；3）上行信号的功率足够克服瑞利散射所带来的功率损耗。
图1.再调制RSOA-WDM-PON系统图
基于RSOA的WDM-PON系统是结构简单、实现成本低的ONU“无色化”方案，但商用RSOA的低带宽和高啁啾效应限制了上行传输的数据速率为2.5Gbps，而难以实现与下行传输10Gbps的对称速率。当然，除了应用电-光调制器或电吸收调制器，在双纤传输情况下实现上行10Gbps的方案还有：应用OFDM技术（可实现10e-9误码率条件下的20km传输距离），采用判决反馈均衡器（DFE）与前向纠错（FEC）结合的可离线处理方式（最大传输距离20km），或者双二进制码调制方式（可实现10Gbps速率下的10km传输距离）。最近，已有研究设计出应用窄带宽RSOA实现双纤传输上行10Gbps速率、85km传输距离的方案，采用同样的RSOA和偏移滤波（频率失谐）+DFE方案进行单纤双向传输时，可实现上行10Gbps速率、25km传输距离。无论采用哪种方案，实现再调制RSOA-WDM-PON高速率、长距离传输的关键都是上行光载波的恢复问题。
2 光载波恢复
2.1 窄带FSK调制
同一光载波先后调制传输上下行两路数据而能够正常解调接收，最直接的解决方案就是上下行采用不同的调制方式。如下行方向采用差分相移键控或者频移键控，上行方向采用强度调制的正交调制方式，以及下行方向采用光副载波调制，上行方向采用光强度调制的副载波调制方式。正交调制方式和副载波调制方式虽然都能够克服附加强度调制效应，实现光载波的恢复，但DPSK方式需要外调制才能实现，且会带来影响光功率的插入损耗；FSK方式使用的光栅辅助耦合的抽样反射激光器的带宽较低且效率低下，副载波方式同样存在下行信号收发结构复杂，实现成本高的问题。
基于上述原因，可以考虑采用如图所示的一种窄带FSK调制方案。该系统在OLT端采用直接调制DFB激光器的方式，频率啁啾效应产生类似FSK调制的双峰光载波；下行光波在ONU端经分光器分为两部分，一部分经滤波器解调频率信息，一部分进入RSOA接受上行信号调制。该方案的优点是以简单的直接调制方式实现了类似FSK的调制，但频谱宽度仅仅比连续光载波稍高，从而提高了光谱利用率，同时还可以抑制诸如布里渊散射、瑞利散射等非线性效应，提高传输质量。
图2.基于窄带FSK的再调制RSOA-WDM-PON结构图
2.2 RSOA增益饱和特性
增益是指RSOA输出信号与注入信号的功率比，RSOA具有饱和增益特性，也就是当注入信号功率增加到一定值时，其增益曲线开始呈下降趋势，增益值将随注入功率的增加而降低，如图3所示。利用RSOA的饱和增益特性，即对“1”信号的增益小于对“0”信号的增益，从而可以“擦除”下行信号，实现光载波的恢复。显然“擦除”效果的好坏取决于下行信号的消光比和输入光功率。对下行传输来讲，消光比越高越利于接收；对上行传输来讲，则是消光比越低越有利于光载波的恢复。输入光功率则限制了光功率预算的范围。
图3.直接调制激光器频谱图 图4.RSOA增益曲线
利用RSOA的饱和增益特性实现光载波的恢复，上下行均采用直接强度调制的方式，系统结构简单，实现成本低，而且通过对下行信号采用不同的编码方式（如Machester编码），可以实现优于NRZ编码系统的性能和较高的数据传输速率（下行2.5Gbps，上行1.25Gbps）。
2.3 频率失谐
基于RSOA的再调制WDM-PON系统中，下行信号传输采用直接调制DFB激光器的方式。由于直接调制激光器产生的频率啁啾效应（主要是绝热啁啾），导致输出如图4所示的双峰（分别对应“0”“1”电平）谱。双峰之间的偏移量取决于调制电流强度和激光器的绝热啁啾系数，双峰对应光功率的差值取决于下行信号的消光比。下行光波由OLT首先到达ONU，再调制返回到OLT上行接收器的过程中，要经过四次AWG滤波过程，从而导致消光比的变化。DFB激光器未经调制时的频率值与带通滤波器的峰值频率之差称之为失谐频率。由于滤波器对“0”“1”频谱分量的滤波效果不同，所以每次滤波都会引起消光比的变化。滤波效果与失谐频率相关，从而可以通过控制失谐频率值，来调节消光比的变化，以改善上下行传输的效果。
2.4 前馈电流注入
ROSA的驱动电流由两部分分量构成，一部分用做“擦除”下行数据，一部分用做再调制上行数据。可以实现RSOA驱动电流随下行数据逻辑电平值动态调节。前馈电流注入方式是指，RSOA驱动电流中用做“擦除”的部分分量，由下行数据的反向信号经处理后馈向提供，从而使得RSOA的驱动电流随下行数据逻辑电平值动态调节，增益值随下行数据的逻辑电平值反向动态变化。下行信号为高电平（“1”）时，增益变低，下行信号为低电平（“0”）时，增益变高，从而达到“擦除”数据，恢复光载波的目的。
2.5 滤波器方案
对于直接调制激光器实现的RSOA-WDM-PON系统，在上下行传输均不采用任何光放大器和高灵敏度接收机的情况下，系统的功率预算会很紧张。而上行信号又是再调制到下行信号之上，所以如果下行信号的消光比较高的话，就会导致上行信号功率代价增大。在不采用其他数据格式时，下行信号的消光比最好能够限制到3dB以下，由此所带来的下行功率代价可以通过频谱滤波方案来弥补。
直接调制激光器的啁啾效应（瞬态啁啾与绝热啁啾）引起的频谱展宽，使得频谱滤波很容易实现。如前所述，绝热啁啾效应下输出的光谱呈现双峰模式（对应“0”“1”电平），通过滤波器滤除“0”电平对应的部分频谱，就可以提高消光比。滤波器选用法布里_珀罗（Fabry-Perot，FP）标准具是一种比较理想的方案。因为FP标准具不但成本低、易集成，同时其周期性频响特性，使得ONU的“无色化”实现不受影响。
3 反射噪声
上述各种光纤传输系统中，由于光纤内在的折射率不均匀特性，会在光纤表面产生连贯的瑞利散射，同时还会在各种光器件存在的节点上产生离散的反射。如果采用单纤传输，这些反射光将与另一个方向上传输的有用信号相遇叠加后进入接收机，以反射噪声的形式对系统性能造成影响。
图5.反射噪声示意图
按照产生的路径不同，可以将反射噪声分为反射I和反射II两大类，如图5所示。反射噪声I由下行信号产生，它将影响CO端上行信号的解调。反射噪声II由上行信号生成：一部分反射噪声（反射噪声II(a )）进入ONU端接收机，影响下行信号的解调；另一部分反射噪声（反射噪声II(b)）进入ONU端，经放大及再调制后，传输到CO段接收机，影响上行信号的解调。
4 结论
基于RSOA的再调制WDM-PON技术，系统结构简单，成本低，是实现ONU“无色化”的理想方案。但由于ONU处不设光源，上行数据调制在下行数据之上，所以需要在ONU处对下行信号进行“擦除”，实现光载波的恢复。窄带FSK方案利用直接调制激光器的啁啾效应，进行类似FSK调制与解调，保证附加强度调制对上行传输的影响不大；RSOA的饱和增益特性对“1”信号的增益小，对“0”信号的增益大，从而达到“消除”效果；频率失谐利用系统中多级AWG对信号滤波过程中引起消光比变化与失谐频率的关系，调节消光比以改善上下行传输性能；前向反馈电流注入方式的原理是RSOA驱动电流由下行数据反向处理后注入，从而实现RSOA增益随下行数据逻辑电平值动态变化；频谱滤波方案同样利用了直接调制激光器的频率啁啾效应，加入滤波器滤除“0”电平对应的部分频谱来提高上行传输的消光比。上述几种方案的实现原理、系统复杂度和可实现的系统性能都有所不同，可以根据实际需要选用。论文最后对再调制RSOA-WDM-PON系统中的反射噪声进行了简要的分析，为进一步研究噪声性能良好的结构方案提供参考。
[参考文献]
[1] K. Y. Cho, S. P. Jung. Recent Progresses in RSOA-based WDM PON. Transparent Optical Networks, 2009. pp.1-4
[2] Byoung Whi Kim. RSOA-Based Wavelength-Reuse Gigabit WDM-PON[J], Journal of the Optical Society of Korea. Vol. 12, No. 4, December 2008, pp. 337-345
[3] Ioannis Papagiannakis, Mireia Omella. Design Characteristics for a Full-Duplex IM/IM Bidirectional Transmission at 10 Gb/s Using Low Bandwidth RSOA. Journal of lightwave technology, vol. 28, no. 7, April 1, 2010
[4] Shu-Chuan Lin, San-Liang Lee, and Cheng-Kuan Liu. Simple approach for bidirectional performance enhancement on WDM-PONs with directmodulation lasers and RSOAs. Optics Express, Vol. 16, No. 6, March 2008
[5] Wooram Lee, Seung Hyun Cho. Frequency Detuning Effects in a Loop-Back WDM-PON Employing Gain-Saturated RSOAs. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 18, No. 13, July 2006
[6] Josep Prat. Optical Network Unit Based on a Bidirectional Reflective Semiconductor Optical Amplifier for Fiber-to-the-Home Networks. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 17, No. 1, January 2005
[7] K.Y.Cho, Y.J. Lee. Effects of Reflection in RSOA-based WDM-PON utilizing remodulation technique. Journal of lightwave technology, vol. 27, no. 10, may 15, 2009
[8] Liu Dong, Shou Guochu, Hu Yihong, Guo Zhigang. Analysis of reflection noise in RSOA based WDM PON. Broadband Network & Multimedia Technology , 2009.pp.410-413
[9] A. López, I. Garcés, M. A. Losada, et al.. Narrow-FSK optical packet labeling scheme for optical Ethernet networks. IEEE Photon. Technol. Lett., 2006,18(16):1696–1698
[10] P. Chanclou, F. Payoux, T. Soret, et al.. Demonstration of RSOA-based remote modulation at 2.5 and 5 Gbit/s for WDMPO. OFC2007
[11] K. Y. Cho, Y. Takushima, and Y. C. Chung, 10-Gb/s Operation of RSOA for WDM PON. IEEE Photon. Technol. Lett., 2008, 20(18):1533-1535
[12]寿国础,胡怡红,郭志刚,钱宗珏.窄带频移键控为光载波源的双向10Gb/s波分复用无源光网络.光学学报.2009.12.
作者简介：周静（1983-），女，硕士研究生，主要研究方向为光接入技
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词WDM-PON；RSOA；再调制；光载波；反射噪声
中图分类号 TP302文献标识码A doi:10.3969/j.issn.1003-6970.2011.01.016
Research on Re-modulation WDM-PON based on RSOA
ZHOU Jing
(School of Information and Communication, Beijing University of Posts and Telecommunications,100876)
【Abstract】The remodulation WDM-PON based on RSOA is a potential scheme for the colorless of "ONU", which use RSOA as modulator instead of the light source. The regeneration of carrier souce from downstream signal and the reflection noise are two key technical problems for research. This paper introduces the carrier souce regeneration methods such as narrow-FSK, RSOA gain satuation,frequency detuning,feed-forword current injection and spectrual filtering.The principle of these methods are presented and the reflection noise in the remodulation RSOA-WDM-PON system is analyed breifly.
【Keyword】WDM-PON; RSOA; Remodulation;Carrier Souce; Reflection Noise
0引言
在光纤到户(FTTH)的相关技术中，无源光网络(PON)因其组网特点和成本优势，受到了广泛的关注。其中的波分复用无源光网络（WDM-PON）以其接入容量大、易升级、信息安全性高等优点，被认为是下一代光接入网技术中最具潜力的一种。但WDM-PON到目前为止还没能够得到广泛商用，主要是受到器件成本方面的限制，也因此，影响系统成本的ONU“无色化”问题成为WDM-PON网络的一个关键。在WDM-PON应用结构中，如果各个ONU需要预先配置不同波长，将不利于系统设备的生产和工程应用，增加网络建设和运行成本。其解决方案是使ONU“无色化”，即ONU的波长能够在工作范围内自动适应网络。
WDM-PON的ONU“无色化”方案主要有宽光源频谱分割技术、注入锁定技术、光载波源技术和再调制技术几种。其中基于反射半导体光放大器（RSOA）的再调制WDM-PON系统结构简单，具有潜在的低成本优势，因而得到了广泛的关注和研究。再调制RSOA- WDM-PON系统中，ONU中不设光源，上行传输的光载波从下行光波中恢复。用于下行传输的光载波到达ONU后，由分光器分为两部分。一部分进入接收机进行接收解调，一部分进入RSOA进行载波恢复并加载上行信号，然后上行传输回OLT接收机处接收。采用单纤双向传输的再
基金项目：国家自然科学基金项目“智能化光接入网关键技术研究”（60672025）
调制RSOA-WDM-PON系统结构大大简化，但同时也引入了影响系统性能的两个关键问题：光载波恢复与反射噪声。
再调制RSOA-WDM-PON系统中，去除附加强度调制效应以实现光载波恢复的方案有如下几种：（1）上下行采用不同的调制方式；（2）利用RSOA的饱和增益特性；（3）频率失谐方案；（4）前馈电流注入方案；（5）滤波器方案。论文将具体阐述这几种方案的实现原理，并对影响系统性能的反射噪声进行分析。
1 再调制RSOA-WDM-PON系统结构
基于RSOA的再调制WDM-PON系统结构如图1所示。该系统的最大特点是ONU中不设光源，OLT光源发出的光载波调制下行数据并通过光纤传输后，经分光器分光为两部分，一部分进入ONU接收机，一部分进入RSOA进行载波恢复后加载上行数据，并上行传输回OLT接收机处接收解调。其中分光器的分光比确定需要考虑以下条件：1）下行接收功率要满足接收灵敏度的要求；2）RSOA的注入功率满足增益饱和条件；3）上行信号的功率足够克服瑞利散射所带来的功率损耗。
图1.再调制RSOA-WDM-PON系统图
基于RSOA的WDM-PON系统是结构简单、实现成本低的ONU“无色化”方案，但商用RSOA的低带宽和高啁啾效应限制了上行传输的数据速率为2.5Gbps，而难以实现与下行传输10Gbps的对称速率。当然，除了应用电-光调制器或电吸收调制器，在双纤传输情况下实现上行10Gbps的方案还有：应用OFDM技术（可实现10e-9误码率条件下的20km传输距离），采用判决反馈均衡器（DFE）与前向纠错（FEC）结合的可离线处理方式（最大传输距离20km），或者双二进制码调制方式（可实现10Gbps速率下的10km传输距离）。最近，已有研究设计出应用窄带宽RSOA实现双纤传输上行10Gbps速率、85km传输距离的方案，采用同样的RSOA和偏移滤波（频率失谐）+DFE方案进行单纤双向传输时，可实现上行10Gbps速率、25km传输距离。无论采用哪种方案，实现再调制RSOA-WDM-PON高速率、长距离传输的关键都是上行光载波的恢复问题。
2 光载波恢复
2.1 窄带FSK调制
同一光载波先后调制传输上下行两路数据而能够正常解调接收，最直接的解决方案就是上下行采用不同的调制方式。如下行方向采用差分相移键控或者频移键控，上行方向采用强度调制的正交调制方式，以及下行方向采用光副载波调制，上行方向采用光强度调制的副载波调制方式。正交调制方式和副载波调制方式虽然都能够克服附加强度调制效应，实现光载波的恢复，但DPSK方式需要外调制才能实现，且会带来影响光功率的插入损耗；FSK方式使用的光栅辅助耦合的抽样反射激光器的带宽较低且效率低下，副载波方式同样存在下行信号收发结构复杂，实现成本高的问题。
基于上述原因，可以考虑采用如图所示的一种窄带FSK调制方案。该系统在OLT端采用直接调制DFB激光器的方式，频率啁啾效应产生类似FSK调制的双峰光载波；下行光波在ONU端经分光器分为两部分，一部分经滤波器解调频率信息，一部分进入RSOA接受上行信号调制。该方案的优点是以简单的直接调制方式实现了类似FSK的调制，但频谱宽度仅仅比连续光载波稍高，从而提高了光谱利用率，同时还可以抑制诸如布里渊散射、瑞利散射等非线性效应，提高传输质量。
图2.基于窄带FSK的再调制RSOA-WDM-PON结构图
2.2 RSOA增益饱和特性
增益是指RSOA输出信号与注入信号的功率比，RSOA具有饱和增益特性，也就是当注入信号功率增加到一定值时，其增益曲线开始呈下降趋势，增益值将随注入功率的增加而降低，如图3所示。利用RSOA的饱和增益特性，即对“1”信号的增益小于对“0”信号的增益，从而可以“擦除”下行信号，实现光载波的恢复。显然“擦除”效果的好坏取决于下行信号的消光比和输入光功率。对下行传输来讲，消光比越高越利于接收；对上行传输来讲，则是消光比越低越有利于光载波的恢复。输入光功率则限制了光功率预算的范围。
图3.直接调制激光器频谱图 图4.RSOA增益曲线
利用RSOA的饱和增益特性实现光载波的恢复，上下行均采用直接强度调制的方式，系统结构简单，实现成本低，而且通过对下行信号采用不同的编码方式（如Machester编码），可以实现优于NRZ编码系统的性能和较高的数据传输速率（下行2.5Gbps，上行1.25Gbps）。
2.3 频率失谐
基于RSOA的再调制WDM-PON系统中，下行信号传输采用直接调制DFB激光器的方式。由于直接调制激光器产生的频率啁啾效应（主要是绝热啁啾），导致输出如图4所示的双峰（分别对应“0”“1”电平）谱。双峰之间的偏移量取决于调制电流强度和激光器的绝热啁啾系数，双峰对应光功率的差值取决于下行信号的消光比。下行光波由OLT首先到达ONU，再调制返回到OLT上行接收器的过程中，要经过四次AWG滤波过程，从而导致消光比的变化。DFB激光器未经调制时的频率值与带通滤波器的峰值频率之差称之为失谐频率。由于滤波器对“0”“1”频谱分量的滤波效果不同，所以每次滤波都会引起消光比的变化。滤波效果与失谐频率相关，从而可以通过控制失谐频率值，来调节消光比的变化，以改善上下行传输的效果。
2.4 前馈电流注入
ROSA的驱动电流由两部分分量构成，一部分用做“擦除”下行数据，一部分用做再调制上行数据。可以实现RSOA驱动电流随下行数据逻辑电平值动态调节。前馈电流注入方式是指，RSOA驱动电流中用做“擦除”的部分分量，由下行数据的反向信号经处理后馈向提供，从而使得RSOA的驱动电流随下行数据逻辑电平值动态调节，增益值随下行数据的逻辑电平值反向动态变化。下行信号为高电平（“1”）时，增益变低，下行信号为低电平（“0”）时，增益变高，从而达到“擦除”数据，恢复光载波的目的。
2.5 滤波器方案
对于直接调制激光器实现的RSOA-WDM-PON系统，在上下行传输均不采用任何光放大器和高灵敏度接收机的情况下，系统的功率预算会很紧张。而上行信号又是再调制到下行信号之上，所以如果下行信号的消光比较高的话，就会导致上行信号功率代价增大。在不采用其他数据格式时，下行信号的消光比最好能够限制到3dB以下，由此所带来的下行功率代价可以通过频谱滤波方案来弥补。
直接调制激光器的啁啾效应（瞬态啁啾与绝热啁啾）引起的频谱展宽，使得频谱滤波很容易实现。如前所述，绝热啁啾效应下输出的光谱呈现双峰模式（对应“0”“1”电平），通过滤波器滤除“0”电平对应的部分频谱，就可以提高消光比。滤波器选用法布里_珀罗（Fabry-Perot，FP）标准具是一种比较理想的方案。因为FP标准具不但成本低、易集成，同时其周期性频响特性，使得ONU的“无色化”实现不受影响。
3 反射噪声
上述各种光纤传输系统中，由于光纤内在的折射率不均匀特性，会在光纤表面产生连贯的瑞利散射，同时还会在各种光器件存在的节点上产生离散的反射。如果采用单纤传输，这些反射光将与另一个方向上传输的有用信号相遇叠加后进入接收机，以反射噪声的形式对系统性能造成影响。
图5.反射噪声示意图
按照产生的路径不同，可以将反射噪声分为反射I和反射II两大类，如图5所示。反射噪声I由下行信号产生，它将影响CO端上行信号的解调。反射噪声II由上行信号生成：一部分反射噪声（反射噪声II(a )）进入ONU端接收机，影响下行信号的解调；另一部分反射噪声（反射噪声II(b)）进入ONU端，经放大及再调制后，传输到CO段接收机，影响上行信号的解调。
4 结论
基于RSOA的再调制WDM-PON技术，系统结构简单，成本低，是实现ONU“无色化”的理想方案。但由于ONU处不设光源，上行数据调制在下行数据之上，所以需要在ONU处对下行信号进行“擦除”，实现光载波的恢复。窄带FSK方案利用直接调制激光器的啁啾效应，进行类似FSK调制与解调，保证附加强度调制对上行传输的影响不大；RSOA的饱和增益特性对“1”信号的增益小，对“0”信号的增益大，从而达到“消除”效果；频率失谐利用系统中多级AWG对信号滤波过程中引起消光比变化与失谐频率的关系，调节消光比以改善上下行传输性能；前向反馈电流注入方式的原理是RSOA驱动电流由下行数据反向处理后注入，从而实现RSOA增益随下行数据逻辑电平值动态变化；频谱滤波方案同样利用了直接调制激光器的频率啁啾效应，加入滤波器滤除“0”电平对应的部分频谱来提高上行传输的消光比。上述几种方案的实现原理、系统复杂度和可实现的系统性能都有所不同，可以根据实际需要选用。论文最后对再调制RSOA-WDM-PON系统中的反射噪声进行了简要的分析，为进一步研究噪声性能良好的结构方案提供参考。
[参考文献]
[1] K. Y. Cho, S. P. Jung. Recent Progresses in RSOA-based WDM PON. Transparent Optical Networks, 2009. pp.1-4
[2] Byoung Whi Kim. RSOA-Based Wavelength-Reuse Gigabit WDM-PON[J], Journal of the Optical Society of Korea. Vol. 12, No. 4, December 2008, pp. 337-345
[3] Ioannis Papagiannakis, Mireia Omella. Design Characteristics for a Full-Duplex IM/IM Bidirectional Transmission at 10 Gb/s Using Low Bandwidth RSOA. Journal of lightwave technology, vol. 28, no. 7, April 1, 2010
[4] Shu-Chuan Lin, San-Liang Lee, and Cheng-Kuan Liu. Simple approach for bidirectional performance enhancement on WDM-PONs with directmodulation lasers and RSOAs. Optics Express, Vol. 16, No. 6, March 2008
[5] Wooram Lee, Seung Hyun Cho. Frequency Detuning Effects in a Loop-Back WDM-PON Employing Gain-Saturated RSOAs. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 18, No. 13, July 2006
[6] Josep Prat. Optical Network Unit Based on a Bidirectional Reflective Semiconductor Optical Amplifier for Fiber-to-the-Home Networks. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 17, No. 1, January 2005
[7] K.Y.Cho, Y.J. Lee. Effects of Reflection in RSOA-based WDM-PON utilizing remodulation technique. Journal of lightwave technology, vol. 27, no. 10, may 15, 2009
[8] Liu Dong, Shou Guochu, Hu Yihong, Guo Zhigang. Analysis of reflection noise in RSOA based WDM PON. Broadband Network & Multimedia Technology , 2009.pp.410-413
[9] A. López, I. Garcés, M. A. Losada, et al.. Narrow-FSK optical packet labeling scheme for optical Ethernet networks. IEEE Photon. Technol. Lett., 2006,18(16):1696–1698
[10] P. Chanclou, F. Payoux, T. Soret, et al.. Demonstration of RSOA-based remote modulation at 2.5 and 5 Gbit/s for WDMPO. OFC2007
[11] K. Y. Cho, Y. Takushima, and Y. C. Chung, 10-Gb/s Operation of RSOA for WDM PON. IEEE Photon. Technol. Lett., 2008, 20(18):1533-1535
[12]寿国础,胡怡红,郭志刚,钱宗珏.窄带频移键控为光载波源的双向10Gb/s波分复用无源光网络.光学学报.2009.12.
作者简介：周静（1983-），女，硕士研究生，主要研究方向为光接入技
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文