1、隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，各種寬帶寬網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)如超高清視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)云存儲(chǔ)/計(jì)算、企業(yè)專(zhuān)用網(wǎng)等逐步應(yīng)用，終端用戶(hù)的接入帶寬需求呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。波分復(fù)用無(wú)源光接入網(wǎng)(WDM-PON)通過(guò)采用波分復(fù)用技術(shù)能夠有效地提升網(wǎng)絡(luò)的整體容量，并具有多方面的優(yōu)勢(shì)：(1)帶寬資源大：WDM-PON的用戶(hù)采用特定的波長(zhǎng)，可以獨(dú)享該波長(zhǎng)上的全部帶寬。當(dāng)用戶(hù)數(shù)量增多時(shí)，只需要在系統(tǒng)中增加新的波長(zhǎng)資源，避免了由于共享帶寬而導(dǎo)致的單用戶(hù)帶寬減少；(2)升級(jí)簡(jiǎn)單：與

2、采用復(fù)雜同步和定時(shí)協(xié)議的以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)和吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)系統(tǒng)相比，WDM-PON系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)透明，可以兼容不同的傳輸速率，在升級(jí)時(shí)不需要更換系統(tǒng)的全部設(shè)備；(3)功率預(yù)算高：WDM-PON采用波分復(fù)用/解復(fù)用器，具有較低的損耗，ONU數(shù)量的增加不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)傳輸損耗的提升，有利于提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍；(4)安全性好：與采用廣播的方式發(fā)送下行信號(hào)相比，WDM-PON的每個(gè)ONU工作在不同波長(zhǎng)上，不能接收其它ONU的信息

3、，提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。為了進(jìn)一步降低 WDM-PON的部署成本，可以沿用現(xiàn)有的單纖雙向傳輸結(jié)構(gòu)，同時(shí)配合“無(wú)色化 ONU”，能夠簡(jiǎn)化 WDM-PON系統(tǒng)的復(fù)雜度。但是，基于單纖雙向傳輸?shù)腤DM-PON中存在嚴(yán)重的瑞利后向散射(RB)噪聲，會(huì)限制系統(tǒng)的傳輸性能和覆蓋范圍。本論文主要圍繞WDM-PON系統(tǒng)的RB噪聲抑制技術(shù)，提出了幾種新穎的RB噪聲抑制方案，以提高WDM-PON的性能，具體的工作可以分為以下幾個(gè)方面：
　　1.基于DP

4、SK解調(diào)的WDM-PON中RB噪聲抑制技術(shù)
　　差分相移鍵控(DPSK)信號(hào)能夠增強(qiáng)光纖通信系統(tǒng)的抗色散和非線性性能，但是將DPSK信號(hào)應(yīng)用到WDM-PON中還存以下挑戰(zhàn)：(1)現(xiàn)有的DPSK解調(diào)方案對(duì)比特率靈活的信號(hào)支持性較差，難以滿(mǎn)足在WDM-PON中的應(yīng)用；(2)在基于單纖雙向傳輸WDM-PON中，RB噪聲將降低上行方向DPSK信號(hào)的接收性能，針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，本論文開(kāi)展以下的研究：
　　(1)提出了基于注入鎖定法布里-

5、佩羅激光器(FP-LD)的比特率透明DPSK信號(hào)解調(diào)方案，對(duì) FP-LD在自由發(fā)射和注入鎖定時(shí)的偏振態(tài)進(jìn)行了研究。利用相位調(diào)制器(PM)產(chǎn)生DPSK信號(hào)的頻率偏移，實(shí)現(xiàn)在相位變化時(shí)FP-LD的注入鎖定不穩(wěn)定狀態(tài)，獲得了對(duì)應(yīng)于每個(gè)相位變化的偏振態(tài)改變，最后通過(guò)提取出特定的偏振態(tài)信息，完成DPSK信號(hào)的解調(diào)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了從1.25 Gb/s~10 Gb/s范圍內(nèi)，比特率透明的DPSK信號(hào)解調(diào)，能夠適用于比特率可變的WDM-PON。
　　

6、(2)提出了基于自注入鎖定 FP-LD的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和 RB噪聲抑制方案。在FP-LD注入鎖定不穩(wěn)定狀態(tài)的基礎(chǔ)上，利用外部 PM產(chǎn)生的DPSK信號(hào)實(shí)現(xiàn)FP-LD的縱模紅移，破壞原有的穩(wěn)定自注入鎖定狀態(tài)，而在每個(gè)相位變化時(shí)，F(xiàn)P-LD的自注入鎖定都會(huì)恢復(fù)，導(dǎo)致在原有的自注入鎖定縱模上產(chǎn)生功率差異，在接收端提取出這種功率變化，就能完成DPSK信號(hào)的解調(diào)；同時(shí)利用自注入鎖定縱模作為上行重調(diào)制光載波，能夠降低與下行外注入DPSK信號(hào)之間產(chǎn)生RB噪聲

7、，消除了25 km單纖雙向傳輸導(dǎo)致的誤碼門(mén)限。
　　2.基于“無(wú)色化ONU”的WDM-PON中RB噪聲抑制技術(shù)
　　“無(wú)色化ONU”技術(shù)能夠降低WDM-PON用戶(hù)端的成本和復(fù)雜度，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)功能。利用“無(wú)色化ONU”技術(shù)實(shí)現(xiàn)WDM-PON中RB噪聲的抑制，可以有效降低RB噪聲對(duì)上、下行接收信號(hào)的影響?，F(xiàn)有的基于“無(wú)色化ONU”的RB噪聲抑制方案在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上還較為復(fù)雜，需要重新設(shè)計(jì)整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者采用成本較高的光電器

8、件。為此，本文提出了兩種“無(wú)色化 ONU”結(jié)構(gòu)用于WDM-PON中的RB噪聲抑制：
　　(1)基于級(jí)聯(lián)半導(dǎo)體光放大器(SOA)的載波RB噪聲抑制方案。對(duì)級(jí)聯(lián)SOA結(jié)構(gòu)的高增益飽和效應(yīng)產(chǎn)生的類(lèi)高通濾波特性進(jìn)行了研究，將其應(yīng)用到了“無(wú)色化 ONU”中，對(duì)下行多子載波信號(hào)的中心載波進(jìn)行抑制，實(shí)現(xiàn)了與調(diào)制器偏置點(diǎn)無(wú)關(guān)的中心載波抑制方案，降低了與下行種子光反射的信號(hào)在中心載波處的載波RB噪聲；并與光線路終端(OLT)中的微波光子濾波器(MP

9、F)相結(jié)合，同時(shí)抑制了高頻頻段的載波RB噪聲，實(shí)現(xiàn)了45 km的10 Gb/s光環(huán)回上行傳輸。
　　(2)基于級(jí)聯(lián)反射式半導(dǎo)體光放大器(RSOA)的信號(hào)RB噪聲抑制方案。在重調(diào)制WDM-PON中，利用級(jí)聯(lián)RSOA結(jié)構(gòu)改善了單級(jí)RSOA的增益飽和效應(yīng)，提高了對(duì)下行高消光比幅度調(diào)制信號(hào)的擦除性能，使下行信號(hào)的消光比增加到11 dB，增強(qiáng)了下行方向的抗噪聲性能；在上行方向，該級(jí)聯(lián)RSOA結(jié)構(gòu)還可以抑制反射回ONU的信號(hào)RB噪聲，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

10、了30 km的光環(huán)回?zé)o誤碼傳輸。
　　3.基于上行實(shí)時(shí)外差接收的WDM-PON中RB噪聲抑制技術(shù)
　　在 WDM-PON中，采用基于外部種子光的光環(huán)回結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)化用戶(hù)端的光源部署，并配合ONU中的調(diào)制器實(shí)現(xiàn)上行高速傳輸。但是，由于種子光經(jīng)過(guò)上、下行雙向傳輸，會(huì)產(chǎn)生較高的插入損耗。此外，光環(huán)回結(jié)構(gòu) WDM-PON的RB噪聲也會(huì)限制系統(tǒng)的上行性能，所以需要在OLT的接收端采用特殊方式進(jìn)行上行信號(hào)的接收。本文提出了基于電吸收調(diào)制

11、器(EAM)的干涉噪聲抑制方案，設(shè)計(jì)了基于EAM的上行實(shí)時(shí)外差接收機(jī)來(lái)抑制WDM-PON系統(tǒng)中的RB噪聲：
　　(1)基于EAM的干涉噪聲抑制。對(duì) EAM非線性調(diào)制曲線的零斜率區(qū)和線性調(diào)制區(qū)的性能進(jìn)行了研究，分別用于壓縮噪聲幅度和放大信號(hào)幅度。分析了不同偏置電壓下EAM的噪聲抑制性能，利用基于EAM的接收機(jī)實(shí)現(xiàn)了從2.5 Gb/s~10 Gb/s的比特率透明干涉噪聲抑制。
　　(2)基于EAM上行實(shí)時(shí)外差接收WDM-PON中