同源自零差相干光传输技术

同源自零差相干技术在信号传输时伴随传输一个同源的导频,将其在收端用作相干探测的本振光。同源自零差相干系统包含偏分复用同源自零差相干和空分复用同源自零差相干两类架构。通过同源自零差相干可以在光信号探测前实现有效的“光域载波恢复”,从而有望在系统中采用低成本非制冷的分布式反馈(DFB)激光器和波特率采样接收机。在空分架构中,信号光与导频光传输引入的相对延时会导致一个性质独特的相位噪声,其概率密度的分布特性限制了系统可容忍激光线宽与相对延时积的大小,而其微分对应频率调制噪声的有色性则提供了一种高精度、大动态范围的在线相对延时估计方法,为充分发挥同源自零差相干技术架构优势提供了可靠的保障。自动偏振控制调控技术可用于实现偏分架构中导频和信号的分离,亦可用于规避空分架构偏振分集探测时的功率衰落问题。此外,基于自动偏振控制的同源自零差相干技术为高速、对称的双向互连架构提供了一种全新的低成本解决方案,仅采用单个自动偏振控制器即可实现双向偏振锁定,可进一步降低单纤偏分双向架构的器件成本以及实现无需多入多出(MIMO-free)均衡的双纤架构,且数字信号处理(DSP)仅剩单入单出均衡和前向纠错。这使得基于自动偏振控制的同源自零差相干技术可以为高性能、低成本、DSP-free的双向高速互连提供一种极富前景的方案。本文介绍了同源自零差相干光传输系统的类型、优势、挑战及解决方案,综述了本团队在关键的自动偏振控制技术、在线相对延时估计技术,以及基于自动偏振控制的至简DSP同源自零差相干传输技术方面的系列成果。