OFDM-PON理论与关键技术研究

全面掌握OFDM-PON的理论和关键技术。研究OFDM-PON的物理层传输原理和技术，包括实时基带OFDM信号的生成和解调方法；高速电光OFDM信号和全光OFDM信号产生的原理和方法；频谱高效的多电平光调制的新方法；采用中心化的梳状光谱发生器和可调DFB激光器的ONU无色光源；光相干检测与直接检测技术等。探讨和解决OFDM-PON中调制非线性和非线性相位噪声的产生和补偿机理；相干光梳发生器各波长间相互作用机理，以及上行光源的无色化及上行信号的正交性保持等科学技术问题。创立基于OFDMA的OFDM-PON媒质访问控制层协议，实现OLT对ONU的频率、幅/相、时间三维调度和动态带宽分配算法。建立一个100/40Gb/s 的实时OFDM-PON实验平台，并探索1Tb/s OFDM-PON关键技术。提出关于OFDM-PON的国家标准或国际标准的建议，为我国下一代高速光纤接入网技术的发展开辟道路。

100Gb/s以上光接入将面向5G无线前传等应用，采用新型调制技术及带宽分配机制，实现高效低延时的绿色光传输。OFDM-PON带宽利用率高、总容量大、可以实现多种粒度的带宽分配，克服TDM-PON时延大、突发接收困难等缺点，是实现这些需求的最佳选择。本项目研究了OFDM-PON的理论与关键技术，取得了以下主要成果：.1、在高速实时光OFDM传输方面，提出了基于异步采样时钟的频偏与信道估计、均衡、符号同步等算法，研究了FPGA多路并行处理及FFT/IFFT字长优化算法，有效节约了FPGA资源，搭建了OFDM-PON实时传输演示平台，实现了下行100Gb/s、上行40Gb/s的传输速率。研究了全光OFDM传输技术，实现了基于硅基光子集成的解复用器芯片，突破了OFDM电处理瓶颈。.2、在OFDM-PON系统低成本光源方面，深入研究了多波长梳状光源，提出了影响谱线平坦度的数学模型，由一个种子光产生了90根稳定相干的光谱线，实现了OLT与ONU端双向相干检测，提高了光接收灵敏度。建立了反射式半导体光放大器动态增益特性理论，开发了基于RSOA的无色ONU光模块，实现了17Gb/s的实时双频带光OFDM传输。与业界主流厂商合作研发了100G-PON光接入样机。.3、在OFDM-PON网络资源高效利用相关理论及实现方面，提出了基于时隙、子载波和调制格式的三维调度算法，提出了基于比特和功率加载的低成本选择性接收方法。研究了三维多址接入实现关键技术，包括低复杂度上行快速符号同步算法、基于子带结构的载波分配方法、基于Gold序列的多用户接入符号同步方法等，实现了多用户接入演示。.本项目实施过程中，发表SCI论文100篇，发表EI论文114篇。与中兴、烽火等联合提交ITU-T NGPON2、IEEE802.3ca标准组建议文稿3篇。申请发明专利40项，其中授权17项。培养博士生20名，硕士生80名，3名青年教师获优青资助。项目组与多所国外知名高进行了深入的学术交流与合作。