一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用技术方案

技术编号:15288104 阅读:112 留言:0更新日期:2017-05-10 12:39
本发明专利技术涉及的是一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统,是用于处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿。包括光线路终端(OLT),光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs);光线路终端包括伪随机序列、M阵列编码、正交频分复用调制、低通滤波器和光学射频上变频器;正交频分复用调制包括串并转换、傅里叶逆变换、加入循环前缀CP、并串转换、模数转换器;光学射频上变频器包括肖特基二极管、马赫增德尔MZM、90°相移器;光分配网络包括馈线光纤、色散补偿光纤、标准单模光纤、光放大器、功率放大器和支线;光网络单元包括本地激光器、90°移相器、耦合器、光电二极管、加减法器、正交频分复用调制和M阵列解码。

Method and system for phase noise compensation in coherent optical orthogonal frequency division multiplexing passive optical network

The invention relates to a method for phase noise compensation in coherent optical orthogonal frequency division multiplexing long distance passive optical network based on its system, is used in the treatment of phase noise compensation due to dispersion of optical signal transmission in the distance. Including the optical line terminal (OLT), optical distribution network (ODN) and a plurality of optical network unit (ONUs); the optical line terminal comprises a pseudorandom sequence, M array encoding, OFDM modulation, low-pass filter and optical frequency converter; orthogonal frequency division multiplexing modulation including serial parallel conversion, Fu Liye transform join CP, cyclic prefix and string conversion, analog to digital converter; optical RF upconverter Schottky diodes, including Machka Del MZM, 90 degrees phase shifter; optical distribution network including feeder fiber, dispersion compensation fiber, standard single-mode fiber, optical amplifier, power amplifier and feeder; optical network unit includes a local laser, 90 degrees phase shifter, coupler, photodiode, adder subtracter, OFDM modulation and decoding M array.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用,是用于处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿。本专利技术方法实用性强,具有高数据速率,长传输距离,高频谱效率和高功率分配器比的优势,在下一代无源光网络中的应用具有重要意义。
技术介绍
基于光正交频分复用长距离无源光网络(O-OFDMLRPON)是下一代无源光网络的主流之一,并且由于其高数据速率,长传输距离,高频谱效率和高功率分配器比,吸引了来自学术界和运营商的广泛关注。它还表现出极好的灵活性,允许根据瞬时服务的要求进行实时频谱分配。与基于正交频分复用的无源光网络(OFDMPON)的直接检测相比,其相干光学检测(CO)的研究则十分有限。有研究讨论了在光纤长度下四波段的正交频分复用无源光网络(OFDMPON)的接收功率灵敏度。通过基于多频带正交频分复用技术的相干光生成的子带,虽然具有高数据速率和长传输距离,但会受色散和偏振模色散的严重影响。此外,具有高频的子带会受色散和偏振模色散的严重影响。因此,一些研究建议在信道估计过程中使用训练符号和导频子载波技术来补偿色度和偏振模式色散。然而,这些方法降低了传输数据速率。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述的问题和需求的功能,提供一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用,是一种新颖的多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)无源光网络(PON)结构,可以处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿,旨在克服相位噪声的恶意影响。基本思想是在每个光网络单元(ONU)采用色散补偿光纤(DCF)和本地振荡(LO)激光移相器用于相位噪声消除。基于提出的方法,使用和来模拟具有12个ONU和下行链路的多频带相干光正交频分复用的无源光网络(CO-OFDMPON)系统,来观察提出方案的有效性。将显示色差和偏振模色散可以得到有效补偿并且在所有考虑的光纤长度下可以显著改善所得到的误码率(BER)性能。还将提出的系统与没有色散补偿光纤(DCF)和本地振荡器(LO)相移的纯常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)和其中仅使用色散补偿光纤(DCF)的常规相干光正交频分复用(CO-OFDM),两种传统方法进行比较。一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用是采取以下技术方案实现:一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统包括光线路终端(OLT),光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs)。所述的光线路终端包括伪随机序列、M阵列编码、正交频分复用调制、低通滤波器和光学射频上变频器。正交频分复用调制包括串并转换、傅里叶逆变换、加入循环前缀CP、并串转换、模数转换器。光学射频上变频器包括肖特基二极管、马赫增德尔MZM、90°相移器。所述的快速傅里叶逆变换,用于实现信号从频域到时域的变换;所述的循环前缀CP,用于解决信道衰落引起的符号间干扰和载波间干扰;所述并串转换,用于将数据变成并行的N路数据。所述模数转换器,用于将数字信号转化为模拟信号。所述的光分配网络包括馈线光纤、色散补偿光纤、标准单模光纤、光放大器、功率放大器和支线组成。所述的功率分配器不仅用于放大光信号,而且可以分离信号。所述的色散补偿光纤,用来补偿色散。所述的光网络单元包括本地激光器、90°移相器、耦合器、光电二极管、加减法器、正交频分复用调制和M阵列解码。所述的本地振荡器激光移相器,用于补偿偏振模色散。所述的快速傅里叶变换,用于实现信号从时域到频域的变换。所述的耦合器,用于把多路光信号变成单路光信号。一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法,其步骤如下:光线路终端(OLT)对下行数据进行编码和映射,并将数据馈送到具有L点的傅里叶逆变换(IFFT)大小的正交频分复用调制器中,其中每个光网络单元的数据被分配给IFFT的特定位置。个子载波生成带宽为的子带正交频分复用,其中i是光网络单元(ONU)的序号。保护带GB通过在傅里叶逆变换的相邻子带之间插入空子载波来实现,用来避免符号间干扰和载波间干扰。傅里叶逆变换模块用个子载波处理输入信号。具有零频率的子载波称为零子载波,位于傅里叶逆变换频谱的第位置。从第一位置到第位置的子载波被称为左子载波,而从第到第位置的子载波被称为右子载波。因此,傅里叶逆变换模块分别由于左和右子载波而出现两个正交频分复用频谱,并且这些频谱具有从零到的相同频率,其中是子载波间隔。在傅里叶逆变换模块之后,将循环前缀(CP)插入到每个多频带频分复用符号中。再并行到串行转换器DAC(数模转换器)和低通滤波器之后,多频带频分复用信号的同相I和二次Q分量使用两个马赫增德尔MZM和具有发射功率P的连续波激光器上变频到光学单边带调制。零子载波被移位到光载波频率,而左子载波和右子载波的频率分别向左和右移位。总的多频带相干光正交频分复用带宽将是的两倍。多频带相干光正交频分复用信号在光分配网络(ODN)上传输,对于每个端到端数据路径都是标准单模光纤和色散补偿单模光纤。每个光网络单元(ONU)执行相干检测以对接收的光信号进行下变频到RF信号,其中通过本地振荡激光器施加某个相移以补偿偏振模色散,从而光线路终端(OLT)和个光网络单元(ONU)之间实现一对多传输。光网络单元处的RF下变频器的输出进一步馈送到正交频分复用解调器,是对输入信号所分配位置的所选子带进行快速傅里叶变换(FFT)来恢复原始数字数据。在每个光网络单元(ONU),通过PIN和本地振荡激光器。最后,检测误码率来评估所提出结构的性能,并且与两个其它结构的误码率进行比较:与没有色散补偿光纤和本地振荡器激光器移相器的纯相干光正交频分复用和其中仅使用色散补偿光纤的常规相干光正交频分复用。所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法在光正交频分复用的长距离无源光网络中的应用。本专利技术一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用具有如下特点:1、使用色散补偿光纤(DCF)和本地振器激光移相器来分别补偿色散和偏振模色散。2、在所有考虑的光纤长度下可以显著改善所得到的误码率(BER)性能。3、具有其高数据速率,长传输距离,高频谱效率和高功率分配器比的优势。4、具有极好的灵活性,允许根据瞬时服务的要求进行实时频谱分配。5、保护带GB通过在傅里叶逆变换的相邻子带之间插入空子载波来实现,以便避免符号间干扰和载波间干扰。6、提出的系统与没有色散补偿光纤(DCF)和本地振荡器(LO)相移的纯常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)和其中仅使用色散补偿光纤(DCF)的常规相干光正交频分复用(CO-OFDM),两种传统方法进行比较。附图说明以下将结合附图对本专利技术作进一步说明:图1是本专利技术中基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统(基于长距离无源光网络的多频带光正交频分复用(O-OFDMLRPON)的)优势结构图。图2是本专利技术提出的光线路终端(OLT)结构图。图3是本专利技术提出的光网络单元(ONU)结构图。图4是本专利技术提出的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统结构图。图5是本专利技术实施例1所采用的发射端CO-OFDM信号的数据本文档来自技高网...
一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用

【技术保护点】
一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统,其特征在于:包括光线路终端(OLT),光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs);所述的光线路终端包括伪随机序列、M阵列编码、正交频分复用调制、低通滤波器和光学射频上变频器;正交频分复用调制包括串并转换、傅里叶逆变换、加入循环前缀CP、并串转换、模数转换器;光学射频上变频器包括肖特基二极管、马赫增德尔MZM、90°相移器;所述的光分配网络包括馈线光纤、色散补偿光纤、标准单模光纤、光放大器、功率放大器和支线;所述的功率分配器不仅用于放大光信号,而且能分离信号;所述的光网络单元包括本地激光器、90°移相器、耦合器、光电二极管、加减法器、正交频分复用调制和M阵列解码。

【技术特征摘要】
1.一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统,其特征在于:包括光线路终端(OLT),光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs);所述的光线路终端包括伪随机序列、M阵列编码、正交频分复用调制、低通滤波器和光学射频上变频器;正交频分复用调制包括串并转换、傅里叶逆变换、加入循环前缀CP、并串转换、模数转换器;光学射频上变频器包括肖特基二极管、马赫增德尔MZM、90°相移器;所述的光分配网络包括馈线光纤、色散补偿光纤、标准单模光纤、光放大器、功率放大器和支线;所述的功率分配器不仅用于放大光信号,而且能分离信号;所述的光网络单元包括本地激光器、90°移相器、耦合器、光电二极管、加减法器、正交频分复用调制和M阵列解码。2.根据权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统,其特征在于:所述的快速傅里叶逆变换,用于实现信号从频域到时域的变换;所述的循环前缀CP,用于解决信道衰落引起的符号间干扰和载波间干扰;所述并串转换,用于将数据变成并行的N路数据;所述模数转换器,用于将数字信号转化为模拟信号。3.根据权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统,其特征在于:所述的色散补偿光纤,用来补偿色散。4.根据权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统,其特征在于:所述的本地振荡器激光移相器,用于补偿偏振模色散;所述的快速傅里叶变换,用于实现信号从时域到频域的变换;所述的耦合器,用于把多路光信号变成单路光信号。5.权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法,其特征在于:步骤如下:光线路终端(OLT)对下行数据进行编码和映射,并将数据馈送到具有L点的傅里叶逆变换(IFFT)大小的正交频分复用调制器中,其中每个光网络单元的数据被分配给IFFT的特定位置,个子载波生成带宽为的子带正交频分复用,其中i是光网络单元(ONU)的序号;保护带GB通过在傅里叶逆变换的相邻子带之间插入空子载波来实现,用来避免符号间干扰和载波间干扰,傅里叶逆变换模块用个子载波处理输入信号,具有零频率的子载波称为零子载波,位于傅里叶逆变换频谱的第位置,从第一位置到第位置的子载波被称为左子载波,而从第到第位置的子载波被称为右子载波,因此,傅里叶逆变换模块分别由于左和右子载波而出现两个正交频分复用频谱,并且这些频谱具有从零到的相同频率,其中是子载波间隔;在傅里叶逆变换模块之后,将循环前缀(CP)插入到每个多频带频分复用符号中,再并行到串行转换器DAC(数模转换器)和低通滤波器之后,多频带频分复用信号的同相I和二次Q分量,使用两个马赫增德尔MZM和具...

【专利技术属性】
技术研发人员:穆罕默德本泽格姆何品翰何伟胡晶晶徐翠揭水平符小东
申请(专利权)人:中天宽带技术有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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