本发明专利技术提供了一种基于滤波器组的多载波调制的无源光网络下行传输系统。本发明专利技术包括光线路终端、馈线式光纤和若干无源光网络系统，无源光网络系统包括远端节点、若干分布式光纤和若干光网络单元，光线路终端通过馈线式光纤连接至远端节点，远端节点通过分布式光纤连接各光网络单元。本发明专利技术利用滤波器组的多载波调制技术提高下行高速传输数据的抗色散能力和降低普通OFDM信号添加前缀带来的谱资源的开支，利用子载波复用方式提升实现资源弹性粒度的分配，且该系统具有易于在现有网络的基础上升级改造，系统成本低廉的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光通信
，具体地，涉及一种基于滤波器组的多载波调制的无 源光网络下行传输系统。
技术介绍
近年来，随着新型带宽服务的兴起，比如网络视频，在线游戏，IPTV等，终端用户对 接入网带宽的要求越来越高，从而驱动了下一代高速PON系统的发展。为了解决该问题，国 内外大量的研宄人员，在关于如何实现高速率、高成本效益、带宽弹性分配和可持续发展的 下一代PON系统方面展开了大量的研宄。而基于OFDM的PON系统，因为可以充分利用OFDM 信号优点，如色散容忍度大、谱效率高、能在时域和频域上支持多粒度资源分配方式以及可 以充分利DSP技术等，被认为是实现高速率、低成本的无源光网络系统的最具有潜力的候 选技术之一。 OFDM-PON系统，是一种新兴的技术，它最早是在2007年的欧洲光通信会议ECOC 上，由美国普林斯顿NEC实验室的Dayou Qian等人提出。OFDM-PON具有以下优点：1)系 统频谱利用率高，易实现40 Gbit/s及以上的高速传输；2)降低系统对光器件的要求和限 制，节省网络系统的成本。目前IOG以上的光模块和光器件成本对接入网来说压力较大，而 OFDM调制技术可以有效降低对光器件的带宽需求，将光器件成本转移到相对低廉的电器件 上，极大地降低网络设备的造价；3)具有多粒度业务接入能力，可实现子载波资源的灵活动 态分配以满足不同用户带宽资源的需要，有利于为PON提供服务质量（QoS)保障；4)较强 的抗色度色散和偏振模色散能力，可使OFDM-PON实现长距离的传输；5 )可利用成熟的数字 信号处理器（DSP)技术，为接入网向更高速率发展提供了快速通道；6)易于升级，系统升级 仅涉及光线路终端（OLT)、ONU端的调制格式和DSP处理能力等，与现有系统保持较好的兼 容性，可实现与TDM-PON、WDM-PON系统共存等等。最近两年，基于波长堆叠的OFDM-PON是 当前研宄的热点。 波长堆叠的OFDM-PON最早是由作者本人2013年日本京都召开的0ECC&PS会议上 提出（博士期间工作：上海交通大学胡卫生课题组)，后面又进行了进一步的扩展性的研宄 工作。同时在去年美国召开的2014 OFC会议上北京大学Juhao Li的研宄小组基于该结构 又提出了对称100-Gb/s的PON系统等等。波长堆叠的OFDM-PON系统与普通的波长堆叠的 TDM-PON系统结构相类似，在上\下行的收发机上面采用基于DSP处理的OFDM信号，因此它 具有堆叠 PON系统的所有优点。此外，波长堆叠的OFDM-PON系统还具有OFDM的优点。因 此，研宄该PON系统结构技术对下一代无源网络的发展有着重大意义。 经对现有文献检索和前期研宄成果发现，北京大学Bangjiang Lin, Juhao Li 等人在 2014 年发表在 OFC 会议上的"Symmetric 100-Gb/s TWDM-PON with DSB OFDM Modulation"(对称100-Gb/s的波长堆叠的OFDM-PON系统)。该文献中，作者在基于我们前 期的工作基础上，采用4对波长实现上下行波长的堆叠，充分利用OFDM信号的频谱效率高 的优点实现了 IOGHz的光模块调制25Gb/s的OFDM信号调制，从而获得上下行对称100 Gb/ S的系统速率。在该系统中，由于OFDM信号本身固有一些缺点，在单波长25Gb/s的传输中 虽然能够做到零误码，但是其接收灵敏度很低。因此，不能获得较大的系统功率预算，支持 更大容量用户的接入。 2014年，作为前期的研宄成果，我们在IEEE Photonics Journal上发表了"Power Budget Improved Symmetric 4〇-Gb/s Long Reach Stacked WDM-0FDM-P0N System Based on Single Tunable Optical Filter"（功率预算提升的基于单一可调光滤波器的对称 40-Gb/s的长距离的波长堆叠的OFDM-PON系统)。在该文章中，我们采用4对波长实现对 称40Gb/s的接入网络容量，验证了通过合理设计以及配置系统各主要器件的参数，实现长 距离、高功率预算的接入网系统。本论文的实验结果表明，在该系统中，下行传输信号的接 收灵敏度是制约其系统光功率预算的关键因素，即OFDM传输系统的接收灵敏度问题。该 现象主要归结为普通的OFDM信号一些固有的缺点：1) OFDM信号具有时域和频域内的双重 正交性，所以对传输系统(其中包括信道以及系统中的光电器件）的线性度要求较高。然 而，0FDM-P0N系统中，信号传输带宽一般都是吉赫兹（GHz)级别。GHz带宽的电光器件 很难做到OFDM信号理想的线性度；2)在基于0FDM-P0N系统，为了克服色散以及光电器 件非线性等原因造成的OFDM信号间的ICI和ISI干扰问题，传统的OFDM信号需要添加 CP用于解决该问题。然而，CP的添加不仅会降低了其信号的频谱利用率而且一定程度上 会降低有效信号的发送功率，从而影响其OFDM信号的传输性能；3) OFDM信号在频域呈现 i c (X)函数特性，具有较高的旁瓣起伏且主旁瓣之间，该特性一定程度上决定了其传统 OFDM信号具有较低的抗噪声能力，从而影响信号在光纤信道中的传输特性。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于滤波器组的多载波调制的 无源光网络下行传输系统。该系统可以充分利用基于滤波器组的多载波调制技术的高的旁 瓣抑制比、较强的抗符号间干扰和子载波间干扰能力、高的频谱效率、零频谱开支等优点， 不仅提高了接入网的系统性能，而且降低了 PON系统对光电器件线性度的要求，从而降低 接入网系统成本；该多载波调制技术不仅仅可以用于现在已经成熟的TDM-PON系统中，而 且可以用于WDM-PON和NG-P0N2标准中的波长堆叠 PON系统；基于滤波器组的多载波调制 技术的下行传输系统，可完全兼容与现有的TDM-PON系统，易于实现和升级改造，在升级改 造时仅需替换光线路终端的发射机和光网络单元的接收机。 基于滤波器组的多载波调制的无源光网络下行传输系统，包括光线路终端、馈线 式光纤和若干无源光网络系统，所述无源光网络系统包括远端节点、若干分布式光纤和若 干光网络单元，所述光线路终端通过所述馈线式光纤连接至所述远端节点，所述远端节点 通过分布式光纤连接至各光网络单元，其特征在于： 所述光线路终端包括若干下行波器组的多载波调制数据发射模块、上行数据接收模 块、合波器、分波器、第一光环形器和双向光放大器；其中，所述下行波器组的多载波调制数 据发射模块连接至所述合波器，所述合波器的输出连接第一光环形器的第1端口，第一光 环形器的第2端口连接掺饵光纤放大器以实现下行数据的发射；所述上行数据接收模块与 所述分波器连接，所述分波器连接至所述第一光环行器的第3端口，第一光环形器的第2端 口连接掺饵光纤放大器实现上行数据的接收； 所述光网络单元包括光可调滤波器、光环行器、光电探测器、下行滤波器组的多载波调 制数据信号处理模块、上行数据信号发射，所述光可调滤波器的一端连接光环行器的第2 端本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于滤波器组的多载波调制的无源光网络下行传输系统，包括：光线路终端、馈线式光纤和若干无源光网络系统，所述无源光网络系统包括远端节点、若干分布式光纤和若干光网络单元，所述光线路终端通过所述馈线式光纤连接至所述远端节点，所述远端节点通过分布式光纤连接至各光网络单元，其特征在于：所述光线路终端包括若干下行波器组的多载波调制数据发射模块、上行数据接收模块、合波器、分波器、第一光环形器和双向光放大器；其中，所述下行波器组的多载波调制数据发射模块连接至所述合波器，所述合波器的输出连接第一光环形器的第1端口，第一光环形器的第2端口连接掺饵光纤放大器以实现下行数据的发射；所述上行数据接收模块与所述分波器连接，所述分波器连接至所述第一光环行器的第3端口，第一光环形器的第2端口连接掺饵光纤放大器实现上行数据的接收；所述光网络单元包括光可调滤波器、光环行器、光电探测器、下行滤波器组的多载波调制数据信号处理模块、上行数据信号发射，所述光可调滤波器的一端连接光环行器的第2端口，光环行器的第3端口输出后连接光电探测器，光电探测器的输入连接至所述下行滤波器组的多载波调制数据信号处理模块，以完成下行信号的解调。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毕美华，赵知劲，唐向宏，李齐良，胡淼，周雪芳，杨国伟，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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