本发明专利技术提供了一种基于滤波器多载波调制技术的无源光网络上行传输系统，包括：光线路终端、馈线式光纤、远端节点、若干分布式光纤和若干光网络单元，其中各个光网络单元将用户信息利用基于滤波器(组)的多载波调制后利用光调制模块通过分布式光纤传输到远端节点，远端节点将来自各个光网络单元的信号通过馈线式光纤传输到光线路终端，光线路终端再通过解复用将信号送入光线路终端的各个接收机实现信号的接收。本发明专利技术利用基于滤波器(组)多载波调制技术使上行链路有较好的抗色散能力，对抗符号间干扰和子载波间干扰有很好的性能，上行系统可支持更高传输速率和频谱效率，并且降低了上行各个用户间的干扰。
【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)多载波调制技术的无源光网络上行传输系统。
技术介绍
近年来，随着宽带网络接入用户以及终端规模的不断扩大，创新2.0时代“互联网+ ”扶持政策的出台，各种网络新型业务的不断涌现，比如虚拟现实、在线游戏平台、云存储、云计算等，用户以及市场的上行带宽需求正在迅速增长。作为信息业务基础传输设施的光网络面临着前所未有的压力，其中作为“最后一公里”的光接入网成为制约产业发展的最大瓶颈。由于目前全网频谱资源紧张、用户带宽需求大的特点，因此高速、高频谱效率、低成本、灵活可配置将成为下一代光接入网的发展趋势。无源光网络(Passive Optical Network, PON)以光无源器件可以低成本、高性能地解决用户终端到光纤的接入问题，是目前光接入网的主流方案。鉴于速率增加带来的光电器件的成本、调度算法的复杂性的增加，目前大量铺设的EP0N/GP0N系统已难以满足用户的需求。目前传统的基于OOK调制的无源光网络上行系统仍面临色散容限低、频谱效率低、灵活性差等重要问题，因此需要适用于下一代无源光网络上行传输系统的新型调制码型。正交频分复用(OrthogonalFrequency Divis1n Multiple，0FDM)技术为目前4G标准的空口调制技术，在光通信中因其抗色散性能好、易于进行信道估计，可实现灵活的频谱资源管理等优点，被行业内普遍认为是下一代光网络很有潜力的调制和复用技术，将其与无源光网络结合将会有很好的应用前景。然而，OFDM在光系统的应用中仍面临着一些挑战，首先OFDM需要利用循环前缀(Cyclic Prefix, CP)去对抗光纤色散带来的符号间干扰(ISI)，一般CP占用数据帧的比例高达25%，造成资源的严重浪费；再者，OFDM的时域矩形窗成型函数对应频域的sine函数，它具有很高的边模效应，会导致带内功率泄漏，造成严重的子载波间干扰(ICI)，因而将会对PON上行系统的时域/频域同步性提出非常严格的要求，为了避免用户间干扰则需加入一定的保护间隔，使频谱效率下降，而且提升了系统的接收成本与复杂度。基于滤波器(组)的多载波调制技术利用滤波器(组)技术对OFDM的信号带按子载波或者信号带或者资源块等进行滤波器处理，可以将OFDM低于20dB的边模抑制比提升至超过40dB。基于滤波器(组)的多载波调制技术在保留传统的OFDM抗色散性能好、速率高、带宽灵活分配的基础上，不仅对ISI和ICI有很好的性能，提升了系统的接收性能；在此基础上，由于基于滤波器(组)的多载波调制技术去除了添加CP带来谱资源利用率低的问题，且利用滤波器组降低了信号的带外功率泄漏，因此相比0FDM，它可以实现更高的频谱效率和传输速率。经过对现有文献的检索，来自美国NEC实验室的Cvijetic, N等人于2012年在Journal of Lightwave Technology期干丨J上发表论文“Terabit Optical Access Based onWDM-OFDMA-PON (基于WDM-OFDMA-PON的T比特级光接入网)”。该文献中作者第一次展示可以1.2Tb/s对称传输的WDM-0FDMA-P0N的传输系统。然而，由于OFDM本身很低的边模抑制比，该系统为了保证来自各个ONU的上行信号不发生干扰，需要保留一定的频域保护间隔，降低了接入网的频谱效率以及灵活性，而且此处OFDM中CP的加入降低了系统的有效数据速率，不利于上行系统传输速率的提升。又经检索发现，来自美国NEC实验室的H.Ming-Fang等人于2011年在ECOC会议上发表论文“A Novel Symmetric Lightwave Centralized WDM-OFDM-PON Architecturewith OFDM-Remo du I at e d ONUs and a Coherent Receiver OLT (一种基于光源集中制的利用ONU端OFDM重调制和相干接收的WDM-0FDM-P0N系统)”。它在上行ONU端，通过调整射频源进而实现上行信号的重调制，且在OLT端采用相干接收的装置，可以通过光上选频作用实现上行信号的接收。然而，该方案仍无法克服OFDM本身的固有问题，在系统OFDM中对频率偏移非常敏感，为了保证来自重调制信号的接收质量，牺牲了频谱效率，而且系统接收端器件成本过高，不满足升级接入网所需要的低成本要求。
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)多载波调制技术的无源光网络上行传输系统。该系统上行光网络单元(ONU)端采用基于滤波器(组)的多载波调制技术以提升系统的性能和频谱效率，并利用上行激光光源和光调制模块作为发射机。远端节点将来自各个光网络单元的信号通过馈线式光纤传输至光线路终端，该结构兼容现有的无源光网络上行传输系统，易于实现和升级改造。根据本专利技术提供的一种基于滤波器多载波调制技术的无源光网络上行传输系统，包括:光线路终端、馈线式光纤、远端节点、若干分布式光纤以及若干光网络单元，其中，各个光网络单元将用户信息利用基于滤波器的多载波调制后通过分布式光纤传输到远端节点，远端节点将来自各个光网络单元的信号通过馈线式光纤传输到光线路终端，光线路终端再通过解复用将信号送入光线路终端的各个接收机实现信号的接收。优选地，所述光网络单元包括依次连接的媒体接入控制模块、基于滤波器的多载波调制模块以及光调制模块；所述基于滤波器的多载波调制模块，用于进行所述基于滤波器的多载波调制，具体包括:产生电域内的基于滤波器的多载波模拟信号以作为上行调制信号用于驱动光调制模块，通过调制实现上行基于滤波器的多载波调制数据的发射。优选地，所述光线路终端包括若干上行用户数据接收模块、光电检测器、解复用器以及光放大器，其中，上行用户数据接收模块、光电检测器、解复用器、光放大器依次连接，实现上行数据的接收。优选地，所述远端节点用于实现不同光网络单元的上行数据通过分布式光纤后通过馈线式光纤上传到光线路终端进行处理。优选地，所述基于滤波器的多载波调制，包括:滤波器组多载波调制技术FBMC、基于偏移正交调制的正交频分复用技术0QAM-0FDM、通用滤波化多载波调制技术UFMC或者广义频分复用技术GFDM。优选地，上行用户的复用方式采用波分复用WDM、波长堆叠的波分复用Stacked-WDM、时分复用TDM或者时分/波分复用TWDM。优选地，基于滤波器多载波调制技术的无源光网络上行传输系统采用基于直接检测光系统的结构，或者采用基于相干光系统的结构。优选地，所述光网络单元的滤波器采用FIR滤波器、升余弦滤波器或者高斯滤波器。优选地，所述光调制模块采用强度调制方式，或者直接调制方式。优选地，所述远端节点为光分路/合路器，采用1:N光分路/合路器，N为无源光网络中的光网络单元的数量，N取值为64、128、256、512或者1024 ；光分布式光纤和馈线式光纤的长度为10km、20km、50km等；所述光放大器用于对经过光纤后衰减的信号进行放大；解复用模块为光分路器或者阵列波导光栅；所述基于滤波器的多载波调制模块为光电检测器。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于滤波器多载波调制技术的无源光网络上行传输系统，其特征在于，包括：光线路终端、馈线式光纤、远端节点、若干分布式光纤以及若干光网络单元，其中，各个光网络单元将用户信息利用基于滤波器的多载波调制后通过分布式光纤传输到远端节点，远端节点将来自各个光网络单元的信号通过馈线式光纤传输到光线路终端，光线路终端再通过解复用将信号送入光线路终端的各个接收机实现信号的接收。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹿，肖石林，毕美华，陈欣飞，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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