基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系统。本发明专利技术包括光线路终端、馈线式光纤、光远端节点、多个分布式光纤以及多个光网络单元；光线路终端通过馈线式光纤连接至光远端节点，光远端节点通过分布式光纤连接光网络单元。本发明专利技术利用级联的半导体光放大器一方面放大下行信号的功率，另一方面利用其在深度饱和区域的高通属性，即微波光子滤波，实现对信号低频成分的预处理，降低下一代光接入网系统对现有光传输系统的拉曼散射噪声影响。该系统无需外加高速电处理模块，实现单一器件的多种用途，一定程度上减低系统成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光接入网络的通信技术领，具体地涉及一种基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系统。
技术介绍
随着社会信息化程度的不断提高，IPTV、高清视频、移动多媒体、无线数据的回传与前传等新兴业务的不断涌现，终端用户对接入带宽的需求越来越高。而作为“最后一公里”的用户接入网(有线/无线)则发展较缓慢，直接影响了通信网络所能提供的业务容量、质量、速度以及网络资源的开发和利用，成为制约全网发展的瓶颈。与此同时，无线接入网(RAN,Radioaccessnetwork)作为移动运营商赖以生存的重要资产，随着移动互联网、物联网的兴起，正面临着前所未有的挑战：1)通过增强空中接口能力来提升RAN接入能力的方式，带来高的能耗；2)高的RAN资本性支出(CAPEX,CapitalExpenditure)和运营成本(OPEX,OperatingExpense)；3)用户业务的潮汐效应，导致低的基站利用率；4)用户的接入流量和运营商的收入增幅严重不成比例。波长堆叠PON技术采用混合复用技术(WDM与TDM或WDM与OrthogonalOFDM)，可满足用户对带宽升级及网络运营商实现成本收益最大化的目标，被国际标准化组织美国电气和电子工程师协会(IEEE)以及国际电信联盟电信标准化部门/全业务接入网论坛(ITU-T/FSAN)选为下一代PON主要技术方向。波长堆叠PON系统与现有PON系统一样，不同PON子系统内部的吞吐量随着用户的特性变化而极大地改变，并随着用户群的特性呈现出“潮汐现象”，这一定程度上降低网络资源利用率。同时，据NTT统计，从整个网络发展趋势来看，PON系统用户已趋近饱和，未来发展需要更多新业务和基于波长堆叠方式统一系统。因此，在波长堆叠PON系统的构架上，实现家庭、企业、无线等全业务接入是其发展的主流方向之一。然而，在实际系统中，基于波长堆叠PON的无线前传与光融合接入网的下行传输，与传统的PON业务如CATV共存时，系统下行信号带来拉曼散射将会对CATV信号产生影响。同时，为了不影响传统无源光网络的传输性能，保持与以前铺设无源光网络的兼容特性，下一代PON不能重复使用以前无源光网络中的波长O波段(O-band)、S-波段(S-band)、C波段(C-band)和L波段(L-band)中的大部分波长资源都已经分配出去。对于下一代光与无线混合接入网中的信号而言，其上下行波长被安排在C波段和L波段中还未被使用的波长。当入纤光功率较大时，光纤的非线性效应将会导致光与无线混合传输网络中的波长之间的相互影响，特别是光纤中的受激拉曼散射效应(SRS,StimulatedRamanScattering)，它会对相应波长上的功率和信号造成恶劣的影响。经前期文献调研可知，华为股份有限公司的研究人员国际光纤信会议(OpticalFiberCommunicationConference，OFC)上发表了“TWDM-PON系统中的延时调制技术”(DelayModulationforTWDMPONs)，通过电域编码来减低堆叠TDM-PON系统中存在的拉曼效应对RF-Video信号波长的影响。该方案虽能有效的解决拉曼效应，但需要高速的电器件来进行编解码，一定程度上增加系统的成本；且该延迟调制改变了数据流中比特“1”的翻转位置，从而在接收端对其进行解调过程中需要对解调电路进行修改以适应延迟调制的信号特性。又经文献调研可知，美国NEC实验的研究人员在OFC上发表了“面向下一代PON与CATV共存的10Gb/s系统的基于PSD控制的超过5dB拉曼散射噪声抑制”(\Beyond5dBNonlinearRamanCrosstalkReductionviaPSDControlof10Gb/sOOKinRF-VideoCoexistenceScenariosforNext-GenerationPON)，该论文主要是利用简单的电域滤波方法来解决TWDM-PON和RF-video之间由于受激拉曼所带来的影响，该方案虽然能够在一定程度上能够抑制拉曼散射效应，但是该方案以牺牲系统的接收灵敏度为代价。
技术实现思路
本专利技术专利的目的是针对现有接入网系统中的拉曼散射噪声抑制方案的问题，提供一种全光的基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系统。本专利技术下行发射光信号注入光纤前，先经过一个微波光子滤波器来实现光信号的预失真，从而实现降低堆叠PON系统单元对已有系统单元的拉曼散射效应。本专利技术结构实施简单，仅需在光线路终端(OLT)添加一个级联半导体光放大器(SOA)或者反射式半导体光放大器(RSOA)，即可实现下行信号的放大和预处理；且不需要在系统结构的电域里做任何处理。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系统，包括光线路终端、馈线式光纤、光远端节点、多个分布式光纤以及多个光网络单元。其中，光线路终端通过馈线式光纤连接至光远端节点，光远端节点通过分布式光纤连接各光网络单元。光线路终端包括若干多个下行的数据信号发射模块、若干多个上行数据信号数据接收模块、合波器、分波器和基于SOA/RSOA的级联半导体光放大器，其中：多个下行数据信号发射模块均与下行数据发射模块连接至合波器的输入端连接，合波器的输出端连接至第一光环行器的第1端口，第一光环行器的第2端口连接级联半导体光放大器以实现下行数据的预失真和放大；上行数据接收模块多个上行数据信号接收模块与分波器的输出端连接连接，分波器的输入端连接至第一光环行器的第3端口，第一光环行器的第2端口连接级联半导体光放大器实现上行数据的接收；光网络单元包括光可调滤波器、第二光环行器、光电探测器和上行数据信号发射机，光可调滤波器的一端连第二接光环行器的第2端口，第二光环行器的第3端口输出后连接光电探测器，从而完成下行信号的解调；上行数据信号发射机通过光环行器的第1端口实现上行数据的发射。优选地，下行数据信号发射模块按照调制格式分为外调制和直接调制两种形式：1)外调制发射模块包括：下行连续光源CW、外调制器和下行数据信号。下行连续光源CW连接到外调制器作为下行光载波，下行数据信号用于驱动外调制器，通过偏置电压，使外调制器工作在其传输曲线的线性区，进而实现下行数据的发射。其中，下行连续光源CW为分布布拉格反馈式DFB激光器或单波长的垂直腔面发射激光器等CW光源；外调本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系统，其特征在于包括光线路终端、馈线式光纤、光远端节点、多个分布式光纤以及多个光网络单元；光线路终端通过馈线式光纤连接至光远端节点，光远端节点通过分布式光纤连接光网络单元。

【技术特征摘要】
1.基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系统，其特征在于包括光
线路终端、馈线式光纤、光远端节点、多个分布式光纤以及多个光网络单
元；光线路终端通过馈线式光纤连接至光远端节点，光远端节点通过分布
式光纤连接光网络单元。
2.根据权利要求1所述的基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系
统，其特征在于光线路终端包括多个下行的数据信号发射模块、多个上行
数据信号接收模块、合波器、分波器和级联半导体光放大器，其中：多个
下行数据信号发射模块均与下行数据发射模块连接至合波器的输入端连
接，合波器的输出端连接至第一光环行器的第1端口，第一光环行器的第
2端口连接级联半导体光放大器以实现下行数据的预失真和放大；上行数
据接收模块多个上行数据信号接收模块与分波器的输出端连接连接，分波
器的输入端连接至第一光环行器的第3端口，第一光环行器的第2端口连
接级联半导体光放大器实现上行数据的接收。
3.根据权利要求2所述的基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系
统，其特征在于光网络单元包括光可调滤波器、第二光环行器、光电探测
器和上行数据信号发射机，光可调滤波器的一端连第二接光环行器的第2
端口，第二光环行器的第3端口输出后连接光电探测器，从而完成下行信
号的解调；上行数据信号发射机通过光环行器的第1端口实现上行数据的
发射。
4.根据权利要求3所述的基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系
统，其特征在于下行数据信号发射模块按照调制格式分为外调制和直接调
制两种形式。
5.根据权利要求4所述的基于微波光子滤波的光接入网的拉曼抑制系
统，其特征在于下行数据信号发射模块为外调制发射模块，具体包括下行
连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕美华，周雪芳，杨国伟，魏一振，卢旸，李齐良，胡淼，李光球，
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