模分复用无源光网络制造技术

本发明专利技术涉及一种模分复用无源光网络(PON)，其中在光域中执行信道估计/反转。所述PON包括：多个输入信道；复用器，具有连接到所述输入信道中的相应一个信道的多个输入端口；光纤，具有连接到所述复用器的输出端口的上行链路端，由此，所述复用器输出与来自所述多个输入信道的光信号对应的模式复用信号。所述PON包括光均衡器，所述光均衡器被布置成在具有不同模式的光信号之间传递功率，以补偿所述不同模式之间的串扰。在此系统中，对串扰的补偿是例如通过在必要时使用所述光均衡器来调适所述光信号而在所述光域中发生。

Passive optical network with modular division multiplexing

The invention relates to a mode division multiplexing passive optical network (PON), in which channel estimation / inversion is performed in the optical domain. The PON includes: a plurality of input channels; a multiplexer having multiple input ports connected to the corresponding channel in the input channel; optical fiber, with an upside chain end connected to the output port of the multiplexer, thus the multiplexer outputs a mode corresponding to the light signal from the plurality of input channels. Multiplexed signals. The PON includes an optical equalizer, which is arranged to transmit power between light signals with different modes to compensate for crosstalk between the different modes. In this system, compensation for crosstalk is taken place in the optical domain, for example, by adjusting the optical signal with the optical equalizer if necessary.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模分复用无源光网络
本专利技术涉及无源光网络。特别地，本专利技术涉及模分复用无源光网络，其中少模光纤(fewmodefibre，FMF)被用来输送被选择性地传递到多个最终用户的光信号。
技术介绍
模分复用(Modedivisionmultiplexing，MDM)技术是潜在的下一代解决方法，用具成本效益的方式来改善光接入网的容量并且提供与旧标准单模光纤光网络的向后兼容性。理论上，通过使用少模光纤(few-modefibre，FMF)来引导N种独立模式能够获得N倍(N-fold)的容量增加。然而，在FMF中发现了两种效应，所述效应削弱信号，因而需要解决所述效应以便达到全容量。这些效应是(i)线性模态耦合(串扰)和(ii)差模延迟。在长距离应用上，这些效应之间的相互作用通常需要使用相干接收器，以便能够通过数字信号处理(digitalsignalprocessing，DSP)来减轻所述效应。在图1中示出了支持6种模式(LP01、LP11a、LP11b、LP21a、LP21b、LP02)的已知MDM无源光网络(PON)的基本体系结构100。在输入(发射器)侧，有六个光线路终端(opticallineterminal，OLT)102，所述光线路终端位于同一设施(常常被称作中央局(CentralOffice，CO))中。在输出(接收器)侧，有六个光网络单元(opticalnetworkunit，ONU)104，所述光网络单元通常分布在不同的物理位置。通过相应的单模光纤(singlemodefibre，SMF)108将每个OLT连接到发射器侧模式复用器106。模式复用器组合来自OLT102的信号并且在少模光纤(FMF)110上传输所述信号。在接收器侧，模式分用器112提取每个相关信号并且经由相应的单模光线114将信号输出到相应的ONU104。图1中的系统将在单模光纤无源光网络中没有遭遇的新损伤引入到所传输的信号，即：·模式复用器108和模式分用器112能够引入不可忽略量的串扰；·FMF110能够在不同线性极化(linearlypolarized，LP)模式对之间引入不同的差模延迟和不同的串扰电平。对于非简并LP模式对，例如LP01与LP11a或LP01与LP11b，串扰强度可低至-40dB/km(例如，在20km处为-27dB)，但是差模延迟可高达1000ps/km。相比之下，对于简并LP模式对，例如LP11a与LP11b或LP21a与LP21b，串扰强度会更高，以使得能够在几十千米之后实现完全混合，而差模延迟可低于1ps/km。简并模式和非简并模式的不同效应能够通过考虑用于FMF110的传递矩阵来理解。FMF能够模型化成N个部分(section)，其中通过一个引入串扰的酉矩阵XT和一个对角矩阵DMD来模型化每个部分，对角矩阵的对角元素引入模式延迟。图2示出了用于FMF的第i个部分的这些矩阵的实例。一般来说，每当差模延迟不可忽略时，光纤矩阵HFMF(ω)＝XT1DMD1…XTNDMDN取决于频率。由于对于非简并LP模式对情况常常如此，因此完全光纤矩阵取决于频率。在已知MDM技术中，通常将在检测所有模式之后在电域中进行信道估计/反转。然而，在图1中所描述的体系结构中，将独立地检测模式，这意味着在接收器端使用DSP不切实际或不可能。这意味着，如果要使用此检测技术，那么信道估计/反转必须在发射器端进行。CO处的信道估计需要OLT之间的通信/合作(通过底板实现)和导频信号的上游传输(此对于每个模式必须不同)。这样，不同的OLT会接收导频信号的不同组合，导频信号在组合时允许估计信道矩阵和后续预补偿。然而，此布置的缺点包括没有向后兼容性和需要昂贵的相干接收器。
技术实现思路
最一般的，本专利技术建议用于光域中的信道估计/反转的技术。应了解，本专利技术在短距离应用中会特别有效，在短距离应用中，串扰与差模延迟之间的相互作用的影响在一定程度上可以容忍并且无需使用DSP即可在光域中减轻。本专利技术允许关于OLT和ONU的完全向后兼容性。根据本专利技术，提供一种模分复用无源光网络，所述模分复用无源光网络包括：多个输入信道，所述多个输入信道中的每个输入信道(例如，光线路终端(OLT))被布置成输送处于多种模式(例如，不同的线性极化模式)中的不同模式下的光信号；光传递单元，所述光传递单元包括：复用器，具有多个输入端口和输出端口，其中所述多个输入端口中的每个输入端口连接到所述多个输入信道中的相应一个输入信道；光纤(例如，少模光纤)，具有连接到所述输出端口的上行链路端，其中所述光纤被布置成从所述复用器接收与来自所述多个输入信道的所述光信号对应的模式复用信号；分用器，具有输入端口和多个输出端口，其中所述输入端口连接到所述光纤的下行链路端，并且其中所述分用器被布置成在所述多个输出端口中的每个输出端口之间划分所述模式复用信号；多个输出信道(例如，对应于或连接到光网络单元(ONU))，所述多个输出信道中的每个输出信道连接到所述多个输出端口中的相应一个输出端口，并且被布置成输送由所述多个输入信道输送的处于所述多种模式中的不同模式下的光信号；以及光均衡器，被布置成在具有不同模式的光信号之间传递功率，以补偿所述不同模式之间的串扰。在此系统中，对串扰的补偿是例如通过在必要时使用所述光均衡器来调试所述光信号而在所述光域中发生。所述光均衡器可用以补偿上行链路信号与下行链路信号。因此，所述光均衡器可存在于所述输入信道与所述输出信道处。在所述输入信道上，在跨所述光传递单元的传输之前。所述光均衡器可与所述复用器和/或所述分用器组合，或所述光均衡器可以是独立组件。所述网络可包括控制器，所述控制器被布置成基于所述光传递单元的串扰特性控制所述光均衡器。所述串扰特性能够由考虑了串扰和差模延迟的传递矩阵表示。优选地，所述串扰特性是基于以下假设：所述多种模式中的每一对简并模式之间的串扰主要仅在所述简并模式对之间出现。另外，所述串扰特性有可能基于以下假设：来自非简并模式的串扰可以忽略，并且简并模式之间的差时延迟非常小。以此为基础，所述光均衡器能够布置成仅补偿被布置成以简并模式输送光信号的输入信道和/或输出信道上的光信号。所述网络可以包括检测器，所述检测器被布置成检测由所述光传递单元以所述多种模式中的每个简并模式传输的导频信号，其中所述控制器被布置成基于所述检测到的导频信号连同所述串扰特性来控制所述光均衡器。换句话说，所述导频信号的行为可以指示所述串扰特性，并且因此，用于所述光均衡器的设置可由所述控制器根据所述检测到的导频信号推断。所述光均衡器可被布置成在其耦合到模式展现串扰的输入信道和/或输出信道中时控制与每一对简并模式中的至少一种模式相应的光信号的幅度和相位。因此，如果所述串扰特性指示串扰仅在简并模式对之间出现，那么所述光均衡器可以具有2×2配置，其中从所述光传递单元(复用器或分用器)输出的每一对简并模式均耦合到输入信道或输出信道以用于输送那些简并模式中的一种。所述光均衡器可以控制所述简并模式中的一种模式的幅度和相位。这一信号可以理解为对最终由各个输入信道或输出信道输送的光信号的补偿信号。所述光均衡器可以包括蝶形FIR滤波器，所述蝶形FIR滤波器被布置成产生相应的补偿信号。所述复用器和所述分用器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模分复用无源光网络，包括：多个输入信道，所述多个输入信道中的每个输入信道被布置成输送处于多种模式中的不同模式下的光信号；光传递单元，包括：复用器，具有多个输入端口和输出端口，其中所述多个输入端口中的每个输入端口连接到所述多个输入信道中的相应一个输入信道；光纤，具有连接到所述输出端口的上行链路端，其中所述光纤被布置成从所述复用器接收与来自所述多个输入信道的所述光信号对应的模式复用信号；分用器，具有输入端口和多个输出端口，其中所述输入端口连接到所述光纤的下行链路端，并且其中所述分用器被布置成在所述多个输出端口中的每个输出端口之间划分所述模式复用信号；多个输出信道，所述多个输出信道中的每个输出信道连接到所述多个输出端口中的相应一个输出端口，并且被布置成输送由所述多个输入信道输送的处于所述多种模式中的不同模式下的光信号；以及光均衡器，被布置成在具有不同模式的光信号之间传递功率，以补偿所述不同模式之间的串扰。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.26 GB 1511295.61.一种模分复用无源光网络，包括：多个输入信道，所述多个输入信道中的每个输入信道被布置成输送处于多种模式中的不同模式下的光信号；光传递单元，包括：复用器，具有多个输入端口和输出端口，其中所述多个输入端口中的每个输入端口连接到所述多个输入信道中的相应一个输入信道；光纤，具有连接到所述输出端口的上行链路端，其中所述光纤被布置成从所述复用器接收与来自所述多个输入信道的所述光信号对应的模式复用信号；分用器，具有输入端口和多个输出端口，其中所述输入端口连接到所述光纤的下行链路端，并且其中所述分用器被布置成在所述多个输出端口中的每个输出端口之间划分所述模式复用信号；多个输出信道，所述多个输出信道中的每个输出信道连接到所述多个输出端口中的相应一个输出端口，并且被布置成输送由所述多个输入信道输送的处于所述多种模式中的不同模式下的光信号；以及光均衡器，被布置成在具有不同模式的光信号之间传递功率，以补偿所述不同模式之间的串扰。2.根据权利要求1所述的模分复用无源光网络，其中，包括控制器，所述控制器被布置成基于所述光传递单元的串扰特性来控制所述光均衡器。3.根据权利要求2所述的模分复用无源光网络，其中，所述串扰特性是基于以下假设：所述多种模式中的每一对简并模式之间的串扰主要仅在所述简并模式对之间出现。4.根据权利要求3所述的模分复用无源光网络，其中，包括检测器，所述检测器被布置成检测由所述光传递单元以所述多种模式中的每个简并模式传输的导频信号，其中所述控制器被布置成基于所述检测到的导频信号连同所述串扰特性来控制所述光均衡器。5.根据权利要求3或4...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利佩·费雷拉，安德鲁·埃利斯，纳奥兹·麦苏文，
申请(专利权)人：阿斯顿大学，
类型：发明
国别省市：英国,GB