[发明专利]一种正交频分复用无源光网络

说明书

技术领域

本发明属于光通信技术领域，涉及一种基于正交频分复用(Orthogonal frequencydivision multiplexing，OFDM)的无源光网络(Passive optical network，PON)。

背景技术

21世纪的人类社会已步入了信息社会，信息化、数字化、全球化、网络化是信息社会的最重要特征。通信网络作为信息社会的主要载体，是国家乃至全球最重要的基础设施之一。以IP为主体的数据业务迅猛发展，网络新应用和新业务的层出不穷，导致网络的流量急剧上升。随着Internet的迅速发展，以及人们对多媒体信息的需求，全球宽带接入网进入了大发展阶段。按照Point-Topic公司的统计，2008年全球宽带总用户达到4.109亿。中国用户线路总数为8336万，上升为全球第一宽带大国。

PON作为一种宽带接入技术，是一种纯介质网络。其主要特点是在接入网中去掉了有源设备，从而避免了外部设备和环境的电磁干扰，减少了线路和外部设备的故障概率，简化了供电配置和网管复杂性，提高了系统的可靠性，降低了网络的运营维护成本。光纤作为传输媒介的无可比拟的优越性和光电子技术的成熟与迅猛发展，在新铺设宽带用户线路或者老电缆替换中，光纤已经成为更合理的选择。2008年的光纤接入(Fiber-to-the-x，FTTx)用户比2007年增长了两倍。目前，全球5000万用户FTTx的部署推进了PON技术的进一步发展。

已有研究的PON技术中，APON/BPON(ATM PON/Broadband PON)的业务适配复杂，业务提供能力有限，数据传送速率低，其应用前景由于ATM的衰落而日趋黯淡。EPON(Ethernet PON)难以支持以太网以外的业务，特别是实时性要求高的时分复用(Timedivision multiplexing，TDM)业务。而且，EPON由于线路编码、承载层、传输汇聚层、业务适配效率等方面的原因，使得传输效率很低。GPON(Gigabit-capable PON)的一次性投入成本较高，其在有效承载TDM业务并能提供电信级的服务质量方面还面临挑战。WDM(wavelength division multiplexing)-PON结合了WDM技术和PON拓扑结构的优点，但WDM-PON系统的器件成本过高，目前仍处于实验室的研究阶段。

OFDM技术是一种多载波传输技术，其基本思想是将一高速数据串行分割成数个低速数据串行，并将这数个低速数据串行同时调制在数个彼此相互正交的载波上传送。目前已经广泛应用在非对称数字用户环路(ADSL)、数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、数字高清电视(HDTV)等系统中。

传统PON以带宽提供为核心，带宽提供和业务/应用分离，难以适应新型业务(如IPTV、VPN等)的需求。随着通信技术的发展，Peer-to-Peer(P2P)技术的发展导致了网络应用模式的变革。P2P业务对网络带宽的快速消耗，以近乎对称的上/下行流量模式加剧了网络的拥塞，且流量具有突发特性，无法有效预测。同时，信息社会中的人们对信息的需求，使得接入网的带宽节节攀升。因此，下一代的光接入网需要比10Gbps更高速率，上下行速率对称的PON。作为一种新型的光接入技术，OFDM-PON是10Gbps、40Gbps甚至100Gbps，上下行速率对称的PON的极具竞争力的方案。目前，OFDM-PON的研究还处于刚刚起步阶段。可以预见，OFDM-PON将很快成为网络研究的热门课题之一。

发明内容

针对当前PON的研究情况，本发明的目的是提供一种正交频分复用无源光网络。其具有高效的带宽统计复用能力，从而增加PON的用户接入数量，同时充分降低PON对光器件的要求，降低用户的平均接入成本。

OFDM技术采用子载波(Sub-carriers)技术和/或多频带(Multi-bands)技术作为用户接入的带宽分配单元，若干个不同的子载波/频带可以分配给不同的用户或用户群，因此适用于PON系统中。随着集成电路技术和高速数/模、模/数转换器件的发展，OFDM技术用于高速光接入系统已经成为可能。相比EPON和GPON两种基于TDM的技术，OFDM-PON具有更高的灵活性、更好的传输性能。由于电子技术的成熟，电器件容易实现且成本比光器件低，随着数/模、模/数转换器技术的发展，OFDM-PON可以实现比EPON/GPON更低的成本。

本发明的技术方案如下：