[发明专利]基于载波抑制调制技术的光源共享WDM-PON系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域的系统，尤其是是一种利用载波抑制调制技术在波分复用无源光网络（WDM-PON）中实现光源共享的方法，具体涉及基于载波抑制调制技术的光源共享WDM-PON系统。

背景技术

随着信息技术的迅猛发展，高清晰电视（High Definition TV，HDTV）、交互式游戏、大文件共享、视频会议等新兴宽带业务的不断涌现和增长，对接入网的宽带和多业务统一承载以及传输能力提出了更高的要求。基于光纤的无源光网络（Passive Optical Network，PON）由于其大带宽，低成本的优势，已经被广泛地应用在接入网领域。

传统的时分复用无源光网络（Time Division Multiplexed Passive Optical Network，TDM-PON）中，多个用户利用不同的时隙来实现共享传输，因此每个用户的实际接入带宽受到限制。波分复用无源光网络（Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network,WDM-PON）为每个用户分配特定的波长，具有带宽大、对协议透明，保密性高、服务质量好等优点，被认为是未来大容量接入网的主流解决方案。

目前，WDM-PON网络对光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）和光网络单元（Optical Network Unit，ONU）两端的光源，调制器等要求较高，其中OLT和ONU的光源，尤其是ONU一侧光源安装和维护成本高昂，不利于WDM-PON的大规模部署。为降低实际应用中的成本，要求每个ONU完全相同，相互之间可以替换，即需要使用无色ONU。

现有的无色ONU实现技术一般分为以下四种方案：

1、宽带光源频谱分割。使用窄带滤波器对宽带光谱进行分割后调制上行数据。该方案的成本较低，但其缺点在于宽谱光源的功率较小，分割后损耗增大，导致系统功率预算紧张，同时宽带光源固有的模式分配噪声、强度噪声和拍频噪声限制了调制速率。

2、可调激光器。在ONU端部署可调激光器作为光源，根据来自OLT端的波长控制指令，选择指定的波长进行上行数据调制。该方案的缺点在于成本较高，且需要波长控制装置，因此较少被采用。

3、下行种光源注入调制。OLT在向ONU发送载有下行数据光波的同时，发送没有数据的种子光，该种子光可由宽带由光源分割得到或由分布式反馈（Distributed Feedback，DFB）激光器产生。ONU端利用注入锁定的法布里-珀罗激光器（Fabry-Perot Laser Diode，FPLD）或者反射式半导体光放大器（Reflective Semiconductor Optical Amplifier，RSOA）完成上行信号的直接调制。该方案的优点是ONU端不需要独立光源即可实现无色化，缺点是需要在OLT端部署额外的一组光源，降低了波长资源的使用效率。同时下行种子光和上行信号在同一光纤中传输，传输性能受到瑞利后向散射效应的影响。

4、下行信号重调制。该方案与方案3的最大区别是上下行信号加载在同一波长上。下行光载波在ONU端分成两路，一部分用来解调下行数据，另一部分重调制上行数据。为了避免在ONU端使用调制器带来的成本过高，一般利用RSOA的增益饱和效应对注入的下行信号进行擦除，然后放大并调制加载上行数据。目前基于RSOA重调制的系统传输速率一般可达1.5Gbps。该方案的优点是只用一组光源就能实现上下行传输和ONU的无色化，缺点同方案3一样，同一根光纤中的上下行信号的传输均受到瑞利后向散射效应的影响。

上述方案均能够实现无色ONU，其中方案1的调制速率较低，方案2成本过高，而相比于方案3，方案4的资源利用效率更高，因此采用下行信号重调制，是实现低成本WDM-PON的主要研究方向。针对该方案，目前的研究热点主要集中在降低单纤双向传输中的瑞利后向散射效应以及降低ONU端的成本，对于节约OLT端的波长及光源问题，则研究较少，相关的文献报道也比较少。