[发明专利]全双工高速单纤双向波分复用无源光接入网络

说明书

技术领域

本发明涉及光纤接入网以及无源光接入网络技术领域，尤其涉及波分复用无源光网络架构、相干接收方法及离线数据处理方法。

背景技术

新世纪以来，由于互联网新业务以及高清视频/会议等业务所刺激的接入网络带宽需求的不断快速增长。目前全球已有60亿移动电话用户和23亿互联网用户，其网络均建立在光纤通信基础上。随着互联网和移动通信网用户和业务的迅猛增长，对带宽需求日益迫切。为了适应未来的通信容量需要，波分复用无源光接入网络(WDM-PON)逐渐被众多研究人员视为光纤接入网络的终极解决方案。然而，其高昂的成本一直阻碍了它的大范围推广。而反射式半导体光放大器(RSOA)的应用，为波分复用无源光接入网络中实现无色的光网络单元提供了可能性方案。为了进一步的降低WDM-PON的每户每带宽成本，必须要提出具有成本效益的解决方案来进一步提升系统的传输容量达10Gb/s以上以及进一步增加系统覆盖范围至100公里。然而，基于RSOA的WDM-PON系统中的上行传输业务却受限于RSOA的较窄的电域带宽（1-2GHz）所带来的符号间干扰(ISI)以及与光纤色散联系在一起RSOA的高的啁啾（4-10）。为了解决这个难题，在OLT端的接收器中采用电均衡方法来提高系统上行业务传输质量。近期，相关文献已经报道的电均衡方法包括前向反馈均衡器(FFE)，判决反馈均衡器(DFE)，以及最大相似序列估算(MLSE)等方法。在众多的均衡器中，MLSE具有对于ISI最强的补偿能力。而它主要的缺点是它的复杂程度随着信道的存储长度呈指数增加。

对于基于RSOA的单纤链路WDM-PON来说，除了ISI之外，另一个受限因素是其传输质量对反射的脆弱性。由于下行种子光与传播方向的相反上行光路共享同一根光纤链路，由于瑞利背向散射（RB）与分立的反射噪声（RN）会与信号光发生干扰。虽然用单纤链路来同时传输上行与下行业务能够节约成本，但由于各种反射所引起的带内串扰会严重的劣化信号传输质量同时限制最大传输距离。正是因为这种原因，一些抑制瑞利散射噪声的方法被提出。它们主要是利用频率抖动或者相位调制的方式来展宽信号谱线以抑制瑞利散射。然而，这些办法要么只适用于低速范围(<3Gb/s)，要么还需要复杂的收发器件。在这种网络结构中，下行光信号与连续光信号都是来自OLT中，却安排在不同的波段上。下行信号与连续光在传输到远端之前复用到一起，在ONU处分别被接收。经过解复用之后，连续光波被输入到RSOA中进行放大和调制。进而上行信号通过RSOA的反射之后通过同一光纤链路反向传输到OLT端。由于上行信号与其种子光被调制在同一个光载波上，被反射后的连续光波与上行光信号一同在单根光纤链路中传播，因此会引入干涉串扰。于此相反，下行光信号仅仅会受到双重的RB噪声或者是双重的反射的影响，而其噪声的功率小到基本可以忽略不计。因此，RN仅仅会影响到上行光信号的传输质量。典型的WDM-PON网络中的OLT结构如图2所示，由OLT与ONU之间通过光纤链路对每一对光发射机与光接收机分配一个/一对波长通道。然而，由于现有的技术大多采用的是RSOA在远端ONU复用部分下行光路并重调制进行上行传输，而RSOA受制于其较窄的电域带宽(通常为1～2GHz)很难传输大于10GHz的上行信号。因此，在现有的大多数WDM-PON结构中，上行传输速率大多小于5GHz。即便高速上行信号能传输到OLT端，其信号传输质量往往难以得到保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高速单纤双向波分复用无源光接入网络，实现高速接入网的多种不同业务传输，覆盖距离长，并能大大提高上行业务的传输速率，解决接入网络上行业务带宽瓶颈问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高速单纤双向波分复用无源光接入网络它包括光网络单元(ONU)、双向光纤链路和光链路终端(OLT)，ONU与双向光纤链路的一端相连，双向光纤链路的另一个端口与OLT相连。

OLT包括光源、色散补偿模块、光带通滤波模块、光电探测模块、实时采样模块、电均衡模块、分析模块；光源的输出端接至光纤环形器(OC)的端口1，OC的端口2接至ONU的输入端，OC的端口3通过一段单模光纤接至OLT的输入端口，经过色散补偿模块、光带通滤波模块后进入光电探测模块，然后再经过实时采样模块、编码数据处理模块，最后进入分析模块分析传输性能。

ONU包括高速脉冲编码产生模块与下行光复用模块，高速脉冲编码产生模块的输出端口与下行光复用模块的一个端口相连，下行光复用模块的另一个端口与双向光纤链路相连。