[发明专利]基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体地，涉及一种基于直接调制激光器的混合波分时分复用的无源光网络传输系统。

背景技术

随着新兴业务的发展，如交互式网络电视（IPTV）、高清晰度电视（HDTV）、大文件共享、云存储/云计算、社交网络、无线数据的回传等等，用户对带宽的需求越来越高，并呈现每3年一个数量级的递增趋势。因此，为了进一步提高接入网系统的能力，满足高带宽业务发展的要求，实现PON系统的高容量、大距离的传输，FSAN定义了NG-PON2，研究技术跨越性的新型PON系统。与此同时，ITU/FSAN于2012开始着手制定NG-PON2的标准，并于2012年4月份确定时分复用和波分复用的无源光网络（TWDM-PON）为NG-PON2标准的主要方案。

TWDM-PON系统的部署，一方面可根据网络的发展需要，在已建设的下一代无源光网络（XG-PON）和基于光纤的接入网络的基础设施之上，通过叠加新波长的XG-PON来实现；另一方面也可通过WDM-P2P扩展基站承载（Backhaul/Fronthaul）、企业接入业务等实现全业务融合接入。因此，当前TWDM-PON系统因具有实现成本低、兼容性好、易于实现全业务融合的接入等优点，与NG-PON2的发展目标能够较好地匹配，成为了接入网系统研究的一个热点。近年来，国内外的研究机构针对TWDM-PON系统结构，在提高系统功率预算、增加传输距离、实现有效地可调谐收发机等方面做了一些研究。

在实际中，TWDM-PON系统的发展还存在以下挑战：一方面是高速率无色光网络单元（ONU）问题，即如何低成本实现ONU端的高速率可调收发机问题；再者，提高系统功率预算的问题；最后，随着上下行速率、传输距离的增加而引入的色散容忍度的问题。综合考虑TWDM-PON存在的几个技术挑战，是真正实现低成本、高速率、大容量的TWDM-PON系统的关键。目前，已经有不少关于TWDM-PON系统的文献被报道。这些文献虽然对TWDM-PON系统发展提供一定的技术指导，但是同时也存在一些未能解决的问题。

经对现有文献检索发现，2013年，华为技术有限公司的罗远秋博士（Qiuyuan Luo）等人在《IEEE Journal of Light wave Technology(光波技术杂志)》发表了题为“Time-and Wavelength-Division Multiplexed Passive Optical Network(TWDM-PON)for Next-Generation PON Stage2(NG-PON2)”（作为NG-PON2的时分波分复用的无源光网络）的文章。该文献中，作者展示了一个上行为4×2.5Gb/s(10-Gb/s)及下行为4×10Gb/s（40-Gb/s）的TWDM-PON系统。该结构通过堆叠XG-PON系统的OLT以及ONU收发模块，来实现系统共用一个光分布式网络的构架，满足了ITU/FSAN组织提出的NG-PON2的基本要求，获得了38dB的光功率预算；同时，该结构能够支持分光比为1:512的20km单模光纤传输，或支持分光比为1:128的40km单模光纤传输或者支持分光比为1:64的60km单模光纤传输。然而，该系统结构中ONU端的上行发射机采用温度调谐波长的DFB仅实现了单波长2.5Gb/s上行速率，而该速率不能较好地适应和满足未来新业务接入甚至全业务接入服务对带宽的要求。因此，在ONU端部署一个高速率的上行发射机是一个TWDM-PON发展的必然趋势。