[发明专利]基于梳状光源再生技术的OFDM-PON长距离传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及接入网领域的长距离无源光网络传输，具体涉及基于梳状光源再生技术的OFDM-PON长距离传输方法。

背景技术

长距离无源光网络（简称LR-PON），可以通过远端节点（RN）将大量的用户同时连接到核心网络，进而实现将传统的城域网和接入网进行整合，减少其节点数量与交换成本。如图1所示，长距离无源光网络通过采用光放大与波分复用（WDM）技术，可以将传输距离从传统的20km延长到60-100km，同时还能保持1:32或更高的分光比。

但是，由于LR-PON传输距离的延长、用户带宽的增加与总用户数量的增长，导致系统要求更大的容量（单波长/汇聚）、更高的频谱效率、更简单灵活的色散补偿和带宽分配机制。

正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制技术，其主要优点表现在：

（1）、频谱利用率高。与传统的单载波和多载波系统相比，O-OFDM通过采用多个正交的子载波实现数据的并行传输，缩小了信道间保护间隔，提升了频谱利用效率。

（2）、减小光纤色散(CD)和偏振模式色散(PMD)效果明显。由于使用了循环前缀和频域均衡技术，CD、PMD引起的符号问干扰ISI和信号星座图偏移可以得到有效矫正。

（3）、有效减少光纤非线性影响。光纤非线性影响主要取决于光功率的大小，而在O-OFDM系统中，接收端色散补偿方便且有效，降低了对链路中光信号分段补偿和放大的要求，允许光纤色散引起较大的脉冲展宽，这样可以显著降低光信号的功率，从而减小非线性影响。

O-OFDM系统主要分为两种形式，直接检测光正交频分复用（DDO-OFDM）和相干检测。其中，DDO-OFDM结构更为简单方便，它将光载波携带的OFDM信号送入PD进行光电检测，并送入接收机中进行接收。因此，DDO-OFDM技术是近年来的热门研究方向，该技术继承了OFDM的高谱效率和带宽灵活优点，同时还能在数字域进行自适应的色散补偿，其本身的循环前缀也拥有一定的抗色散能力。

DDO-OFDM系统发送端包括OFDM基带处理、RF上变频和光调制部分，接收端包括光探测，RF下变频，OFDM基带接收和解调部分。在发送端，输入二进制串行数字信号通过串／并变换(S／P)分为N路并行数据，对每路数据采用M进制PSK或QAM方法进行调制，并利用星座图将所得信号映射(mapping)为对应的复数，再对复数作快速傅立叶反变换(IFFT)得到N路并行载波，通过并／串转换(P／S)将N路并行载波变为串行并作为一个OFDM符号，在每个符号前加入循环前缀cP(cyclic prefix)，然后经数模转换(DAC)将符号变为模拟信号，即得到OFDM基带信号。然后把基带信号调制到一RF载频上，再经过外调制器(MZM)调制到光载波，然后经过单模光纤传输。接收端信号处理基本是发送端的逆过程，探测器(PD)从接收到的光信号上检测出RF信号，再从RF信号上解调出OFDM基带信号，经模数转换(ADC)变为数字信号，然后移除循环前缀(CP remove)并作串／并变换，再对所得并行信号作快速傅里叶变换(FFT)，在FFT输出端对每路复数信号进行频域均衡，均衡后的信号映射为M进制PSK或QAM星座点并作对应方式的解调，得到的并行数据作并／串变换后恢复成二进制串行数据。

虽然，DDO-OFDM系统结构简单，但是为了避免干扰，通常需要在光载波和OFDM子载波间插入保护带宽，这样就会降低频谱效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是LR-PON系统频谱效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于梳状光源再生技术的OFDM-PON长距离传输方法，包括以下步骤：

在发送端，利用第一梳状光载波生成器将单光源生成多路光载波；其中一路光载波作为保留光载波，采用OFDM调制格式将信号分别调制在其他多路光载波上形成多路信号光；将所述保留光载波与所述多路信号光合波后形成波分复用信号输出；

在远端节点，解复用所述波分复用信号，分离出所述保留光载波和所述多路信号光，利用第二梳状光载波生成器将所述保留光载波生成多路再生光载波，所述多路再生光载波与所述多路信号光相对应，所述多路再生光载波分别与所述多路信号光组合后，送往不同的PON分支；

在PON分支的用户处，采用直接检测方式进行信号接收。

在上述方法中，所述第一梳状光载波生成器包括相位调制器和波长选择开关，所述相位调制器由高功率射频时钟驱动，单光源经所述相位调制器进入所述波长选择开关，由所述波长选择开关输出所述多路光载波。