[发明专利]正交频分复用无源光网络的下行节能的传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体地，涉及一种正交频分复用无源光网络的下行节能的传输系统。

背景技术

随着接入网中超带宽业务、大数据服务和长距离接入等需求的出现，传统的时分复用Time Division Multiple,TDM无源光网络已经不能满足现阶段的需求。正交频分复用Orthogonal Frequency Division Multiple,OFDM具有频谱效率高，抗色散和偏振模色散等特点被认为是下一代光接入网中一种非常有潜力的技术。利用多个相互正交的子载波传输用户数据，可以获得子波长粒度的灵活动态带宽分配；结合传统的时分复用技术，其带宽分配可以更加灵活；采用高速的数字信号处理技术，可以实现低成本的光OFDM收发机。

由于接入网中用户数量的不断增加，光网络单元Optical Network Unit,ONU的功耗也急剧上升，已经占据了整个光接入网功耗的60%。在自然灾害等紧急情况下，由于常用电池损坏只能使用ONU的备用电池，此时ONU的功耗直接影响到其基本功能得到服务的时间。因此，降低ONU的功耗显得越来越重要。Hungkei Chow等人提出了比特交织的时分复用无源光网络来降低ONU的功耗。它修改了吉比特无源光网络Gigabit Passive Optical Network,GPON协议，在下行广播数据帧中将用户数据按照一定的规则进行组合。ONU接收到广播数据帧后，按照规则只提取它自己的数据，从而减少了许多不必要的数据处理，降低了ONU的功耗。但它只适用于基于TDM的GPON中，对于采用OFDM调制方式的无源光网络并不适用。

正交频分复用无源光网络中的ONU功耗主要来源于模数转换器Analog Digital Convertor,ADC和快速傅里叶变换Fast Fourier Transform,FFT模块。特别是对于高速的下行广播数据链路，ONU的ADC和FFT模块都必须始终工作在高速模式下以解调整个下行数据，然后再根据子载波提取对该ONU有用的数据。在2013年的光通信会议Optical Fiber Communication OFC上，Konstantinos Kanonakis提出利用媒体接入控制Media Access Control,MAC层的调度和模块化的数字信号处理模块来降低ONU的功耗。根据下行信号中用户数据所占带宽的大小，设置模数转换器的个数以及快速傅里叶变换的点数，从而动态改变ONU接收机中的工作模块数量，达到降低ONU功耗的目的，但该方法需要MAC层的调度配合。

又经文献检索发现，Peter A.Milder在65nm标准元件库下对25Gb/s光OFDM收发机集成电路进行了分析。在不同的调制格式，不同的FFT点数以及不同的ADC量化精度下，对接收机的功耗进行了全面分析。作者指出，FFT点数的大小对OFDM收发机集成电路的大小和功耗有更大的影响。C.Kachris等人对数据中心网络中的光OFDM功耗进行了研究，并采用自适应的调制格式降低光OFDM收发机的功耗。但所有这些方法中，每个ONU中的接收机都必须接收所有的下行广播数据，需要对每个广播数据帧进行处理；而处理之后的所有数据中，只有少量数据对该ONU是有用的，造成ONU接收机的使用效率比较低。

发明内容

针对现有正交频分复用无源光网络中节能技术的缺陷，本发明的目的是在正交频分复用无源光网络中提供一种节能的下行传输机制，降低光网络单元的功耗。该机制不需要媒体接入控制层的调度和管理，完全在物理层实现下行节能传输，对以往调度和管理不会带来任何影响；其次，它仅需要在原有光网络单元中增加一个定时器，来控制光网络单元中模数转换器的关断时间，易于实现。同时，借助于正交频分复用系统中不可或缺的同步模块，将下行广播数据帧的目的地址信息包含在同步头中，实现下行节能传输。

根据本发明的一个方面，提供一种正交频分复用无源光网络的下行节能的传输系统，包括依次连接的光线路终端、馈线式光纤、若干无源光网络系统，无源光网络系统包括远端节点、若干分布式光纤和若干光网络单元，光线路终端通过馈线式光纤连接至远端节点，远端节点通过分布式光纤连接至光网络单元，其中，