[发明专利]高功率预算的正交频分复用无源光网络下行传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体地，涉及一种高功率预算的正交频分复用无源光网络下行传输系统。

背景技术

随着用户带宽需求不断提高、用户数量不断增加，接入网系统面临着超带宽业务、大数据服务和高分支比及长距离接入等要求。传统的时分复用(Time Division Multiple,TDM)无源光网络已经难以满足未来发展的需求。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiple,OFDM)具有频谱效率高、抗色散能力强等特点，被认为是下一代光接入网中一种非常具有潜力的技术。该技术利用多个正交的子载波传输数据，支持灵活的动态带宽分配。另外，还可以结合成熟的高速数字信号处理技术，较低成本地实现光OFDM收发机。

为了支持高分支比和长距离的接入，提高接入网系统的功率预算显得越来越重要，有效提高功率预算的方法之一就是提高接收机的接收灵敏度，而提高接收灵敏度可以从多个方面进行。目前，国内外研究机构针对相关问题已经做了一系列研究。在接入网系统中，信号通过系统传输会受到光纤非线性、色散、噪声等作用影响，造成接收信号质量变差从而导致接收灵敏度降低。研究表明，信道估计和补偿是提高接收灵敏度简单有效的方法。

信道估计可按是否利用辅助数据分为盲信道估计和基于导频的信道估计。在实际系统中，多使用基于导频的信道估计。而基于导频的信道估计根据导频插入方式的不同又可以分为块状导频、梳状导频等。根据研究发现，由于光纤信道比较稳定，基于块状导频的信道估计能够很好的对光纤信道参数进行估计，但是一般的块状导频信道估计需要较高的导频开销才能获得较为精确的估计。经文献检索发现，Xiang Liu等提出了符号内频域平均的信道估计算法，通过在一个符号内频域平均的信道估计方法，有效的减少了导频的开销，但是其估计的精度在接收光功率较低时有很大的限制。又经检索发现，J.Zhao等人提出了基于快速迭代的信道估计算法，其将光纤信道看作是由静态响应以及色散等作用的结果，该算法可以在得知静态响应后，通过几次快速的迭代获得比较准确的信道估计结构。但该算法必须事先获得较为准确的静态信道响应,一定程度上缺乏灵活性，光链路稍有变化则信道估计结果基本不可取。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种高功率预算的正交频分复用无源光网络下行传输系统，目的是在正交频分复用无源光网络中提供一种低成本、高速率、高功率预算的下行传输机制。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高功率预算的正交频分复用无源光网络下行传输系统，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，其中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，所述光线路终端包括第一媒体接入控制模块、下行数据发射模块、周期性滤波器和光放大器，它们依次连接，其中，第一媒体接入控制模块用以控制下行原始数据信号的产生和处理；下行数据发射模块用以将原始数据信号转换成正交频分复用光信号作为下行传输信号；周期性滤波器用于下行传输信号啁啾管理。

所述光网络单元包括：光电探测器、跨导放大器、线性放大器、模数转换器、同步模块、去除循环前缀和串并变换模块、快速傅里叶变换模块、信道估计和补偿模块、解映射模块和第二媒体接入控制模块，其中，光电探测器、跨导放大器、线性放大器、模数转换器、去除循环前缀和串并变换模块、快速傅里叶变换模块、信道估计和补偿模块、解映射模块和第二媒体接入控制模块依次连接，模数转换器包括两个输出端口，一个输出端口连接至去除循环前缀和串并变换模块的输入端口，另一个输出端口连接至同步模块的输入端口；同步模块的输出端口分别连接至去除循环前缀和串并变换模块、快速傅里叶变换模块、信道估计和补偿模块、解映射模块和第二媒体接入控制模块。

优选地，所述下行数据发射模块中使用波长可调谐直调激光器，该激光器可通过温度控制或者电流控制调谐在合适的波长及发射光功率。

优选地，下行数据发射模块采用波长可调谐直接调制激光器，可根据需要选用不同的调制格式。

优选地，所述下行数据发射模块每次发送一个光网络单元的数据。

优选地，所述下行数据信号采用广播数据帧格式传输，每个数据帧包含一个光网络单元的数据、同步头以及导频信息，数据帧中的同步头用于确定数据帧的起始位置，并包含有数据帧的目的地址；数据帧中的导频信息用于估计光传输链路的信道参数，以便对接收到的信号做出相应的补偿。