[发明专利]基于偏振技术和光生毫米波的正交频分复用无源光网络系统及其传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，具体是涉及一种基于偏振技术和光生毫米波技术的正交频分复用无源光网络系统及其传输方法，实现60GHz光生毫米波和无色光网络单元（ONU）正交频分复用无源光网络（OFDM-PON）系统功能。

背景技术

接入网作为用户端和城域网/骨干网的桥梁，发展迅速，特别是光接入网。近年来，EPON、GPON、Hybrid WDM/TDM-PON、OFDM-PON等一系列光接入网的概念快速发展。基于光正交频分复用(OFDM)的接入网技术能够灵活地进行时域和频域资源的划分，而且光OFDM频谱效率高，容量大，可以实现不同粒度的资源调度，能够满足不同业务的服务质量(QOS)和带宽需求，引起众多研究人员和通信设备商的关注。而无色ONU技术，也是PON的关键技术之一。本发明把现有的偏振控制技术运用到OFDM-PON中，对系统构架进行了合理的布局，这个系统不仅提高了光纤带宽的利用率，增加了系统的稳定性，减少了上行信号之间的串扰，并且可以灵活地给用户提供多种业务，系统中的每个ONU仅需一个光子载波，无需分配单独光源，实现了无色ONU，降低系统运维成本。

发明内容

本发明的目的在于针对实现无色ONU的OFDM-PON系统方案存在的不足，提出了一种基于偏振技术和光生毫米波技术的正交频分复用无源光网络系统及其传输方法，降低实现无色ONU的OFDM系统对各种器件性能的要求，以及降低光纤的色散与非线性效应等多方面影响。

为达到上述目的，本发明的构思是：在光纤线路终端OLT采用N个分布式反馈激光器DFB发射两组波长分别相差60GHz的光，并通过双臂MZM调制器光载波被抑制而产生子载波，最终产生2N个子载波。光纤线路终端OLT和光网络单元组中合理安排光交叉波分复用器IL、循环阵列波导光栅AWG、信号调制模块、光环路器，实现系统的无色ONU化。

根据上述发明构思，本发明采用下列方案：

本基于偏振技术和光生毫米波的正交频分复用无源光网络系统，由一个光网络终端OLT经过一个第一掺铒光纤放大器EDFA1和一个第二掺铒光纤放大器EDFA2通过一个第一光纤链路和一个第二光纤链路连接远一个端节点RN，而远端节点RN经过第一组N路分布光纤和第二组N路分布光纤分别连接N组光网络单元组ONU 组，每组光网络单元由两个光网络组成，其特征在于：1）所述的光网络终端OLT：有分布式反馈激光器组DFB连接到第一                                                循环阵列波导光栅AWG1；第一循环阵列波导光栅AWG1与第一马赫增德尔调制MZM1相连；该第一马赫增德尔调制MZM1信号驱动端口和一个第一正弦波发生器RF1相连，第一马赫增德尔调制MZM1信号输出端口和一个第一光交叉波分复用器IL1相连；该第一光交叉波分复用器IL1的第1信号输出端口和一个第二循环阵列波导光栅AWG2相连，该第二循环阵列波导光栅AWG2的信号输出端口和一组N个信号调制模块相连，该组N个信号调制模块的信号输出端口和一个第三循环阵列波导光栅AWG3相连，该第三循环阵列波导光栅AWG3的信号输出端和一个第一光环形器Cir1相连，该第一光环形器Cir1的第1端口和接收机1相连；所述第一光环形器Cir1的第2端口和所述第一掺铒光纤放大器EDFA1输入端口相连；所述第一光交叉波分复用器IL1的第2信号输出端口和一个第四循环阵列波导光栅AWG4相连，该第四循环阵列波导光栅AWG4的信号输出端口和第二组N个信号调制模块相连，该第二组N个信号调制模块的信号输出端口和一个第五循环阵列波导光栅AWG5相连，该第五循环阵列波导光栅AWG5的信号输出端和一个第二光环形器Cir2相连，该第二光环形器Cir2的第1信号输出端口和接收机2相连；所述第二光环形器Cir2的第2端口和所述第二掺铒光纤放大器EDFA2输入端口相连；2）所述远端节点RN包括一个第六循环阵列波导光栅AWG6和一个第七循环阵列波导光栅AWG7，这两个循环阵列波导光栅AWG通过第一组N路分布光纤和第二组N路分布光纤分别连接所述光网络单元组ONU组；3）所述信号调制模块：有一个第二光交叉波分复用器IL2，该第二光交叉波分复用器IL2的1端口和一个第一光功率分路器SP1相连，该第一光功率分路器SP1的输出1端口和一个第一偏振控制器PC_X1相连，该第一偏振控制器PC_X1和一个第一强度调制器IM1的输入1端口相连，该第一强度调制器IM1的输出端口和一个第一光滤波器OF1相连，该第一光滤波器OF1的输出端口和一个第一偏振合束器PBC1的输入1端口相连；所述第一光功率分路器SP1的输出2端口和一个第一偏振控制器PC_Y2相连，该第一偏振控制器PC_Y2和一个第二强度调制器IM2的输入1端口相连，该第二强度调制器IM2的输出端口和一个第二光滤波器OF2相连，该第二光滤波器OF2的输出端口和一个第一偏振合束器PBC1的输入2端口相连；有一个第二正弦波发生器RF2和一个第二光功率分路器SP2相连，该第二光功率分路器SP2的1输出端口和一个第一OFDM基带信号上变频器相连，该第一OFDM基带信号上变频器的输出端口和第一强度调制器IM1的输入2端口相连；所述第二光功率分路器SP2的2输出端口和第二强度调制器IM2的2输入2端口相连；所述第一偏振合束器PBC1的输出端口和第一光耦合器OC1的输入1端口相连；所述第二光交叉波分复用器IL2的2端口和第一光耦合器OC1的输入2端口相连；该第一光耦合器OC1的输出端口和一个第三光滤波器OF3相连；4）所述光网络单元组ONU 组由第一光网络单元ONU1和第二光网络单元ONU2两个光网络单元组成：一个第三光环形器OC3的第1端口和一个第二光功率分路器SP2相连；所述第二光功率分路器SP2的第1端口和一个第一光生毫米波新号处理器1相连；该第一光剩毫米波处理器1和一个第一低通滤波器LPF1相连，该第一低通滤波器LPF1和一个第一光选择开关的2端口相连；所述第二光功率分路器SP2的第2端口和一个第三光交叉波分复用器IL3相连，该第三光交叉波分复用器IL3的输出1端口和一个第一下行OFDM新号接收机1相连，该第一下行OFDM新号接收机1和一个第一OFDM Tx1相连，该第一OFDM Tx1和所述第一光选择开关的1端口相连；该第一光选择开关和一个第一反射式半导体光放大器RSOA1的相连；该第一反射式半导体光放大器RSOA1的1端口和所述第三光交叉波分复用器IL3的2端口相连，所述第一反射式半导体光放大器RSOA1的2端口和第四光环形器Cir4的第2端口相连；该第四光环形器Cir4的1端口和一个第三光功率分路器SP3相连；该第三光功率分路器SP3的1端口和一个第四光交叉波分复用器IL4相连，该第四光交叉波分复用器IL4的输出1端口和一个第二反射式半导体光放大器RSOA2的1端口相连；该第二反射式半导体光放大器RSOA2的2端口和所述第三光环形器Cir3相连；所述第四光交叉波分复用器IL4的输出2端口和一个第二下行OFDM信号接收机2相连，该第二下行OFDM信号接收机2和一个第二OFDM Tx2相连，该第二OFDM Tx2和一个第二光信号开关2的2端口相连；所述第三光功率分路器SP3的2端口和一个第二光生毫米波信号处理器2相连，该第二光生毫米波信号处理器2和一个第二低通滤波器LPF2相连，该第二低通滤波器LPF2和所述第二光信号开关2的1端口相连；该第二光信号开关2和所述第二反射式半导体光放大器RSOA2相连；