[发明专利]基于简化FFT运算技术的节能正交频分复用无源光网络

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种调制载波领域的系统，具体是一种基于简化FFT运算技术的节能正交频分复用无源光网络(OFDM PON)。

背景技术

在近些年来，信息与通信技术(ICT)得到了飞速发展，一方面它能够为人类社会带来极大的便利，但另一方面它的能耗也呈指数增长，大大增加了运营商的运行成本。据统计，ICT所需的各种设备和器件所消耗的能源已占据了全球总能源消耗的8％。

在ICT领域内，由于数量庞大，接入网的能源消耗占据了整个电信网络能源消耗的70％。光纤接入网在远端节点处使用无源的分光器，因此在所有的接入网方案中是能源利用率最高的一种方案。目前，研究人员的大量工作都在研究现在已经铺设的EPON和GPON等时分复用无源光网络的节能技术，如利用循环睡眠模式和适应性链路控制，而对下一代正交频分复用无源光网络(OFDM PON)的节能技术研究还较少。因为频谱利用率高、带宽分配灵活和抗色散能力强等特点，OFDM PON能很好地满足下一代接入网的大容量、高分光比和长距离等要求，具有十分诱人的商业前景。但是其也需要G比特甚至以上的高速数模/模数转换器(DAC/ADC)和数字信号处理(DSP)芯片，因此耗能比起其他光纤接入网络来说要高很多，因此如何降低OFDM PON的能源消耗有着十分重要的意义。

经对现有文献检索发现，发表在美国光学协会(OSA)的光学快报(Optics Express)中的论文“Energy-efficient optical network units for OFDM PON based on time-domain interleaved OFDM technique(正交频分复用无源光网络中的基于时域交织OFDM技术的节能光网络用户单元)”，提出了一种将光网络用户单元(ONU)分组，从而降低ONU端能耗的技术方案。该方案的原理如下：在OFDM PON中，不同ONU的流量需求不同，将所有ONU的数据分为k组；在光线路终端(OLT)，k组数据分别做IFFT运算得到多个OFDM子信号，将这些OFDM子信号时域交织，然后发送给各个ONU；在ONU端，只需要采样解调自己所在的OFDM子信号，即可得到最终所需数据；这种技术方案能够降低ONU端ADC芯片的采样率和DSP芯片的计算量，从而能够降低ONU端的能耗。然而，该方案仍有以下两个缺点：(1)通过对时域交织OFDM信号的误码率测量，可以知道给数据分组，会带来一定的功率代价(Power Penalty)，分组越多，功率代价越大；(2)相对于普通OFDM PON来说，它需要对光线路终端进行一定的改进，增加了无源光网络的成本和复杂度，不易于实施。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102035789，公开日2011.04.27，记载了一种光正交频分复用(OFDM)动态分配无源接入网系统及其方法，该系统中信号发送单元包含的光多载波产生单元产生的多载波输入到动态OFDM产生单元，进而传送到链路单元中，信号在链路单元中进行偏振复用，光纤信道传输和偏振解复用；信号匹配接收单元利用信号探测模块获得携带信息的射频信号，再经信号解调处理单元解调出用户所需的信息。但在该现有发明技术中，每个ONU都需要对整个下行OFDM信号进行完整的解调，因此需要比较大的芯片运算量，其能耗也就相对较高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于简化FFT运算技术的节能正交频分复用无源光网络，通过在光线路终端对下行数据在OFDM子载波上的间隔加载，从而在光网络用户单元，只需要少量点数的FFT运算就可以得到所需数据，降低了光网络用户单元的数字信号处理芯片的运算量，达到了节能的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括：光线路终端和设置于光线路终端的激光器、马赫曾德调制器、用于生成正交频分复用信号的信号发生器以及与光线路终端相联的若干个光网络用户单元，其中：信号发生器的输出端与马赫曾德调制器的射频端口相连，信号发生器生成的模拟电OFDM信号由马赫曾德调制器加载至激光器发出的光载波上形成光信号，该光信号顺次经过调制、信号放大、滤波和去噪后发送至各个光网络用户单元恢复为下行数据。