[发明专利]基于滤波器组的多载波调制的无源光网络下行传输系统

说明书

本发明提供了一种基于滤波器组的多载波调制的无源光网络下行传输系统。本发明包括光线路终端、馈线式光纤和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各光网络单元。本发明利用滤波器组的多载波调制技术提高下行高速传输数据的抗色散能力和降低普通OFDM信号添加前缀带来的谱资源的开支，利用子载波复用方式提升实现资源弹性粒度的分配，且该系统具有易于在现有网络的基础上升级改造，系统成本低廉的优点。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体地，涉及一种基于滤波器组的多载波调制的无源光网络下行传输系统。

背景技术

近年来，随着新型带宽服务的兴起，比如网络视频，在线游戏，IPTV等，终端用户对接入网带宽的要求越来越高，从而驱动了下一代高速PON系统的发展。为了解决该问题，国内外大量的研究人员，在关于如何实现高速率、高成本效益、带宽弹性分配和可持续发展的下一代PON系统方面展开了大量的研究。而基于OFDM的PON系统，因为可以充分利用OFDM信号优点，如色散容忍度大、谱效率高、能在时域和频域上支持多粒度资源分配方式以及可以充分利DSP技术等，被认为是实现高速率、低成本的无源光网络系统的最具有潜力的候选技术之一。

OFDM-PON系统，是一种新兴的技术，它最早是在2007年的欧洲光通信会议ECOC上，由美国普林斯顿NEC实验室的Dayou Qian等人提出。OFDM-PON具有以下优点：1）系统频谱利用率高，易实现40 Gbit/s 及以上的高速传输；2）降低系统对光器件的要求和限制，节省网络系统的成本。目前10G以上的光模块和光器件成本对接入网来说压力较大，而OFDM调制技术可以有效降低对光器件的带宽需求，将光器件成本转移到相对低廉的电器件上，极大地降低网络设备的造价；3）具有多粒度业务接入能力，可实现子载波资源的灵活动态分配以满足不同用户带宽资源的需要，有利于为PON提供服务质量(QoS)保障；4）较强的抗色度色散和偏振模色散能力，可使OFDM-PON实现长距离的传输；5）可利用成熟的数字信号处理器（DSP）技术，为接入网向更高速率发展提供了快速通道；6）易于升级，系统升级仅涉及光线路终端(OLT)、ONU端的调制格式和DSP处理能力等，与现有系统保持较好的兼容性，可实现与TDM-PON、WDM-PON系统共存等等。最近两年，基于波长堆叠的OFDM-PON是当前研究的热点。

波长堆叠的OFDM-PON最早是由作者本人2013年日本京都召开的OECC&PS会议上提出（博士期间工作：上海交通大学胡卫生课题组），后面又进行了进一步的扩展性的研究工作。同时在去年美国召开的2014 OFC会议上北京大学Juhao Li的研究小组基于该结构又提出了对称100-Gb/s的PON系统等等。波长堆叠的OFDM-PON系统与普通的波长堆叠的TDM-PON系统结构相类似，在上\下行的收发机上面采用基于DSP处理的OFDM信号，因此它具有堆叠PON系统的所有优点。此外，波长堆叠的OFDM-PON系统还具有OFDM的优点。因此，研究该PON系统结构技术对下一代无源网络的发展有着重大意义。

经对现有文献检索和前期研究成果发现，北京大学Bangjiang Lin, Juhao Li等人在2014年发表在OFC会议上的“Symmetric 100-Gb/s TWDM-PON with DSB OFDMModulation”（对称100-Gb/s的波长堆叠的OFDM-PON系统）。该文献中，作者在基于我们前期的工作基础上，采用4对波长实现上下行波长的堆叠，充分利用OFDM信号的频谱效率高的优点实现了10GHz的光模块调制25Gb/s的OFDM信号调制，从而获得上下行对称100 Gb/s的系统速率。在该系统中，由于OFDM信号本身固有一些缺点，在单波长25Gb/s的传输中虽然能够做到零误码，但是其接收灵敏度很低。因此，不能获得较大的系统功率预算，支持更大容量用户的接入。