[发明专利]基于2DcodedPAM4调制方式的无源光网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体地，涉及基于2D coded PAM4调制方式的无源光网络系统。

背景技术

近年来，随着用户带宽需求的不断增长，光接入网的容量危机迫在眉睫。下一代PON系统越来越关注更高的容量，因为带宽需求已经远远超过了现有的GPON和EPON系统可以提供的容量。为了解决这一问题，ITU-FSAN和IEEE最近一直在调研高速无源光网络系统中单波长传输超过10Gbps的问题。目前，一些具有较高的频谱效率的先进的调制格式已经吸引了大家广泛的注意，这些调制格式包括：optical duobinary,electrical duobinary和PAM4。研究表明，利用这些调制格式可以克服低带宽光器件带来的带宽限制。

Duobinary调制逐渐引起了大家的关注,这种调制信号光谱宽度非常窄，只有NRZ信号带宽的一半，对色散有较高的容忍度。这一特性使得它更适用于高速调制和传输系统。此外，duobinary信号可以对光强度直接检测，不需要像DPSK那样相干解码，因此成本极大降低。Y.Lim等人于2004年在发表在Optical Fiber Technology的文章“Evaluation of transmission performance in cost-effective optical duobinary transmission utilizing modulator’s bandwidth or low-pass filter implemented by a single capacitor”中成功实现了optical duobinary。相比传统的duobinary调制方案，作者的方案可以达到相似的自相位调制(SPM)容忍度。

通常electrical duobinary信号通过低通滤波器或者通过对预编数据序列延迟相加滤波后得到。相关研究表明，低通滤波器的带宽只需要达到信号带宽的0.25即可有效实现NRZ到duobinary的转换。Zhengxuan Li于2015年发表在Optics Express中题为“28Gb/s duobinary signal transmission over 40km based on 10GHz DML and PIN for 100Gb/s PON”利用10GHz DML和PIN成功实现了28Gbps electrical duobinary信号的传输。

PAM4相比optical duobinary、electrical duobinary两种调制方式仅仅通过增加幅度电平数来增加频谱效率，实现方式已经逐渐成熟。PAM4有极大的潜力支持高速率传输同时提高成本效率，是NG-PON2中有力的备选调制方式。因此本发明专注于PAM4基础上的研究。最近，Zhengxuan Li发表在2016年Optics Express中题目为“100-Gb/s TWDM-PON based on 10G optical devices”的对比了热门的三种调制方式：NRZ、duobinary、PAM4。文章指出PAM4格式相对低阶的调制格式，(例如OOK和duobinary)其灵敏度比较低。25Gbps PAM4相比相同比特率的PAM4功率预算小10dB，于是如何保持较高频谱效率且提升功率预算成为亟待解决的问题。一个提升功率预算的备选方案是多维编码调制。J.Renaudier发表在2016年Optical Fiber Communication Conference and Exhibition中题为“Multi-Dimension Coded PAM4Signaling for 100Gb/s Short-Reach Transceivers”成功实现了基于100Gbps收发机多维coded PAM4的短距离传输的。通过这个方案，接收机端的输入功率可以减少0.8dB。因此，功率预算的提升使得多维coded PAM4调制在短距离传输中极具吸引力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于2D coded PAM4调制方式的无源光网络系统。

根据本发明提供的基于2D coded PAM4调制方式的无源光网络系统，包括：光线路终端、馈线式光纤、分路器、分布式光纤以及若干光网络单元；所述光线路终端通过馈线光纤连接至光分路器，由光分路器进行功率分路后通过分布式光纤连接至各光网络单元。数据信号发射模块对初始数据序列采用的调制方式为2D coded PAM4。