[发明专利]模分复用无源光网络

说明书

一种使用例如在中心局(CO)处执行的发射器侧串扰预补偿技术补偿模分复用无源光网络中的串扰的方法，其中下行链路参考信号如训练序列或导频信号是在没有受其上行链路发射上的串扰效应的情况下于发射器(CO)处检索。上行链路参考信号沿所述光纤在准单模发射中发射，并且基于所述上行链路参考信号调适输入至发射复用器的多个光信号以预补偿串扰。

技术领域

本发明涉及无源光网络。特别地，本发明涉及模分复用无源光网络，其中少模光纤(FMF)用来传送被选择性地输送至多个末端用户的光信号。

背景技术

模分复用(MDM)技术是用来以成本有效的方式改善光接入网络的容量并且用来提供与传统标准单模光纤网络的反向相容性的可能下一代解决方案。理论上，N倍的容量增加可通过使用少模光纤(FMF)来引导N种独立模式来获得。然而，在FMF中观察到削弱信号并且需要被解决以便达到全容量的两个效应。这些效应为(i)线性模态耦合(串扰)，和(ii)微分模式延迟。在长距离应用上，这些效应之间的相互作用通常需要相干接收器的使用，以便能够通过数字信号处理(DSP)使它们缓和。

支持6种模式(LP01、LP11a、LP11b、LP21a、LP21b、LP02)的已知MDM无源光网络(PON)的基本体系结构100展示于图1中。在输入(发射器)侧，存在六个光线路终端(OLT)102，所述光线路终端位于同一设施(通常称为中心局(CO))中。在输出(接收器)侧，存在六个光网络单元(ONU)104，所述光网络单元通常分布在不同物理位置中。

每个OLT通过相应单模光纤(SMF)106连接至发射器侧模式复用器108。模式复用器组合来自OLT 102的信号并经少模光纤(FMF)110发射所述信号。在接收器侧，模式去复用器112提取每个相关信号并通过相应单模光纤114输出至每个相应ONU 104。

图1中的系统引入在单模光纤无源光网络中没有遭遇到的对发射信号的新损害，即：

·模式复用器108和模式去复用器112可引入不可忽略量的串扰；

·FMF 110可在线性极化(LP)模式的不同对之间引入不同的微分模式延迟和不同的串扰电平。

对于非退化LP模式的对，如LP01和LP11a或LP01和LP11b，串扰强度可低至-40dB/km(例如在20km的末端处的-27dB)，但是微分模式延迟可高达1000ps/km。相比之下，对于退化LP模式的对，例如LP11a和LP11b或LP21a和LP21b，串扰强度高得多，使得可在几十千米之后实现全混合，但是微分模式延迟可低于1ps/km。

对于退化模式和非退化模式的不同效应可通过考虑FMF 110的传输矩阵来理解。FMF可被模型化为N个部分，其中每个部分通过引入串扰的一个酉矩阵XT和对角元素引入模式延迟的一个对角矩阵DMD模型化。图2展示用于FMF的第i部分的这些矩阵的实例。

通常，只要微分模式延迟是不可忽略的，光纤矩阵H_FMF(ω)＝XT₁DMD₁…XT_NDMD_N就依赖于频率。因为这通常是针对非退化LP模式的对的情况，所以全光纤矩阵依赖于频率。

在已知MDM技术中，通常在一起检测模式之后在电域中进行信道估计/反转。然而，在图1中所描述的体系结构中，模式被独立地检测，这意味着在接收器端使用DSP是不切实际的或不可能的，例如因为其将需要模式DEMUX与客户驻地之间的已安装SMF的替换和每个客户驻地处单独的支持DSP的ONU的安装。出于这些原因，可取的是如果要使用这种检测技术，则在发射机端处进行信道估计/反转。