無源光網(wǎng)絡(luò)的通信方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無源光網(wǎng)絡(luò)的通信方法和設(shè)備，其中，數(shù)據(jù)發(fā)送方法，包括：將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到OFDM調(diào)制信號(hào)的子載波上得到待發(fā)送的OFDM電信號(hào)；將待發(fā)送的OFDM電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。數(shù)據(jù)接收方法，包括：通過光傳輸通道接收到光信號(hào)，將所述光信號(hào)按照用戶的數(shù)量分為多路，再將每路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成OFDM電信號(hào)；對(duì)所述OFDM電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過采用分層調(diào)制的技術(shù)，提高PON系統(tǒng)的光功率預(yù)算，從而使PON系統(tǒng)的用戶數(shù)目得到提升的同時(shí)，有效的提升了系統(tǒng)的傳輸距離。
【專利說明】無源光網(wǎng)絡(luò)的通信方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及無源光網(wǎng)絡(luò)的通信方法和設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 信息與通信技術(shù)給人類社會(huì)帶來了翻天覆地的變化，隨著用戶數(shù)目的增加和每個(gè) 用戶的數(shù)據(jù)量的提升，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中需要支持更多的用戶數(shù)量和提高系統(tǒng)傳輸距離，因此 通過提升系統(tǒng)的功率預(yù)算以提高信道的數(shù)據(jù)容量，容納更多的用戶，是十分重要的。
[0003] 在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中，時(shí)分復(fù)用的無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Time-Division-Multiplexing Passive Optical Network, TDM-P0N)是十分重要的一種技術(shù)，每個(gè)用戶之間通過時(shí)間上 的獨(dú)立來完成上行通信。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（Ethernet Passive Optical Network, ΕΡ0Ν) 和吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（Gigabit-Capable Passive Optical Network，GP0N)融合的包括 千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（Gigabit Ethernet Passive Optical Network，GEP0N)，也有很 大的發(fā)展前景。隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量的增加和使用網(wǎng)絡(luò)人數(shù)的增加，同時(shí)隨著用戶需求的日 益多樣化，各種各樣的業(yè)務(wù)需求需要在Ρ0Ν系統(tǒng)傳輸，提升網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量成為研究的重 點(diǎn)。面向下一代的高速傳輸?shù)奶魬?zhàn)，面向下一代的Ρ0Ν系統(tǒng)主要提出了波分復(fù)用的無源光 網(wǎng)絡(luò)（Wavelength division multiplexed-passive optical network，WDM-P0N)和正交頻 分復(fù)用的無源光網(wǎng)絡(luò)（orthogonal frequency division multiplexing-passive optical network，0FDM-P0N)等技術(shù)。WDM-P0N技術(shù)中每個(gè)用戶享用一個(gè)波長，從而可以有效提高上 下行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，在0FDM-P0N系統(tǒng)中，每個(gè)子載波可以采用高階的調(diào)制碼型，有效地提 高了帶寬利用率。在接入網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中，同時(shí)長距離無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將接入網(wǎng) 系統(tǒng)和本地的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以支持更多的用戶數(shù)量和更長的傳輸距離。因 此隨著傳輸距離的增加，通過提高系統(tǒng)的光功率預(yù)算，在發(fā)射機(jī)功率一定的情況下，可以提 升光網(wǎng)絡(luò)單元（optical network unit, 0NU)即用戶接收端的接收光功率，從而達(dá)到無誤碼 的傳輸性能。因此，Ρ0Ν系統(tǒng)需要更高的光功率預(yù)算。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供無源光網(wǎng)絡(luò)的通信方法和設(shè)備，提高系統(tǒng)的光 功率預(yù)算。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，包括：
[0006] 步驟一，將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到0FDM調(diào)制信號(hào)的子載波 上得到待發(fā)送的0FDM電信號(hào)；
[0007] 步驟二，將待發(fā)送的0FDM電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0008] 進(jìn)一步的，所述步驟一，具體包括：
[0009] 步驟A1，針對(duì)任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù)的調(diào)制 方式對(duì)應(yīng)的星座圖里得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù)據(jù)的傳 輸性能調(diào)整對(duì)應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號(hào)距離，以傳輸性能越差符號(hào)距離越遠(yuǎn)為原 則；
[0010] 步驟A2,再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行迭加得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖的 譜效率為各星座圖的譜效率之和；
[0011] 步驟A3,將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成待發(fā)送的0FDM電信號(hào)。
[0012] 進(jìn)一步的，所述步驟A3,具體包括：
[0013] 將總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次通過串并轉(zhuǎn)換、反快速傅里葉變換、增加循環(huán)前綴、并串 轉(zhuǎn)換以及數(shù)模轉(zhuǎn)換處理后得到0FDM電信號(hào)。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟二還包括：
[0015] 將經(jīng)過電信號(hào)調(diào)制的光信號(hào)經(jīng)過波分復(fù)用處理后，再通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0016] 本發(fā)明還提供一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收方法，包括：
[0017] 步驟一，通過光傳輸通道接收到光信號(hào)，將所述光信號(hào)按照用戶的數(shù)量分為多路， 再將每路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號(hào)；
[0018] 步驟二，對(duì)所述0FDM電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟一還包括：
[0020] 將接收到的所述光信號(hào)經(jīng)過波分解復(fù)用處理，將解復(fù)用后的光信號(hào)按照用戶的數(shù) 量分為多路。
[0021] 進(jìn)一步的，所述步驟二，具體包括：
[0022] 步驟B1，將0FDM電信號(hào)轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)；
[0023] 步驟B2,根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的判決閾值，對(duì)總星座圖矢量數(shù)據(jù)解映射 得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0024] 進(jìn)一步的，所述步驟B1,具體包括：
[0025] 將0FDM電信號(hào)依次通過模數(shù)轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換、去除循環(huán)前綴、快速傅里葉變換、均 衡、以及串并轉(zhuǎn)換處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
[0026] 本發(fā)明還提供一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備，包括：
[0027] 分層調(diào)制模塊，用于將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到0FDM調(diào)制信 號(hào)的子載波上得到待發(fā)送的0FDM電信號(hào)；
[0028] 發(fā)送傳輸模塊，用于將待發(fā)送的0FDM電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，通過光傳輸通道發(fā) 送出去。
[0029] 進(jìn)一步的，所述分層調(diào)制模塊，具體包括：
[0030] 映射模塊，用于針對(duì)任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù) 的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的星座圖里得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù) 據(jù)的傳輸性能調(diào)整對(duì)應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號(hào)距離，以傳輸性能越差符號(hào)距離越遠(yuǎn) 為原則；
[0031] 迭加模塊，用于再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行迭加得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星 座圖的譜效率為各星座圖的譜效率之和；
[0032] 0FDM電信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號(hào)。
[0033] 進(jìn)一步的，在所述0FDM電信號(hào)產(chǎn)生模塊中，總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換 模塊、反快速傅里葉變換模塊、增加循環(huán)前綴模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處理后 得到0FDM電信號(hào)。
[0034] 進(jìn)一步的，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述發(fā)送傳輸模塊，還用于：將經(jīng)過OFDM電 信號(hào)調(diào)制的光信號(hào)經(jīng)過波分復(fù)用處理后，再通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0035] 本發(fā)明還提供一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備，包括：
[0036] 接收傳輸模塊，用于通過光傳輸通道接收到光信號(hào)，將所述光信號(hào)按照用戶的數(shù) 量分為多路，將每路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號(hào)
[0037] 分層解調(diào)模塊，用于對(duì)所述0FDM電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0038] 進(jìn)一步的，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述接收傳輸模塊，還用于：將接收到的所 述光信號(hào)經(jīng)過波分解復(fù)用處理，將解復(fù)用后的光信號(hào)按照用戶的數(shù)量分為多路。
[0039] 進(jìn)一步的，所述分層解調(diào)模塊，具體包括：
[0040] 0FDM電信號(hào)解調(diào)模塊，用于將0FDM電信號(hào)轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)；
[0041] 解映射模塊，用于根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的判決閾值，對(duì)總星座圖矢量數(shù) 據(jù)解映射得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0042] 進(jìn)一步的，在0FDM電信號(hào)解調(diào)模塊中，
[0043] 0FDM電信號(hào)依次經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊、去除循環(huán)前綴模塊、快速傅里 葉變換模塊、均衡模塊、以及串并轉(zhuǎn)換模塊處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
[0044] 采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：
[0045] 本發(fā)明所述無源光網(wǎng)絡(luò)的通信方法和設(shè)備，通過采用分層調(diào)制的技術(shù)，提高Ρ0Ν 系統(tǒng)的光功率預(yù)算，從而使Ρ0Ν系統(tǒng)的用戶數(shù)目得到提升的同時(shí)，有效的提升了系統(tǒng)的傳 輸距離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法流程圖；
[0047] 圖2為本發(fā)明分層調(diào)制的原理示意圖；
[0048] 圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收方法流程圖；
[0049] 圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備組成示意圖；
[0050] 圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例優(yōu)選的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備組成示意圖；
[0051] 圖6為本發(fā)明第四實(shí)施例的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備組成示意圖；
[0052] 圖7為本發(fā)明第四實(shí)施例優(yōu)選的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備組成示意圖；
[0053] 圖8-a為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例1分層映射迭加過程示意圖；
[0054] 圖8-b為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例1的0FDM-P0N系統(tǒng)組成連接示意圖；
[0055] 圖8-c為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例1的0FDM-P0N系統(tǒng)模擬組成連接示意圖；
[0056] 圖8-d為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例1中傳統(tǒng)和分層調(diào)制16QAM在不同分層調(diào)制參數(shù)α下 的原始誤碼對(duì)比示意圖；
[0057] 圖9為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例2的0FDM-P0N系統(tǒng)組成連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0058] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖 及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明如后。
[0059] 本發(fā)明第一實(shí)施例，一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，如圖1所示，包括以下具體 步驟：
[0060] 步驟S101，將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到OFDM調(diào)制信號(hào)的子載 波上，得到待發(fā)送的0FDM電信號(hào)。原始數(shù)據(jù)的傳輸性能由前向糾錯(cuò)編碼、傳輸距離、以及接 收機(jī)的靈敏度決定。
[0061] 具體的，步驟S101，具體包括：
[0062] 步驟A1，針對(duì)任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù)的調(diào)制 方式對(duì)應(yīng)的星座圖里，得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù)據(jù)的 傳輸性能調(diào)整對(duì)應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號(hào)距離，以傳輸性能越差符號(hào)距離越遠(yuǎn)為原 則；
[0063] 步驟A2,在將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行迭加，得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖的 譜效率為各星座圖的譜效率之和；
[0064] 在星座圖上映射的符號(hào)距離越遠(yuǎn)，則數(shù)據(jù)的傳輸性能就會(huì)變得越好，在星座圖上 映射的符號(hào)距離越近，則數(shù)據(jù)的傳輸性能就會(huì)變得越差，由于Ρ0Ν系統(tǒng)的性能由最差的決 定（比如：對(duì)于兩種傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，發(fā)送端的發(fā)送光功率均為OdB，接收端對(duì)于傳輸 性能較好的原始數(shù)據(jù)的接收光功率至少為-18dB，對(duì)于傳輸性能較差的原始數(shù)據(jù)的接收 光功率至少為-15dB，則Ρ0Ν系統(tǒng)為了接收到兩種傳輸性能的數(shù)據(jù)，其接收光功率須設(shè)定 為-15dB)，而本實(shí)施例通過分層映射，將不同層的數(shù)據(jù)傳輸性能進(jìn)行折中或者平均，即在發(fā) 送光功率一定的情況下，以降低一部分預(yù)期傳輸性能較好的原始數(shù)據(jù)的傳輸性能為代價(jià)， 提高預(yù)期傳輸性能較差的原始數(shù)據(jù)的傳輸性能，從而提高了接收光功率，即提升了整個(gè)Ρ0Ν 系統(tǒng)的功率預(yù)算，該功率預(yù)算是發(fā)送光功率與接收光功率的差值，功率預(yù)算越大，則傳輸過 程中允許的損耗越大。
[0065] 圖2為分層調(diào)制的原理示意圖，以三種不同編碼的數(shù)據(jù)為例，各個(gè)數(shù)據(jù)由于編碼 方式的不同，其本身就具有不同的傳輸性能。再通過調(diào)節(jié)映射，不同的數(shù)據(jù)映射在星座圖中 的符號(hào)距離不同，從而在同樣的傳輸系統(tǒng)中為其分配不同的傳輸性能。
[0066] 步驟A3,將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成待發(fā)送的0FDM電信號(hào)。
[0067] 更進(jìn)一步的，步驟A3,具體包括：
[0068] 將總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次通過串并轉(zhuǎn)換、反快速傅里葉變換、增加循環(huán)前綴、并串 轉(zhuǎn)換以及數(shù)模轉(zhuǎn)換處理后，得到0FDM電信號(hào)。
[0069] 步驟S102,將待發(fā)送的0FDM電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。 [0070] 優(yōu)選的，步驟S102還包括：將經(jīng)過電信號(hào)調(diào)制的光信號(hào)經(jīng)過波分復(fù)用處理后，再 通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0071] 本發(fā)明第二實(shí)施例，一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收方法，如圖3所示，包括以下具體 步驟：
[0072] 步驟S201，通過光傳輸通道接收到光信號(hào)，將所述光信號(hào)按照用戶的數(shù)量分為多 路，再將每路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號(hào)。
[0073] 優(yōu)選的，步驟S201還包括：
[0074] 將接收到的所述光信號(hào)經(jīng)過波分解復(fù)用處理，將解復(fù)用后的光信號(hào)按照用戶的數(shù) 量分為多路。本實(shí)施例中優(yōu)選的增加波分解復(fù)用處理的技術(shù)方案可以與第一實(shí)施例中優(yōu)選 的增加波分復(fù)用的技術(shù)方案對(duì)應(yīng)起來實(shí)施，以進(jìn)一步提高信道的數(shù)據(jù)容量或用戶數(shù)量。
[0075] 步驟S202,對(duì)所述OFDM電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。步驟S202， 包括以下步驟：
[0076] 步驟B1，將0FDM電信號(hào)轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
[0077] 具體的，將0FDM電信號(hào)依次通過模數(shù)轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換、去除循環(huán)前綴、快速傅里葉 變換、均衡、以及串并轉(zhuǎn)換處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。其中，均衡處理是指對(duì)總星座圖 矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行相位和幅度均衡。
[0078] 步驟B2,根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的判決閾值，對(duì)總星座圖矢量數(shù)據(jù)解映射， 得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域公知的，信號(hào) 接收端的判決與信號(hào)發(fā)送端的映射是兩個(gè)相應(yīng)的過程，判決閾值由映射的過程決定。
[0079] 本發(fā)明第三實(shí)施例，一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備，如圖4所示，包括以下組成 部分：
[0080] 1)分層調(diào)制模塊100,用于將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到0FDM 電信號(hào)的子載波上得到待發(fā)送的電信號(hào)。原始數(shù)據(jù)的傳輸性能由前向糾錯(cuò)編碼、傳輸距離、 以及接收機(jī)的靈敏度決定。
[0081] 具體的，分層調(diào)制模塊100包括：
[0082] 映射模塊11，用于針對(duì)任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù) 據(jù)的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的星座圖里，得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始 數(shù)據(jù)的傳輸性能調(diào)整對(duì)應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號(hào)距離，以傳輸性能越差符號(hào)距離越 遠(yuǎn)為原則；
[0083] 迭加模塊12,用于再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行迭加，得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總 星座圖的譜效率為各星座圖的譜效率之和；
[0084] 0FDM電信號(hào)產(chǎn)生模塊13,用于將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號(hào)。
[0085] 更進(jìn)一步的，在0FDM電信號(hào)產(chǎn)生模塊13中，總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換 模塊、反快速傅里葉變換模塊、增加循環(huán)前綴模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處理后 得到0FDM電信號(hào)。0FDM電信號(hào)產(chǎn)生模塊13具體可以采用現(xiàn)有的0FDM芯片來實(shí)現(xiàn)。
[0086] 2)發(fā)送傳輸模塊200,用于將電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0087] 具體的，發(fā)送傳輸模塊200包括：
[0088] 電光轉(zhuǎn)換模塊21，用于將電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上；電光轉(zhuǎn)換模塊21可以由產(chǎn)生光 信號(hào)的激光器和MZM(Mach_Zehnder Electro-Optic Modulator,馬赫曾德電光調(diào)制器)，或 者，由激光器和EAM (Electro Absorption Modulator,電吸收調(diào)制器）來實(shí)現(xiàn)，或者，由直 接調(diào)制激光器來實(shí)現(xiàn)。
[0089] 第一光傳輸模塊22,用于提供光傳輸通道，將調(diào)制后的光信號(hào)發(fā)送出去。
[0090] 或者，優(yōu)選的，如圖5所示，發(fā)送傳輸模塊200包括：
[0091] 電光轉(zhuǎn)換模塊21，用于將電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上；
[0092] 波分復(fù)用模塊23,用于將調(diào)制后的光信號(hào)經(jīng)過波分復(fù)用處理后，發(fā)送給光傳輸模 塊；波分復(fù)用模塊23可以采用AWG (Arrayed Waveguide Grating,陣列波導(dǎo)光柵）或者薄 膜濾波器來實(shí)現(xiàn)。
[0093] 第一光傳輸模塊22,用于提供光傳輸通道，將經(jīng)過波分復(fù)用處理后的光信號(hào)發(fā)送 出去。
[0094] 本發(fā)明第四實(shí)施例，一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備，如圖6所示，包括以下組成 部分：
[0095] 1)接收傳輸模塊300,用于通過光傳輸通道接收到光信號(hào)，將所述光信號(hào)按照用戶 的數(shù)量分為多路，將每路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號(hào)。
[0096] 具體的，接收傳輸模塊300包括：
[0097] 第二光傳輸模塊31，用于提供接收光信號(hào)的光傳輸通道；
[0098] 分光模塊32,用于將接收到的光信號(hào)按照用戶的數(shù)量分為多路；
[0099] 光電轉(zhuǎn)換模塊33,用于將每路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號(hào)。
[0100] 或者，優(yōu)選的，如圖7所示，接收傳輸模塊300包括：
[0101] 第二光傳輸模塊31，用于提供接收光信號(hào)的光傳輸通道；
[0102] 波分解復(fù)用模塊34,用于將接收到的所述光信號(hào)經(jīng)過波分解復(fù)用處理，將解復(fù)用 后的光信號(hào)發(fā)送給分光模塊32 ;波分解復(fù)用模塊34可以采用AWG或者薄膜濾波器來實(shí)現(xiàn)。
[0103] 分光模塊32,用于將波分解復(fù)用模塊發(fā)來的光信號(hào)按照用戶的數(shù)量分為多路；
[0104] 光電轉(zhuǎn)換模塊33,用于將分光模塊輸出的每路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號(hào)。
[0105] 2)分層解調(diào)模塊400,用于對(duì)所述0FDM電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù) 據(jù)。
[0106] 具體的，分層解調(diào)模塊400包括：
[0107] 0FDM電信號(hào)解調(diào)模塊41，用于將0FDM電信號(hào)轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
[0108] 更進(jìn)一步的，在0FDM電信號(hào)解調(diào)模塊41中，0FDM電信號(hào)依次經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、 并串轉(zhuǎn)換模塊、去除循環(huán)前綴模塊、快速傅里葉變換模塊、均衡模塊、以及串并轉(zhuǎn)換模塊處 理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。其中，均衡模塊用于對(duì)總星座圖矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行相位和幅度均 衡。
[0109] 解映射模塊42,用于根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的判決閾值，對(duì)總星座圖矢量 數(shù)據(jù)解映射得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0110] 下面基于第一?四實(shí)施例，介紹兩個(gè)本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例。
[0111] 應(yīng)用實(shí)例1
[0112] 以采用的QPSK (Quadrature Phase Shift Keying,正交相移鍵控)調(diào)制的兩組原 始數(shù)據(jù)datal和data2分層調(diào)制的映射為例，兩組數(shù)據(jù)分別采用不同的FEC(Forward Error Correction,前向糾錯(cuò)編碼)，其中datal采用Super-FEC的編碼形式，data2采用一般的RS (255, 239)編碼方式。如圖8-a所示，通過將兩組數(shù)據(jù)映射在不同的QPSK星座圖上，迭加 后共同組成了 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅鍵控）的星座圖。設(shè) datal在16QAM星座圖上的符號(hào)距離為dl，data2在16QAM星座圖上的符號(hào)距離為d2,定義 a=d2/dl為分層調(diào)制參數(shù)，從圖8-a中可以很明顯的看出通過調(diào)節(jié)α可以控制兩層數(shù)據(jù)之 間傳輸性能的差別，在發(fā)送光功率一定的情況下，當(dāng)α增大時(shí)data2由于星座圖符號(hào)距離 增加而傳輸性能有所提升；同時(shí)datal由于星座圖符號(hào)距離相應(yīng)減小，因而其傳輸性能有 所降低。
[0113] 圖8-b給出了本應(yīng)用實(shí)例的0FDM-P0N系統(tǒng)組成連接示意圖，將經(jīng)過前向糾錯(cuò)編碼 后的二進(jìn)制序列同時(shí)輸入0FDM調(diào)制芯片（即實(shí)現(xiàn)分層調(diào)制模塊的功能)，分層調(diào)制到0FDM 調(diào)制信號(hào)的每個(gè)子載波上，接下來，將連續(xù)激光器CW輸出的載波信號(hào)經(jīng)過偏振控制器PC后 通過馬赫曾德電光調(diào)制器MZM進(jìn)行線性的調(diào)制，然后多個(gè)調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵 AWG 合路后經(jīng)過 EDFA (Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，慘輯光纖放大器）放大， 將放大后的信號(hào)再通過光纖傳輸，MZM、AWG、EDFA和單模光纖SMF共同實(shí)現(xiàn)了發(fā)送傳輸模塊 的功能；在接收端AWG通過光纖傳來的信號(hào)進(jìn)行波分解復(fù)用后，再將每個(gè)波長的光信號(hào)通 過分光器分成與用戶數(shù)量相應(yīng)的多路信號(hào)，然后將每路信號(hào)路由到用戶接收端進(jìn)行接收， 在每個(gè)用戶接收端將信號(hào)進(jìn)過光檢測器ro進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后，通過OFDM解調(diào)芯片（即實(shí)現(xiàn)分 層解調(diào)模塊)解映射得到該用戶所需的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步將數(shù)據(jù)輸入到FEC編碼的DSP芯片中進(jìn) 行解碼的處理，從而得到每個(gè)用戶原始的數(shù)據(jù)。SMF、AWG和分光器共同實(shí)現(xiàn)了接收傳輸模 塊的功能。
[0114] 圖8-c為本應(yīng)用實(shí)例具體的0FDM-P0N系統(tǒng)模擬組成連接示意圖，其中，0FDM調(diào) 制芯片是由依次連接的映射迭加模塊Mapping、串并轉(zhuǎn)換模塊S/P、反快速傅里葉變換模塊 IFFT、增加循環(huán)前綴模塊Cyclic Prefixl、并串轉(zhuǎn)換模塊P/S、以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC組成， 0FDM解調(diào)芯片是由依次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC、并串轉(zhuǎn)換模塊S/P、去除循環(huán)前綴模塊 Cyclic Prefix、快速傅里葉變換模塊FFT、均衡模塊Equlization、串并轉(zhuǎn)換模塊S/P、以及 解映射模塊Demapping組成，采用可調(diào)光濾波器T0F實(shí)現(xiàn)AGW的功能，采用可調(diào)光衰減器 V0A來模擬單模光纖的傳輸損耗。
[0115] 圖8-d是傳統(tǒng)和分層調(diào)制16QAM在不同分層調(diào)制參數(shù)α下的原始誤碼對(duì)比示意 圖，橫向細(xì)的虛線表示FEC編碼冗余低的數(shù)據(jù)data2的FEC糾錯(cuò)容限；橫向粗的虛線表示 FEC編碼冗余高的數(shù)據(jù)datal的FEC糾錯(cuò)容限。圖8-d中過A點(diǎn)的實(shí)線表示了傳統(tǒng)16QAM 的原始誤碼，可以看出當(dāng)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的16QAM時(shí)接收機(jī)的功率必須高于A點(diǎn)。從datal 和data2在分層調(diào)制參數(shù)為2、3時(shí)的原始誤碼曲線?？梢钥闯霎?dāng)α為3的時(shí)候，采用分層 調(diào)制，可以降低系統(tǒng)的接收機(jī)光功率到B (data2)以下和C (datal)以下（Β和C有相同的 橫坐標(biāo))。從而提高了大約5dB的接收機(jī)靈敏度。
[0116] 應(yīng)用實(shí)例2
[0117] 圖9為本應(yīng)用實(shí)例的0FDM-P0N系統(tǒng)組成連接示意圖，將用戶1和用戶2的數(shù)據(jù)分 別定義為datal和data2。兩個(gè)用戶的接收端之間存在的傳輸距離差，用戶1的接收機(jī)距 離AWG (或者分光器)的距離L1小于用戶2的接收機(jī)距離AWG (或者分光器)的距離L2。將 編碼后的二進(jìn)制序列同時(shí)輸入0FDM調(diào)制芯片，將信號(hào)用分層調(diào)制的方法映射到0FDM的每 個(gè)子載波上，接下來，將激光器輸出的載波信號(hào)經(jīng)過偏振控制器后，通過MZM進(jìn)行線性的調(diào) 制，然后多個(gè)調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵AWG合路后放大號(hào)，將信號(hào)再通過光纖傳輸； 在接收端AWG將每個(gè)用戶的信號(hào)路由到各自的用戶端進(jìn)行接收，在接收端將每個(gè)用戶的數(shù) 據(jù)通過0FDM解調(diào)芯片解映射得到各自的信號(hào)，從而得到每個(gè)用戶原始的數(shù)據(jù)。
[0118] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于分層調(diào)制的數(shù)據(jù)傳輸方案來提高光功率預(yù)算。在 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸性能特點(diǎn)靈活的改變星座圖映射的符號(hào)距離，提升了 系統(tǒng)的光功率預(yù)算。
[0119] 比如：當(dāng)不同的用戶端采用不同的FEC編碼時(shí)，將開銷高的數(shù)據(jù)映射到符號(hào)距離 較近的層上，同時(shí)將開銷低的數(shù)據(jù)映射到符號(hào)距離較遠(yuǎn)的層上，從而將不同編碼增益信號(hào) 的傳輸性能進(jìn)行折衷，最終使得上述兩種信號(hào)實(shí)現(xiàn)相同或者相近的鏈路光功率預(yù)算。
[0120] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：通過采用分層調(diào)制的技術(shù)，使 OFDM-PON系統(tǒng)的用戶數(shù)目提升的同時(shí)，有效的提升了系統(tǒng)的傳輸距離。當(dāng)各個(gè)用戶采用不 同的FEC編碼的時(shí)候信號(hào)的傳輸性能大大提升。
[0121] 通過【具體實(shí)施方式】的說明，應(yīng)當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及 功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖示僅是提供參考與說明之用，并非用來對(duì)本 發(fā)明加以限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，包括： 步驟一，將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到正交頻分復(fù)用OFDM調(diào)制信號(hào) 的子載波上，得到待發(fā)送的OFDM電信號(hào)； 步驟二，將待發(fā)送的OFDM電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，所述步驟一，具體 包括： 步驟A1，針對(duì)任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù)的調(diào)制方式 對(duì)應(yīng)的星座圖里得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù)據(jù)的傳輸性 能調(diào)整對(duì)應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號(hào)距離，以傳輸性能越差符號(hào)距離越遠(yuǎn)為原則； 步驟A2,再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行迭加得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖的譜效 率為各星座圖的譜效率之和； 步驟A3,將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成待發(fā)送的OFDM電信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，所述步驟A3,具體 包括： 將總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次通過串并轉(zhuǎn)換、反快速傅里葉變換、增加循環(huán)前綴、并串轉(zhuǎn)換 以及數(shù)模轉(zhuǎn)換處理后得到OFDM電信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，所述 步驟二還包括： 將經(jīng)過OFDM電信號(hào)調(diào)制的光信號(hào)經(jīng)過波分復(fù)用處理后，再通過光傳輸通道發(fā)送出去。
5. -種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，包括： 步驟一，通過光傳輸通道接收到光信號(hào)，將所述光信號(hào)按照用戶的數(shù)量分為多路，再將 每路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成OFDM電信號(hào)； 步驟二，對(duì)所述OFDM電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，所述步驟一還包 括： 將接收到的所述光信號(hào)經(jīng)過波分解復(fù)用處理，將解復(fù)用后的光信號(hào)按照用戶的數(shù)量分 為多路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，所述步驟二， 具體包括： 步驟B1，將OFDM電信號(hào)轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)； 步驟B2,根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的判決閾值，對(duì)總星座圖矢量數(shù)據(jù)解映射，得到 各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，所述步驟B1，具體 包括： 將OFDM電信號(hào)依次通過模數(shù)轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換、去除循環(huán)前綴、快速傅里葉變換、均衡、 以及串并轉(zhuǎn)換處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
9. 一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備，其特征在于，包括： 分層調(diào)制模塊，用于將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到OFDM調(diào)制信號(hào)的 子載波上，得到待發(fā)送的OFDM電信號(hào)； 發(fā)送傳輸模塊，用于將待發(fā)送的OFDM電信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，通過光傳輸通道發(fā)送出 去。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備，其特征在于，所述分層調(diào)制模 塊，具體包括： 映射模塊，用于針對(duì)任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù)的調(diào) 制方式對(duì)應(yīng)的星座圖里，得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù)據(jù)的 傳輸性能調(diào)整對(duì)應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號(hào)距離，以傳輸性能越差符號(hào)距離越遠(yuǎn)為原 則； 迭加模塊，用于再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行迭加得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖 的譜效率為各星座圖的譜效率之和； OFDM電信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成OFDM電信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備，其特征在于，在所述OFDM電信 號(hào)產(chǎn)生模塊中，總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換模塊、反快速傅里葉變換模塊、增加循 環(huán)前綴模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處理后得到OFDM電信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備，其特征在于，所述 發(fā)送傳輸模塊還用于：將經(jīng)過OFDM電信號(hào)調(diào)制的光信號(hào)經(jīng)過波分復(fù)用處理后，再通過光傳 輸通道發(fā)送出去。
13. -種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備，其特征在于，包括： 接收傳輸模塊，用于通過光傳輸通道接收到光信號(hào)，將所述光信號(hào)按照用戶的數(shù)量分 為多路，將每路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成OFDM電信號(hào) 分層解調(diào)模塊，用于對(duì)所述OFDM電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備，其特征在于，所述接收傳輸 模塊還用于：將接收到的所述光信號(hào)經(jīng)過波分解復(fù)用處理，將解復(fù)用后的光信號(hào)按照用戶 的數(shù)量分為多路。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備，其特征在于，所述分層 解調(diào)模塊具體包括： OFDM電信號(hào)解調(diào)模塊，用于將OFDM電信號(hào)轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)； 解映射模塊，用于根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的判決閾值，對(duì)總星座圖矢量數(shù)據(jù)解 映射，得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備，其特征在于，在OFDM電信號(hào) 解調(diào)模塊中， OFDM電信號(hào)依次經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊、去除循環(huán)前綴模塊、快速傅里葉變 換模塊、均衡模塊、以及串并轉(zhuǎn)換模塊處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK104104638SQ201310125036
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
【發(fā)明者】曹攀, 何子安, 蘇婕, 貝勁松, 黃新剛, 郭勇, 李長壘, 蘇翼凱 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司