基于副載波調(diào)制的oqam-ofdm波長(zhǎng)堆疊pon下行傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于副載波調(diào)制的0QAM-0FDM波長(zhǎng)堆疊PON下行傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，Internet流量和帶寬需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，據(jù)思科最近發(fā)布的報(bào)告，在2015年“最后一公里”流量將超過(guò)長(zhǎng)距離傳輸流量，帶寬瓶頸大幅度轉(zhuǎn)移至“最后一公里”。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)PON因其高容量和低成本成為最有前景接入網(wǎng)技術(shù)之一。而現(xiàn)有的EP0N/GP0N技術(shù)均難以滿足帶寬不斷增長(zhǎng)的需求，且現(xiàn)有商業(yè)PON結(jié)構(gòu)因簡(jiǎn)單及低成本的考慮常采用OOK調(diào)制和檢測(cè)。為了提升數(shù)據(jù)傳輸率、帶寬容量，業(yè)界為NG-P0N2提出了多種體系結(jié)構(gòu)及調(diào)制方式。
[0003]數(shù)字信號(hào)處理DSP近來(lái)被用在核心網(wǎng)中使得系統(tǒng)性能大幅度提升，故業(yè)界正研宄將其用于PON。DSP的顯著優(yōu)點(diǎn)是能根據(jù)鏈路狀況來(lái)改變鏈路功率預(yù)算，從而更好的利用網(wǎng)絡(luò)資源、支持更多的用戶。而正交頻分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)OFDM-PON是基于DSP的彈性PON典型結(jié)構(gòu)。OFDM-PON最早是在2007年的歐洲光通信會(huì)議ECOC上，由美國(guó)普林斯頓NEC實(shí)驗(yàn)室的Dayou Qian等人提出。其具有系統(tǒng)頻譜利用率高、服務(wù)透明、靈活帶寬、基于成熟DSP技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成本效益高、降低高速PON系統(tǒng)對(duì)光器件的要求和限制等優(yōu)點(diǎn)被業(yè)界認(rèn)為是下一代接入網(wǎng)最有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)之一。
[0004]然而，因傳統(tǒng)OFDM信號(hào)具有時(shí)域和頻域內(nèi)的雙重正交性，對(duì)傳輸系統(tǒng)的線性度要求較高；且信號(hào)頻譜具有較高的旁瓣起伏，在一定程度上決定了其具有較低的抗噪聲能力，從而影響信號(hào)在光纖信道中的傳輸特性。而基于交錯(cuò)正交幅度調(diào)制的正交頻分復(fù)用(Offset-QAM Orthogonal Frequency Divis1n Multiple)0QAM-0FDM信號(hào)具有較高的旁辦抑制比，抗噪聲能力及頻譜效率高大大提升，已作為增強(qiáng)調(diào)制技術(shù)，提交至美國(guó)電訊工業(yè)化協(xié)會(huì)(Telecommunicat1ns Industry Associat1n, TIA)、IEEE 802.22WRAN 以及 3GPP TR25.814。
[0005]此外，為了進(jìn)一步提高帶寬利用率及下行系統(tǒng)的傳輸速率，副載波調(diào)制(SCMSubcarrier modulat1n)得到了廣泛的關(guān)注。其中，雙邊帶抑制載波調(diào)制(DSB-SC DoubleSideband-Suppressed Carrier)是副載波產(chǎn)生方式之一，即使得單個(gè)激光器產(chǎn)生兩路副載波，提高資源利用率進(jìn)而降低系統(tǒng)成本。
[0006]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，2008年美國(guó)NEC實(shí)驗(yàn)室的Jianjun Yu, Dayou Qian等人在 IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS 上發(fā)表了〃Centralized Lightwave WDM-PONEmploying I6-QAM Intensity Modulated OFDM Downstream and 00K Modulated UpstreamSignals〃(采用下行16QAM OFDM調(diào)制和上行00K調(diào)制的集中式光波WDM-PON系統(tǒng))。該文章中提出了一種0FDM-WDM-P0N結(jié)構(gòu)。下行傳輸信號(hào)采用OFDM調(diào)制，首先OFDM基帶信號(hào)與RF射頻源相乘后從基帶搬至高射頻域，再與光源一同注入馬赫曾德爾調(diào)制器將OFDM信號(hào)搬至光域?qū)崿F(xiàn)DSB信號(hào)。然而，這種載波產(chǎn)生方式需要高頻的射頻時(shí)鐘源才能實(shí)現(xiàn)，增加了系統(tǒng)成本。另外，OFDM的低旁瓣抑制比會(huì)使得下行載波間隔的增大，且該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)采用光陣列波導(dǎo)光柵來(lái)實(shí)現(xiàn)上/下行數(shù)據(jù)的合/分路，會(huì)改變已鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的光分布式網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。
[0007]又經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)Dayou Qian, Neda Cvijetic 等人 2009 年在 Optical FiberCommunicat1n Conference and Nat1nal Fiber Optic Engineers Conference OFC/NFOEC 會(huì)議上發(fā)表了題為 “40-Gb/s MIM0-0FDM-P0N Using Polarizat1n Multiplexingand Direct-Detect1n”(采用偏振復(fù)用和直接檢測(cè)的40-Gb/s MM0-0FDM-P0N)。該文獻(xiàn)中，作者提出了基于偏振復(fù)用技術(shù)與多輸入多輸出(MMO)均衡算法的0FDM-P0N系統(tǒng)，以此來(lái)提高下行系統(tǒng)的傳輸速率。該文章在光線路終端對(duì)連續(xù)波通過(guò)抑制載波的調(diào)制方式產(chǎn)生兩個(gè)光副載波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)副載波復(fù)用。經(jīng)OFDM調(diào)制的兩路光載波分別通過(guò)偏振合波器合路，產(chǎn)生偏振復(fù)用下行OFDM信號(hào)。下行OFDM信號(hào)在光網(wǎng)絡(luò)單元經(jīng)過(guò)偏振分束器分成兩路分別送入兩個(gè)光電檢測(cè)器。但該系統(tǒng)采用的副載波產(chǎn)生方法需要高頻的射頻時(shí)鐘源才能實(shí)現(xiàn)，增加了系統(tǒng)成本；且基于單波長(zhǎng)0FDM-P0N直接檢測(cè)，OFDM信號(hào)的高旁瓣及系統(tǒng)保護(hù)邊帶預(yù)留會(huì)導(dǎo)致頻譜利用率降低；另外采用基于直接檢測(cè)的偏振復(fù)用技術(shù)，需要對(duì)傳統(tǒng)的偏振解復(fù)用方法及相應(yīng)的相干解調(diào)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，增加了 ONU解調(diào)模塊的復(fù)雜度和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于副載波調(diào)制的0QAM-0FDM波長(zhǎng)堆疊PON(無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))下行傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合利用副載波復(fù)用和0QAM-0FDM調(diào)制技術(shù)，其中，采用抑制載波的雙邊帶調(diào)制DSB-SC模塊產(chǎn)生副載波復(fù)用所需的副載波。具體地，此DSB-SC模塊采用低頻射頻時(shí)鐘源使單個(gè)激光器產(chǎn)生兩路光副載波，分別用來(lái)承載使用0QAM-0FDM調(diào)制方式的不同數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)副載波復(fù)用，提高了資源利用率，降低接入網(wǎng)系統(tǒng)成本，且充分利用0QAM-0FDM信號(hào)高旁瓣抑制比、高頻譜效率及對(duì)ICI和ISI干擾具有松弛性等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)低載波間隔的下行信號(hào)傳輸，增加帶寬利用率、提高用戶的接入數(shù)。光網(wǎng)絡(luò)單元的下行信號(hào)檢測(cè)模塊可采用直接檢測(cè)或者相干檢測(cè)，且通過(guò)光線路終端器件部署的簡(jiǎn)單調(diào)整該系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)用直接檢測(cè)光電探測(cè)器完成0QAM-0FDM信號(hào)的遠(yuǎn)程外差相干檢測(cè)。另外，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)采用光分路/合路器，與現(xiàn)有的TDM-PON系統(tǒng)兼容，易于實(shí)現(xiàn)和升級(jí)改造。
[0009]根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于副載波調(diào)制的0QAM-0FDM波長(zhǎng)堆疊PON下行傳輸系統(tǒng)，包括:光線路終端、饋入式光纖、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)、分布式光纖網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)單元；
[0010]其中，光線路終端與饋入式光纖的一端相連并輸出下行信號(hào)，饋入式光纖的另一端連接至遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)通過(guò)分布式光纖網(wǎng)絡(luò)中的不同分布式光纖分別將下行信號(hào)輸入各個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元。
[0011]優(yōu)選地，所述光線路終端包括:下行L波段激光器陣列、抑制載波的雙邊帶調(diào)制DSB-SC模塊、第一射頻0QAM-0FDM信號(hào)產(chǎn)生模塊、第二射頻0QAM-0FDM信號(hào)產(chǎn)生模塊、第一馬赫曾德爾調(diào)制器、第三馬赫曾德爾調(diào)制器耦合器、耦合器、上行C波段激光器陣列、上行信號(hào)接收陣列、第一光環(huán)行器以及第一粗波分復(fù)用器；
[0012]下行L波段激光器陣列中的每個(gè)DFB激光器分別連接一個(gè)雙邊帶調(diào)制DSB-SC模塊；
[0013]雙邊帶調(diào)制DSB-SC模塊