[发明专利]基于奈奎斯特波分复用的无源光网络系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及无源光网络，具体涉及基于奈奎斯特波分复用的无源光网络系统及实现方法。

背景技术

随着各类大带宽业务的迅猛发展，用户对网络接入带宽的需求大幅增长，无源光网络（PON，Passive Optical Network）成为用户接入的重要技术手段。PON系统包括光线路终端（OLT：Optical Line Terminal）和光网络单元（ONU：Optical Network Unites），各ONU通过远端节点（RN：Remote Node）与位于中心局的OLT相连。

波分复用PON（WDM-PON）是一种在输送距离、容量上极具优势的技术，目前已经成为通信网络的主流。WDM-PON中，各ONU工作于不同波长，在OLT向各ONU发送数据的下行输送中，多个波长的下行信号复用在同一根光纤中，这样实际在OLT和所有ONU之间建立了点到点连接。位于中间的RN是光复用/解复用器，它可以将单根光纤中的多个波长耦合至RN与每个ONU之间的输送光纤上，也可以将来自于各ONU的多根光纤上的不同波长耦合进同一根光纤进行输送。因此，WDM-PON系统在扩展用户数量时，功率损耗无增加，这有利于扩大PON的覆盖范围。

如图1所示的典型WDM-PON系统，ONU总数是N，OLT包含有对应ONU个数的N组下行发射机和上行接收机，每个ONU包含各自的下行接收机和上行发射机。ONU上行所需的光载波，可以由本地激光器提供，亦可以通过下行光信号得到。远端节点RN对OLT送来的下行信号进行解复用后送往各ONU；同时，对各ONU送来的上行信号进行复用后送往OLT。

虽然WDM-PON具有输送距离远、覆盖范围大等优点，但由于通常波道间隔为50GHz或者100GHz，导致可以服务的用户数量很有限。为了能够增大用户数量，业界提出了OFDM-PON，以利用OFDM的高谱效率等优势。但是，受OFDM技术原理限制，上行信号在远端节点进行OFDM复用时，需要保证各ONU来的符号对齐，这为其实现带来很大难度。另外，OFDM的数字信号处理较为复杂，对发、收电器件的带宽要求较高，这些也是OFDM-PON实用化需要克服的障碍。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何充分利用带宽资源，简单方便、低成本地增加WDM-PON系统用户数量的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于奈奎斯特波分复用的无源光网络系统，包括OLT和N个ONU，所述OLT上设有一个多载波产生装置和一个三端口光环形器，所述多载波产生装置，产生等频率间隔的N路光载波；下行方向，OLT上的N组下行数据分别加载到所述N路光载波上并复用成为奈奎斯特波分复用信号后经下行馈线光纤送给ONU；所述三端口光环形器将所述N路光载波经上行馈线光纤输送给ONU供上行调制使用；所述下行奈奎斯特波分复用信号到达RN后，解复用成N路分别输送给N个ONU， ONU从收到的相应下行信号中恢复得到下行数据；上行方向，N个ONU发出的上行信号经所述RN复用后成为奈奎斯特波分复用信号由上行馈线光纤输送到所述三端口光环形器，所述OLT将从所述三端口光环形器输出的上行信号解复用并恢复得到上行数据。

在上述系统中，所述下行馈线光纤工作于单向模式，将所述下行信号经所述RN输送给各ONU；所述上行馈线光纤工作于双向模式，将所述上行信号送往OLT，并将N路光载波从OLT经RN送往各ONU，供上行调制使用。

在上述系统中，所述RN上设有第一、第二光复用解复用器，所述第一光复用解复用器将所述下行信号解复用为N路送给N个ONU；所述第二光复用解复用器将所述N路光载波解复用后分别输送给N个ONU，并将各ONU发出的上行光信号复用成为奈奎斯特波分复用信号后传送给OLT。

在上述系统中，所述上行信号调制所需的光载波由OLT经上行馈线光纤送至各ONU，并通过各ONU中的偏振无关型调制装置进行调制。

在上述系统中，所述偏振无关型调制装置由一个PBS，第一、第二光环形器，第一、第二调制器组成，OLT提供的光载波到达ONU后，由PBS分成两个偏振相互正交的两路，其中PBS的第一端口输出水平偏振，第二端口输出垂直偏振，水平偏振进入第一环形器的端口1，从端口2输出至第一调制器进行调制后，由第二环形器的端口3进入并从端口1输出，再进入PBS的第二端口；垂直偏振经过调制后进入PBS的第一端口；最后经PBS偏振合束后送入上行馈线光纤输送。

本发明还提供了一种基于奈奎斯特波分复用的无源光网络系统实现方法，