[发明专利]一种基于偏振复用频带间插的OFDMA-PON系统

说明书

技术领域

本发明属于光通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于偏振复用频带间插的OFDMA-PON系统。 

背景技术

近年来，随着用户对业务需求的多样化和互联网技术的迅猛发展，未来的宽带接入网络对系统的频谱利用率和数据传输提出了更高的要求。作为一种高频谱利用率的调制方式，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM）技术是最具有发展前景的方案之一。OFDM技术的思想是在上个世纪六十年代被提出来的，但是直到2005年才开始用于光通信系统中，它是一种利用多载波调制的特殊频率复用技术，其本质思想是：首先将信道分成若干个正交子信道，将输入的高速串行数据信号转换成并行的低速子数据流，然后再调制到每个子信道进行传输。 

OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址接入）技术是一种基于OFDM的多址技术，也称为多用户OFDM技术。其基本思想是把高速数据流分散到多个正交的子载波上传输，从而使子载波上的符号速率大幅度降低，符号持续时间大大加长，因此对时延扩展有较强的抵抗力，同时也减小了载波间干扰（Inter-Carrier Interference，ICI）；并且由于在同一时隙或同一个OFDM符号内，小区内的用户分别使用不同的子信道，因此可以减少用户间干扰（Multi User Interference，MUI）；OFDM调制中各子载波之间是相对独立的，因此可以在不同的子载波上采用不同的调制和编码方式以及发射功率来减少干扰，以增加系统的容量；再加上其抗光纤色散和偏振模色散（PMD）的能力，OFDM技术受到了广泛的关注和应用。 

在接入网中，无源光网络（Passive Optical Network，简称PON）系统由于其低成本、高带宽、维护简单等优势，逐渐成为各科研机构和企业的研究热点，也被很多运营商视为接入网的理想解决方案。 

目前，市场上商用化的PON系统主要是EPON（Ethernet PON）和GPON （Gigabit PON），速率主要为1.25Gb/s或者2.5Gb/s。随着互联网技术的飞速发展，目前基于时分复用的EPON/GPON系统已经不能很好地满足用户高速增长的带宽需求。为了进一步提高光接入网带宽和满足更多的业务需求，各科研单位以及运营和设备商正在积极开发下一代PON系统。在此背景下，OFDMA与PON相结合的方案被提出来了，并受到了国内外广泛的关注。 

与TDM（Time Division Multiplexing，即时分复用）-PON系统相比，OFDMA-PON系统可以在时分复用的基础上再一次对资源进行管理。比如在时域中，PON系统可以提供突发流量，而在频域中，PON又可以提供间隔和通道调度。其最大的特点就是将原本在光学领域处理的信号转换成在电子学领域来处理，可以在电子领域对动态带宽分配、传输损耗补偿和多服务接入进行处理。与其它类型的PON系统相比，OFDMA-PON系统具有以下的一些优势： 

（1）、高带宽利用率。比如可以用16-QAM调制达到4bit/s/Hz的频谱效率，仅用2.5GHz的带宽就可以支持10Gb/s的速率； 

（2）、在带宽资源分配和虚拟应用中具有很大的灵活性； 

（3）、协议的独立性和服务的透明性，OFDM中的子载波就像透明的传输通道一样，可以支持数字和模拟信号，以及各种服务质量的需求； 

（4）、OFDMA-PON系统是一个可以升级的架构，可以与TDM-PON系统或者WDM（波分复用）-PON系统共存； 

（5）、具有较低的成本，与传统的WDM-PON系统相比，在OLT（Optical Line Terminal，即光线路终端）端需要更少的收发器。