[发明专利]一种基于OFDMA的可重构光分插复用器

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OFDMA（正交频分多址）的可重构光分插复用器。

背景技术

近年来，随着住宅和商业用户对带宽需求的不断增加，迫使服务提供商向终端用户提供更宽的容量，使得光纤接入技术成为了最有市场前景的技术。作为一种高频谱利用率的调制方式，正交频分复用（OFDM）被广泛应用于传输和接入网络当中。正交频分复用是一种利用多载波调制的特殊频率复用技术。该技术的本质思想是：将信道分成若干个正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道进行传输。

OFDMA（正交频分多址）是以OFDM（正交频分复用）为基础的，它是OFDM与FDMA（频分多址）技术的结合，通过给每个用户分配一定数量的子载波来实现多用户接入。

在OFDMA系统中，多个用户可以同时进行数据的传输，并且可以根据用户业务量的大小动态地分配子载波的数量；同时由于各个子载波之间的正交性，不需要为不同用户间插入保护频带，且用户频带互相交叠，极大地提高了频谱利用率。子载波间的正交性还可以减少载波间干扰（Inter-Carrier Interference，简称ICI）及用户间干扰（Multi-User Interference，简称MUI），并且可以在不同的子载波上使用不同的调制和编码方式以及发射功率来减少干扰，增加通信系统容量。同时，基于OFDM的调制技术还具有抗光纤色散和偏振模色散（PMD）的能力，因此，该技术受到了广泛的关注和应用。

光分插复用器（Optical Add-Drop Multiplexer，简称OADM）是波分复用（Wavelength Division Multiplexing，简称WDM）光网络的关键器件之一，可以不经过光/电/光转换和电处理，就能实现波分复用信道的分插功能，具有对信号制式和速率的透明性，是克服传统网络中节点的电子瓶颈问题的关键技术之一。

可重构光分插复用器（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，简称ROADM）是指波长可配置的光分插复用器，它能动态调节网络节点add/drop（插入/分出）的波长，从而达到光网络动态重构的能力。利用可重构光分插复用器可以增加波分复用网络的弹性，使得运营商可以远程动态控制波长传输的路径，有效地减少运营商的运营和维护成本。

与传统的波分复用系统相比，在基于OFDM的系统中，有一个新的概念叫做带（band）而不是波长。作为一个子波长单元，带能够克服严格的大粒度滞留带宽瓶颈而获得一个有效的业务分配。因此，在OFDM系统中实现可重构光分插复用器就是add/drop（插入/分出）相应的频带，通常都是通过光耦合器/滤波器来实现的，现有的关于这方面的研究有以下两方面的内容。

一是阿尔卡特朗讯贝尔实验室在2010年提出的基于光OFDM超级信道的可变比特率可重构光分插复用器。这种方法是使用基于光OFDM频带（Band）的连续波带信号作为可变比特率的传输格式，通过滤波器实现频带的add/drop（插入/分出）。在drop（分出）路径中，直接使用一个带通滤波器提取所需要的频带，然而由于OFDM信号像矩形一样的形状，除了需要的频带之外，还会滤出一部分相邻的频带Band。实现add（插入）功能，首先需要一个带阻滤波器来清除新的OFDM频带要插入地方的频谱，然后再插入新的频带，同样地，由于滤波器和信号的特点，相邻Band不能被完全清除，会残留一些干扰信号功率。