[发明专利]基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统及其方法

权利要求书

1.一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统，其特征在于：包括光线路终端(OLT)，光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs)；

所述的光线路终端包括伪随机序列、M阵列编码、正交频分复用调制、低通滤波器和光学射频上变频器；正交频分复用调制包括串并转换、傅里叶逆变换、加入循环前缀CP、并串转换、模数转换器；光学射频上变频器包括肖特基二极管、马赫增德尔MZM、90°相移器；

所述的光分配网络包括馈线光纤、色散补偿光纤、标准单模光纤、光放大器、功率放大器和支线；功率分配器不仅用于放大光信号，而且能分离信号；

所述的光网络单元包括本地激光器、90°移相器、耦合器、光电二极管、加减法器、正交频分复用调制和M阵列解码。

2.根据权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统，其特征在于：快速傅里叶逆变换，用于实现信号从频域到时域的变换；所述的循环前缀CP，用于解决信道衰落引起的符号间干扰和载波间干扰；所述并串转换，用于将数据变成并行的N路数据；所述模数转换器，用于将数字信号转化为模拟信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统，其特征在于：所述的色散补偿光纤，用来补偿色散。

4.根据权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统，其特征在于：本地振荡器激光移相器，用于补偿偏振模色散；快速傅里叶变换，用于实现信号从时域到频域的变换；所述的耦合器，用于把多路光信号变成单路光信号。

5.一种用于权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统中的相位噪声补偿的方法，其特征在于：步骤如下：

光线路终端(OLT)对下行数据进行编码和映射，并将数据馈送到具有L点的傅里叶逆变换(IFFT)大小的正交频分复用调制器中，其中每个光网络单元的数据被分配给IFFT的特定位置， 个子载波生成带宽为的子带正交频分复用，其中是光网络单元(ONU)的序号；保护带GB通过在傅里叶逆变换的相邻子带之间插入空子载波来实现，用来避免符号间干扰和载波间干扰，傅里叶逆变换模块用个子载波处理输入信号，具有零频率的子载波称为零子载波，位于傅里叶逆变换频谱的第位置，从第一位置到第位置的子载波被称为左子载波，而从第到第位置的子载波被称为右子载波，因此，傅里叶逆变换模块分别由于左和右子载波而出现两个正交频分复用频谱，并且这些频谱具有从零到的相同频率，其中是子载波间隔；在傅里叶逆变换模块之后，将循环前缀(CP)插入到每个多频带频分复用符号中，再并行到串行转换器DAC(数模转换器)和低通滤波器之后，多频带频分复用信号的同相I和二次Q分量，使用两个马赫增德尔MZM和具有发射功率P的连续波激光器上变频到光学单边带调制；零子载波被移位到光载波频率，而左子载波和右子载波的频率分别向左和右移位，总的多频带相干光正交频分复用带宽将是的两倍；

多频带相干光正交频分复用信号在光分配网络(ODN)上传输，对于每个端到端数据路径都是标准单模光纤和色散补偿单模光纤，每个光网络单元(ONU)执行相干检测以对接收的光信号进行下变频到RF信号，其中通过本地振荡激光器施加某个相移以补偿偏振模色散，从而光线路终端(OLT)和N个光网络单元(ONU)之间实现一对多传输，光网络单元处的RF下变频器的输出馈送到正交频分复用解调器，是对输入信号所分配位置的所选子带进行快速傅里叶变换(FFT)来恢复原始数字数据；

在每个光网络单元(ONU)，通过PIN和本地振荡激光器，最后，检测误码率来评估所提出结构的性能，并且与两个其它结构的误码率进行比较:与没有色散补偿光纤和本地振荡器激光器移相器的纯相干光正交频分复用和其中仅使用色散补偿光纤的常规相干光正交频分复用。

6.根据权利要求5所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统中的相位噪声补偿的方法，其特征在于：所述的光线路终端(OLT)，为在传输线中发射的所有光网络单元(ONU)生成多频带光正交频分复用(O-OFDM)信号；所述的光网络单元(ONU)，通过同步分配给它的子载波位置来识别自己的子带；在每个光网络单元(ONU)，采用色散补偿光纤（DCF）和本地振器(LO)激光移相器用于相位噪声消除。