[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

说明书

本发明涉及的是一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统，是用于处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿。包括光线路终端(OLT)，光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs)；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；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；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。

技术领域

本发明涉及的是一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用，是用于处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿。本发明方法实用性强，具有高数据速率，长传输距离，高频谱效率和高功率分配器比的优势，在下一代无源光网络中的应用具有重要意义。

背景技术

 基于光正交频分复用长距离无源光网络(O-OFDM LRPON)是下一代无源光网络的主流之一，并且由于其高数据速率，长传输距离，高频谱效率和高功率分配器比，吸引了来自学术界和运营商的广泛关注。它还表现出极好的灵活性，允许根据瞬时服务的要求进行实时频谱分配。

 与基于正交频分复用的无源光网络(OFDM PON)的直接检测相比，其相干光学检测(CO)的研究则十分有限。有研究讨论了在光纤长度下四波段的正交频分复用无源光网络(OFDM PON)的接收功率灵敏度。通过基于多频带正交频分复用技术的相干光生成的子带，虽然具有高数据速率和长传输距离，但会受色散和偏振模色散的严重影响。此外，具有高频的子带会受色散和偏振模色散的严重影响。因此，一些研究建议在信道估计过程中使用训练符号和导频子载波技术来补偿色度和偏振模式色散。然而，这些方法降低了传输数据速率。

发明内容

本发明的目的是针对上述的问题和需求的功能，提供一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用，是一种新颖的多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)无源光网络(PON)结构，可以处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿，旨在克服相位噪声的恶意影响。

 基本思想是在每个光网络单元(ONU)采用色散补偿光纤（DCF）和本地振荡(LO)激光移相器用于相位噪声消除。基于提出的方法，使用 和来模拟具有12个ONU和下行链路的多频带相干光正交频分复用的无源光网络(CO-OFDM PON)系统，来观察提出方案的有效性。将显示色差和偏振模色散可以得到有效补偿并且在所有考虑的光纤长度下可以显著改善所得到的误码率(BER)性能。

还将提出的系统与没有色散补偿光纤(DCF)和本地振荡器(LO)相移的纯常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)和其中仅使用色散补偿光纤(DCF)的常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)，两种传统方法进行比较。

一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用是采取以下技术方案实现：

一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统包括光线路终端(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。