[发明专利]一种基于OFDM-PON的新型带宽分配算法

说明书

技术领域

本发明设计属于正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)系统中一种新型的基于QoS的中断请求响应动态带宽分配算法，属于光纤通信系统的范畴。

背景技术

伴随着经济的迅速发展，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换、还是传输都已更新换代，而接入网由于经济性问题如用户的业务需求、用户密度、用户的经济承受能力等多方面原因发展缓慢，成为制约网络向宽带化、全业务化发展的瓶颈。接入网是用户进入城域网/骨干网的桥梁，是信息传送通道的“最后一公里”，高带宽的消耗业务逐步涌现，带宽提速成为迫切需求。为了满足用户的需求，各种新技术不断涌现，接入网技术已成为设备制造商、运营商和电信研究部门关注的焦点和投资的热点。

目前主流的有线接入技术包括ADSL、LAN、HFC、PLC和FTTH，其中部分LAN采用了PON+LAN的方式，而无线接入技术中又有WLAN、WiMAX、WiFi、Bluetooth、3G等技术。目前宽带接入网有两个主要的研究目标，第一是向高速、安全、智能化方向发展，要求网络更灵活、面向用户更多和成本更低，这方面FTTH是有线接入领域的杰出代表。另一个则是多业务的融合，即在同一个平台上灵活提供IPTV、有线电视视频、传统语音、数据业务的接入。在各种宽带接入技术中，无源光网络以其容量大、传输距离长、较低成本、全业务支持等优势成为热门技术。目前已经逐步商用化的无源光网络主要有TDM-PON(APON、EPON、GPON)和WDM-PON，它们的共同特点是：

1)可升级性好、低成本，接入网中去掉了有源设备，从而避免了电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，降低了相应的运维成本；

2)业务透明性较好，高带宽，可适用于任何制式和速率的信号，能比较经济地支持模拟广播电视业务，支持三重播放(Triple play，语音、视频、数据)业务；

3)高可靠性，提供不同业务优先级的QoS保证，适应宽带接入市场IP化的发展潮流，适于大规模应用。

光正交频分复用技术(OFDM)是一种多载波技术，目前已经广泛应用于数字用户环路(ADSL)，HDTV，无线局域网(WLAN)，全球微波互联接入(WIMAX)等各种系统中，并被确立为下一代无线移动通信3GPP长期演进(LTE)项目的核心传输技术。其多个载波，可以分别用来实现不同的业务接入，从而实现多业务融合；而且，根据载波数目的不同，可以接入不同数目的用户，方便系统的维护和升级，且对比与其他几种PON技术，OFDM-PON具有以下几种优势：

1)频谱效率高。传统意义上的10G EPON及WDM-PON技术，一种是利用时分复用实现的时域统计复用，另一种是对刚性管道的统计复用，对于频谱效率的利用率低的可怜。而时域统计复用提供的带宽终究有限，而采用密集的WDM复用又会造成系统串扰等问题，因此，对于频谱效率的深入挖掘就显得尤为重要。高频谱利用率不但可以避免密集波分复用带来的串扰问题，减少系统光电器件成本，又可以较大的增加系统容量，而且，采用高频谱效率的OFDM-PON技术，可以有效的减低对光电器件速率的要求，极大降低系统成本。

2)OFDM对色散、偏振模色散等具有较好的抗性。OFDM技术是一种多载波调制技术，其可以大幅度降低系统符号速率，其频谱宽度变小，从而对一定程度的譜展宽具有较好的容忍性，对色散、偏振模色散具有较好的抗性。

3)DSP技术。由于OFDM技术在无线中的广泛应用，其可以很自然的与DSP技术相结合。对系统相位噪声、非线性以及载波间干扰等，可以很容易的采用DSP技术予以出场，从而极大的提高了系统的灵活性并降低了系统对器件精确度的要求，降低了系统实现难度及成本。

4)成本更低。相对与10G EPON/GPON高昂的10G速率带宽的器件以及WDM-PON高昂的光电器件成本，OFDM-PON采用载波间复用技术，其解调后可以采用简单的滤波器将复用信号解调，从而成本相对较低。

相对与EPON和GPON，OFDM-PON的最大优点是不需要复杂的调度算法(对于各路延时的测定及调度管理)和成帧结构；相对与WDM-PON，该技术可以灵活的分配带宽，从能能适应不同业务对系统带宽的需求。另外，由于目前众多的无线网络采用OFDM技术，因此可以与接入网络实现无缝连接。从而，光OFDM接入技术是下一代PON的有力竞争方案之一。