[发明专利]基于单载波频分复用的无源光网络信号处理方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别地，涉及一种基于单载波频分复用的无源光网络信号处理方法与系统。

背景技术

光纤通信技术已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用，其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

光纤，即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。近年来，由于光纤的大量铺设和波分复用等新技术的应用使得主干光纤网络在几年之内已经有了突破性的发展。同时由于以太网技术的进步，由其主导的局域网带宽也从10M、100M增大到1G甚至10G。而目前大家关注的、最需要突破的地方就在于连接网络主干、局域网以及家庭用户之间的一段，这就是常说的“最后一公里”，这是个瓶颈，必须打破这个瓶颈才可能迎来网络世界的新天地。人们迫切需要一种经济、简单、易升级、能够综合传输语音、数字和视频业务的新的接入网络技术。

在各种技术中，PON（Passive Optical Network，无源光网络）技术获得了广泛地关注。PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均由交换机和用户宅内设备完成，而且这种接入方式的前期投资小，大部分资金要推迟到用户真正接入时才投入。它的传输距离比有源光纤接入系统的短，覆盖的范围较小，但它造价低，无须另设机房，容易维护，因此这种结构可以经济地为居家用户提供服务。

目前PON技术主要有采用ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步转移模式）的APON（ATM passive optical network，基于异步转移模式的无源光网络）、EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）、GPON（Gigabit Passive Optical Network，千兆比特无源光网络）和WDM-PON（Wavelength Division Multiplex PON，波分复用无源光网络）等几种，其主要差异在于采用了不同的传输技术。其中，前三种PON技术都是基于时分复用的，而WDM-PON则是基于波分复用的。

（1）PON：

一个典型的PON网络体系结构如图1所示，其主要组成部分包括OLT（Optical Line Terminator，光线路终端）、ONU（Optical Network Unit，光网络单元）和ODN（Optical Distribution Network，光配线网）。由于光路特征为ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备，因此被称为无源光网络。

（2）基于TDM（Time Division Multiplex，时分复用）的PON技术（EPON和GPON）：

基于TDM的PON主要分为APON/BPON（Broadband PON，宽带PON）、EPON和GPON，但只有后两者目前被广泛地应用。其中，EPON非常适合IP业务的宽带接入，商用化程度最高。2004年，IEEE批准EPON标准为802.3ah，它支持上下行最高速率为1.25Gb/s，最大分路比为64。EPON的优点主要有：（a）以太网技术成熟、设备成本低；（b）设备价格低、通用性好；（c）除去了IP数据传输的协议和格式转换、效率高、管理简单、可灵活支持基于IP的综合业务和多种服务质量管理。其缺点是传送高质量保证的实时性业务比较复杂、服务质量问题和流量控制待加强。

GPON在高速率和多业务支持方面则有一定优势。2003年GPON被ITU（国际电联）采纳为标准G.984。GPON的优点主要有：（a）承载快速以太网和T1（1.544Mbit/s数字同步传输）/E1（2.048Mbps数字同步传输）电路不需要额外开销、也不会增加复杂性；（b）综合业务支持能力强、支持VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）交换和其他新的以太网业务。其缺点是目前成本较EPON高，在仅承载以太网业务和语音业务时无明显优势。

（3）WDM-PON：