[发明专利]基于Manchester码与PAM4的组合码升级无源光网络的系统

说明书

本发明公开了基于Manchester码与PAM4的组合码升级无源光网络的系统，其中心局包括新光线路终端、旧光线路终端；远程节点具有分光器；光网络系统包括新光网络单元、旧光网络单元；新光线路终端连接第一波分复用器、第二波分复用器；旧光线路终端连接第一波分复用器、第二波分复用器；连接第一波分复用器、第二波分复用器都连接第一光环形器；第一光环形器通过光纤连接第一分光器；第一分光器连接旧光网络单元、新光网络单元，或，第一分光器连接旧光网络单元、第一新光网络单元、第二分光器，第二分光器连接第二新光网络单元，或，第一分光器连接旧光网络单元、第二分光器，第二分光器连接新光网络单元。本发明保证了升级过程中新旧链路的正常通信，实现新PON的平滑升级。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及将旧无源光网络(PON)升级到下一代无源光网络(PON)的网络体系结构，更具体的说，本发明涉及一种网络体系结构，该网络体系结构能够通过Manchester码与PAM4的组合码将原本已经存在的旧PON系统升级到下一代PON系统，以此提升系统带宽速率，同时能够保持旧PON的通信服务。

背景技术

目前PON已经得到了广泛的应用。根据共用光纤的方法，PON技术主要分为TDM-PON和WDM-PON。在TDM-PON中主要利用时分多址(TDMA)来共用光纤。然而在TDM-PON中，上下行速率都是固定的，当有多个用户共用一个PON网络时，提供给每个用户的带宽会降低，用户增多这种变化更大。然而，由于互联网的发展，大量的图像与视频服务使得人们对带宽需求快速增加，TDM-PON技术十分成熟，人们需要更高速率的TDM-PON。具有更高比特率和更好性能的TDM-PON正在研究中。

科技的高速发展导致过去已经部署的PON并不能满足人们的需求，人们需要更高速的PON网络来满足生产生活。但PON对成本比较敏感，其投资主要来自光分布网(ODN)的安装。重新部署新PON链路成本高昂，已部署的光网络单元部分改造困难而中心局改造简单。因此，平滑升级要求新PON重用已部署的ODN以避免重新部署高成本的基础设施，这要求两代PON在升级阶段能够共存，且不会中断旧PON的服务。

新PON和旧PON通常占据不同的波长范围，因此它们可以被新的光网络单元(ONU)中的滤波器或光线路终端(OLT)中的波分复用器(WDM)隔开。滤波器和WDM的作用使得旧下行信号与新下行信号以及上行信号之间的串扰非常低。但是，旧ONU并未配备针对新PON波长的滤波器，其滤波器通常仅用于下行/上行信号分离。旧ONU的数量众多且分布广泛，因此向旧ONU添加新滤波器的改造成本太高。所以，升级方法的主要目的是在不改变ODN和旧ONU的情况下，减少或消除升级过程中新PON下行信号与旧PON下行信号之间的串扰。

现有PON升级的方法包括副载波调制、同步脉冲间插和频谱整形编码(SSLC)等。

在上述现有这些方法中，有的实现复杂，有的成本高昂，其中SSLC被认为是一种经济有效的方法，这种编码抑制了新PON信号中能够对旧PON信号产生串扰的低频成分，并且这种升级方法可以仅通过软件操作，而不需要额外的设备，因此既经济又灵活。在SSLC中，曼彻斯特编码生成和检测简单，表现出了最好的低频抑制效果。但其缺点是编码效率仅为50％，导致新PON信号的有效比特率较低。

发明内容

针对以上现有技术存在的复杂、成本高、信号有效比特率较低、PON带宽限制较大等问题，本发明提出了一种基于Manchester码与PAM4的组合码将旧无源光网络(PON)升级到下一代无源光网络的网络体系结构，本发明利用波分复用器实现新旧上行信号分离，新旧下行信号共存，利用Manchester-PAM4频率高、编码效率维持在100％、生成简单的特点，提升了TDM-PON的带宽，有效解决了以现有技术存在的问题。该体系结构可以在不改变现有PON网络的情况下，保持旧信号的正常传输，同时也能实现高速新信号的传输。

本发明采取技术方案如下：

基于Manchester码与PAM4的组合码升级无源光网络的系统，其包括：