[发明专利]共享激光源的滤波器组多载波无源光网传输系统及方法

权利要求书

1.一种共享激光源的滤波器组多载波无源光网传输系统，其特征在于，包括光网络终端ONT、光网络单元ONU、光分配网络单元ODN、以及光线路终端OLT；

在光网络终端ONT处，经过数字信号处理DSP后，数字信号经由数模转换器DAC转为模拟电信号，为在光网络终端ONT之间实施频分复用，不同光网络终端ONT的电信号经历了不同频率的射频上变频，上变频之后，电信号被输入到马赫曾德耳调制器MZM；来自光网络单元ONU的低线宽激光信号在光网络终端ONT处首先被一个偏振分束器PBS分到两个偏振，而后分别输入给两个马赫曾德耳调制器MZM作为光载波信号；经过马赫曾德耳调制器MZM调制，两路马赫曾德耳调制器MZM输出被调制到两个正交的偏振上，并由偏振合束器PBC结合后输出；

在光网络单元ONU处，安装了光耦合器OC、环形器和低线宽激光器；激光器的输出首先进入环形器，然后在光耦合器OC处被分为多路，并传输给各个光网络终端ONT；各个光网络终端ONT的输出信号经由光纤传输到达光网络单元ONU处，并被合并为一路作为光网络单元ONU的输出信号；光网络单元ONU的输出信号将经由光纤传输到达光分配网络ODN处，每个光网络单元ONU的激光器工作在不同的波长以完成波分复用；

在光分配网络单元ODN处，不同的光网络单元ONU在多个波长上的信号经一个光波导栅栏AWG合并成一路，经由光纤传输到光线路终端OLT处；

在光线路终端OLT处，接收的光信号首先被偏振分束器分到两个偏振；本振激光器的信号也被偏振分束器分为两个偏振；而后，两对两个偏振上的接收光信号和本振信号分别被输入两个光耦合器，两个耦合器的输出分别输入两个平衡光电二极管BPD，两个光电二极管BPD检测出的电信号经由模数转换器ADC采样后，进行接收端数字信号处理DSP处理。

2.一种共享激光源的滤波器组多载波无源光网传输方法，其特征在于，使用权利要求1所述的共享激光源的滤波器组多载波无源光网传输系统，在发送端的数字信号处理DSP流程包括：

S11.产生要发射的比特序列；

S12.将比特序列映射成正交振幅调制QAM星座点；

S13.进行合成滤波，产生滤波器组多载波FBMC信号；

S14.加入训练序列，用于同步和信道估计；该训练序列为若干已知的滤波器组多载波FBMC码元；

S15.对信号射频上变频；对不同光网络终端ONT的信号，为进行频分复用，射频上变频需使用不同的频率，将基带信号调制到不同频率位置以避免频带的混叠；

接收端数字信号处理DSP流程包括：

S21.找出射频导频RFP的位置，即频域的功率最大点，即是对频率偏移的一个估计；使用一以射频导频RFP频率为中心频率的窄带滤波滤出一时域信号，提取出该信号的相位信息，并取共轭乘以所接收的整个信号，即消除了频率偏移，并同时补偿部分相位噪声；残余相位噪声将由盲相位搜索补偿；

S22.通过计算相关同步找出信号起始点；使用训练序列与所接收信号作相关，得出一相关峰值，即得到所发射信号的起始点；

S23.对信号射频下变频；

S24.进行分解滤波，得出接收端的星座点；

S25.信道估计和信道均衡，使用所发射训练序列估计信号所经历信道响应以及两个偏振的估计情况，并对信号作响应补偿；这个步骤同时消除信道响应和偏振串扰；

S26.作盲相位搜索消除残余相位噪声；

S27.将正交振幅调制QAM信号解为比特序列。

3.根据权利要求2所述的共享激光源的滤波器组多载波无源光网传输方法，其特征在于，假设一个光网络单元ONU有B个光网络终端ONT，将该光网络终端ONT的基带信号表达为S_i(t)，N个子载波被分配给用户使用，子载波间隔为Δf，码元间隔为T＝1/Δf，设总共传输M个码元，第i个光网络终端ONT所输出的滤波器组多载波FBMC信号表达为：

式中，a_m,n+jb_m,n是第m个码元的第n个子载波传输的星座点数据；g_m,n(t)＝p(t-mT)e^{j2π(n-1)Δf(t-mT)}，是滤波器组多载波FBMC的合成滤波器的表达式，其中，j表示虚数单位，t表示时间，p(t)是滤波器组多载波FBMC信号所用的原型滤波器的表达式。