[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

说明书

本发明涉及一种共享激光源的滤波器组多载波无源光网传输系统及方法。通过为不同频带共享光源的方式，避免频带间隔受到激光器飘动的干扰。使用同一光源的异步频带在激光器频率飘动时，有着共同的频谱位置飘动，故激光器频率飘动不会导致频带混叠和串扰，不需要为激光器飘动预留保护间隔。相对于OFDM信号，使用FBMC信号大幅度降低了带外泄露，进一步使得所需的频谱保护间隔减小，大大增强频谱效率；通过频分复用分配单波长的高带宽，为用户使用高阶调制提供GHz级别的频带，而不存在波分复用最小间隔的问题，大大增强了频谱分配灵活性；本发明没有长距离回传激光信号，仅有短距离回传，从而避免了激光信号放大的需要以及较多的激光信号光信噪比下降。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，更具体地，涉及一种共享激光源的滤波器组多载波无源光网传输系统及方法。

背景技术

波分复用的滤波器组多载波(Filterbank Multicarrier，FBMC)无源光网(Passive Optical Network,PON)上行架构：架构如图1所示。该架构为分配可用带宽的不同频段给光网络单元(Optical Network Unit，ONU)，波分复用的FBMC-PON为每个用户分配一个激光源，激光源经过偏振控制器(Polarization Controller，PC)输入给马赫曾德耳调制器(Mach-Zehndermodulator，MZM)。各个激光源以一定的波长间隔工作在不同的波长(记为λ₁～λ_W)，波长间隔足够大以避免不同用户的频谱混叠。各ONU的信号经过光纤传输后，由光耦合器(Optical Coupler，OC)耦合到一起，在光线路终端(Optical Line Terminal)接收端，通过一个光电二极管(Photo Diode，PD)进行直接检测，并在模数转换器(Analog toDigital Converter，ADC)后通过数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)区分各频带信号进行处理。

同载波频率的数字域FBMC频分复用PON上行架构：该架构的结构同为图1所示，为每个频分复用的ONU提供一个激光器，而各激光器工作在同一频率。由于多载波信号通过快速傅里叶反变换(inverse fast Fourier transform，IFFT)产生，该架构在DSP域里为不同用户提供IFFT的不同子载波组，以完成频分复用。该频分复用方法仍然需要为激光器的频率波动留出额外的保护间隔，并且为每个用户提供的激光器有如下权衡：(1)若使用低线宽激光器以追求较好传输性能支持高阶调制格式，则单用户成本很高(2)若使用高线宽激光器则系统性能受限。

收发端和各ONU使用同光源的正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)频分复用PON上行架构：架构如图2所示。该技术为多个频分复用用户共用同一个激光器，激光器安装于光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)端，通过OC分光为两路后，一路激光信号用于作为OLT端作相干检测的本振，一路通过光纤传输给ONU端，并通过OC分光给多个ONU，在ONU经过放射半导体放大器(Reflective SemiconductorAmplifier，RSOA)放大，作为供调制器作载波信号使用。该技术也为每个用户在DSP域分配多载波信号的IFFT的不同的子载波组以完成频分复用。该方法虽然保证了不同源OFDM频带之间是整数倍子载波间隔，然而当各用户传输距离不同时将存在时延，若时延超过CP长度则OFDM的正交性仍然被破坏，而由于OFDM的带外泄露很大，为此需要留出很大的保护间隔来避免多接入串扰。