[发明专利]下行DPSK调制和上行直接调制的混合TWDM-PON系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领，具体地，涉及一种基于周期性滤波器实现低成本、高色散容忍度的混合波分时分复用的无源光网络传输系统。 

背景技术

随着新业务的大量涌现，如超高清HDTV电视、大文件共享、云存储、社交网络等等，终端用户对接入网的上下行带宽的要求越来越高，现已部署的接入网系统不能满足未来用户需求。因此，为了进一步提升接入网系统传输能力，满足更远期用户对带宽的要求。IEEE和ITU-T FSAN制定了的NG-PON2的标准走向，提出了研究新型的PON系统，并且确定时分复用和波分复用的无源光网络（TWDM-PON）为NG-PON2标准的主要方案。 

TWDM-PON系统的实现，一方面是通过波长堆叠的方式，即在基于TDM-PON（如下一代无源光网络，XG-PON,E(G)PON）的网络基础上通过堆叠新波长来实现；另一方面可以通过WDM-P2P扩展基站承载（Backhaul/Fronthaul）、企业接入业务等实现全业务融合接入。因此，TWDM-PON系统，不改变现有网络的光分布式网络的结构，与现有的时分复用无源光网络TDM-PON网络完全兼容；此外，TWDM-PON系统结合了TDM-PON和波分复用无源光网络WDM-PON的优点，具有实现成本相对较低、数据传输率高（大于10-Gb/s）、兼容性好等优点，是目前国内外接入网研究机构研究的热点。 

近几年，国内外研究者们针对TWDM-PON系统的研究主要集中在：1）上下行传输速率；2）系统功率预算；3)高速的上下行发射机；4）上行可调谐收发机等方面展开了大量研究。然而，作为实现高速上下行传输的TWDM-PON系统在实际执行中，存在以下的急需解决的问题：首先，低成本、高性能无色光网络单元的实现；再者，随着上下行速率、系统传输距离的增加而带来的色散容忍度问题。因此，综合考虑TWDM-PON系统实现存在的问题和技术挑战，是为实现满足用户需求、提升接入网系统的传输能力的必要条件。至今，已有大量的文献报道了有关如何改进TWDM-PON系统结构和提升系统性能。然而，这些文献虽然为TWDM-PON的发展奠定了基础，但同时存在一些问题。 

经对现有文献检索发现，P.P.Iannone等人于2011年在Optical Fiber Communication Conference（国际光纤通信会议，OFC）会议上，提出了“Bi-Directionally Amplified Extended Reach40Gb/s CWDM-TDM PON with Burst-Mode Upstream Transmission”（双向放大扩展传输距离的40Gb/s粗波分时分复用的上行突发模式的无源光网络系统）。该文献中，作者将四个对称的10Gb/s TDM-PON采用粗波分复用方式堆叠成CWDM-TDM-PON结构，实现了对称40-Gb/s传输速率系统。然而，为了扩展TWDM-PON的传输距离，增加系统的功率预算，作者提出在远端节点部署一个拉曼光放大器。该放大器的部署，一方面改变了现有PON系统中的分布式网络结构，另一方面改变了接入网系统中的光分布式网络的无源特性。因此，该方案系统后向兼容性差，不能满足升级接入所需的低成本要求。 

又经检索发现，2010年Yeh,Chien-Hung Hung等人在Photonics Technology Letters（光子技术快报，PTL）上发表了题为“Using OOK Modulation for Symmetric40-Gb/sLong-Reach Time sharing Passive Optical Networks”（基于OOK调制的对称40-Gb/s长距离传输的时间共享的无源光网络系统）。该文章，作者采用四对DFB激光器和外部调制器作为上下行发射机，实现了对称40-Gb/s传输的混合TDM/WDM的传输系统。然而，为了增加接入网的传输距离、提高系统的功率预算，作者在远端节点部署一个掺铒光纤放大器。由于放大器的部署，该结构不仅改变现有接入网系统中的光分布式网络的结构，而且改变光分布式网络的无源特性。此外，该结构中的ONU（OpticalNetworkUnit，即光网络单元）的发射机是由激光器和外调制器来构成的，增加了ONU的发射机成本。 

发明内容