[發明專利]基于光正交頻分復用動態分配的無源接入網系統和方法

無效

• 申請號: 201010593687.6
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102035789A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 忻向軍;劉博;張琦;王擁軍;尹霄麗;趙同剛;馬建新;饒嵐;張曉磊;張麗佳;關昕;郝宇霆;陳雨露;原全新;劉皎
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04Q11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光通信技術，特別涉及一種光OFDM動態分配接入網絡系統及其方法。?

背景技術

隨著互聯網的快速持續發展，視頻會議、實時游戲、IPTV等高帶寬應用的不斷涌現，尤其是三網合一服務(Triple?Play?Services)的提出，對接入網的帶寬提出了更高的要求。光纖接入方式以其巨大的帶寬優勢逐步得到了全球運營商及用戶的青睞，尤其是無源光網絡技術(PON，Passive?Optical?Network)以其純介質技術得到廣泛的部署和應用。無源光網絡技術解決了通信網中最后一公里的瓶頸問題，在未來的升級方案中，能夠進一步提高比特率以實現千兆對稱光纖到戶方案。當前的PON技術擁有一個龐大的族群，時分多址無源光網絡(TDMAPON)、波分多址無源光網絡(WDM-PON)、光碼分多址無源光網絡(OCDMA-PON)及混合無源光網絡(Hybrid?PON)等。?

基于TDMA-PON技術的寬帶無源光網絡(BPON)、以太無源光網絡(EPON)和千兆無源光網絡(GPON)，近年來得到較快的發展。但是在上行方向上基于時分多址技術的TDMA-PON，限制了用戶的帶寬，不能夠同時為所有用戶提供千兆比特級服務。由于各光網絡單元(ONU，OpticalNetwork?Unit)到光線路終端(OLT，Optical?Line?Terminal)的距離不同，多個ONU設備發送的數據在OLT接收器上容易發生沖突，必須引入測距技術和突發控制技術；同時，為了保證OLT能正確接收ONU的突發數據，還需要引入實現快速光檢測的突發光接收器件及能夠快速恢復時鐘信號的突發時鐘數據恢復(BCDR，Burst?Clock?and?Data?Recovery)器件。在擴展更高帶寬時，基于電的突發接收技術實現起來很困難，不僅需要增加復雜的帶寬管理算法，而且在時鐘同步、快速光信號檢測方面，對半導體和光電子行業提出了苛刻的要求。?

基于波分多址技術的WDMA-PON，通過復用器/解復用器為每個用戶分配不同波長來增加上行帶寬。雖然WDMA-PON通過建立OLT和OUN之間的點到點的連接解決了OTDMA-PON的帶寬容限問題，盡管由于波長之間嚴格正交，不需要引入復雜的上行帶寬控制協議和時鐘同步技術，但是在WDMA-PON方式下，用戶獨享一個波長資源，然而由于波長資源有限，而且波長資源分配方案復雜，因此難以實現大量用戶的靈活接入。?

光正交頻分復用(光OFDM)技術的引入，為接入網的發展開拓了一個新的方向。正交頻分復用是一種多載波通信技術，它把高速的數據流通過串并變換，分配到傳輸速率相對較低的若干子載波中進行傳輸，因此具有頻譜效率高，抗多徑干擾和靈活支持多種業務等特點。OFDM技術作為一種調制方法，可以很容易的和多種多址技術相結合，為多個用戶提供同時接入服務，其中OFDMA就是最簡單直接的方案。OFDMA是從OFDM系統發展而來的多用戶接入技?術，通過給不同的用戶分配不同的子載波來實現多用戶的接入。無線環境中，不同用戶經歷的信道衰落互不相同。光OFDM動態分配接入網絡系統，根據各個用戶即時信道特性，采用自適應分配策略將子載波分配給不同的用戶，以降低系統所需發射功率；同時系統可結合功率分配方法以改善通信質量，達到多用戶分集，最終提高系統的頻譜效率的目的。?

圖1為一種現有的OFDMA系統模型；結合圖1，對現有的系統的結構進行說明，具體如下：?

現有的OFDM?PON包括發射端10，鏈路11，接收端12。?

發送端10是由多個(不同光頻但每個光頻穩定的)激光二極管(LD)101組成的光發射機，發射出多路信號送入多路復用設備102；其中激光二極管的總數等于要復用的通路總數。?

多路復用設備102即分路器和可調諧光濾波器通常由光柵濾波器構成，對輸入的N路信號進行復用后送入鏈路11中進行傳輸；?

鏈路中的光放大器用于補償信號在光纖中的傳輸損耗，光放大器的增益譜特性有足夠的帶寬，對復用的每個信道提供均等的增益。通常系統中采用級聯放大器。N路信號經光纖和光放大器傳輸至接收端12。?

在接收端12，復用信號經多路分路設備121分離為f1、f2…fn，N路信號分別到達點到點的接收機122，在接收機處用直接檢測方法還原成發送端送至光發射機的原始信息。若復用信號送至信息分配系統，則接收端的通路選擇接收機123選擇出所需通路再用直接檢測方法還原出原始信號。其中多路分路設備是采用獨立極化的分路器。通路選擇接收機123是由可調諧的光濾波器和本地激光振蕩器組成，采用外差式的檢測方法。?