[發明專利]一種基于交織頻分多址的無源光網絡上行傳輸系統

有效

• 申請號: 201110257637.5
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102291633A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 李巨浩;楊慧;陳章淵;何永琪
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04J1/00
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 俞達成

技術領域

本發明涉及一種無源光網絡上行傳輸系統，尤其涉及一種基于交織頻分多址(IFDMA)的無源光網絡上行傳輸系統，屬于光通信領域。

背景技術

本領域常用的一些術語及其縮略語介紹：無源光網絡(PON)、光配線網(ODN)、正交頻分復用(OFDM)、正交頻分多址(OFDMA)、交織頻分多址(IFDMA)。

2009年瑞典皇家科學院諾貝爾獎委員會宣布，將2009年度諾貝爾物理學獎授予一名中國香港科學家高琨(Charles?K.Kao)和兩名美國科學家。科學家Charles?K.Kao因為“在光學通信領域中光的傳輸的開創性成就”而獲獎。眾所周知，光纖通信技術已成為現代通信的主要支柱之一，在現代電信網中起著舉足輕重的作用，極大地影響著人們的日常生活。光纖通信的原理是：在發送端，首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號，然后調制到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化，并通過光纖發送出去；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息。光纖通信容量大、傳輸距離遠；一根光纖的潛在帶寬可達20THz。近年來，由于光纖的大量鋪設和波分復用等新技術的應用使得主干光纖網絡在幾年之內已經有了突破性的發展。

目前大家所關注的是連接網絡主干和局域網以及家庭用戶之間的一段，這就是常說的“最后一公里”，這也是‘長途跋涉’后關鍵的一步。人們迫切需要一種經濟、簡單、易升級、能夠綜合傳輸語音、數字和視頻業務的新的接入網絡技術。在各種技術中，無源光網絡(PON)技術獲得了廣泛的關注。

PON技術概念起源于20世紀90年代中期。PON的無源特性使之具有運行維護方便，成本低廉。目前PON技術主要有采用異步轉移模式(ATM)的無源光網絡APON、以太網無源光網絡(EPON)、千兆比特無源光網絡(GPON)和波分復用無源光網絡(WDM-PON)等幾種，其主要差異在于采用了不同的傳輸技術。其中，前三種PON技術都是基于時分復用的，而WDM-PON是基于波分復用的。

交織頻分多址(IFDMA)是單載波頻分復用(SC-FDMA)技術的一種時域產生方法，本質上在一種單載波技術。該技術是通過為每個用戶分配不同的子載波來實現多址接入的，子載波的分配是通過時域上的符號重復和相位調制來實現的。由于IFDMA同時也可以看成是OFDMA的擴展，故其繼承了兩種接入方式的優點。IFDMA由于本質是單載波傳輸，其具有較低的峰均比(PAPR)，這可以降低在ONU端發射機對調制器和放大器的要求，節約了用戶端的成本。IFDMA的實現方式非常簡單，僅需要對時域信號進行重復，相位旋轉，這也減少發射端的算法和器件的復雜程度，這些優點恰好是PON中的ONU需要的。故我們認為，IFDMA將是一種比較有效的上行傳輸技術。

本發明首次將IFDMA技術引入到光網絡接入系統中，將其作為一種有效的上行傳輸方案。

a)與本發明相關的現有技術

i.無源光網絡(PON)

PON(無源光網絡)中最主要的三部分包括位于局端的OLT(Optical?Line?Terminal，光線路終端)、終端ONU(Optical?Network?Unit，光網絡單元)、以及ODN(Optical?Distribution?Network，光配線網)。PON“無源”是指ODN全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成，不含有任何電子器件及電源。其網絡體系結構如圖1所示。

ii基于時分復用(TDM)的PON技術(EPON和GPON)

TDM-PON是指基于時分多址接入技術的PON結構，其基本原理是：下行方向通過TDM廣播的方式發送給各ONU數據，并用特定的標示來指示各時隙是屬于哪個ONU的。再有所有ONU的全部信息的光信號功率在光分路器處被分成若干份經各分支到達各個ONU，各ONU根據相應的標識收取屬于自己的下行信息數據，其它時隙的信息數據就丟棄。

上行方向通過TDMA方式實現接入。各ONU在OLT的控制下，只在OLT指定的時隙發送自己的信息數據。各ONU的時隙在光合路器處匯合，PON系統的測距和多址接入控制保證上行各ONU的信息數據不發生沖突。