[發明專利]基于簡化FFT運算技術的節能正交頻分復用無源光網絡

在審

• 申請號: 201410313413.5
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104079521A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 胡小鋒;曹攀;潘聽;吳佳旸;蘇翼凱
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04Q11/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種調制載波領域的系統，具體是一種基于簡化FFT運算技術的節能正交頻分復用無源光網絡(OFDM?PON)。

背景技術

在近些年來，信息與通信技術(ICT)得到了飛速發展，一方面它能夠為人類社會帶來極大的便利，但另一方面它的能耗也呈指數增長，大大增加了運營商的運行成本。據統計，ICT所需的各種設備和器件所消耗的能源已占據了全球總能源消耗的8％。

在ICT領域內，由于數量龐大，接入網的能源消耗占據了整個電信網絡能源消耗的70％。光纖接入網在遠端節點處使用無源的分光器，因此在所有的接入網方案中是能源利用率最高的一種方案。目前，研究人員的大量工作都在研究現在已經鋪設的EPON和GPON等時分復用無源光網絡的節能技術，如利用循環睡眠模式和適應性鏈路控制，而對下一代正交頻分復用無源光網絡(OFDM?PON)的節能技術研究還較少。因為頻譜利用率高、帶寬分配靈活和抗色散能力強等特點，OFDM?PON能很好地滿足下一代接入網的大容量、高分光比和長距離等要求，具有十分誘人的商業前景。但是其也需要G比特甚至以上的高速數模/模數轉換器(DAC/ADC)和數字信號處理(DSP)芯片，因此耗能比起其他光纖接入網絡來說要高很多，因此如何降低OFDM?PON的能源消耗有著十分重要的意義。

經對現有文獻檢索發現，發表在美國光學協會(OSA)的光學快報(Optics?Express)中的論文“Energy-efficient?optical?network?units?for?OFDM?PON?based?on?time-domain?interleaved?OFDM?technique(正交頻分復用無源光網絡中的基于時域交織OFDM技術的節能光網絡用戶單元)”，提出了一種將光網絡用戶單元(ONU)分組，從而降低ONU端能耗的技術方案。該方案的原理如下：在OFDM?PON中，不同ONU的流量需求不同，將所有ONU的數據分為k組；在光線路終端(OLT)，k組數據分別做IFFT運算得到多個OFDM子信號，將這些OFDM子信號時域交織，然后發送給各個ONU；在ONU端，只需要采樣解調自己所在的OFDM子信號，即可得到最終所需數據；這種技術方案能夠降低ONU端ADC芯片的采樣率和DSP芯片的計算量，從而能夠降低ONU端的能耗。然而，該方案仍有以下兩個缺點：(1)通過對時域交織OFDM信號的誤碼率測量，可以知道給數據分組，會帶來一定的功率代價(Power?Penalty)，分組越多，功率代價越大；(2)相對于普通OFDM?PON來說，它需要對光線路終端進行一定的改進，增加了無源光網絡的成本和復雜度，不易于實施。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN102035789，公開日2011.04.27，記載了一種光正交頻分復用(OFDM)動態分配無源接入網系統及其方法，該系統中信號發送單元包含的光多載波產生單元產生的多載波輸入到動態OFDM產生單元，進而傳送到鏈路單元中，信號在鏈路單元中進行偏振復用，光纖信道傳輸和偏振解復用；信號匹配接收單元利用信號探測模塊獲得攜帶信息的射頻信號，再經信號解調處理單元解調出用戶所需的信息。但在該現有發明技術中，每個ONU都需要對整個下行OFDM信號進行完整的解調，因此需要比較大的芯片運算量，其能耗也就相對較高。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基于簡化FFT運算技術的節能正交頻分復用無源光網絡，通過在光線路終端對下行數據在OFDM子載波上的間隔加載，從而在光網絡用戶單元，只需要少量點數的FFT運算就可以得到所需數據，降低了光網絡用戶單元的數字信號處理芯片的運算量，達到了節能的目的。

本發明是通過以下技術方案實現的，包括：光線路終端和設置于光線路終端的激光器、馬赫曾德調制器、用于生成正交頻分復用信號的信號發生器以及與光線路終端相聯的若干個光網絡用戶單元，其中：信號發生器的輸出端與馬赫曾德調制器的射頻端口相連，信號發生器生成的模擬電OFDM信號由馬赫曾德調制器加載至激光器發出的光載波上形成光信號，該光信號順次經過調制、信號放大、濾波和去噪后發送至各個光網絡用戶單元恢復為下行數據。