[發(fā)明專利]基于簡化FFT運(yùn)算技術(shù)的節(jié)能正交頻分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410313413.5
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN104079521A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡小鋒;曹攀;潘聽;吳佳旸;蘇翼凱
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04Q11/00
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種調(diào)制載波領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種基于簡化FFT運(yùn)算技術(shù)的節(jié)能正交頻分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(OFDM?PON)。

背景技術(shù)

在近些年來，信息與通信技術(shù)(ICT)得到了飛速發(fā)展，一方面它能夠?yàn)槿祟惿鐣?huì)帶來極大的便利，但另一方面它的能耗也呈指數(shù)增長，大大增加了運(yùn)營商的運(yùn)行成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，ICT所需的各種設(shè)備和器件所消耗的能源已占據(jù)了全球總能源消耗的8％。

在ICT領(lǐng)域內(nèi)，由于數(shù)量龐大，接入網(wǎng)的能源消耗占據(jù)了整個(gè)電信網(wǎng)絡(luò)能源消耗的70％。光纖接入網(wǎng)在遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)處使用無源的分光器，因此在所有的接入網(wǎng)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(xiàn)在已經(jīng)鋪設(shè)的EPON和GPON等時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能技術(shù)，如利用循環(huán)睡眠模式和適應(yīng)性鏈路控制，而對下一代正交頻分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(OFDM?PON)的節(jié)能技術(shù)研究還較少。因?yàn)轭l譜利用率高、帶寬分配靈活和抗色散能力強(qiáng)等特點(diǎn)，OFDM?PON能很好地滿足下一代接入網(wǎng)的大容量、高分光比和長距離等要求，具有十分誘人的商業(yè)前景。但是其也需要G比特甚至以上的高速數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器(DAC/ADC)和數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片，因此耗能比起其他光纖接入網(wǎng)絡(luò)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(jīng)對現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，發(fā)表在美國光學(xué)協(xié)會(huì)(OSA)的光學(xué)快報(bào)(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(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)中的基于時(shí)域交織OFDM技術(shù)的節(jié)能光網(wǎng)絡(luò)用戶單元)”，提出了一種將光網(wǎng)絡(luò)用戶單元(ONU)分組，從而降低ONU端能耗的技術(shù)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(shù)據(jù)分為k組；在光線路終端(OLT)，k組數(shù)據(jù)分別做IFFT運(yùn)算得到多個(gè)OFDM子信號(hào)，將這些OFDM子信號(hào)時(shí)域交織，然后發(fā)送給各個(gè)ONU；在ONU端，只需要采樣解調(diào)自己所在的OFDM子信號(hào)，即可得到最終所需數(shù)據(jù)；這種技術(shù)方案能夠降低ONU端ADC芯片的采樣率和DSP芯片的計(jì)算量，從而能夠降低ONU端的能耗。然而，該方案仍有以下兩個(gè)缺點(diǎn)：(1)通過對時(shí)域交織OFDM信號(hào)的誤碼率測量，可以知道給數(shù)據(jù)分組，會(huì)帶來一定的功率代價(jià)(Power?Penalty)，分組越多，功率代價(jià)越大；(2)相對于普通OFDM?PON來說，它需要對光線路終端進(jìn)行一定的改進(jìn)，增加了無源光網(wǎng)絡(luò)的成本和復(fù)雜度，不易于實(shí)施。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號(hào)CN102035789，公開日2011.04.27，記載了一種光正交頻分復(fù)用(OFDM)動(dòng)態(tài)分配無源接入網(wǎng)系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)中信號(hào)發(fā)送單元包含的光多載波產(chǎn)生單元產(chǎn)生的多載波輸入到動(dòng)態(tài)OFDM產(chǎn)生單元，進(jìn)而傳送到鏈路單元中，信號(hào)在鏈路單元中進(jìn)行偏振復(fù)用，光纖信道傳輸和偏振解復(fù)用；信號(hào)匹配接收單元利用信號(hào)探測模塊獲得攜帶信息的射頻信號(hào)，再經(jīng)信號(hào)解調(diào)處理單元解調(diào)出用戶所需的信息。但在該現(xiàn)有發(fā)明技術(shù)中，每個(gè)ONU都需要對整個(gè)下行OFDM信號(hào)進(jìn)行完整的解調(diào)，因此需要比較大的芯片運(yùn)算量，其能耗也就相對較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于簡化FFT運(yùn)算技術(shù)的節(jié)能正交頻分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)，通過在光線路終端對下行數(shù)據(jù)在OFDM子載波上的間隔加載，從而在光網(wǎng)絡(luò)用戶單元，只需要少量點(diǎn)數(shù)的FFT運(yùn)算就可以得到所需數(shù)據(jù)，降低了光網(wǎng)絡(luò)用戶單元的數(shù)字信號(hào)處理芯片的運(yùn)算量，達(dá)到了節(jié)能的目的。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括：光線路終端和設(shè)置于光線路終端的激光器、馬赫曾德調(diào)制器、用于生成正交頻分復(fù)用信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器以及與光線路終端相聯(lián)的若干個(gè)光網(wǎng)絡(luò)用戶單元，其中：信號(hào)發(fā)生器的輸出端與馬赫曾德調(diào)制器的射頻端口相連，信號(hào)發(fā)生器生成的模擬電OFDM信號(hào)由馬赫曾德調(diào)制器加載至激光器發(fā)出的光載波上形成光信號(hào)，該光信號(hào)順次經(jīng)過調(diào)制、信號(hào)放大、濾波和去噪后發(fā)送至各個(gè)光網(wǎng)絡(luò)用戶單元恢復(fù)為下行數(shù)據(jù)。