[發(fā)明專利]用低速光器件實現(xiàn)高速傳輸?shù)膶ΨQTWDM?PON系統(tǒng)中的OLT

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610064610.7
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105721098B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王素椅;義理林;李正璇;王曉東;計紅林
• 申請（專利權(quán)）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;H04B10/50
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42225
• 代理人: 沈林華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，具體是涉及一種用低速光器件實現(xiàn)高速傳輸?shù)膶ΨQTWDM-PON系統(tǒng)中的OLT。

背景技術(shù)

隨著國家大力推廣“互聯(lián)網(wǎng)+”政策，互聯(lián)網(wǎng)必將迎來新一輪的高速發(fā)展，與此同時通信數(shù)據(jù)流量也會快速增長，而光通信作為傳輸網(wǎng)的主流、接入網(wǎng)的重要組成部分，其容量需求必將不斷提升發(fā)展。不僅如此，全球互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量飛速增長。在這樣一個大環(huán)境下，ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector，國際電信聯(lián)盟電信標準化部門)組織與IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，電氣電子工程師學會)組織都開始了各自新一代光接入網(wǎng)的標準討論。自2012年起，ITU-T組織與FSAN(Full Service Access Networks，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇)組織開始進行NG PON2(Next Generation Passive Optical Network2，下一代無源光網(wǎng)絡(luò))的相關(guān)研究及標準制定，而IEEE組織對NG-EPON(Next Generation Ethernet Passive Optical Network，下一代以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))的探討也已經(jīng)開始。

2012年，F(xiàn)SAN組織將TWDM-PON(Time and Wavelength Division Multiplexing PON，時分波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)選為NG-PON2的優(yōu)選方案。一方面，該系統(tǒng)基于波長堆疊方案，技術(shù)相對成熟；另一方面，該系統(tǒng)仍沿用基于波長無關(guān)光分路器的光分配網(wǎng)絡(luò)，支持后向兼容。基于上述優(yōu)點，該系統(tǒng)在TWDM-PON的構(gòu)建中也存在較好的應(yīng)用前景。

如何實現(xiàn)低成本高速調(diào)制是TWDM-PON實現(xiàn)中的主要挑戰(zhàn)。四波長堆疊的100G TWDM-PON要求單波長速率高達25Gb/s，而目前常用的商用器件帶寬在10GHz左右。如何用低成本器件和簡單的技術(shù)實現(xiàn)單波長25Gb/s及以上的調(diào)制并支持40km以上的光纖傳輸是需要重點考慮的問題，針對這個問題的研究主要包括以下兩個方面：

一方面：涉及器件制備，通過高速調(diào)制器和寬帶接收機實現(xiàn)高速調(diào)制與接收；已報道有利用基于混合硅、III/V族材料實現(xiàn)低成本的可支持20Gb/s調(diào)制速率的直調(diào)激光器；同時如何提高接收機帶寬也得到廣泛研究。

另一方面：利用高階調(diào)制碼型降低對發(fā)射和接收機的帶寬要求。目前已經(jīng)有部分相關(guān)工作發(fā)表。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，2014年，華為技術(shù)有限公司在光纖通信會議(Optical Fiber Communication Conference)上發(fā)表了題為“30km Downstream Transmission Using 4×25Gb/s 4-PAM Modulation with Commercial 10Gbps TOSA and ROSA for 100Gb/s-PON”(基于商用10Gb/s收發(fā)器件的4×25Gb/s 4-PAM信號的30公里傳輸)的文章。該文章中記載了以下方案：利用商用10Gbps器件實現(xiàn)4-PAM(4 Pulse Amplitude Modulation，四電平脈沖幅度調(diào)制)格式的單波長25Gb/s信號的調(diào)制和解調(diào)。4-PAM調(diào)制格式是一種多電平調(diào)制，四種脈沖幅度可以代表兩位數(shù)據(jù)，使信號的波特率降低為二進制格式的一半，從而能夠降低對收發(fā)機的帶寬需求。該文章中的方案的主要缺點在于：在光域沒有考慮色散，所以導致后續(xù)DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理)處理相對復(fù)雜，系統(tǒng)效果也不甚理想。

除4-PAM外，雙二進制調(diào)制也是一種常用的調(diào)制方式。雙二進制碼屬于一種相關(guān)編碼技術(shù)，利用比特間的相關(guān)性，將二電平的電信號轉(zhuǎn)為三電平。相關(guān)編碼通常由兩種方式實現(xiàn)：1-bit延遲相加或模擬低通濾波。低通濾波器通常選擇貝塞爾型，3dB帶寬約為信號帶寬的1/4。因此，雙二進制碼的譜效率比二電平提高將近四倍，同速率的雙二進制抗色散能力更強。