[發明專利]用低速光器件實現高速傳輸的對稱TWDM-PON系統中的ONU

在審

• 申請號: 201610065931.9
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105743600A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 王素椅;義理林;李正璇;王曉東;計紅林
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;H04B10/2513;H04B10/50
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 沈林華

技術領域

本發明涉及光纖通信領域，具體是涉及一種用低速光器件實現高速傳輸的對稱TWDM-PON系統中的ONU。

背景技術

隨著國家大力推廣“互聯網+”政策，互聯網必將迎來新一輪的高速發展，與此同時通信數據流量也會快速增長，而光通信作為傳輸網的主流、接入網的重要組成部分，其容量需求必將不斷提升發展。不僅如此，全球互聯網用戶數量飛速增長。在這樣一個大環境下，ITU-T(InternationalTelecommunicationUnionTelecommunicationStandardizationSector，國際電信聯盟電信標準化部門)組織與IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，電氣電子工程師學會)組織都開始了各自新一代光接入網的標準討論。自2012年起，ITU-T組織與FSAN(FullServiceAccessNetworks，全業務接入網論壇)組織開始進行NGPON2(NextGenerationPassiveOpticalNetwork2，下一代無源光網絡)的相關研究及標準制定，而IEEE組織對NG-EPON(NextGenerationEthernetPassiveOpticalNetwork，下一代以太網無源光網絡)的探討也已經開始。

2012年，FSAN組織將TWDM-PON(TimeandWavelengthDivisionMultiplexingPON，時分波分復用無源光網絡)系統選為NG-PON2的優選方案。一方面，該系統基于波長堆疊方案，技術相對成熟；另一方面，該系統仍沿用基于波長無關光分路器的光分配網絡，支持后向兼容?；谏鲜鰞烖c，該系統在TWDM-PON的構建中也存在較好的應用前景。

如何實現低成本高速調制是TWDM-PON實現中的主要挑戰。四波長堆疊的100GTWDM-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實現單波長25Gb/s及以上的調制并支持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，通過高速調制器和寬帶接收機實現高速調制與接收；已報道有利用基于混合硅、III/V族材料實現低成本的可支持20Gb/s調制速率的直調激光器；同時如何提高接收機帶寬也得到廣泛研究。

另一方面：利用高階調制碼型降低對發射和接收機的帶寬要求。目前已經有部分相關工作發表。經檢索發現，2014年，華為技術有限公司在光纖通信會議(OpticalFiberCommunicationConference)上發表了題為“30kmDownstreamTransmissionUsing4×25Gb/s4-PAMModulationwithCommercial10GbpsTOSAandROSAfor100Gb/s-PON”(基于商用10Gb/s收發器件的4×25Gb/s4-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4-PAM(4PulseAmplitudeModulation，四電平脈沖幅度調制)格式的單波長25Gb/s信號的調制和解調。4-PAM調制格式是一種多電平調制，四種脈沖幅度可以代表兩位數據，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DSP(DigitalSignalProcessing，數字信號處理)處理相對復雜，系統效果也不甚理想。

除4-PAM外，雙二進制調制也是一種常用的調制方式。雙二進制碼屬于一種相關編碼技術，利用比特間的相關性，將二電平的電信號轉為三電平。相關編碼通常由兩種方式實現：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。