[發明專利]基于2DcodedPAM4調制方式的無源光網絡系統

在審

• 申請號: 201611260205.9
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106788738A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 付妍;張闊;畢美華;馮達;繆馨;何浩;胡衛生
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/2513;H04B10/293;H04B10/54;H04L27/34;H04Q11/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，具體地，涉及基于2D coded PAM4調制方式的無源光網絡系統。

背景技術

近年來，隨著用戶帶寬需求的不斷增長，光接入網的容量危機迫在眉睫。下一代PON系統越來越關注更高的容量，因為帶寬需求已經遠遠超過了現有的GPON和EPON系統可以提供的容量。為了解決這一問題，ITU-FSAN和IEEE最近一直在調研高速無源光網絡系統中單波長傳輸超過10Gbps的問題。目前，一些具有較高的頻譜效率的先進的調制格式已經吸引了大家廣泛的注意，這些調制格式包括：optical duobinary,electrical duobinary和PAM4。研究表明，利用這些調制格式可以克服低帶寬光器件帶來的帶寬限制。

Duobinary調制逐漸引起了大家的關注,這種調制信號光譜寬度非常窄，只有NRZ信號帶寬的一半，對色散有較高的容忍度。這一特性使得它更適用于高速調制和傳輸系統。此外，duobinary信號可以對光強度直接檢測，不需要像DPSK那樣相干解碼，因此成本極大降低。Y.Lim等人于2004年在發表在Optical Fiber Technology的文章“Evaluation of transmission performance in cost-effective optical duobinary transmission utilizing modulator’s bandwidth or low-pass filter implemented by a single capacitor”中成功實現了optical duobinary。相比傳統的duobinary調制方案，作者的方案可以達到相似的自相位調制(SPM)容忍度。

通常electrical duobinary信號通過低通濾波器或者通過對預編數據序列延遲相加濾波后得到。相關研究表明，低通濾波器的帶寬只需要達到信號帶寬的0.25即可有效實現NRZ到duobinary的轉換。Zhengxuan Li于2015年發表在Optics Express中題為“28Gb/s duobinary signal transmission over 40km based on 10GHz DML and PIN for 100Gb/s PON”利用10GHz DML和PIN成功實現了28Gbps electrical duobinary信號的傳輸。

PAM4相比optical duobinary、electrical duobinary兩種調制方式僅僅通過增加幅度電平數來增加頻譜效率，實現方式已經逐漸成熟。PAM4有極大的潛力支持高速率傳輸同時提高成本效率，是NG-PON2中有力的備選調制方式。因此本發明專注于PAM4基礎上的研究。最近，Zhengxuan Li發表在2016年Optics Express中題目為“100-Gb/s TWDM-PON based on 10G optical devices”的對比了熱門的三種調制方式：NRZ、duobinary、PAM4。文章指出PAM4格式相對低階的調制格式，(例如OOK和duobinary)其靈敏度比較低。25Gbps PAM4相比相同比特率的PAM4功率預算小10dB，于是如何保持較高頻譜效率且提升功率預算成為亟待解決的問題。一個提升功率預算的備選方案是多維編碼調制。J.Renaudier發表在2016年Optical Fiber Communication Conference and Exhibition中題為“Multi-Dimension Coded PAM4Signaling for 100Gb/s Short-Reach Transceivers”成功實現了基于100Gbps收發機多維coded PAM4的短距離傳輸的。通過這個方案，接收機端的輸入功率可以減少0.8dB。因此，功率預算的提升使得多維coded PAM4調制在短距離傳輸中極具吸引力。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于2D coded PAM4調制方式的無源光網絡系統。

根據本發明提供的基于2D coded PAM4調制方式的無源光網絡系統，包括：光線路終端、饋線式光纖、分路器、分布式光纖以及若干光網絡單元；所述光線路終端通過饋線光纖連接至光分路器，由光分路器進行功率分路后通過分布式光纖連接至各光網絡單元。數據信號發射模塊對初始數據序列采用的調制方式為2D coded PAM4。