本發明專利技術公開了一種基于ROSA的偏振復用相干檢測無源光網絡。本發明專利技術包括OLT端，其通過ODN與各網絡單元ONU連接；其中，ODN為一波長復用解復用器；OLT端包括一用于將各波長單偏振光耦合到同一光纖進行傳輸的第一波長復用解復用器，其輸出端經一1/4波片與一環形器的第一端口連接，該環形器的第二端口與ODN連接，其第三端口與一用于將接收信號解復用到各相干接收機的第二波長復用解復用器連接，每一所述相干接收機與一DSP處理單元連接；ONU包括一偏振分束/合束器和一發端處理模塊，所述偏振分束/合束器的兩分束端分別經一RSOA模塊與該發端處理模塊連接。本發明專利技術大大提高了通信帶寬，解決了偏振對準問題且成本低。
【技術實現步驟摘要】
—種基于ROSA的偏振復用相干檢測無源光網絡
本專利技術涉及一種波分復用(WDM)的無源光網絡，尤其涉及一種基于ROSA的偏振復用相干檢測無源光網絡，屬于光纖接入領域。
技術介紹
光纖通信技術是現代通信技術的重要支柱之一，其發展方向主要呈兩個大方向:(I)主干層面向高速率、大容量、智能化的光網絡方向發展，最終實現全光網絡；(2)接入層面向低成本、綜合接入、寬帶化、光纖化的接入網發展，最終實現光纖到家的夢想。骨干網層面的容量達到Gb/s，甚至Tb/s量級，下一代網絡的逐步引入使得網絡的利用率進一步提高，已能基本上滿足新興業務的需求；而接入網層面始終是整個網絡的瓶頸。人們迫切需要一種經濟、簡單、易升級、能夠綜合傳輸語音、數字和視頻業務的新的接入網絡技術。在各種技術中，無源光網絡(PON)技術因其設備簡單、組網靈活、設備安裝方便、無電磁干擾和擴容簡單等優點，引起了人們的廣泛關注。無源光網絡(PON)是指在OLT (光線路終端)和ONU (光網絡單元)之間的ODN (光分配網絡)沒有任何有源電子設備的光接入網，如圖1所示。OLT放在中心機房，ONU為用戶端設備。ODN主要由一個或數個分光器來連接OLT和0NU，負責分發下行數據并集中上行數據，完成光信號功率分配和波長復用等功能。OLT既是一個交換機或路由器，又是一個多業務提供平臺，提供面向PON的光纖接口。分光器是一個簡單設備，它不需要電源，可以置于全天候的環境中。一般而言，一個分光器的分路比為2，4或8，并且可以多級連接。ONU為網絡提供用戶側的接口，完成下行光到電、上行電到光的轉換，實現各類業務的接入。WDM-PON是基于波分復用技術的，在同一根光纖上傳輸用多個波長分別調制的光信號，不同波長的光分配給不同的業務或終端。一個典型的WDM-PON系統結構包括光線路終端(OLT, Optical line termination)、傳輸光纖、光分配網絡(ODN, Opticaldistribution network)和光網絡終端(ONUs, Optical network units)四個部分，如圖 2所示。上下行業務在不同波長窗口傳輸。一般采用陣列波導光柵(AWGArrayedwaveguidegrating)實現復用/解復用功能。每個ONU只能接收到一個波長通道的信號。下行數據時，OLT中的多波長信號經過傳輸光纖，通過復用解復用器，最終各個波長信號達到相應的ONU接收端被接收。上行數據時，不同ONU的信號經復用/解復用器耦合到一個光纖，傳送到接收端，經OLT中的解復用器分路后，由接收機陣列完成接收。從技術原理上來說，EPON和GPON都是功率分割型的，而WDM-PON則屬于波分復用，使用光分路器識別局端(OLT)發出的各種波長，將信號分配給各路光節點(ONU)。WDM-PON優點在于可以實現較高的工作帶寬，在網絡管理和系統升級方面具有一定的優勢，但其缺點是成本很高，距離產業化和大規模應用還有很長的一段距離。相干接收技術指的是在接收機中利用本地載波和接收到的信號做相關運算，用來做下變頻恢復電信號的技術。這種技術運用了信號的幅度和相位信息，可以分別得到接收信號的兩個偏振的同相和正交分量，如圖3所不。相干檢測器由混頻器、四個平衡檢測器及對應ADC和數字信號處理模塊組成。相干接收對接收機靈敏度有顯著的提升。如果在接收端用了光放大器，提升效果更加明顯。而接收機靈敏度決定了功率預算，在這種光回返的系統中，這顯得尤為重要；相干檢測技術可以接收到兩個偏振方向的相位和幅度信息，這給以后的對于偏振復用以及各種調制方式的應用提供了可能(相位調制、幅度調制以及相位幅度混合調制如QPSK)，同時由于一般相干檢測后是數字信號處理模塊，這樣可以采用一些均衡補償技術來處理色散、相位噪聲等傳輸損傷。WDM-PON系統中很關鍵的一個問題是無色性問題。無色性問題指的是如果在ODN采用分配波長的方式，那么需要為每一個ODN配備不同的波長的光源。同時，需要對不同波長對應的ONU的分配問題進行統一管理。WDM-PON的無色性問題的解決方式主要有(I)可調激光器產生不同波長的光作為上行的光源，這種方式對激光器的成本和波長對準提出了較高的要求，(2)上行采用下行發送過來的光，但上下行采用不用的調制方式，如下行用相位調制，上行采用強度調制的方法等。(3)采用RSOA。RSOA的基本作用是可以擦除下行光的信息，同時調制信號，再放大反射到OLT端。近年來，將RSOA用于WDM-PON的上行方案得到業內認可。采用RSOA可以解決無色性問題。RSOA同時具有放大、調制、反射的功能。采用RSOA主要的好處有:1、利用RSOA的放大作用，可以放大下行由光線路終端(OLT)發送的種子光。2、RS0A具有調制作用，這樣在ONU端無需激光器，在自動對準WDM的波長同時，節約了 ONU端成本。但是，現在存在的利用RSOA作為PON的上行調制器的方案主要存在以下問題:RSOA的偏振對準問題:一般的RSOA是偏振敏感器件。單偏振的RSOA方案，偏振的對準問題是系統中需要解決的重要問題。RSOA的帶寬問題:通常意義上的RSOA帶寬都在1.5G左右。加上一些調制和解調技術，目前可以做到IOGBps左右的傳輸，但依然需要進一步提升傳輸速度以滿足下一代的需求。為了解決RSOA的偏振對準問題，業內存在的方式主要有:1、采用偏振控制器，控制進入RSOA的光的狀態。這個方案在實際運用時會有問題，因為光的偏振狀態會隨著傳輸鏈路的狀態變化而變化，這樣每次需要手動調節偏振控制器的狀態，實際中不現實。2、在RSOA前加入45度法拉第旋鏡，使偏振方向旋轉45度，如圖4所示。這樣出入RSOA的光偏振相差90度，配合相干接收機前的偏振分束器，可以濾出需要的偏振方向。
技術實現思路
針對現有技術中基于RSOA的WDM-PON中帶寬受限、偏振對準以及ONU端成本受限等問題，本專利技術提出了一種基于RSOA和相干接收，運用單載波頻域均衡技術實現偏振復用和信號均衡的無源光網絡。本專利技術實現了一個激光器的兩個偏振方向的光供RSOA使用的偏振復用方案。基于相干接收機原有的解偏振復用算法是基于IQ調制器的。IQ調制器可以做到載波抑制，同時可以調制實部和虛部信息，利用一個CHU序列作為訓練序列使用MIMO算法經行偏振復用。由于RSOA不能做到載波抑制，同時一般的RSOA的調制方式類似于強度調制器，只能調節幅度信息。這樣需要在算法上對其做調整。本專利技術的技術方案為:一種基于ROSA的偏振復用相干檢測無源光網絡，其特征在于包括OLT端，其通過光分配網絡ODN與各網絡單元ONU連接；其中，所述光分配網絡ODN為一波長復用解復用器；所述OLT端包括一用于將各波長單偏振光稱合到同一光纖進行傳輸的第一波長復用解復用器，其輸出端經一 1/4波片與一環形器的第一端口連接，該環形器的第二端口與所述光分配網絡ODN連接，其第三端口與一用于將接收信號解復用到各相干接收機的第二波長復用解復用器連接，每一所述相干接收機與一DSP處理單元連接；所述網絡單元ONU包括一偏振分束/合束器和一發端處理模塊，所述偏振分束/合束器的兩分束端分別經一 RSOA模塊與該發端處理模塊連接。進一步的，所述發本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于ROSA的偏振復用相干檢測無源光網絡，其特征在于包括OLT端，其通過光分配網絡ODN與各網絡單元ONU連接；其中，所述光分配網絡ODN為一波長復用解復用器；所述OLT端包括一用于將各波長單偏振光耦合到同一光纖進行傳輸的第一波長復用解復用器，其輸出端經一1/4波片與一環形器的第一端口連接，該環形器的第二端口與所述光分配網絡ODN連接，其第三端口與一用于將接收信號解復用到各相干接收機的第二波長復用解復用器連接，每一所述相干接收機與一DSP處理單元連接；所述網絡單元ONU包括一偏振分束/合束器和一發端處理模塊，所述偏振分束/合束器的兩分束端分別經一RSOA模塊與該發端處理模塊連接。
【技術特征摘要】
1.一種基于ROSA的偏振復用相干檢測無源光網絡，其特征在于包括OLT端，其通過光分配網絡ODN與各網絡單元ONU連接；其中，所述光分配網絡ODN為一波長復用解復用器；所述OLT端包括一用于將各波長單偏振光稱合到同一光纖進行傳輸的第一波長復用解復用器，其輸出端經一 1/4波片與一環形器的第一端口連接，該環形器的第二端口與所述光分配網絡ODN連接，其第三端口與一用于將接收信號解復用到各相干接收機的第二波長復用解復用器連接，每一所述相干接收機與一 DSP處理單元連接；所述網絡單元ONU包括一偏振分束/合束器和一發端處理模塊，所述偏振分束/合束器的兩分束端分別經一 RSOA模塊與該發端處理模塊連接。2.如權利要求1所述的無源光網絡，其特征在于所述發端處理模塊發送的數據幀結構為:同步序列+訓練序列+數據；其中，X偏振在傳輸訓練序列時，Y偏振不傳輸信號，反之亦然。3.如權利要求2所述的無源光網絡，其特征在于所述發端處理模塊包括從輸入信號中進行實數信...
【專利技術屬性】
技術研發人員：萬陽沙，李巨浩，李多，林邦姜，何永琪，陳章淵，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：北京;11
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