專利名稱：一種波分復用無源光網(wǎng)絡實現(xiàn)廣播業(yè)務傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光通信領域，具體是涉及一種可實現(xiàn)廣播業(yè)務傳輸?shù)牟ǚ謴陀脽o源光 網(wǎng)絡WDM-PON系統(tǒng)和方法。
背景技術：
目前我國有線電視接入網(wǎng)基本采用光纖同軸電纜混合網(wǎng)HFC網(wǎng)絡。但隨著三網(wǎng)融 合時代的到來，突破接入網(wǎng)瓶頸變得越來越迫切，只有突破接入部分的帶寬“瓶頸”，才能實 現(xiàn)接入網(wǎng)數(shù)據(jù)、語音及電視信號的同時傳輸。HFC網(wǎng)絡的本質是模擬的單向傳輸系統(tǒng)，而且 雙向化改造復雜，不可能作為未來大規(guī)模的主要接入方式。對未來的數(shù)字廣播業(yè)務，因波分 復用無源光網(wǎng)絡WDM-PON網(wǎng)絡本身的透明性，也很容易支持。WDM-PON實現(xiàn)虛擬的點對點傳 輸，各個用戶之間不會共享信息，具有天然的安全性。WDM-PON以其優(yōu)越的特性被認為是光 纖到家FTTH的最佳解決方案。所以如何在WDM-PON中實現(xiàn)電視信號的廣播是實現(xiàn)接入網(wǎng) 三網(wǎng)合一的關鍵，是WDM-PON能夠廣泛部署的關鍵動力。波分復用技術具有長遠的生命力。 隨著質優(yōu)價廉的器件將不斷出現(xiàn)，成本降低空間還可以加大。因此，在WDM-PON中實現(xiàn)廣播 也是有效可行的，也是一個發(fā)展趨勢。WDM-PON采用波長作為用戶端ONU的標識，因此不同于時分復用光網(wǎng)絡TDM-PON下 行廣播的自然屬性，WDM-PON的自然屬性會使電視信號的廣播傳輸稍顯復雜。目前，在具有 廣播功能的WDM-PON中，為廣播信號分配一個特定的共享波長或者提供一個寬帶光源均是 常見的方法，但也存在各種缺陷。本發(fā)明對系統(tǒng)的體系架構進行了合理的布局，系統(tǒng)不僅可 以同時實現(xiàn)廣播業(yè)務和點對點業(yè)務，而且系統(tǒng)在成本和性能間也能達到理想狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供了一種波分復用無源光網(wǎng)絡 WDM-PON實現(xiàn)廣播業(yè)務傳輸?shù)男路f的系統(tǒng)和方法。為了達到上述目的，本發(fā)明的核心思想 是光線路終端OLT處只需一個多波長光源，通過利用采用子載波復用SCM技術、光載波 與子載波分離以及子載波間分離可以為下行、廣播以及上行業(yè)務分別提供未經(jīng)調制的連續(xù) 光。通過這種新的方法，可以來簡化系統(tǒng)結構并克服已有傳輸廣播信號的缺陷例如需要額 外的光源。根據(jù)上述發(fā)明核心思想，本發(fā)明采用下列方案
一種波分復用無源光網(wǎng)絡實現(xiàn)廣播業(yè)務的系統(tǒng)，由光線路終端OLT通過兩根單模光纖 第一單模光纖和第二單模光纖連接遠端節(jié)點RN，而遠端節(jié)點RN分別通過兩根分布光纖連 接至光網(wǎng)絡單元ONU構成，其特征在于1)所述光線路終端OLT是1個多波長激光器直接 經(jīng)過一個馬赫-曾德爾調制器MZM連接至第一干涉儀濾波器，馬赫-曾德爾調制器MZM由 1個正弦波發(fā)生器驅動。第一干涉儀濾波器的兩端分別連接第一 IxN陣列波導光柵AWG和 第二干涉儀濾波器，第一 1 χ N陣列波導光柵AWG的N個輸出端口分別連接N個第一幅度 調制器IM，再經(jīng)過1個第一 Nxl陣列波導光柵AWG復用，N彡2，N為自然數(shù)，第二干涉儀濾波器的兩個端口，其中一個直接連接至一個第二幅度調制器IM并與第一 Nxl陣列波導光 柵AWG的輸出連接至一個耦合器兩個輸入端口，耦合器的輸出口連接所述第一單模光纖； 另一端口直接進入一個光環(huán)行器的第一個端口，而該環(huán)形器第二個端口連接至所述第二單 模光纖，第三端口連接至一個第二 1 χ N陣列波導光柵；2)遠端節(jié)點RN包括兩個Ix N的 陣列波導光柵AWG——第二 1 χ N陣列波導光柵和第三1 χ N陣列波導光柵，該兩個AWG的 輸出端口分別連接相應的ONU ；3)共有N個光網(wǎng)絡單元0NU，每個ONU利用反射型半導體放 大器RSOA實現(xiàn)光環(huán)回以及上行信號的傳輸。一種波分復用無源光網(wǎng)絡WDM-PON實現(xiàn)廣播業(yè)務傳輸?shù)姆椒ǎ捎蒙鲜鱿到y(tǒng)進行 廣播業(yè)務傳輸，其特征在于光線路終端OLT中的多波長激光器同時發(fā)射出N個波長，再經(jīng) 正弦波發(fā)生器產(chǎn)生的射頻信號調制產(chǎn)生雙邊帶子載波復用(DSB-SCM)信號。信號進入第一 干涉儀濾波器后，一個端口輸出N個光載波，然后經(jīng)第一 1 χ N陣列波導光柵AWG解復用輸 出N個波長用于下行信號調制，另一個端口輸出N個雙邊帶子載波，經(jīng)第二干涉儀濾波器 兩端口分別輸出N個單邊帶子載波，其中，一個輸出端口直接經(jīng)第二幅度調制器IM進行廣 播信號的調制，后與經(jīng)第一 Nxl陣列波導光柵AWG復用后的下行信號通過耦合器傳輸至第 一單模光纖，而另一輸出端口的N個單邊帶子載波通過一個環(huán)形器直接傳輸至第二單模光 纖。兩根單模光纖分別連接至遠端節(jié)點RN處第二、第三1 χ N陣列波導光柵AWG，N個包含 下行信號和廣播信號的復合信號通過第二1 χ N陣列波導光柵的解復用和路由功能經(jīng)分布 光纖發(fā)送至各個光網(wǎng)絡單元0NU，N個未經(jīng)調制單邊帶子載波通過第三1 χ N陣列波導光柵 的解復用和路由功能經(jīng)分布光纖發(fā)送到相應的光網(wǎng)絡單元0NU。光網(wǎng)絡單元將接收到的信 號首先通過三端口濾波器將廣播信號與點到點的下行信號分離開來分別接收。對于上行信 號傳輸，在光網(wǎng)絡單元ONU中采用反射型半導體放大器RSOA對由分布光纖注入的未調制光 源進行上行信號的重調制，然后再通過分布光纖將來自各個光網(wǎng)絡單元ONU的上行信號送 至遠端節(jié)點RN的第三1 χ N陣列波導光柵中進行復用，復用后的上行信號通過第二單模光 纖以及光環(huán)形器送入光線路終端OLT中的接收機中，從而完成上行信號的接收。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu)點1) 通過充分利用子載波復用(SCM)技術產(chǎn)生未調制的SCM信號的頻帶可以同時實現(xiàn)上下行業(yè) 務以及廣播業(yè)務的傳輸；2)系統(tǒng)只需要一個多波長光源，這樣大大降低了系統(tǒng)的成本，也便 于波長管理；3)用于上下行以及廣播信號的光源都是未經(jīng)調制的純凈的連續(xù)光，彼此間干 擾小，而且系統(tǒng)采用雙纖結構，系統(tǒng)性能大大提高；4) RN以及ONU處網(wǎng)絡結構簡單，對器件 的要求不高，使網(wǎng)絡易于實施，使系統(tǒng)在成本和性能之間亦達到了一個均衡。


圖1為本發(fā)明一個實施例證波分復用無源光網(wǎng)絡實現(xiàn)波長重用和廣播功能的系 統(tǒng)結構示意圖2為波分復用無源光網(wǎng)絡光網(wǎng)絡單元ONU內(nèi)部結構的示意圖。
具體實施例方式結合

本發(fā)明的優(yōu)選實施例如下
實施例一參見圖1，本波分復用無源光網(wǎng)絡WDM-PON實現(xiàn)廣播功能的系統(tǒng)由1個光線路終端OLT (1 )，通過兩根單模光纖——第一單模光纖(15)和第二單模光纖(16)分別連接 遠端節(jié)點RN (17)中的第二、第三IxN陣列波導光柵AWG (19、18)，而遠端節(jié)點RN (17)通 過兩根分布光纖(20、21)連接一個光網(wǎng)絡單元0NU。所述光線路終端OLT (1)是由1個多 波長激光器(2)直接經(jīng)過1個馬赫-曾德爾調制器MZM (3)連接至1個第一干涉儀濾波器 (5)，馬赫-曾德爾調制器MZM (3)由1個正弦波發(fā)生器(4)驅動。第一干涉儀濾波器(5) 的兩端分別連接至1個第一 IxN陣列波導光柵AWG (7)和一第二干涉儀濾波器(6)，第一 IxN陣列波導光柵AWG (7)的N個輸出端口分別連接N個第一幅度調制器IM (8)，再經(jīng)過1 個第一 Nxl陣列波導光柵AWG (10)復用，N彡2，N為自然數(shù)；第二干涉儀濾波器(6)的兩 個端口，其中一個直接連接至一個第二幅度調制器IM (9)并與第一 Nxl陣列波導光柵AWG (10)的輸出連接至一個耦合器(11)兩輸入端口，耦合器(11)的輸出口連接第一單模光纖 (15)；另一端口直接通過一個光環(huán)行器(14)的第一個端口，而環(huán)形器(14)第二個端口連接 至第二單模光纖(16)，第三端口連接至一個第二 1 χ N陣列波導光柵(13)，然后再通過接 收機(12)接收信號。 實施例二本波分復用無源光網(wǎng)絡實現(xiàn)廣播業(yè)務傳輸?shù)姆椒ǎ捎蒙鲜鱿到y(tǒng)進行 廣播業(yè)務的傳輸。光線路終端OLT (1)中的多波長激光器(2)同時發(fā)射出N個波長經(jīng)正弦 波發(fā)生器(4)產(chǎn)生的射頻信號調制產(chǎn)出N個雙邊帶子載波復用(DSB-SCM)信號。該信號進 入第一干涉儀濾波器(5)后，一個端口輸出N個光載波，然后經(jīng)IxN第一陣列波導光柵AWG (7)解復用，用于下行信號調制，另一個端口輸出N個雙邊帶子載波，再經(jīng)過一個第二干涉 儀濾波器(6)兩端口分別輸出N個單邊帶子載波，其中，一個輸出端口直接通過一個第二幅 度調制器IM (9)完成廣播信號的調制。調制后的廣播信號與經(jīng)第一 Nxl陣列波導光柵AWG
(10)復用后的下行信號通過耦合器(11)耦合傳至第一單模光纖(15)共同傳輸；而另一輸 出端口 N個單邊帶子載波通過一個環(huán)形器(14)直接傳輸至第二單模光纖(16)。兩根單模 光纖分別連接至遠端節(jié)點RN (17)處的第二、第三IxN陣列波導光柵AWG (19、18)，N個復 合的下行信號和廣播信號通過第二 IxN陣列波導光柵(19)的解復用和路由功能經(jīng)分布光 纖(20)發(fā)送至各個光網(wǎng)絡單元ONU (22)，N個未經(jīng)調制單邊帶子載波通過第三IxN陣列波 導光柵(18)的解復用和路由功能經(jīng)分布光纖(21)發(fā)送至光網(wǎng)絡單元ONU (22)。光網(wǎng)絡單 元ONU (22)將接收到的信號首先通過三端口濾波器(24)將廣播信號與點到點的下行信號 分離開來分別接收。參見圖2，對于上行信號傳輸，在光網(wǎng)絡單元ONU (22)中對由分布光纖(21)注入 的未調制光源進行上行信號的重調制，調制器采用反射型半導體放大器RSOA (27)，不僅能 夠調制信號而且放大信號。然后再通過分布光纖(21)將各個光網(wǎng)絡單元ONU (22)的上行 信號送至遠端節(jié)點RN (17)的第三IxN陣列波導光柵(18)中進行復用，復用后的上行信號 通過第二單模光纖(16)以及光環(huán)形器(14)送入光線路終端OLT中的接收機(12)中，從而 完成上行信號的接收。
權利要求
1.一種波分復用無源光網(wǎng)絡實現(xiàn)廣播業(yè)務傳輸?shù)南到y(tǒng)，由光線路終端OLT (1)通過兩 根單模光纖一第一單模光纖(15)和第二單模光纖(16)連接遠端節(jié)點RN (17)，而遠端節(jié) 點RN (17)分別通過兩根分布光纖(20、21)連接至光網(wǎng)絡單元ONU (22)構成，其特征在于a.所述光線路終端OLT(1)是1個多波長激光器(2)直接經(jīng)過1個馬赫-曾德爾調制 器MZM (3)連接至第一個干涉儀濾波器(5)，馬赫-曾德爾調制器MZM由1個正弦波發(fā)生器 (4)驅動；第一干涉儀濾波器(5)的兩個輸出端口分別連接至一個第一 IxN陣列波導光柵 AffG (7)和一個第二干涉儀濾波器(6)，第一 IxN陣列波導光柵AWG (7)的N個輸出端口分 別連接N個第一幅度調制器IM (8)，再通過第一 Nxl陣列波導光柵AWG (10)復合在一起， N > 2，N為自然數(shù)；第二干涉儀濾波器(6)的兩個輸出端口，其中一個直接連接至一個第二 幅度調制器IM (9)并與第一 Nxl陣列波導光柵AWG (10)的輸出連接至一個耦合器(11)， 耦合器(11)的輸出口連接所述第一單模光纖(15)；另一端口直接通過一個光環(huán)行器(14) 的第一個端口，而環(huán)形器(14)第二個端口連接至所述第二單模光纖(16)，第三端口連接至 一個第二 1 χ N陣列波導光柵AWG (13)，該第二 1 χ N陣列波導光柵AWG (13)的N個輸出 分別連接一個光電檢測接收機PD (12)；b.所述遠端節(jié)點RN(17)包括兩個Ix N的陣列波導光柵AWG——第二 1 χ N陣列波 導光柵AWG (19)和第三1 χ N陣列波導光柵AWG (18)，該兩個(19、18) AWG的輸出端口分 別連接相應的ONU (22)；c.共有N個光網(wǎng)絡單元ONU(22)，每個ONU (22)利用反射型半導體放大器RSOA (27) 實現(xiàn)光環(huán)回以及上行信號的傳輸。
2.根據(jù)權力要求1所述的波分復用無源光網(wǎng)絡實現(xiàn)廣播功能的系統(tǒng)，其特征在于所 述的遠端節(jié)點RN (17)通過兩根分布光纖(20) (21)連接至各光網(wǎng)絡單元ONU (22)，每個 光網(wǎng)絡單元ONU (22)由一個三端口濾波器(24)連接一個下行信號接收機(25)和一個廣播 信號接收機(26)結合一個反射型半導體放大器RSOA (27)構成。
3.一種波分復用無源光網(wǎng)絡實現(xiàn)廣播業(yè)務傳輸?shù)姆椒?，采用根?jù)權利要求書1所述 的波分復用無源光網(wǎng)絡實現(xiàn)廣播業(yè)務的系統(tǒng)進行廣播業(yè)務傳輸，其特征在于光線路終端 OLT (1)中的多波長激光器(2)同時發(fā)射出N個波長，再經(jīng)正弦信號發(fā)生器(4)產(chǎn)生的射頻 信號調制產(chǎn)生雙邊帶子載波復用(DSB-SCM)信號；信號進入干涉儀濾波器IL (5)后，一個端 口輸出N個光載波，然后經(jīng)第一陣列波導光柵AWG(7)解復用輸出多個波長用于下行信號調 制，另一個端口輸出N個雙邊帶子載波，連接第二干涉儀濾波器IL (6)，兩端口分別輸出N 個單邊帶子載波，其中，一個輸出端口直接經(jīng)第二幅度調制器IM (9)進行廣播信號的調制， 后與第一 Nxl經(jīng)陣列波導光柵AWG (10)復用后的下行信號通過耦合器(11)傳輸至第一單 模光纖(15)，而第二干涉儀濾波器(6)另一輸出端口 N個單邊帶子載波通過一環(huán)形器(14) 直接傳輸至第二單模光纖(16);兩根單模光纖分別連接至遠端節(jié)點RN (17)處的第二、第三 IxN陣列波導光柵AWG (19、18)，N個包含下行信號和廣播信號的復合信號通過第二 IxN陣 列波導光柵(19)的解復用和路由功能經(jīng)分布光纖(20)發(fā)送至各個光網(wǎng)絡單元ONU (22)， N個未經(jīng)調制單邊帶子載波通過第三IxN陣列波導光柵(18)的解復用和路由功能經(jīng)分布光 纖(21)注入到相應的光網(wǎng)絡單元ONU (22)；光網(wǎng)絡單元ONU將接收到的信號首先通過三 端口濾波器(24)將廣播信號與點到點的下行信號分離開來分別接收；對于上行信號傳輸， 光網(wǎng)絡單元ONU (22)采用反射型半導體放大器RSOA (27)對由分布光纖(21)注入的未調制光源進行上行信號的重調制，然后再通過分布光纖(21)將各個光網(wǎng)絡單元ONU (22)的 上行信號送至遠端節(jié)點RN (17)的第三IxN陣列波導光柵(18)中進行復用，復用后的上行 信號通過第二單模光纖(16)以及光環(huán)形器(14)送入光線路終端OLT (1)中的接收機(12) 中，從而完成上行信號的接收。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)廣播業(yè)務傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法。本系統(tǒng)是1個光線路終端OLT，通過兩根單模光纖連接遠端節(jié)點RN，而遠端節(jié)點RN通過兩根分布光纖連接至光網(wǎng)絡單元ONU。其中，光線路終端OLT主要由一個多波長光源、一個正弦波發(fā)生器、兩個不同類型的光干涉儀濾波器、3個陣列波導光柵AWG、1個光環(huán)行器、一個光耦合器和多個調制器組成；遠端節(jié)點RN只包括兩個陣列波導光柵AWG。在OLT端一個光源就可以同時實現(xiàn)上下行業(yè)務和廣播業(yè)務的傳輸。每個ONU可接收到廣播信號以及下行點到點信號，同時由OLT注入連續(xù)光CW可用作上行信號的光源。本發(fā)明通過利用子載波技術以及改變系統(tǒng)的結構同時實現(xiàn)上下行業(yè)務和廣播業(yè)務的傳輸，并且使系統(tǒng)在成本和性能之間達到了均衡。
文檔編號H04Q11/00GK102088329SQ201010607568
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者甘朝欽, 陳本陽, 馬雪嬌 申請人:上海大學