專利名稱：一種無源光接入網絡用戶上行信號傳輸方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光纖通信技術領域，具體涉及一種光纖到戶系統(tǒng)中無源光接入網絡用戶上行信號傳輸方法及其系統(tǒng)。
背景技術：
目前在光纖到戶系統(tǒng)中的無源光接入網技術中，核心技術分為三個部分:下行信號發(fā)射，無源接入，上行信號的發(fā)射/接收。由于采用無源光接入網絡(PON)的結構，下行信號用一發(fā)多收，而上行信號是多個用戶共用一根光纖，由于是共用一根光纖，會導致各個用戶在一根光纖上傳輸時發(fā)生沖突，為了解決多個上行信號沖突問題，目前PON的結構提出了很多種實現(xiàn)的方法:時分復用無源光網絡(TDM-PON)、波分復用無源光網絡(WDM-PON)和正交頻分復用無源光網絡(OFDM-PON)。時分復用無源光網絡(TDM-PON)是一種比較成熟和商用的技術，根據所承載的業(yè)務的不同分為以太網無源光網絡(EPON)和廣義成幀無源光網絡(GPON)兩種； ΕΡ0Ν和GPON中為了防止上行用戶光網絡終端(ONU)的沖突，需要將不同的時隙分配給不同的用戶，這樣導致系統(tǒng)復雜，協(xié)議很繁雜，電子處理芯片的處理速度跟不上傳輸速率等問題。而采用WDM-PON系統(tǒng)，由于要給每個用戶分配一個波長信息，就要提高ONU端用戶的成本，無法實現(xiàn)FTTH的普及等問題，而且設備運營商也不好維護。在OFDM-PON系統(tǒng)中，OFDM技術區(qū)分各個子信道的方法是利用各個子載波之間嚴格的正交性。頻偏和相位噪聲會使各個子載波之間的正交特性惡化，僅僅I %的頻偏就會使信噪比下降30dB。因此，OFDM系統(tǒng)對頻偏和相位噪聲比較敏感，提高了系統(tǒng)的復雜度和成本。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種無源光接入網絡中用戶上行信號傳輸方法，同時提供實現(xiàn)該方法的一種系統(tǒng)，解決目前用戶上行信號沖突的問題，并提高傳輸速率，減少對目前時分復用技術中電子芯片的依賴。本發(fā)明所提供的一種無源光接入網絡中用戶上行信號傳輸方法，包括信號發(fā)射步驟和信號接收步驟，其特征在于:(I)所述信號發(fā)射步驟，包括下述子步驟:(1.1)設置N個不同的正交波形發(fā)生器，N個正交波形發(fā)生器分別產生I階、…、N階正交波形，各階正交波形兩兩相互正交；(1.2)將N個不同用戶的信息分別調制到N個正交波形發(fā)生器所產生的I階、…、N階正交波形上；(1.3)將調制后的N個電正交波形信號疊加,形成一路混合電信號；(1.4)將所述混合電信號調制到一個激光器上轉換成混合輸出光信號，再送入光纖中傳輸；
(2)所述信號接收步驟，包括下述子步驟:(2.1)將光纖中接收的混合輸出光信號通過光電探測器進行光電轉換，成為混合電信號；(2.2)將混合電信號經過電分路器分成N路相同的子混合電信號；(2.3)對每一路子混合電信號，通過相應的相關電路得到積分信號，再經判決再生電路，分離恢復出一路用戶信息，N個相關電路和對應的N個判決再生電路分離恢復出N路不同的用戶信息。本發(fā)明所提供的一種無源光接入網絡用戶上行信號傳輸系統(tǒng)，包括信號發(fā)射端和信號接收端，所述信號發(fā)射端和信號接收端通過光纖連接，其特征在于:(I)所述信號發(fā)射端，包括N個不同的正交波形信號產生電路、電合路器以及激光器:所述電合路器連接N個正交波形信號產生電路，每個正交波形信號產生電路由一個調制器和i階正交波形發(fā)生器組成，i = 1、…、N，N為正整數(shù)#個i階正交波形發(fā)生器分別產生I階、…、N階正交波形，各階正交波形兩兩相互正交；不同的用戶信息分別通過調制器直接或間接調制到不同階正交波形上，形成N個已調信號；所述電合路器 將N 個已調信號混合為混合電信號，對激光器進行調制，激光器輸出混合光信號，送入光纖中傳輸；(2)所述信號接收端，包括依次串聯(lián)的光電探測器、電分路器、N個相關電路、N個判決再生電路以及N個正交波形發(fā)生器；光電探測器將光纖中接收的混合光信號進行光電轉換，成為混合電信號送至電分路器；電分路器將混合電信號分成N路相同的子混合電信號，分別送到N個相關電路，所述N個正交波形發(fā)生器分別產生I階、…、N階正交波形，分別送到N個相關電路，各階正交波形兩兩相互正交；每個相關電路對相應的子混合電信號和相應階正交波形進行運算得到積分信號，送到相應判決再生電路，分離恢復出一路用戶信息，N個相關電路和對應的N個判決再生電路分離恢復出N路用戶信息。所述的無源光接入網絡用戶上行信號傳輸系統(tǒng)，其進一步特征在于:所述i階正交波形發(fā)生器為任意波形發(fā)生器，其輸入為i階正交波形函數(shù)，輸出為對應的i階正交波形；i階正交波形函數(shù)yi為:
權利要求
1.一種無源光接入網絡用戶上行信號傳輸方法，包括信號發(fā)射步驟和信號接收步驟，其特征在于: (1)所述信號發(fā)射步驟，包括下述子步驟: (1.1)設置N個不同的正交波形發(fā)生器，N個正交波形發(fā)生器分別產生I階、…、N階正交波形，各階正交波形兩兩相互正交； (1.2)將N個不同用戶的信息分別調制到N個正交波形發(fā)生器所產生的I階、…、N階正交波形上； (1.3)將調制后的N個電正交波形信號疊加，形成一路混合電信號； (1.4)將所述混合電信號調制到一個激光器上轉換成混合輸出光信號，再送入光纖中傳輸； (2)所述信號接收步驟，包括下述子步驟: (2.1)將光纖中接收的混合輸出光信號通過光電探測器進行光電轉換，成為混合電信號; (2.2)將混合電信號經過電分路器分成N路相同的子混合電信號； (2.3)對每一路子混合電信號，通過相應的相關電路得到積分信號，再經判決再生電路，分離恢復出一路用戶信息，N個相關電路和對應的N個判決再生電路分離恢復出N路不同的用戶信息。
2.一種無源光接入網絡用戶上行信號傳輸系統(tǒng)，包括信號發(fā)射端和信號接收端，所述信號發(fā)射端和信號接收端通過光纖連接，其特征在于: (1)所述信號發(fā)射端，包括N個不同的正交波形信號產生電路、電合路器以及激光器: 所述電合路器連接N個正交波形信號產生電路，每個正交波形信號產生電路由一個調制器和i階正交波形發(fā)生器組成，i = 1、…、N，N為正整數(shù)#個i階正交波形發(fā)生器分別產生I階、…、N階正交波形，各階正交波形兩兩相互正交； 不同的用戶信息分別通過調制器直接或間接調制到不同階正交波形上，形成N個已調信號；所述電合路器將N個已調信號混合為混合電信號,對激光器進行調制,激光器輸出混合光信號，送入光纖中傳輸； (2)所述信號接收端，包括依次串聯(lián)的光電探測器、電分路器、N個相關電路、N個判決再生電路以及N個正交波形發(fā)生器； 光電探測器將光纖中接收的混合光信號進行光電轉換，成為混合電信號送至電分路器；電分路器將混合電信號分成N路相同的子混合電信號，分別送到N個相關電路，所述N個正交波形發(fā)生器分別產生I階、…、N階正交波形，分別送到N個相關電路，各階正交波形兩兩相互正交； 每個相關電路對相應的子混合電信號和相應階正交波形進行運算得到積分信號，送到相應判決再生電路，分離恢復出一路用戶信息，N個相關電路和對應的N個判決再生電路分離恢復出N路用戶信息。
3.如權利要求2所述的無源 光接入網絡用戶上行信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于: 所述i階正交波形發(fā)生器為任意波形發(fā)生器，其輸入為i階正交波形函數(shù)，輸出為對應的i階正交波形； i階正交波形函數(shù)Yi為:
4.如權利要求2或3所述的無源光接入網絡用戶上行信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于: 所述相關電路由乘法器和積分器串聯(lián)組成，i路子混合電信號和i階正交波形在乘法器中相乘，所得到電信號通過積分器積分得到第i路積分信號； 所述判決再生電路由時鐘提取芯片和判決芯片組成，所述第i路積分信號輸入判決芯片，用時鐘提取芯片控制判決芯片提取一個碼元周期的積分信號最后時刻的值，作為第i路積分值Ai，并判斷Ai是否大于閾值Zi，是則輸出I碼，否則輸出O碼。
5.如權利要求4所述的無源光接入網絡用戶上行信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述閾值Zi通過下述步驟得到: (1)在信號發(fā)射端，將第一組先驗碼作為用戶信息通過調制器直接或間接調制到不同階正交波形上，進行傳輸；其中，全I碼調制到i階正交波形上，其它各階正交波形調制全O碼；在信號接收端，第i個相關電路輸出積分信號到示波器上，通過示波器計算出每個碼元周期的積分信號最后時刻的值的平均值 (2)在信號發(fā)射端，將第二組先驗碼作為用戶信息通過調制器直接或間接調制到不同階正交波形上，進行傳輸；其中，第二組先驗碼為全O碼，調制到各階正交波形上；在信號接收端，第i個相關電路輸出積分信號到示波器上，通過示波器計算出每個碼元周期的積分信號最后時刻的值的平均值； (3)計算第i路的閾值
全文摘要
一種無源光接入網絡用戶上行信號傳輸方法及其系統(tǒng)，屬于光纖通信技術領域，解決目前用戶上行信號沖突的問題，并提高傳輸速率。本發(fā)明的傳輸方法將用戶信息分別調制到N個正交波形發(fā)生器上，再通過激光器轉換成混合輸出光信號；接收的混合輸出光信號轉換為混合電信號，對N路相同的子混合電信號分離恢復出N路不同的用戶信息。本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)中，信號發(fā)射端包括N個不同的正交波形信號產生電路、電合路器以及激光器；信號接收端包括光電探測器、電分路器、N個相關電路、N個判決再生電路以及N個正交波形發(fā)生器。本發(fā)明對頻偏和相位噪聲要求較低，減少對電子芯片的依賴，大大提高用戶端數(shù)據的接入能力，并簡化無源光網絡的結構和協(xié)議。
文檔編號H04B10/60GK103117979SQ20131003404
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權日2013年1月29日
發(fā)明者李洵, 李蔚 申請人:華中科技大學