專利名稱：一種波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，具體是涉及一種可實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)傳輸?shù)牟ǚ謴?fù)用無源光 網(wǎng)絡(luò)WDM-PON系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
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(luò)。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(luò)的本質(zhì)是模擬的單向傳輸系統(tǒng)，而且 雙向化改造復(fù)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(wù)，因波分 復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-PON網(wǎng)絡(luò)本身的透明性，也很容易支持。WDM-PON實現(xiàn)虛擬的點(diǎn)對點(diǎn)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(rèn)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(guān)鍵，是WDM-PON能夠廣泛部署的關(guān)鍵動力。波分復(fù)用技術(shù)具有長遠(yuǎn)的生命力。 隨著質(zhì)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(biāo)識，因此不同于時分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)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(fù)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(gòu)進(jìn)行了合理的布局，系統(tǒng)不僅可 以同時實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)和點(diǎn)對點(diǎn)業(yè)務(wù)，而且系統(tǒng)在成本和性能間也能達(dá)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(shù)存在的缺陷，提供了一種波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò) WDM-PON實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)傳輸?shù)男路f的系統(tǒng)和方法。為了達(dá)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(fù)用SCM技術(shù)、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(wù)分別提供未經(jīng)調(diào)制的連續(xù) 光。通過這種新的方法，可以來簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)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(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN，而遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN分別通過兩根分布光纖連 接至光網(wǎng)絡(luò)單元ONU構(gòu)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(diào)制器MZM連接至第一干涉儀濾波器，馬赫-曾德爾調(diào)制器MZM由 1個正弦波發(fā)生器驅(qū)動。第一干涉儀濾波器的兩端分別連接第一 IxN陣列波導(dǎo)光柵AWG和 第二干涉儀濾波器，第一 1 χ N陣列波導(dǎo)光柵AWG的N個輸出端口分別連接N個第一幅度 調(diào)制器IM，再經(jīng)過1個第一 Nxl陣列波導(dǎo)光柵AWG復(fù)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(diào)制器IM并與第一 Nxl陣列波導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)光柵；2)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN包括兩個Ix N的 陣列波導(dǎo)光柵AWG——第二 1 χ N陣列波導(dǎo)光柵和第三1 χ N陣列波導(dǎo)光柵，該兩個AWG的 輸出端口分別連接相應(yīng)的ONU ；3)共有N個光網(wǎng)絡(luò)單元0NU，每個ONU利用反射型半導(dǎo)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(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-PON實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆椒?，采用上述系統(tǒng)進(jìn)行 廣播業(yè)務(wù)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(diào)制產(chǎn)生雙邊帶子載波復(fù)用(DSB-SCM)信號。信號進(jìn)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(dǎo)光柵AWG解復(fù)用輸 出N個波長用于下行信號調(diào)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(diào)制器IM進(jìn)行廣 播信號的調(diào)制，后與經(jīng)第一 Nxl陣列波導(dǎo)光柵AWG復(fù)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(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN處第二、第三1 χ N陣列波導(dǎo)光柵AWG，N個包含 下行信號和廣播信號的復(fù)合信號通過第二1 χ N陣列波導(dǎo)光柵的解復(fù)用和路由功能經(jīng)分布 光纖發(fā)送至各個光網(wǎng)絡(luò)單元0NU，N個未經(jīng)調(diào)制單邊帶子載波通過第三1 χ N陣列波導(dǎo)光柵 的解復(fù)用和路由功能經(jīng)分布光纖發(fā)送到相應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU。光網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)到點(diǎn)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(luò)單元ONU中采用反射型半導(dǎo)體放大器RSOA對由分布光纖注入的未調(diào)制光 源進(jìn)行上行信號的重調(diào)制，然后再通過分布光纖將來自各個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的上行信號送 至遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN的第三1 χ N陣列波導(dǎo)光柵中進(jìn)行復(fù)用，復(fù)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(jī)中，從而完成上行信號的接收。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)1) 通過充分利用子載波復(fù)用(SCM)技術(shù)產(chǎn)生未調(diào)制的SCM信號的頻帶可以同時實現(xiàn)上下行業(yè) 務(wù)以及廣播業(yè)務(wù)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(diào)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(jié)構(gòu)，系統(tǒng)性能大大提高；4) RN以及ONU處網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，對器件 的要求不高，使網(wǎng)絡(luò)易于實施，使系統(tǒng)在成本和性能之間亦達(dá)到了一個均衡。


圖1為本發(fā)明一個實施例證波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)波長重用和廣播功能的系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2為波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式結(jié)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(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN (17)中的第二、第三IxN陣列波導(dǎo)光柵AWG (19、18)，而遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN (17)通 過兩根分布光纖(20、21)連接一個光網(wǎng)絡(luò)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(diào)制器MZM (3)連接至1個第一干涉儀濾波器 (5)，馬赫-曾德爾調(diào)制器MZM (3)由1個正弦波發(fā)生器(4)驅(qū)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(dǎo)光柵AWG (7)和一第二干涉儀濾波器(6)，第一 IxN陣列波導(dǎo)光柵AWG (7)的N個輸出端口分別連接N個第一幅度調(diào)制器IM (8)，再經(jīng)過1 個第一 Nxl陣列波導(dǎo)光柵AWG (10)復(fù)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(diào)制器IM (9)并與第一 Nxl陣列波導(dǎo)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(dǎo)光柵(13)，然后再通過接 收機(jī)(12)接收信號。 實施例二本波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆椒ǎ捎蒙鲜鱿到y(tǒng)進(jìn)行 廣播業(yè)務(wù)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(diào)制產(chǎn)出N個雙邊帶子載波復(fù)用(DSB-SCM)信號。該信號進(jìn) 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(dǎo)光柵AWG (7)解復(fù)用，用于下行信號調(diào)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(diào)制器IM (9)完成廣播信號的調(diào)制。調(diào)制后的廣播信號與經(jīng)第一 Nxl陣列波導(dǎo)光柵AWG
(10)復(fù)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(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN (17)處的第二、第三IxN陣列波導(dǎo)光柵AWG (19、18)，N個復(fù) 合的下行信號和廣播信號通過第二 IxN陣列波導(dǎo)光柵(19)的解復(fù)用和路由功能經(jīng)分布光 纖(20)發(fā)送至各個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU (22)，N個未經(jīng)調(diào)制單邊帶子載波通過第三IxN陣列波 導(dǎo)光柵(18)的解復(fù)用和路由功能經(jīng)分布光纖(21)發(fā)送至光網(wǎng)絡(luò)單元ONU (22)。光網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)到點(diǎn)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(luò)單元ONU (22)中對由分布光纖(21)注入 的未調(diào)制光源進(jìn)行上行信號的重調(diào)制，調(diào)制器采用反射型半導(dǎo)體放大器RSOA (27)，不僅能 夠調(diào)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(luò)單元ONU (22)的上行 信號送至遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN (17)的第三IxN陣列波導(dǎo)光柵(18)中進(jìn)行復(fù)用，復(fù)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(jī)(12)中，從而 完成上行信號的接收。
權(quán)利要求
1.一種波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)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(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN (17)，而遠(yuǎn)端節(jié) 點(diǎn)RN (17)分別通過兩根分布光纖(20、21)連接至光網(wǎng)絡(luò)單元ONU (22)構(gòu)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(diào)制 器MZM (3)連接至第一個干涉儀濾波器(5)，馬赫-曾德爾調(diào)制器MZM由1個正弦波發(fā)生器 (4)驅(qū)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(dǎo)光柵 AffG (7)和一個第二干涉儀濾波器(6)，第一 IxN陣列波導(dǎo)光柵AWG (7)的N個輸出端口分 別連接N個第一幅度調(diào)制器IM (8)，再通過第一 Nxl陣列波導(dǎo)光柵AWG (10)復(fù)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(diào)制器IM (9)并與第一 Nxl陣列波導(dǎo)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(dǎo)光柵AWG (13)，該第二 1 χ N陣列波導(dǎo)光柵AWG (13)的N個輸出 分別連接一個光電檢測接收機(jī)PD (12)；b.所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN(17)包括兩個Ix N的陣列波導(dǎo)光柵AWG——第二 1 χ N陣列波 導(dǎo)光柵AWG (19)和第三1 χ N陣列波導(dǎo)光柵AWG (18)，該兩個(19、18) AWG的輸出端口分 別連接相應(yīng)的ONU (22)；c.共有N個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(22)，每個ONU (22)利用反射型半導(dǎo)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(quán)力要求1所述的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)廣播功能的系統(tǒng)，其特征在于所 述的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN (17)通過兩根分布光纖(20) (21)連接至各光網(wǎng)絡(luò)單元ONU (22)，每個 光網(wǎng)絡(luò)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(jī)(25)和一個廣播 信號接收機(jī)(26)結(jié)合一個反射型半導(dǎo)體放大器RSOA (27)構(gòu)成。
3.一種波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆椒ǎ捎酶鶕?jù)權(quán)利要求書1所述 的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)廣播業(yè)務(wù)的系統(tǒng)進(jìn)行廣播業(yè)務(wù)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(diào)制產(chǎn)生雙邊帶子載波復(fù)用(DSB-SCM)信號；信號進(jìn)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(dǎo)光柵AWG(7)解復(fù)用輸出多個波長用于下行信號調(diào) 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(diào)制器IM (9)進(jìn)行廣播信號的調(diào)制， 后與第一 Nxl經(jīng)陣列波導(dǎo)光柵AWG (10)復(fù)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(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN (17)處的第二、第三 IxN陣列波導(dǎo)光柵AWG (19、18)，N個包含下行信號和廣播信號的復(fù)合信號通過第二 IxN陣 列波導(dǎo)光柵(19)的解復(fù)用和路由功能經(jīng)分布光纖(20)發(fā)送至各個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU (22)， N個未經(jīng)調(diào)制單邊帶子載波通過第三IxN陣列波導(dǎo)光柵(18)的解復(fù)用和路由功能經(jīng)分布光 纖(21)注入到相應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU (22)；光網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)到點(diǎn)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(luò)單元ONU (22)采用反射型半導(dǎo)體放大器RSOA (27)對由分布光纖(21)注入的未調(diào)制光源進(jìn)行上行信號的重調(diào)制，然后再通過分布光纖(21)將各個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU (22)的 上行信號送至遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN (17)的第三IxN陣列波導(dǎo)光柵(18)中進(jìn)行復(fù)用，復(fù)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(jī)(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(wù)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(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN，而遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN通過兩根分布光纖連接至光網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)光柵AWG、1個光環(huán)行器、一個光耦合器和多個調(diào)制器組成；遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN只包括兩個陣列波導(dǎo)光柵AWG。在OLT端一個光源就可以同時實現(xiàn)上下行業(yè)務(wù)和廣播業(yè)務(wù)的傳輸。每個ONU可接收到廣播信號以及下行點(diǎn)到點(diǎn)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(shù)以及改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)同時實現(xiàn)上下行業(yè)務(wù)和廣播業(yè)務(wù)的傳輸，并且使系統(tǒng)在成本和性能之間達(dá)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(quán)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(xué)