本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，包括一個1×2n耦合器，與之連接有n個結(jié)構(gòu)相同的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，每個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點分別獨立的與1×2n耦合器的兩個輸出端口相連，一個端口通過光注入鎖定方式恢復(fù)光載波，恢復(fù)的光載波分為兩路，一路作為本振光與另一端口傳輸?shù)男盘柟鈽?gòu)成相干檢測回路，解調(diào)下行數(shù)據(jù)信號，另一路調(diào)制上行用戶數(shù)據(jù)并發(fā)送。本發(fā)明專利技術(shù)有益效果：采用注入鎖定半導(dǎo)體激光器的有源濾波方式保證了微小波長間隔下用戶數(shù)據(jù)間的區(qū)分度，為零差相干檢測提供了高質(zhì)量本振光；使用恢復(fù)的光載波調(diào)制上行數(shù)據(jù)，提高光譜的利用率；并保證了上行波長同步；最終為用戶提供了綠色、高效、高速的寬帶接入服務(wù)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點
本專利技術(shù)涉及一種超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)中光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點設(shè)計方案，尤其涉及一種基于上行重調(diào)制和零差相干檢測的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點方案。
技術(shù)介紹
近年來，隨著寬帶業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，尤其以流媒體技術(shù)、高清電視、云計算等業(yè)務(wù)為代表的數(shù)據(jù)量及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模爆發(fā)式增長，用戶對于大規(guī)模、高性能、低功耗的接入網(wǎng)提出了迫切的需求。超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(DWDM-PON)被認為是下一代無源光網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)組網(wǎng)技術(shù)，同時具有數(shù)據(jù)傳輸透明、高傳輸帶寬和網(wǎng)絡(luò)安全等優(yōu)點。超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(UDWDM-PON)則進一步壓縮信道間隔，使系統(tǒng)中信道間隔達到GHz量級。但是，超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)中光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(ONU)的數(shù)量多，其成本很大程度決定了系統(tǒng)的成本，且細小波長間隔下上行信道之間的相對穩(wěn)定難以保證，制約著UDWDM-PON的廣泛商用。目前，在商用的光纖通信系統(tǒng)中，振幅鍵控方式獲得廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的光檢測器采用強度調(diào)制/直接檢測的方法，雖然這種方法簡單且廉價，但是其靈敏度受限于光檢測器和接收機前端放大器噪聲。對振幅鍵控信號，采用零差相干檢測技術(shù)可以將檢測頻率直接降低到基帶頻率，而不需要復(fù)雜的電信號解調(diào)，除此以外，采用這種接收方式的接收靈敏度也顯著高于直接檢測，增加系統(tǒng)功率預(yù)算、擴大傳輸距離。但是，由于用于產(chǎn)生所需本振光源價格高昂，零差相干解調(diào)并未廣泛使用在商用系統(tǒng)中。注入鎖定半導(dǎo)體激光器構(gòu)成的有源濾波單元，通過合理的配置器件參數(shù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的載波恢復(fù)。恢復(fù)的光載波與在光線路終端中產(chǎn)生的信道基準(zhǔn)波長一一對應(yīng)，在恢復(fù)的光載波上調(diào)制上行數(shù)據(jù)，提高光譜利用率的同時保證上行信道的相對穩(wěn)定性。另外，考慮到基于注入鎖定半導(dǎo)體激光器波長嚴(yán)格對準(zhǔn)主激光器波長，相位與主激光器相干的特性，載波恢復(fù)的光載波可作為低成本、高精度的本振光，用于零差相干檢測。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)提出了一種超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)中光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點設(shè)計方案，不僅使用同一波長傳輸上下行數(shù)據(jù)，提高光譜利用率，進一步提升單個PON的承載能力；而且利用光注入鎖定技術(shù)為零差相干檢測技術(shù)解決了傳統(tǒng)相干接收方案中光接收機需要使用價格高昂的本振激光器的問題，提高了光接收機的靈敏度。本專利技術(shù)成本低易實現(xiàn)，可以作為一種自適應(yīng)UDWDM-PON光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的大規(guī)模鋪設(shè)方案。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出的一種超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，包括一個1×2n耦合器，與所述1×2n耦合器連接有n個結(jié)構(gòu)相同的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點；所述光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點包括第一光環(huán)形器、第一偏振控制器、第二光環(huán)形器、分布反饋式激光器、第一1×2耦合器、第二偏振控制器、馬赫增德爾調(diào)制器、合成信號分析儀、第三偏振控制器、可調(diào)光延時線、第二1×2耦合器和光檢測裝置；所述第二光環(huán)形器的2口與所述分布反饋式激光器相連，以實現(xiàn)有源濾波功能；所述第一1×2耦合器將有源濾波恢復(fù)的光載波分為兩路，分別用作上行再調(diào)制的光載波和零差相干解調(diào)所需本振光；所述馬赫增德爾調(diào)制器與所述合成信號分析儀相連，所述合成信號發(fā)生器為所述馬赫增德爾調(diào)制器提供上行數(shù)據(jù)的基帶信號；所述第三偏振控制器和可調(diào)光延時線分別控制下行數(shù)據(jù)信號的偏振態(tài)和相位以適應(yīng)零差相干檢測；n個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的第一光環(huán)形器和所述第三偏振控制器分別與所述1×2n耦合器的2n個輸出端口一一對應(yīng)相連；通信過程中，光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點實現(xiàn)下行用戶數(shù)據(jù)的接收與上行用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送；即n個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點中每個光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括分別與所述1×2n耦合器的2個輸出端口連接的兩條信道，其中連接有所述第三偏振控制器的信道直接傳輸由光線路終端傳來的多波長下行用戶數(shù)據(jù)；連接有所述第一光環(huán)形器的信道采用光注入鎖定的方式實現(xiàn)有源濾波，恢復(fù)的光載波分為兩路；一路作為零差相干檢測所需本振光，在光檢測裝置中與連接有所述第三偏振控制器的信道中傳輸?shù)南滦杏脩魯?shù)據(jù)相干解調(diào)，恢復(fù)本振光對應(yīng)的下行用戶數(shù)據(jù)；另一路調(diào)制上行用戶數(shù)據(jù)，完成上行重調(diào)制，提高信道利用率，并保證上行用戶載波同步。本專利技術(shù)所述的超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，其中，每個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點分別獨立的與所述1×2n耦合器的兩個輸出端口相連，所述光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點中各器件的連接關(guān)系是：所述第一光環(huán)形器的2口與所述1×2n耦合器的一個輸出端口相連，所述第一光環(huán)形器的3口通過所述第一偏振控制器連接至所述第二光環(huán)形器的1口，所述第二光環(huán)形器的3口與所述第一1×2耦合器的輸入口相連；所述第一1×2耦合器的輸出端口通過所述第二偏振控制器與馬赫增德爾調(diào)制器的光輸入口相連，所述馬赫增德爾調(diào)制器的電驅(qū)動端口連接至所述合成信號分析儀，所述馬赫增德爾調(diào)制器的光輸出口與所述第一光環(huán)形器的2口相連；所述第三偏振控制器的光輸入端口與所述1×2n耦合器的另一個輸出端口相連，所述第三偏振控制器的光輸出端口與所述可調(diào)光延時線的一端相連；所述可調(diào)光延時線的另一端和所述第一1×2耦合器的另一個輸出口通過第二1×2耦合器連接至所述光檢測裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：由于本專利技術(shù)采用注入鎖定分布反饋式激光器有源濾波，在數(shù)據(jù)接收時恢復(fù)與相對應(yīng)波長相干的光載波，一方面可以作為低成本的本振光，與接收信號通過零差相干檢測技術(shù)恢復(fù)數(shù)據(jù)，另一方面可作為上行數(shù)據(jù)的光載波，通過上行再調(diào)制方法傳輸上行數(shù)據(jù)，進一步提高信道的利用率，并解決獨立光源間的相對波長漂移問題，保證上行用戶波長同步；附圖說明圖1是本專利技術(shù)超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點構(gòu)成示意圖；圖中，1-1×2n耦合器2-第一光環(huán)形器3-第一偏振控制器4-第二光環(huán)形器5-分布反饋式激光器6-第一1×2耦合器7-第二偏振控制器8-馬赫曾德爾調(diào)制器9-合成信號分析儀10-第三偏振控制器11-可調(diào)光延時線12-第二1×2耦合器13-光檢測裝置。具體實施方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本專利技術(shù)做進一步的說明，但下述實施例絕非對本專利技術(shù)有任何限制。如圖1所示，1.一種超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，包括一個1×2n耦合器1，與所述1×2n耦合器1連接有n個結(jié)構(gòu)相同的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點；所述光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點包括第一光環(huán)形器2、第一偏振控制器3、第二光環(huán)形器4、分布反饋式激光器5、第一1×2耦合器6、第二偏振控制器7、馬赫增德爾調(diào)制器8、合成信號分析儀9、第三偏振控制器10、可調(diào)光延時線11、第二1×2耦合器12和光檢測裝置13。n個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的第一光環(huán)形器2和所述第三偏振控制器10分別與所述1×2n耦合器1的2n個輸出端口一一對應(yīng)相連；即每個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點分別獨立的與所述1×2n耦合器1的兩個輸出端口相連，所述光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點中各器件的連接關(guān)系是：所述第一光環(huán)形器2的2口與所述1×2n耦合器1的一個輸出端口相連，所述第一光環(huán)形器2的3口通過所述第一偏振控制器3連接至所述第二光環(huán)形器4的1口，所述第二光環(huán)形器4的3口與所述第一1×2耦合器6的輸入口相連；所述第一1×2耦合器6的1口通過所述第二偏振控制器7與馬赫增德本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，包括一個1×2n耦合器(1)，與所述1×2n耦合器(1)連接有n個結(jié)構(gòu)相同的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點；其特征在于：/n所述光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點包括第一光環(huán)形器(2)、第一偏振控制器(3)、第二光環(huán)形器(4)、分布反饋式激光器(5)、第一1×2耦合器(6)、第二偏振控制器(7)、馬赫增德爾調(diào)制器(8)、合成信號分析儀(9)、第三偏振控制器(10)、可調(diào)光延時線(11)、第二1×2耦合器(12)和光檢測裝置(13)；/n所述第二光環(huán)形器(4)的2口與所述分布反饋式激光器(5)相連，以實現(xiàn)有源濾波功能；/n所述第一1×2耦合器(6)將有源濾波恢復(fù)的光載波分為兩路，分別用作上行再調(diào)制的光載波和零差相干解調(diào)所需本振光；/n所述馬赫增德爾調(diào)制器(8)與所述合成信號分析儀(9)相連，所述合成信號發(fā)生器(9)為所述馬赫增德爾調(diào)制器(8)提供上行數(shù)據(jù)的基帶信號；/n所述第三偏振控制器(10)和可調(diào)光延時線(11)分別控制下行數(shù)據(jù)信號的偏振態(tài)和相位以適應(yīng)零差相干檢測；/nn個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的第一光環(huán)形器(2)和所述第三偏振控制器(10)分別與所述1×2n耦合器(1)的2n個輸出端口一一對應(yīng)相連；/n通信過程中，光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點實現(xiàn)下行用戶數(shù)據(jù)的接收與上行用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送；即n個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點中每個光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括分別與所述1×2n耦合器(1)的2個輸出端口連接的兩條信道，其中連接有所述第三偏振控制器(10)的信道直接傳輸由光線路終端傳來的多波長下行用戶數(shù)據(jù)；連接有所述第一光環(huán)形器(2)的信道采用光注入鎖定的方式實現(xiàn)有源濾波，恢復(fù)的光載波分為兩路；一路作為零差相干檢測所需本振光，在光檢測裝置(13)中與連接有所述第三偏振控制器(10)的信道中傳輸?shù)南滦杏脩魯?shù)據(jù)相干解調(diào)，恢復(fù)本振光對應(yīng)的下行用戶數(shù)據(jù)；另一路調(diào)制上行用戶數(shù)據(jù)，完成上行重調(diào)制，提高信道利用率，并保證上行用戶載波同步。/n...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種超密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，包括一個1×2n耦合器(1)，與所述1×2n耦合器(1)連接有n個結(jié)構(gòu)相同的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點；其特征在于：
所述光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點包括第一光環(huán)形器(2)、第一偏振控制器(3)、第二光環(huán)形器(4)、分布反饋式激光器(5)、第一1×2耦合器(6)、第二偏振控制器(7)、馬赫增德爾調(diào)制器(8)、合成信號分析儀(9)、第三偏振控制器(10)、可調(diào)光延時線(11)、第二1×2耦合器(12)和光檢測裝置(13)；
所述第二光環(huán)形器(4)的2口與所述分布反饋式激光器(5)相連，以實現(xiàn)有源濾波功能；
所述第一1×2耦合器(6)將有源濾波恢復(fù)的光載波分為兩路，分別用作上行再調(diào)制的光載波和零差相干解調(diào)所需本振光；
所述馬赫增德爾調(diào)制器(8)與所述合成信號分析儀(9)相連，所述合成信號發(fā)生器(9)為所述馬赫增德爾調(diào)制器(8)提供上行數(shù)據(jù)的基帶信號；
所述第三偏振控制器(10)和可調(diào)光延時線(11)分別控制下行數(shù)據(jù)信號的偏振態(tài)和相位以適應(yīng)零差相干檢測；
n個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的第一光環(huán)形器(2)和所述第三偏振控制器(10)分別與所述1×2n耦合器(1)的2n個輸出端口一一對應(yīng)相連；
通信過程中，光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點實現(xiàn)下行用戶數(shù)據(jù)的接收與上行用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送；即n個光網(wǎng)絡(luò)結(jié)點中每個光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括分別與所述1×2n耦合器(1)的2個輸出端口連接的兩條信道，其中連接有所述第三偏振控制器(10)的信道直接傳輸由光線路終端傳來的多波長下行用戶數(shù)據(jù)；連接有所述第一光環(huán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王菊，賈婷，于晉龍，
申請(專利權(quán))人：天津大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：天津;12
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