CN101056155B - 同时产生dpsk和ook调制信号的方法以及无源光网络波分复用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种属于无源光网络波分复用系统(WDM-PON)、光网络通信系统技术领域中的同时产生DPSK和OOK信号且光源集中的波分复用无源光网络系统。在无源光网络下行链路中心站，光线路终端(OLT)由N路分布反馈式激光器(DFB)光源组成，N路光源经过波分复用器后再经过一个双臂强度调制器(DAM)，实现载波抑制分离(OCSS)调制，形成2N阶光信号；信号再经过光交错复用器(IL)，分离的光信号分别进行通断键控(OOK)调制和差分相移键控(DPSK)调制；两路调制信号经耦合后由光纤传送至无源光网络的远程节点。在远程节点中经长距离光纤线路传输的下行链路信号经过另一个光交错复用器(IL)实现分离，将强度调制信号和相位调制信号分开；通过两个光解复用器(DeMux)，将强度调制信号和相位调制信号路由至相应的无源光网络单元(ONU)；无源光网络单元(ONU)中，3R光接收单元将直接检测解调通断键控(OOK)调制信号；差分相移键控(DPSK)调制信号将通过光分支器分为两路进行处理：一路经MZ波导延时干涉仪直接解调出强度信号，另一路经反射式半导体光放大器(RSOA)解调用于波长再利用。

Description

同时产生DPSK和OOK调制信号的方法以及无源光网络波分复用系统

(一)技术领域

本发明属于无源光网络波分复用系统(WDM-PON)、光网络通信系统技术领域。 

(二)背景技术

光通信技术的发展主要呈现两大方向：主干层面正向高速率、大容量、智能化的光网络方向发展，最终实现全光网络；接入层面则向低成本、综合接入、宽带化、光纤化的接入网发展，最终实现光纤到家庭和光纤到桌面。 

无源光网络的发展日新月异，光纤愈向用户推进，无源光接入技术的综合优势就愈明显。无源光网络中无源光接入技术的优势在于同时具备了节约光纤资源、成本低、带宽高、多业务接入等优点，只有充分发挥这种优势，才能推动未来光通信的高效，快速的发展。 

新一代的光纤接入网对新的宽带三项服务：音频、视频和因特网接入的要求不断提高。因此，无源光网络(PONs)中密集型波分复用技术(DWDM)的应用使得满足日益增长的商业和家用网络带宽要求成为可能。【W.Huang et al.，IEEEPhoton.Tech.Lett.，Vol.15(2003)，pp.1476-1478.】，【M.Huang et al.，OFC 2007，OWL3.】，【J.Yu et al.，OFC 2007，OWS4.】。但目前所提出的无源光网络波分复用系统的方法及接收解调装置复杂，缺乏高效性，在上行链路端也没有实现下行信号的波长再利用，因此增加了光纤无线通信系统的成本。 

为了解决上述问题，本发明提出了同时产生通断键控(OOK)调制和差分相移键控(DPSK)调制信号无源光网络波分复用系统及其实现方案。这种方法可以同时产生DPSK和OOK调制信号，耦合和发送至远程节点；在远程节点处将数据信号解调后同时将实现上行数据信号上传。 

本发明提供了一种全双工的无源光网络波分复用系统方案。 

(三)发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种同时产生DPSK和OOK调制信号的无源光网络波分复用系统的方法及接收解调装置，能够同时以两种方式将数据基带信号进行上传，并提供了一种无源光网络的远程节点方案，同时对上行链路波长实现再利用，用于基站数据信号的上传，降低了无源光网络系统的成本。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种同时产生DPSK和OOK调制信号的无源光网络波分复用系统，其具体方案如下： 

在无源光网络下行链路中心站，光线路终端(OLT)由N路分布反馈式激光器(DFB)光源组成，N路光源经过波分复用器后再经过一个双臂强度调制器(DAM)，实现载波抑制(OCS)调制，形成2N阶光信号；信号再经过光交错复用器(IL)，分离的光信号分别进行通断键控(OOK)调制和差分相移键控(DPSK)调制；两路调制信号经耦合后由光纤送至远程节点；

本发明所述的同时产生DPSK和OOK调制信号的无源光网络波分复用系统方案包括： 

多个分布反馈式激光器(DFB)，用于产生单模连续波光载波； 

一个光波分复用器，用于多路光载波的波分复用； 

一个双臂强度调制器(DAM)，用于实现载波抑制(OCS)调制； 

一个光交错复用器(IL)，用于实现光滤波； 

一个光强度调制器，用于将数据信号调制到光载波上； 

一个光相位调制器，用于将数据信号调制到光载波上； 

一个光耦合器，用于将两路已调制的光载波进行耦合； 

为了实现上述目的，本发明提供的实现信号解调和波长再利用的无源光网络远程节点的具体实施方案如下： 

首先，在无源光网络的远程节点中，经长距离光纤线路传输的下行链路信号经过另一个光交错复用器(IL)实现分离，将强度调制信号和相位调制信号分开；通过两个光解复用器(DeMux)，将强度调制信号和相位调制信号路由至相应的无源光网络单元(ONU)；无源光网络单元(ONU)中，3R光接收单元将直接检测解调通断键控(OOK)调制信号；差分相移键控(DPSK)调制信号将通过光分支器分为两路进行处理：一路经MZ波导延时干涉仪直接解调出强度信号，另一路经反射式半导体光放大器(RSOA)解调用于波长再利用。 

所述的下行链路中心站方案包括： 

一个光交错复用器(IL)，用于实现光滤波； 

两个光解复用器，用于光信号的解复用； 

多个光网络单元(ONU)，用于解调数据信号和实现波长在利用于上行链路； 

其中光网络单元(ONU)包括： 

一个光3R光接收单元，直接检测解调通断键控(OOK)调制信号； 

一个光分支器，用于将差分相移键控(DPSK)调制信号分为两路； 

一个MZ波导延时干涉仪，将一路差分相移键控(DPSK)调制信号转换为强度信号，进而实现解调； 

一个反射式半导体光放大器(RSOA)，用于实现光载波的波长再利用。 

(四)附图说明

图1是本发明的同时产生DPSK和OOK调制信号的无源光网络波分复用系统示意图； 

图2是本发明的无源光网络波分复用系统远程节点装置示意图； 

图3是本发明的无源光网络波分复用系统下行链路示意图； 

图4是本发明的无源光网络波分复用系统上行链路示意图。图中： 

1-分布反馈式激光器 

2-光波分复用器 

3-光强度调制器 

4-光交错复用器 

44-光交错复用器 

5-光强度调制器 

6-光相位调制器 

7-光耦合器 

8-3R光接收单元 

9-光分支器 

10-波导延时干涉仪 

11-光循环器 

12-反射式半导体光放大器 

13-光纤链路 

14-数据信号源 

15-3R光接收单元 

16-无源光网络波分复用系统远程节点结构 

17-光放大器 

18-同时产生DPSK和OOK调制信号的无源光网络结构 

19-光纤链路 

20-无源光网络波分复用系统中心站结构 

21-光解复用器 

22-无源光网络单元 

23-射频时钟信号 

24-下行数据信号 

(五)具体实施方式

下面结合具体实验例子和附图，对本发明作具体说明。 

由图1所示，为同时产生DPSK和OOK调制信号的无源光网络波分复用系统装置，它包括： 

多个分布反馈式激光器1，产生多路光载波信号； 

光波分复用器2，实现多路光载波信号的波分复用； 

光强度调制器3，实现复用后的光信号的载波抑制的强度调制； 

光交错复用器4，分离2N阶光载波信号； 

光强度调制器5，采样OOK调制方式将数据信号调制到光载波信号上； 

光相位调制器6，采样DPSK调制方式将数据信号调制到光载波信号上； 

下行数据信号24，调制到光载波上的数据信号； 

光耦合器7，用于耦合两路已调制的光载波信号； 

由图2所示，为本发明的无源光网络波分复用系统远程节点装置示意图，它包括： 

光解复用器21，用于多路光载波信号的解复用； 

3R光接收单元8，接检测解调通断键控(OOK)调制信号； 

光分支器9，用于将差分相移键控(DPSK)调制信号分为两路； 

波导延时干涉仪10，将已分离的其中一路差分相移键控(DPSK)调制信号转换为强度信号，进而实现解调； 

光循环器11，用于光信号的循环利用，将差分相移键控(DPSK)调制信号送至反射式半导体光放大器实现光信号的波长再利用； 

反射式半导体光放大器12，用于实现光信号的波长再利用； 

无源光网络单元22，用于实现数据信号的解调和载波的波长再利用； 

数据信号源14，用于上传的数据信号； 

光波分复用器2，用于实现多个无源光网络单元的上行信号的波分复用，实现信号的上传； 

由图3所示，为无源光网络波分复用系统下行链路示意图，其包括： 

同时产生DPSK和OOK调制信号的无源光网络结构18，其主要作用是同时产生DPSK和OOK调制信号，再由光纤链路传送至远程节点； 

光放大器17，实现对光信号的放大。所述的光放大器可以是光纤放大器，或半导体光放大器； 

光纤链路19，实现光信号的传输； 

无源光网络波分复用系统基站结构16，对光信号的检测与接收，实现数据的解调和波长再利用。 

由图4所示，为无源光网络波分复用系统上行链路示意图，其包括： 

无源光网络波分复用系统基站结构16，对光信号的检测与接收，实现数据的解调和波长再利用，在上行链路中主要实现波长再利用，将数据信号上传； 

光纤链路13，将上行链路信号上传至中心站； 

3R光接收单元15，实现对上行信号的检测与解调； 

无源光网络波分复用系统中心站结构20，数据调制信号的产生和上行信号的接收与解调。 

(六)技术优势 

本发明采用独到的方法同时产生通断键控(OOK)调制和差分相移键控(DPSK)调制信号，同时创造性地实现了无源光网络中上行链路波长再利用，节约了光电子器件，降低无源光网络波分复用系统的成本。 

总之，本发明的优点是能无源光网络波分复用系统的成本，使得无源光网络系统整体结构简单，尽量减少了所使用的元器件的数量，且容易实现。 

Claims (6)

1.一种同时产生DPSK和OOK调制信号的方法，用于波分复用无源光网络系统，光源集中且实现了波长再利用于上行链路，其特征在于所述的方法包括以下步骤：

光线路终端由N路分布反馈式激光器光源组成；

经波分复用器后的N路光源由强度调制器实现载波抑制调制；

形成的2N阶光信号经光交错复用器实现分离；

分离的光信号分别进行通断键控调制和差分相移键控调制；

两路调制信号经耦合后发送至光纤链路并传送至远程节点；

在远程节点中使用光交错复用器将强度调制信号和相位调制信号分开，再通过两个光解复用器，将强度调制信号和相位调制信号路由至相应的无源光网络单元；

无源光网络单元中，3R光接收单元将直接检测解调通断键控调制信号；差分相移键控调制信号将通过光分支器分为两路进行处理；

一路差分相移键控调制信号经MZ波导延时干涉仪直接解调出强度信号；

另一路差分相移键控调制信号经反射式半导体光放大器解调用于波长再利用。

2.根据权利要求1所述的同时产生DPSK和OOK调制信号的方法的波分复用无源光网络系统，采用波分复用器、光解复用器、光交错复用器以及光耦合器来实现。

3.一种无源光网络波分复用系统，该系统包括：

中心站，包括多个分布反馈式激光器光源，一个双臂强度调制器，一个光交错复用器，一个相位调制器和一个强度调制器分别用于DPSK和OOK调制，一个光耦合器，其工作过程如下：对N路实现波分复用的光信号进行载波抑制调制，经光交错复用器分离后分别用于数据信号的DPSK调制和OOK调制，两路调制信号耦合后经光纤链路传送至远程节点；

无源光网络的远程节点，该远程节点包括：一个光交错复用器，两个光解复用器，其主要作用是将中心站产生的相位调制信号和强度调制信号进行有效的分离，并路由至相应的无源光网络单元；

远程节点中的无源光网络单元，该无源光网络单元包括：一个3R光接收单元将直接检测解调OOK调制信号；一个光分支器将DPSK调制信号分为两路进行处理，一路经MZ波导延时干涉仪直接解调，另一路经反射式半导体光放大器用于波长再利用，将上行链路数据信号调制到光载波上。

4.根据权利要求3所述的无源光网络波分复用系统的中心站，其特征在于采用一个双臂强度调制器实现光信号的载波抑制分离调制，再通过一个相位调制器和一个强度调制器分别用于产生DPSK和OOK调制信号。

5.根据权利要求3所述的无源光网络波分复用系统的远程节点，本发明提供了1种上行链路的实现方案，在无源光网络波分复用系统远程节点，路由至相应的无源光网络单元的DPSK的一路信号经反射式半导体光放大器将上行链路数据信号调制到光载波上，实现了波长再利用。

6.根据权利要求3所述的的无源光网络波分复用系统的远程节点，其特征在于数据信号的解调分为2种途径，途径1是将路由至相应的无源光网络单元的OOK调制信号用3R光接收单元将直接检测解调，下传数据信号；途径2是将路由至相应的无源光网络单元的DPSK调制信号经MZ波导延时干涉仪直接解调，下传数据信号。

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