CN101765032A - 单边带副载波调制的动态组播下行数据发射机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光通信技术领域的单边带副载波调制的动态组播下行数据发射机，包括：若干单波长信道器件、阵列波导光栅、梳状滤波器、强度调制器和组播数据发生器，其中：单波长信道器件和阵列波导光栅的分路端口相连传输下行波分信息，阵列波导光栅的合路端口与梳状滤波器的输入端口相连传输下行波分复用信息，梳状滤波器的一个输出端口输出下行单播波分复用信号，梳状滤波器的另一个输出端口与强度调制器相连传输下行单边带副载波波分复用信号，组播数据发生器与强度调制器相连传输组播数据信息，强度调制器输出调制后的下行单边带副载波组播波分复用信号。本发明应用于长距离且需要支持动态组播业务的密集波分复用无源光网络中。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种光通信技术领域的装置，具体是一种单边带副载波调制的动态组播下行数据发射机。
背景技术
随着接入网中服务类型的转变，用户对带宽的需求不断的增长，人们希望最终能够实现光纤到建筑(FTTP)或光纤到户(FTTH)。无源光网络(PON)使用点到多点的网络结构是目前宽带光接入中最具低成本潜力的方案。无源光网络系统的结构一般由一个光线路终端(OLT)、若干个光网络单元(ONU)、一个或多个远端节点(RN)以及若干根馈线光纤及分布线光纤组成。其中光线路终端的设计是无源光网络系统设计的关键，光线路终端是整个无源光网络系统的核心，其结构一般包括下行数据发射机和上行数据接收机两大模块组成。
波分复用无源光网络(WDM-PON)是在PON结构的基础上，每个光网络单元用户采用不同的激光波长，实现了虚拟的点到点传输，且对协议透明，易于管理和维护，被普遍认为是可以满足未来带宽需求和数据格式的下一代无源光网络实现方案。WDM-PON技术研究涉及的范围非常广泛，传统的研究重点主要包括：波长可调激光器、无色光网络单元(Color-lessONU)、下行波长重用技术和动态波长调配技术等。
组播技术是一种与普通的单播和广播相对应的技术。和点对点的单播以及泛洪方式传播的广播技术不同，组播技术有着更高的要求，即组播能够按照用户的需求动态选择接收用户，只有订购了组播业务的用户才能接收到组播服务，没有订购将无法接收到组播服务。相对于广播方式，组播方式在实际应用中有着更大的优势。但目前波分复用无源光网络系统中下行数据发射机一般只能够实现下行各用户的单播和广播功能。
经对现有文献检索发现，Yin Zhang等人在IEEE《Photon.Tech.Lett.(光电技术快报)》上发表了题为“A Multicast WDM-PON Architecture Using DPSK/NRZ OrthogonalModulation(使用差分相移键控与非归零码正交调制的组播波分复用无源光网络结构)”的文章，该系统的下行数据发射机采用的是差分相移键控(DPSK)调制与非归零码强度调制(NRZ)的混合调制方式，即运用马赫曾德调制器和调制器将单播数据与组播数据采用不同的调制格式在同一个波长上混合调制，但是该装置产生的两种不同的调制格式的信号之间不可避免地会相互影响，导致传输性能下降，譬如：对单播信号强度调制的消光比有严格的制约，否则就无法恢复采用相位调制的组播信号；低的消光比将导致用户端光网络单元正确接收所需要功率增加，增加了功率预算，因此，该装置不适用于长距离波分复用无源光网络系统中应用；而且该发射机中需要复杂的同步技术，也增加了系统的成本。
又经检索发现，Yue Tian等人在《Optics Express(光学快报)》上发表了题为“AWDM passive optical network enabling multicasting with color-free ONUs(一种具有无色光网络单元的组播波分复用无源光网络)”的文章，该文章提出的系统中下行数据发射机采用副载波复用技术，即将单播数据与组播数据分别运用抑制光载波差分相移键控调制和强度调制方式分别调制到双边带光副载波和光载波上。但这种调制方式中单播数据信号占用了两个副载波边带，频谱效率相对较低，因此这种下行数据发射机不适用于密集波分复用的无源光网络中；由于采用了双边带副载波复用方式，其输出信号抗色散性能有所下降。
相对于双边带副载波调制，单边带调制方式能够提高频谱效率，增强抗色散能力。但在波分复用无源网络系统中还没有一种通过单边带副载波调制方式来实现动态组播功能的下行数据发射机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种单边带副载波调制的动态组播下行数据发射机。本发明每一个WDM-PON波长信道利用一个双驱动马赫曾德调制器来实现动态的单边带副载波控制，结构简单，提高了频谱利用率和抗色散能力，更适用于长距离的波分复用无源光网络系统，且降低了成本。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：若干单波长信道器件、阵列波导光栅、梳状滤波器、强度调制器和组播数据发生器，其中：单波长信道器件和阵列波导光栅的分路端口相连传输下行波分信息，阵列波导光栅的合路端口与梳状滤波器的输入端口相连传输下行波分复用信息，梳状滤波器的一个输出端口输出下行单播波分复用信号，梳状滤波器的另一个输出端口与强度调制器相连传输下行单边带副载波波分复用信号，组播数据发生器与强度调制器相连传输组播数据信息，强度调制器输出调制后的下行单边带副载波组播波分复用信号。
所述的单波长信道器件包括：激光器、偏振控制器、调制器、双驱动马赫曾德调制器、单播数据发生器、电射频信号源和相移器，其中：激光器与偏振控制器相连传输单波长光载波，偏振控制器与调制器相连传输单波长偏振光载波，单播数据发生器与调制器相连传输单播数据信息，调制器与双驱动马赫曾德调制器相连传输下行单播光信号，电射频信号源与双驱动马赫曾德调制器相连传输电射频信号，电射频信号源与相移器相连传输电射频信号，相移器与双驱动马赫曾德调制器相连传输相移后的电射频信号，双驱动马赫曾德调制器的输出端与阵列波导光栅的分路端口相连传输下行单播数据光相位信号和单边带组播光副载波的复合信号。
所述的调制器是相位调制器，或者是马赫曾德调制器。
所述的相移器是90°相移器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用单边带副载波调制方式实现了组播信号的传输，避免了单播信号与组播信号之间的相互影响及复杂的同步，成本低；而且相对于双边带的副载波复用方案，提高了频谱利用率和抗色散能力，更适合于在密集波分复用无源光网络和长距离无源光网络中应用；组播控制方式简单，只需改变各波长信道上射频信号的通断，则可动态控制组播信号的有无。
附图说明
附图1为本发明装置的结构组成框图；
附图2实施例中单个波长信道传输组播数据的结构原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的装置进一步描述：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，本实施例包括：N个激光器、N个偏振控制器、N个相位调制器、N个双驱动马赫曾德调制器、N个单播数据发生器、N个电射频信号源、N个90°相移器、阵列波导光栅、梳状滤波器、强度调制器和组播数据发生器，其中：激光器与偏振控制器相连传输单波长光载波，偏振控制器与相位调制器相连传输单波长偏振光载波，单播数据发生器与相位调制器相连传输单播数据信息，相位调制器与双驱动马赫曾德调制器相连传输下行单播光信号，电射频信号源与双驱动马赫曾德调制器相连传输电射频信号，电射频信号源与90°相移器相连传输电射频信号，90°相移器与双驱动马赫曾德调制器相连传输90°相移后的电射频信号，双驱动马赫曾德调制器的输出端与阵列波导光栅的分路端口相连传输下行单播数据光相位信号和单边带组播光副载波的复合信号，阵列波导光栅的合路端口与梳状滤波器的输入端口相连传输下行波分复用信息，梳状滤波器的一个输出端口输出下行单播波分复用信号，梳状滤波器的另一个输出端口与强度调制器相连传输下行单边带副载波波分复用信号，组播数据发生器与强度调制器相连传输组播数据信息，强度调制器输出调制后的下行单边带副载波组播波分复用信号。
如图2所示，本实施例用于单个波长信道传输组播数据时包括：1550nm激光器1、偏振控制器2、相位调制器3、双驱动马赫曾德调制器4、90°相移器5、20GHz电射频信号源6、阵列波导光栅7、梳状滤波器8、强度调制器9、1.25Gbps单播数据发生器10和1.25Gbps组播数据发生器11，其中：1550nm激光器1发射出波长为1550nm的光载波经过偏振控制器2后输入到相位调制器3进行相位调制，其中1.25Gbps单播数据发生器10将1.25Gbps单播数据信号加载到调制器3的射频输入端，调制器3输出的光相位调制信号再输入给双驱动马赫曾德调制器4，双驱动马赫曾德调制器4的两臂分别由20GHz电射频信号源6产生的射频信号及该射频信号经90°相移器5移相后的射频信号驱动，通过控制20GHz射频信号源6的开关，即可控制单边带副载波的有无，从而间接地控制组播信号的有无，双驱动马赫曾德调制器4的输出信号通过阵列波导光栅7进行波分复用后输入给梳状滤波器8，梳状滤波器8的第一输出端口输出下行单播波分复用信号，梳状滤波器8的第二输出端口将分离后的光副载波信号(如果有的话)输入至强度调制器9进行下行组播信号强度调制，1.25Gbps组播数据发生器11将产生的组播数据输入至强度调制器9的射频输入端，强度调制器9的输出端口输出调制在单边带副载波上的组播信号。
本实施例的优点：联合采用单边带副载波调制和相位强度混合调制技术，下行单播数据和组播数据分别使用不同的频率波段、采用不同的调制格式同时传输，避免了互相干扰和复杂的信号同步；同时，相对于双边带副载波调制方式，进一步提高了频谱利用率和抗色散能力，更适合在密集波分复用无源光网络和长聚集无源光网络中应用；组播控制方式简单，能够在无源光网络中动态地实现点对多点、快速可重构的组播数据接入业务；此外，由于调制在下行光载波的是相位信息，下行单播信号是一个恒包络信号，因此，在采用本实施例装置的波分复用无源光网络系统中用户端的各光网络单元内可以对下行光载波进行重调制以传输上行信号，所以在各光网路单元中无需上行光源和各中与波长相关的器件，从而实现了光网络单元的无色化(colorless-ONUs)，大大降低了成本。
Claims (4)
1.一种单边带副载波调制的动态组播下行数据发射机，其特征在于，包括：若干单波长信道器件、阵列波导光栅、梳状滤波器、强度调制器和组播数据发生器，其中：单波长信道器件和阵列波导光栅的分路端口相连传输下行波分信息，阵列波导光栅的合路端口与梳状滤波器的输入端口相连传输下行波分复用信息，梳状滤波器的一个输出端口输出下行单播波分复用信号，梳状滤波器的另一个输出端口与强度调制器相连传输下行单边带副载波波分复用信号，组播数据发生器与强度调制器相连传输组播数据信息，强度调制器输出调制后的下行单边带副载波组播波分复用信号。
2.根据权利要求1所述的单边带副载波调制的动态组播下行数据发射机，其特征是，所述的单波长信道器件包括：激光器、偏振控制器、调制器、双驱动马赫曾德调制器、单播数据发生器、电射频信号源和相移器，其中：激光器与偏振控制器相连传输单波长光载波，偏振控制器与调制器相连传输单波长偏振光载波，单播数据发生器与调制器相连传输单播数据信息，调制器与双驱动马赫曾德调制器相连传输下行单播光信号，电射频信号源与双驱动马赫曾德调制器相连传输电射频信号，电射频信号源与相移器相连传输电射频信号，相移器与双驱动马赫曾德调制器相连传输相移后的电射频信号，双驱动马赫曾德调制器的输出端与阵列波导光栅的分路端口相连传输下行单播数据光相位信号和单边带组播光副载波的复合信号。
3.根据权利要求2所述的单边带副载波调制的动态组播下行数据发射机，其特征是，所述的调制器是相位调制器，或者是马赫曾德调制器。
4.根据权利要求2所述的单边带副载波调制的动态组播下行数据发射机，其特征是，所述的相移器是90°相移器。
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