CN102802093B - 正交频分复用无源光网络保护功能的系统和传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种正交频分复用无源光网络保护功能的系统和传输方法。系统中采用1个中央局端，经过两个掺铒光纤放大器，通过两路光纤链路连接远端节点，而远端节点连接N个由两个光网络单元组成的光网络单元组。其中，中央局端由1个光载波产生器、N×2个马赫曾德调制器、N×2个上行信号接收器、N×2个环行器、4个N×1循环阵列波导光栅组成、2个光开关和两个红蓝滤波器组成；远端节点包含2个1×N循环阵列波导光栅和N×2红蓝滤波器。中央局端光载波产生器采用子载波技术，实现了光源的中心化管理。本发明中通过中央局端光开关、红蓝滤波器的使用和改变远端节点的结构实现了对光纤链路的保护，并且使系统在成本和性能之间达到了均衡。

Description

正交频分复用无源光网络保护功能的系统和传输方法

技术领域

本发明涉及光通信领域，具体是涉及一种正交频分复用无源光网络（OFDM -PON）保护功能的系统和传输方法。

背景技术

接入网作为用户端和城域网/骨干网的桥梁，发展迅速，特别是光接入网。近年来，EPON、GPON、Hybrid WDM/TDM-PON、OFDM-PON等一系列光接入网的概念快速发展。基于光正交频分复用(OFDM)的接入网技术能够灵活地进行时域和频域资源的划分，已经引起众多研究人员和通信设备商的关注。光OFDM频谱效率高，容量大，可以实现不同粒度的资源调度，能够满足不同业务的服务质量(QOS)和带宽需求。波分复用无源光网络WDM-PON技术可以在不改变物理基础架构的情况下升级带宽，大幅度提升网络的传输容量，实现虚拟的点对点传输，具有天然的安全性，因此在尽可能短的时间内为被中断的业务寻找新的传输路由和自愈方案也是十分重要的。本发明利用现有的WDN-PON的优势，结合光OFDM的优点，对系统的架构进行了合理布局，系统不仅可以同时实现光源的集中化管理和对光纤链路的保护，而且系统在成本和性能间也能达到理想状态。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供了一种正交频分复用无源光网络（OFDM-PON）保护功能的系统和传输方法，能有效地实现光纤链路的保护的同时降低信号噪声的影响。

为达到上述目的，本发明的构思是：中央局端CO两个光开关和两个红蓝滤波器，当其中一条光纤链路出现故障时能够为信号快速找到新的传输路径，实现对系统的保护；光网络单元组ONU Group中的两个光网络单元采用交叉调制方式可以实现光网络单元的无色化，降低系统正常传输时信号的串扰噪声。

根据上述发明构思，本发明采用下列方案：

一种具有保护功能的正交频分复用无源光网络系统，由中央局端CO经过第一掺铒光纤放大器EDFA1和第二掺铒光纤放大器EDFA2通过第一光纤链路和第二光纤链路连接远端节点RN，而远端节点RN连接由两个光网络单元ONU组成的光网络单元组ONU Group，其特征在于：1）所述的中央局端CO是光载波发生器Carrier Generator连接第一循环阵列波导光栅AWG1和第二循环阵列波导光栅AWG2；第一循环阵列波导光栅AWG1 N个光载波输出端口分别连接第一组N个马赫曾德调制器MZM，第一组N个马赫曾德调制器MZM的信号驱动端口与MAC层相连，第一组N个马赫曾德调制器MZM的信号输出端口分别与第一组N个环形器相连，第一组N个环形器一个端口连接第一组N个上行信号接收器Up RX的上行信号接收端口相连，第一组N个环形器另一个端口与第三循环阵列波导光栅AWG3相连，第一组上行信号接收器Up RX上行信号输出接口与MAC层相连，第三循环阵列波导光栅AWG3与第一光开关第三端口相连，第一光开关第一端口与第一红蓝滤波器RB相连，第一光开关第二端口与第二红蓝滤波器RB相连，第一红蓝滤波器RB与第一掺铒光纤放大器EDFA1相连；第二循环阵列波导光栅AWG2 N个光载波输出端口分别连接第二组N个马赫曾德调制器MZM，第二组N个马赫曾德调制器MZM的信号驱动端口与MAC层相连，第二组N个马赫曾德调制器MZM的信号输出端口分别与第二组N个环形器相连，第二组N个环形器一个端口连接第二组N个上行信号接收器Up RX的上行信号接收端口相连，第二组N个环形器另一个端口与第四循环阵列波导光栅AWG4相连，第二组上行信号接收器Up RX上行信号输出接口与MAC层相连，第四循环阵列波导光栅AWG4与第二光开关第三端口相连，第二光开关第一端口与第二红蓝滤波器RB相连，第二光开关第二端口与第一红蓝滤波器RB相连，第二红蓝滤波器RB与第二掺铒光纤放大器EDFA2相连；2）所述的光载波产生器Carrier Generator是多波长光源MFL连接第七循环阵列波导光栅AWG7，第七循环阵列波导光栅AWG7再连接第一马赫曾德调制器MZM，第一马赫曾德调制器MZM电域输入端口再连接第一正弦波产生器，第一马赫曾德调制器MZM输出端口最后与第二马赫曾德调制器MZM相连，第二马赫曾德调制器MZM电域输入端口再连接第二正弦波产生器，第二马赫曾德调制器MZM最后和干涉仪滤波器IL相连；3）所述远端节点RN是第五循环阵列波导光栅AWG5连接第一组红蓝滤波器RB，而第一组红蓝滤波器RB分别连接光网络单元组ONU Group，第六循环阵列波导光栅AWG6连接第二组红蓝滤波器RB，而第二组红蓝滤波器RB分别连接由两个光网络单元组成的光网络单元组ONU Group；4）所述光网络单元组由第一光网络单元ONU和第二光网络单元ONU两个光网络单元组成；第一功率分路器连接第一环形器，第一功率分路器再连接第二光网络单元ONU中第二反射式半导体光放大器RSOA，第一环形器再与第一下行信号接收器相连，最后与第一反射式半导体光放大器RSOA相连；第二功率分路器连接第二环形器，第二功率分路器再连接第一光网络单元ONU中第一反射式半导体光放大器RSOA，第二环形器再与第二下行信号接收器相连，最后与第二反射式半导体光放大器RSOA相连。

一种具有保护功能正交频分复用无源光网络传输方法，采用上述系统进行传输，其特征在于：所述的光载波产生器Carrier Generator中多波长光源MFL产生                                                个频率相隔200e9 HZ波长的光载波，通过第七循环阵列波导光栅AWG7进行复用，复用后的光载波通过第一马赫曾德调制器MZM在第一正弦波产生器（频率在50e9HZ）驱动下产生相隔100e9 HZ的N个子载波，再通过第二马赫曾德调制器MZM，在第二正弦波产生器（频率在25e9 HZ）驱动下产生相隔50e9 HZ的N2的子载波，通过干涉仪滤波器IL分别滤出两组相隔100e9的N个子载波。在正常模式下，第一光开关与第二光开关的第一端口是和第三端口相连的，光载波产生器Carrier Generator产生的两组N个子载波分别经过第一循环阵列波导光栅AWG1和第二循环阵列波导光栅AWG2进行子载波的解复用，解复用后的两组子载波分别送给第一组马赫曾德调制器MZM和第二组马赫曾德调制器MZM作为信号载波，第一组马赫曾德调制器MZM和第二组马赫曾德调制器MZM的电信号驱动端口分别由MAC层加载OFDM信号，下行信号从第一组马赫曾德调制器MZM和第二组马赫曾德调制器MZM光信号输出端口接入第一组环形器和第二组环形器，最后下行信号分别由第三循环阵列波导光栅AWG3和第四循环阵列波导光栅AWG4复用，复用后的下行信号分别经第一光开关、第二光开关第一红蓝滤波器和第二红蓝滤波器通过第一掺铒光纤放大器EDFA1和第二掺铒光纤放大器EDFA2（24）信号放大后注入到第一光纤链路Fiber link和第二光纤链路Fiber link中；第一组下行信号经第五循环阵列波导光栅AWG5解复用后分别通过第一组红蓝滤波器从R端口输出，而第二组下行信号经第六循环阵列波导光栅AWG6解复用后分别通过第二组红蓝滤波器从B端口输出，下行信号从第一组红蓝滤波器和第二组红蓝滤波器发送至光网络单元组ONU Group；第一组红蓝滤波器R端口输出的下行信号经第一功率分路器将下行信号分为两路：一路送给第二反射式半导体光放大器RSOA作为第二光网络单元ONU的上行载波，经第二反射式半导体光放大器RSOA调制好的上行信号通过第二环形器经过第二组红蓝滤波器复用后，传输到中央局端CO解调；另外一路经第一环形器送给第一下行信号接收器进行信号解调；第二组红蓝滤波器RB B端口输出的下行信号经第二功率分路器将下行信号分为两路：一路送给第一反射式半导体光放大器RSOA作为第一光网络单元ONU的上行载波，经第一反射式半导体光放大器RSOA调制好的上行信号通过第一环形器经过第一组红蓝滤波器复用后，传输到中央局端CO解调；另外一路经第二环形器送给第二下行信号接收器进行信号解调。在第一光纤链路或者第二光纤链路出现故障时（这里以第一光纤链路出现故障为例），第一光纤链路出现故障时，第一光开关快速从1切换到2，这时第一组下行信号将通过第一光开关3、1端口与第二组下行信号通过第二红蓝滤波器RB复用，复用后的信号经第二掺铒光纤放大器EDFA2放大后通过第二光纤链路，复用的信号经第六循环阵列波导光栅AWG6解复用，循环阵列波导光栅AWG同一端口可以解复用出相差N倍自由光谱FSR的载波，解出的复用信号（为两频段的信号）通过第二组红蓝滤波器RB继续解复用为单频带信号分别发送给光网络单元组进行下行信号的解调和上行信号的调制，下行信号的解调传输与权利要求3中相同，上行信号传输为下行信号传输逆过程。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1）系统利用OFDM调制技术可以极大地增加系统的容量；2）本系统提出了在中央局端采用子载波技术产生光载波，可以实现光源集中化管理3）本系统提出了一种保护方案，可以保护系统信号正常传输；4）本系统提出了在光网络单元组中光网络单元采用交叉调制，正常模式下光纤链路上、下行载波相互处于不同的频段，这样可以减少串扰噪声和瑞利散射的影响。

附图说明

图1为本发明的正交频分复用无源光网络（OFDM –PON）保护功能的系统和传输结构示意图。

图2为系统保护模式下正交频分复用无源光网路的结构示意图。

图3为系统光载波产生器结构示意图。

图4为系统光网络单元组结构示意图。

具体实施方式

结合附图说明，本发明的实施示例如下：

实施例一：

参见图1、图3、图4，本正交频分复用无源光网络保护功能的系统，由中央局端CO（1）经过第一掺铒光纤放大器EDFA1（11）和第二掺铒光纤放大器EDFA2（24）通过第一光纤链路（12）和第二光纤链路（25）连接远端节点RN（14），而远端节点RN（14）连接由两个光网络单元ONU组成的光网络单元组ONU Group（16）。中央局端CO（1）是光载波发生器Carrier Generator（2）连接第一循环阵列波导光栅AWG1（4）和第二循环阵列波导光栅AWG2（17）；第一循环阵列波导光栅AWG1（4）N个光载波输出端口分别连接第一组N个马赫曾德调制器MZM（5），第一组N个马赫曾德调制器MZM（5）的信号驱动端口与MAC层（3）相连，第一组N个马赫曾德调制器MZM（5）的信号输出端口分别与第一组N个环形器（7）相连，第一组N个环形器（7）一个端口连接第一组N个上行信号接收器Up RX（6）的上行信号接收端口相连，第一组N个环形器（7）另一个端口与第三循环阵列波导光栅AWG3（8）相连，第一组上行信号接收器Up RX（6）上行信号输出接口与MAC层（3）相连，第三循环阵列波导光栅AWG3（8）与第一光开关（9）第三端口相连，第一光开关（9）第一端口与第一红蓝滤波器RB（10）相连，第一光开关（9）第二端口与第二红蓝滤波器RB（23）相连，第一红蓝滤波器RB（10）与第一掺铒光纤放大器EDFA1（11）相连；第二循环阵列波导光栅AWG2（17）N个光载波输出端口分别连接第二组N个马赫曾德调制器MZM（18），第二组N个马赫曾德调制器MZM（18）的信号驱动端口与MAC层（3）相连，第二组N个马赫曾德调制器MZM（18）的信号输出端口分别与第二组N个环形器（20）相连，第二组N个环形器（20）一个端口连接第二组N个上行信号接收器Up RX（19）的上行信号接收端口相连，第二组N个环形器（20）另一个端口与第四循环阵列波导光栅AWG4（21）相连，第二组上行信号接收器Up RX（19）上行信号输出接口与MAC层（3）相连，第四循环阵列波导光栅AWG4（21）与第二光开关（22）第三端口相连，第二光开关（22）第一端口与第二红蓝滤波器RB（23）相连，第二光开关（22）第二端口与第一红蓝滤波器RB（10）相连，第二红蓝滤波器RB（23）与第二掺铒光纤放大器EDFA2（24）相连；光载波产生器Carrier Generator（2）是多波长光源MFL（28）连接第七循环阵列波导光栅AWG7（29），第七循环阵列波导光栅AWG7（29）再连接第一马赫曾德调制器MZM（30），第一马赫曾德调制器MZM（30）电域输入端口再连接第一正弦波产生器（31），第一马赫曾德调制器MZM（30）输出端口最后与第二马赫曾德调制器MZM（32）相连，第二马赫曾德调制器MZM（32）电域输入端口再连接第二正弦波产生器（33），第二马赫曾德调制器MZM（32）最后和干涉仪滤波器IL（34）相连；远端节点RN（14）是第五循环阵列波导光栅AWG5（13）连接第一组红蓝滤波器RB（15），而第一组红蓝滤波器RB（15）分别连接由两个光网络单元组成的光网络单元组ONU Group（16），第六循环阵列波导光栅AWG6（26）连接第二组红蓝滤波器RB（27），而第二组红蓝滤波器RB（27）分别连接光网络单元组ONU Group（16）；光网络单元组（16）由第一光网络单元ONU（39）和第二光网络单元ONU（44）两个光网络单元组成；第一功率分路器（35）连接第一环形器（36），第一功率分路器（35）再连接第二光网络单元ONU（44）中第二反射式半导体光放大器RSOA（43），第一环形器（36）再与第一下行信号接收器（38）相连，最后与第一反射式半导体光放大器RSOA（37）相连；第二功率分路器（40）连接第二环形器（41），第二功率分路器（40）再连接第一光网络单元ONU（39）中第一反射式半导体光放大器RSOA（37），第二环形器（41）再与第二下行信号接收器（42）相连，最后与第二反射式半导体光放大器RSOA（43）相连。

实施例二：

参见图1~图4，本具有保护功能的正交频分复用无源光网络传输方法，采用上述系统实现系统的保护，所述的光载波产生器Carrier Generator（2）中多波长光源MFL（28）产生个频率相隔200e9 HZ波长的光载波，通过第七循环阵列波导光栅AWG7（29）进行复用，复用后的光载波通过第一马赫曾德调制器MZM（30）在第一正弦波产生器（31）（频率在50e9HZ）驱动下产生相隔100e9 HZ的N个子载波，再通过第二马赫曾德调制器MZM（32），在第二正弦波产生器（33）（频率在25e9 HZ）驱动下产生相隔50e9 HZ的N2的子载波，通过干涉仪滤波器IL（34）分别滤出两组相隔100e9的N个子载波。在正常模式下，第一光开关（9）与第二光开关（22）的第一端口是和第三端口相连的，光载波产生器Carrier Generator（2）产生的两组N个子载波分别经过第一循环阵列波导光栅AWG1（4）和第二循环阵列波导光栅AWG2（17）进行子载波的解复用，解复用后的两组子载波分别送给第一组马赫曾德调制器MZM（5）和第二组马赫曾德调制器MZM（18）作为信号载波，第一组马赫曾德调制器MZM（5）和第二组马赫曾德调制器MZM（18）的电信号驱动端口分别由MAC层（3）加载OFDM信号，下行信号从第一组马赫曾德调制器MZM（5）和第二组马赫曾德调制器MZM（18）光信号输出端口接入第一组环形器（7）和第二组环形器（20），最后下行信号分别由第三循环阵列波导光栅AWG3（8）和第四循环阵列波导光栅AWG4（21）复用，复用后的下行信号分别经第一光开关（9）、第二光开关（22）第一红蓝滤波器（10）和第二红蓝滤波器（23）通过第一掺铒光纤放大器EDFA1（11）和第二掺铒光纤放大器EDFA2（24）信号放大后注入到第一光纤链路Fiber link（12）和第二光纤链路Fiber link（25）中；第一组下行信号经第五循环阵列波导光栅AWG5（13）解复用后分别通过第一组红蓝滤波器（15）从R端口输出，而第二组下行信号经第六循环阵列波导光栅AWG6（26）解复用后分别通过第二组红蓝滤波器（27）从B端口输出，下行信号从第一组红蓝滤波器（15）和第二组红蓝滤波器（27）发送至光网络单元组ONU Group（16）；第一组红蓝滤波器（15）R端口输出的下行信号经第一功率分路器（35）将下行信号分为两路：一路送给第二反射式半导体光放大器RSOA（43）作为第二光网络单元ONU（44）的上行载波，经第二反射式半导体光放大器RSOA（43）调制好的上行信号通过第二环形器（41）经过第二组红蓝滤波器（27）复用后，传输到中央局端CO（1）解调；另外一路经第一环形器（36）送给第一下行信号接收器（38）进行信号解调；第二组红蓝滤波器RB（27）B端口输出的下行信号经第二功率分路器（40）将下行信号分为两路：一路送给第一反射式半导体光放大器RSOA（37）作为第一光网络单元ONU（39）的上行载波，经第一反射式半导体光放大器RSOA（37）调制好的上行信号通过第一环形器（36）经过第一组红蓝滤波器（15）复用后，传输到中央局端CO（1）解调；另外一路经第二环形器（41）送给第二下行信号接收器（42）进行信号解调。在第一光纤链（12）路或者第二光纤链路（25）出现故障时（这里以第一光纤链路（12）出现故障为例），第一光纤链路（12）出现故障时，第一光开关（9）快速从1切换到2，这时第一组下行信号将通过第一光开关（9）3、1端口与第二组下行信号通过第二红蓝滤波器RB（23）复用，复用后的信号经第二掺铒光纤放大器EDFA2（24）放大后通过第二光纤链路（25），复用的信号经第六循环阵列波导光栅AWG6（26）解复用，循环阵列波导光栅AWG同一端口可以解复用出相差N倍自由光谱FSR的载波，解出的复用信号（为两频段的信号）通过第二组红蓝滤波器RB（27）继续解复用为单频带信号分别发送给光网络单元组进行下行信号的解调和上行信号的调制，下行信号的解调传输与权利要求3中相同，上行信号传输为下行信号传输逆过程。

Claims (4)

1.一种正交频分复用无源光网络保护功能的系统，由中央局端CO（1）经过第一掺铒光纤放大器EDFA1（11）和第二掺铒光纤放大器EDFA2（24）通过第一光纤链路（12）和第二光纤链路（25）连接远端节点RN（14），而远端节点RN（14）连接由两个光网络单元ONU组成的光网络单元组ONU Group（16），其特征在于：

1）所述的中央局端CO（1）是光载波发生器Carrier Generator（2）连接第一循环阵列波导光栅AWG1（4）和第二循环阵列波导光栅AWG2（17）；第一循环阵列波导光栅AWG1（4）N个光载波输出端口分别连接第一组N个马赫曾德调制器MZM（5），第一组N个马赫曾德调制器MZM（5）的信号驱动端口与MAC层（3）相连，第一组N个马赫曾德调制器MZM（5）的信号输出端口分别与第一组N个环形器（7）相连，第一组N个环形器（7）一个端口连接第一组N个上行信号接收器Up RX（6）的上行信号接收端口，第一组N个环形器（7）另一个端口与第三循环阵列波导光栅AWG3（8）相连，第一组上行信号接收器Up RX（6）上行信号输出接口与MAC层（3）相连，第三循环阵列波导光栅AWG3（8）与第一光开关（9）第三端口相连，第一光开关（9）第一端口与第一红蓝滤波器RB（10）相连，第一光开关（9）第二端口与第二红蓝滤波器RB（23）相连，第一红蓝滤波器RB（10）与第一掺铒光纤放大器EDFA1（11）相连；第二循环阵列波导光栅AWG2（17）N个光载波输出端口分别连接第二组N个马赫曾德调制器MZM（18），第二组N个马赫曾德调制器MZM（18）的信号驱动端口与MAC层（3）相连，第二组N个马赫曾德调制器MZM（18）的信号输出端口分别与第二组N个环形器（20）相连，第二组N个环形器（20）一个端口连接第二组N个上行信号接收器Up RX（19）的上行信号接收端口，第二组N个环形器（20）另一个端口与第四循环阵列波导光栅AWG4（21）相连，第二组上行信号接收器Up RX（19）上行信号输出接口与MAC层（3）相连，第四循环阵列波导光栅AWG4（21）与第二光开关（22）第三端口相连，第二光开关（22）第一端口与第二红蓝滤波器RB（23）相连，第二光开关（22）第二端口与第一红蓝滤波器RB（10）相连，第二红蓝滤波器RB（23）与第二掺铒光纤放大器EDFA2（24）相连；

2）所述远端节点RN（14）是第五循环阵列波导光栅AWG5（13）连接第一组红蓝滤波器RB（15），而第一组红蓝滤波器RB（15）分别连光网络单元组ONU Group（16），第六循环阵列波导光栅AWG6（26）连接第二组红蓝滤波器RB（27），而第二组红蓝滤波器RB（27）分别连接由两个光网络单元组成的光网络单元组ONU Group（16）；

3）所述光网络单元组（16）由第一光网络单元ONU（39）和第二光网络单元ONU（44）两个光网络单元组成；第一功率分路器（35）连接第一环形器（36），第一功率分路器（35）再连接第二光网络单元ONU（44）中第二反射式半导体光放大器RSOA（43），第一环形器（36）再与第一下行信号接收器（38）相连，最后与第一反射式半导体光放大器RSOA（37）相连；第二功率分路器（40）连接第二环形器（41），第二功率分路器（40）再连接第一光网络单元ONU（39）中第一反射式半导体光放大器RSOA（37），第二环形器（41）再与第二下行信号接收器（42）相连，最后与第二反射式半导体光放大器RSOA（43）相连。

2.根据权利要求1所述的正交频分复用无源光网络保护功能的系统，其特征在于：所述的光载波发生器Carrier Generator（2）是多波长光源MFL（28）连接第七循环阵列波导光栅AWG7（29），第七循环阵列波导光栅AWG7（29）再连接第一马赫曾德调制器MZM（30），第一马赫曾德调制器MZM（30）电域输入端口再连接第一正弦波产生器（31），第一马赫曾德调制器MZM（30）输出端口最后与第二马赫曾德调制器MZM（32）相连，第二马赫曾德调制器MZM（32）电域输入端口再连接第二正弦波产生器（33），第二马赫曾德调制器MZM（32）最后和干涉仪滤波器IL（34）相连。

3.一种正交频分复用无源光网络传输方法，采用根据权利要求1所述的正交频分复用无源光网络保护功能系统实现光源中心化，其特征在于：所述的光载波发生器Carrier Generator（2）中多波长光源MFL（28）产生 个频率相隔200e9 HZ波长的光载波，通过第七循环阵列波导光栅AWG7（29）进行复用，复用后的光载波通过第一马赫曾德调制器MZM（30）在频率在50e9HZ的第一正弦波产生器（31）驱动下产生相隔100e9 HZ的N个子载波，再通过第二马赫曾德调制器MZM（32），在频率在25e9 HZ的第二正弦波产生器（33）驱动下产生相隔50e9 HZ的2N的子载波，通过干涉仪滤波器IL（34）分别滤出两组相隔100e9的N个子载波。

4.一种具有保护功能的正交频分复用无源光网络传输方法，采用根据权利要求1所述的正交频分复用无源光网络保护功能系统实现系统传输时的保护，其特征在于：在正常模式下，第一光开关（9）与第二光开关（22）的第一端口是和第三端口相连的，光载波发生器Carrier Generator（2）产生的两组N个子载波分别经过第一循环阵列波导光栅AWG1（4）和第二循环阵列波导光栅AWG2（17）进行子载波的解复用，解复用后的两组子载波分别送给第一组N个马赫曾德调制器MZM（5）和第二组N个马赫曾德调制器MZM（18）作为信号载波，第一组N个马赫曾德调制器MZM（5）和第二组N个马赫曾德调制器MZM（18）的电信号驱动端口分别由MAC层（3）加载OFDM信号，下行信号从第一组N个马赫曾德调制器MZM（5）和第二组N个马赫曾德调制器MZM（18）光信号输出端口接入第一组环形器（7）和第二组环形器（20），最后下行信号分别由第三循环阵列波导光栅AWG3（8）和第四循环阵列波导光栅AWG4（21）复用，复用后的下行信号分别经第一光开关（9）、第二光开关（22）、第一红蓝滤波器（10）和第二红蓝滤波器（23）通过第一掺铒光纤放大器EDFA1（11）和第二掺铒光纤放大器EDFA2（24）信号放大后注入到第一光纤链路Fiber link（12）和第二光纤链路Fiber link（25）中；第一组下行信号经第五循环阵列波导光栅AWG5（13）解复用后分别通过第一组红蓝滤波器（15）从R端口输出，而第二组下行信号经第六循环阵列波导光栅AWG6（26）解复用后分别通过第二组红蓝滤波器（27）从B端口输出，下行信号从第一组红蓝滤波器（15）和第二组红蓝滤波器（27）发送至光网络单元组ONU Group（16）；第一组红蓝滤波器（15）R端口输出的下行信号经第一功率分路器（35）将下行信号分为两路：一路送给第二反射式半导体光放大器RSOA（43）作为第二光网络单元ONU（44）的上行载波，经第二反射式半导体光放大器RSOA（43）调制好的上行信号通过第二环形器（41）经过第二组红蓝滤波器（27）复用后，传输到中央局端CO（1）解调；另外一路经第一环形器（36）送给第一下行信号接收器（38）进行信号解调；第二组红蓝滤波器RB（27）B端口输出的下行信号经第二功率分路器（40）将下行信号分为两路：一路送给第一反射式半导体光放大器RSOA（37）作为第一光网络单元ONU（39）的上行载波，经第一反射式半导体光放大器RSOA（37）调制好的上行信号通过第一环形器（36）经过第一组红蓝滤波器（15）复用后，传输到中央局端CO（1）解调；另外一路经第二环形器（41）送给第二下行信号接收器（42）进行信号解调；在第一光纤链（12）路或者第二光纤链路（25）出现故障时，第一光纤链路（12）出现故障时，第一光开关（9）快速从1切换到2，这时第一组下行信号将通过第一光开关（9）3、1端口与第二组下行信号通过第二红蓝滤波器RB（23）复用，复用后的信号经第二掺铒光纤放大器EDFA2（24）放大后通过第二光纤链路（25），复用的信号经第六循环阵列波导光栅AWG6（26）解复用，循环阵列波导光栅AWG同一端口可以解复用出相差N倍自由光谱FSR的载波，解出的复用信号（为两频段的信号）通过第二组红蓝滤波器RB（27）继续解复用为单频带信号分别发送给光网络单元组进行下行信号的解调和上行信号的调制，下行信号的解调传输与权利要求4中相同，上行信号传输为下行信号传输逆过程。