CN102893628B - 光正交频分复用无源光网络的信号处理方法、设备及系统 - Google Patents

光正交频分复用无源光网络的信号处理方法、设备及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种光OFDM-PON的信号处理方法、设备及系统，涉及通信技术领域，所述信号处理方法包括：光线路终端OLT获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号，其中N为正整数，且N大于或等于2；所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号；所述OLT根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至光网络单元ONU。本发明提高了OFDM-PON系统的整体性能。

Description

光正交频分复用无源光网络的信号处理方法、设备及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种光正交频分复用无源光网络(OrthogonalFrequency Division Multiplexing Passive Optical Network,OFDM-PON)的信号处理方法、设备及系统。
背景技术
目前信息化、数字化、全球化和网络化是信息社会的最重要特征。通信网络作为信息社会的主要载体，是国家乃至全球最重要的基础设施之一。随着宽带业务的迅猛发展和各种新业务的不断涌现，用户对网络接入宽带的需求大幅度增长。包含语音、数据、视频和其他潜在业务在内的宽带需求将超过10Gbit/s，传统的PON(Passive Optical Network，无源光网络)技术已经不能满足用户对网络接入宽带的需求，在此基础上就出现了OFDM-PON技术。
现有技术提供了一种OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，通过优先级间和优先级内部二级动态带宽分配机制，OLT(Optical Line Terminate，光线路终端)将每个ONU(Optical Network Unit，光网络单元)需求的带宽信息进行动态分配。
现有技术虽然解决了OFDM-PON系统中每个ONU需求的带宽信息的动态分配问题，但是OLT在将包含用户需求的带宽信息的下行输入信号传输至每个ONU的过程中，由于ONU和OLT之间距离的不同、ONU所需的业务类型的不同等因素的影响，传输到不同ONU的OFDM信号的质量各不相同，具体体现为PAPR(Peak to Average Power Ratio峰值平均功率比，简称峰平比)和BER(Bit Error Rate，误码率)等的不同，使得不同ONU的工作性能高低不同，从而降低了OFDM-PON系统的整体性能。
发明内容
为了提高OFDM-PON系统的整体性能，本发明实施例提供了一种光OFDM-PON的信号处理方法、设备及系统。所述技术方案如下：
一种光正交频分复用无源光网络OFDM-PON的信号处理方法，所述方法包括：
光线路终端OLT获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号，其中N为正整数，且N大于或等于2；
所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号；
所述OLT根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至光网络单元ONU；
其中，所述对所述下行输入信号进行预处理包括：
对所述下行输入信号进行串并转换，生成并行的N路第一信号；
将所述N路第一信号分为M组，其中M组第一信号分别对应M个预设ONU组，M为正整数，且M≤N；
将所述M组第一信号调制到相互正交的并行的N路子载波上；
所述生成相互正交且并行的N路第一子载波信号具体为：
生成并行的M组第一子载波信号，其中所述M组第一子载波信号包括N路第一子载波信号，且所述N路第一子载波信号相互正交。
一种光正交频分复用无源光网络OFDM-PON的信号处理方法，所述方法包括：
光网络单元ONU接收光线路终端OLT传输的模拟的光正交频分复用OFDM信号；
所述ONU根据所述模拟的光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息，m为所述ONU对应的子载波的数目，m为正整数；
所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，生成相互正交且并行的m路第四子载波信号；
所述ONU将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号；
其中，所述ONU将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号，包括：
所述ONU将所述m路第四子载波信号输出给解调模块和第四串并转换模块，所述解调模块将所述m路第四子载波信号以对应的四相相移键控QPSK或正交幅度调制QAM格式进行解调，得到解调后的m路并行的第四子载波信号；所述第四串并转换模块将所述解调后的m路并行的第四子载波信号进行并串转换，生成下行输出信号。
一种光线路终端OLT，包括：
预处理模块，用于获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号，其中N为正整数，且N大于或等于2；
附加模块，用于分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号；
传输模块，用于根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至光网络单元ONU；
其中，所述预处理模块包括：
串并转换单元，用于对所述下行输入信号进行串并转换，生成并行的N路第一信号；
分组单元，用于将所述N路第一信号分为M组，其中M组第一信号分别对应M个预设ONU组，M为正整数，且M≤N；
调制单元，用于将所述M组第一信号调制到相互正交的并行的N路子载波上；
第一生成单元，用于生成并行的M组第一子载波信号，其中所述M组第一子载波信号包括N路第一子载波信号，且所述N路第一子载波信号相互正交。
一种光网络单元ONU，包括：
接收模块，用于接收光线路终端OLT传输的模拟的光正交频分复用OFDM信号；
生成模块，用于根据所述模拟的光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息，m为所述ONU对应的子载波的数目，m为正整数；
去除模块，用于分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，生成相互正交且并行的m路第四子载波信号；
处理生成模块，用于将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号；
所述ONU用于将所述m路第四子载波信号输出给解调模块和第四串并转换模块，所述解调模块将所述m路第四子载波信号以对应的四相相移键控QPSK或正交幅度调制QAM格式进行解调，得到解调后的m路并行的第四子载波信号；所述第四串并转换模块将所述解调后的m路并行的第四子载波信号进行并串转换，生成下行输出信号。
一种正交频分复用-无源光网络OFDM-PON系统，包括一个上述光线路终端OLT和至少一个上述光网络单元ONU。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：OLT将下行输入信号进行预处理后生成N路第一子载波信号，分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号，再根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光OFDM信号并传输至ONU，使得在不改变每路第二子载波信号之间正交性的基础上改变所有第二子载波信号的初始相位分布情况，使得传输到每个ONU的模拟的光OFDM信号的峰平比和误码率均衡，从而提高了OFDM-PON系统的整体性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；
图2是本发明实施例2提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；
图3是本发明实施例3提供的OFDM-PON系统架构的信号交互示意图；
图4是本发明实施例3提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；
图5是本发明实施例4提供的OFDM-PON系统架构的信号交互示意图；
图6是本发明实施例4提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；
图7是本发明实施例5提供的带宽分配示意图；
图8是本发明实施例5提供的OFDM-PON系统架构的信号交互示意图；
图9是本发明实施例5提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；
图10是本发明实施例6提供的一种光线路终端OLT实施例的第一结构示意图；
图11是本发明实施例6提供的一种光线路终端OLT实施例的第二结构示意图；
图12是本发明实施例6提供的一种光线路终端OLT实施例的第三结构示意图；
图14是本发明实施例7提供的一种光网络单元ONU实施例的结构示意图；
图15是本发明实施8提供的一种正交频分复用-无源光网络OFDM-PON系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种光OFDM-PON的信号处理方法、设备及系统。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
参考图1，图1是本发明实施例1提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；所述信号处理方法包括：
S101：光线路终端OLT获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号，其中N为正整数，且N大于或等于2。
S102：所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号。
S103：所述OLT根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至光网络单元ONU。
本实施例中，OLT将下行输入信号进行预处理后生成N路第一子载波信号，分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号，再根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光OFDM信号并传输至ONU，使得在不改变每路第二子载波信号之间正交性的基础上改变所有第二子载波信号的初始相位分布情况，使得传输到每个ONU的模拟的光OFDM信号的峰平比和误码率均衡，从而提高了OFDM-PON系统的整体性能。
实施例2
参考图2，图2是本发明实施例2提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；所述信号处理方法包括：
S201：光网络单元ONU接收光线路终端OLT传输的模拟的光正交频分复用OFDM信号。
S202：所述ONU根据所述模拟的光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息，m为所述ONU对应的子载波的数目，m为正整数。
S203：所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，生成相互正交且并行的m路第四子载波信号。
S204：所述ONU将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号。
本实施例中，ONU接收OLT传输的模拟的光OFDM信号，根据所述光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息；所述ONU再分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，执行相应处理后，最后得到所述ONU需求的用户数据，即下行输出信号，使得各个ONU最后得到的下行输出信号的峰平比和误码率均衡，从而提高了OFDM-PON系统的整体性能。
实施例3
本实施例中提供的信号处理方法基于如图3所示的OFDM-PON系统架构，其中图3是本发明实施例3提供的OFDM-PON系统架构的信号交互示意图；如图3所示，在下行链路中，OLT端将下行输入信号顺序经过第一串并转换模块1、调制模块2、附加相位信息模块3、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶反变换)模块4、第二串并转换模块5、DAC(Digital to Analog Converter，数模转换)模块6、双臂的马赫-曾德尔调制器7后生成模拟的光OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号通过一个第一光环形器8进入到光纤信道中传输。在OFDM-PON系统的ONU端，由光纤信道传输过来的模拟的光OFDM信号由第一光分束器(Splitter)9分成n束，分别由不同长度的n条光纤传送给n个不同的ONU，其中n为正整数。每个ONU将接收到的所述模拟的光OFDM信号顺序经过第二光环形器10、第二光分束器11、光电二极管12、ADC(Analog to Digital Converter，模数转换)模块13、第三串并转换模块14、FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)模块15、去除相位信息模块16、解调模块17和第四串并转换模块18后，生成下行输出信号，即所述ONU需求的用户数据。
本实施例中提供的所述信号处理方法的流程具体可参考图4，图4是本发明实施例3提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；
所述信号处理方法包括：
S301：OLT获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号。
此步骤中，在下行链路中，OLT端首先获取下行输入信号，其中所述下行输入信号中可以包含带宽分配信息，但并不局限于此，在此不再赘述。
所述第一串并转换模块1接收所述下行输入信号，对所述下行输入信号进行串并转换，生成并行的N路第一信号，并将所述N路第一信号发送至所述调制模块2，其中N为正整数，且N≥2；所述调制模块2以QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四相相移键控)或QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制)等调制格式将所述N路第一信号调制到相互正交的N路并行子载波上，生成N路第一子载波信号，并将所述N路第一子载波信号发送至所述附加相位信息模块3。
S302：所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加不同的相位信息，生成N路第二子载波信号。
此步骤中，所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加不同的相位信息，具体地，所述附加相位信息模块3中的N个数字移相器分别对所述N路第一子载波信号附加不同的相位信息。
所述附加相位信息模块3包括N数字移相器，每个数字移相器接收一路第一子载波信号，并且对所述第一子载波信号进行相位信息的附加，其中每个数字移相器附加的相位信息均不同的；这样在不改变所述N路第一子载波信号之间正交性的基础上，使得所述N路第一子载波信号的初始相位分布情况发生变化，从而改善了对应子载波的传输性能，使得传输至各个ONU的OFDM信号的PAPR和BER均衡。
所述附加相位信息模块3分别对所述N路第一子载波信号附加不同的相位信息后，生成N路第二子载波信号，并将所述N路第二子载波信号发送至所述IFFT模块4。
S303：所述OLT根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至各个ONU。
此步骤中，所述IFFT模块4对所述N路第二子载波信号进行快速傅里叶反变换，将所述快速傅里叶反变换后的N路第二子载波信号发送至所述第二串并转换模块5；所述第二串并转换模块5对所述N路第二子载波信号进行并串转换，生成两路第二信号，并将所述两路第二信号分别发送至两个所述DAC模块6；所述DAC模块6对所述第二信号进行数模转换，生成模拟的基带光OFDM信号，并将两路所述模拟的基带光OFDM信号发送至所述双臂的马赫-曾德尔调制器7；所述双臂的马赫-曾德尔调制器7将两路所述模拟的基带光OFDM信号调制到光载波上，生成模拟的光OFDM信号；所述模拟的光OFDM信号通过第一光环形器8进入到光纤信道中传输至各个ONU。
S304：ONU接收OLT传输的模拟的光OFDM信号。
在OFDM-PON系统的ONU端，由光纤信道传输过来的模拟的光OFDM信号由所述第一光分束器(Splitter)9分成n束，分别由不同长度的n条光纤传送给n个不同的ONU，各个ONU分别接收所述模拟的光OFDM信号，其中n为正整数。
S305：所述ONU根据所述模拟的光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息。
各个ONU分别接收所述模拟的光OFDM信号，现以n个ONU中的第i个ONU为例来说明ONU对模拟的光OFDM信号的接收过程，假设第i个ONU对应的子载波数目为m。
所述模拟的光OFDM信号首先经过所述第二光环形器10，然后由所述第二光分束器11将所述模拟的光OFDM信号分为两路，其中一路作为ONU用户接收信号输入至所述光电二极管12，另一路则作为上行输入信号的载波输入至IM(Intensity Modulator，强度调制器)19，所述IM 19如图3所示。
所述光电二极管12将所述模拟的光OFDM信号转变成电域的模拟的基带OFDM信号，并将所述模拟的基带OFDM信号发送至所述ADC模块13；所述ADC模块13将所述模拟的基带OFDM信号进行模数转换，生成数字的基带OFDM信号，并将所述数字的基带OFDM信号发送至所述第三串并转换模块14；所述第三串并转换模块14将串行的所述数字的基带OFDM信号转换成并行的数字的基带OFDM信号，并将所述并行的数字的基带OFDM信号发送至FFT模块15；所述FFT模块15对所述并行的数字的基带OFDM信号进行快速傅里叶变换后，即可得到附加了不同的相位信息的携带了下行用户数据的m路第三子载波信号，并将所述m路第三子载波信号发送至所述去除相位信息模块16，其中m为所述ONU对应的子载波的数目，m为正整数。
S306：所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，生成相互正交且并行的m路第四子载波信号。
此步骤中，所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息包括：
所述去除相位信息模块16根据所述每路第三子载波信号上附加的相位信息，分别去除所述每路第三子载波信号上附加的相位信息。
具体地，所述去除相位信息模块16中包含m个数字移相器，m路中的每路第三子载波信号分别进入一个数字移相器，所述数字移相器通过附加一个与OLT端附加的大小相同，符号相反的相位信息来去除所述每路第三子载波信号上附加的相位信息，从而得到相互正交且并行的m路第四子载波信号，并将所述m路第四子载波信号发送至所述解调模块17。由于所述m路第三子载波信号上附加的相位信息不同，因此所述m个数字移相器附加的相位信息的也不同。
S307：所述ONU将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号。
此步骤中，所述解调模块17将所述m路第四子载波信号以对应的QPSK或QAM格式进行解调，所述解调后输出的m路并行的第四子载波信号经过所述第四串并转换模块18的并串转换即可恢复为所述ONU用户需求的数据，即下行输出信号。
本实施例中，在上行链路中，各个ONU获得的信道估计、性能分析等感知信息将作为上行输入信号以TDM(Time Division Multiplex，时分复用)的方式反馈给OLT。具体地，还是以第i个ONU为例来说明，首先上行输入信号由一个IM 19加载到上行输入信号的载波上，其中所述上行输入信号的载波为下行链路中由第二光分束器11分为两路中的其中一路的模拟的光OFDM信号；然后所述加载后的上行输入信号由一个第二光环形器10进入光纤信道传输至所述OLT。n个ONU中以TDM的方式分别将自己的感知信息发射到光纤信道传输至所述OLT。在OLT端，加载了TDM格式的上行输入信号的模拟光信号由一个第一光环形器8直接进入到所述OLT的上行信号接收器20，如图3所示，从而作为OLT对整个系统进行管理和维护的依据。
本实施例中，OLT将下行输入信号进行预处理后生成N路第一子载波信号，分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号，再根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光OFDM信号并传输至ONU，使得在不改变每路第二子载波信号之间正交性的基础上改变所有第二子载波信号的初始相位分布情况，使得传输到每个ONU的模拟的光OFDM信号的峰平比和误码率均衡，从而提高了OFDM-PON系统的整体性能。
此外，ONU接收OLT传输的模拟的光OFDM信号，根据所述光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息；所述ONU再通过附加与OLT端大小相同，符号相反的相位信息的方法分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，执行相应处理后，最后得到所述ONU需求的用户数据，即下行输出信号，使得各个ONU最后得到的下行输出信号的峰平比和误码率均衡，从而也提高了OFDM-PON系统的整体性能。
实施例4
本实施例中，OFDM-PON系统根据ONU的状态对ONU端预先进行了分组设置，OFDM-PON系统将多个ONU分为M个预设的ONU组，其中M为正整数；具体地，所述预设的ONU组包括：第一ONU组，其中所述第一ONU组中的每个ONU均位于同一小区；或，第二ONU组，其中所述第二ONU组中的每个ONU所需的发射光功率均位于第一预设范围；或，第三ONU组，其中所述第三ONU组中的每个ONU所需的接收光功率均位于第二预设范围；或，第四ONU组，其中所述第四ONU组中的每个ONU所需的业务类型均属于第四预设范围；其中所述第一预设范围、所述第二预设范围、所述第三预设范围和所述第四预设范围由OFDM-PON系统来设定。
下面以所述预设的ONU组为第一ONU组为例进行详细说明，但是本实施例中预设的ONU组并不局限于此。
本实施例中提供的信号处理方法基于如图5所示的OFDM-PON系统架构，其中图5是本发明实施例4提供的OFDM-PON系统架构的信号交互示意图；图5所示的OFDM-PON系统架构与图3所示的OFDM-PON系统架构类似，具体可参照实施例3的相关描述，其中图5与图3的主要区别点在于：1)图5中的ONU端预先进行了分组设置，OFDM-PON系统将多个ONU分为M个预设的ONU组；图5中的预设的ONU组为OFDM-PON系统按照ONU与OLT的距离进行分组后的第一ONU组，其中所述第一ONU组中的各个ONU位于同一小区。2)图5中第一串并转换模块1和调制模块2之间还存在一个分组模块21，所述分组模块21将N路第一信号分为M组，所述M组第一信号与M个预设的ONU组相对应。3)图5中的附加相位信息模块3中的数字移相器也预先分成了M个数字移相器组，且所述M个数字移相器组与调制模块2输出的M组第一子载波信号相对应。4)图5中还包括ONU感知信息模块23和相位控制器24，所述ONU感知信息模块23与所述相位控制器24相连，所述相位控制器24与所述附加相位信息模块3相连。
本实施例中提供的所述信号处理方法的流程具体可参考图6，图6是本发明实施例4提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；
所述信号处理方法包括：
S401：OLT获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号。
此步骤中，在下行链路中，OLT端首先获取下行输入信号，其中所述下行输入信号中可以包含带宽分配信息，但并不局限于此，在此不再赘述。
所述对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号包括：
对所述下行输入信号进行串并转换，生成并行的N路第一信号，其中N为正整数，且N≥2；将所述N路第一信号分为M组，其中M组第一信号分别对应M个预设ONU组，M为正整数，且M≤N；将所述M组第一信号调制到相互正交的并行的N路子载波上；生成并行的M组第一子载波信号，其中所述M组第一子载波信号包括N路第一子载波信号，且所述N路第一子载波信号相互正交。
具体地，第一串并转换模块1接收所述下行输入信号，对所述下行输入信号进行串并转换，生成并行的N路第一信号，并将所述N路第一信号发送至分组模块21；所述分组模块21将所述N路第一信号分为M组，将M组第一信号分别添加标签信息，并将M组共N路所述添加标签信息后的第一信号发送至调制模块2，其中M组第一信号分别对应着M个第一ONU组，标签信息包括第一信号所属的小区信息。
为了方便描述，可以将第一ONU组中的第1组简称小区1，同理，将第一ONU组中的第i组简称为小区i，其中i为正整数；每个小区中包括至少一个ONU。
所述调制模块2以QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四相相移键控)或QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制)等调制格式将所述M组共N路第一信号调制到相互正交的N路并行子载波上，生成M组共N路第一子载波信号，并将所述M组第一子载波信号发送至附加相位信息模块3。
S402：所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号。
此步骤中，所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号包括：
所述OLT分别对M组中不同组的第一子载波信号附加不同的相位信息，且M组中同一组的第一子载波信号附加的相位信息相同；生成M组第二子载波信号，其中所述M组第二子载波信号包括N路第二子载波信号。
具体地，所述附加相位信息模块3中的多个数字移相器也预先被分成了M个数字移相器组，且所述M个数字移相器组与M组第一子载波信号相对应。其中每个数字移相器组分别对应一个小区内ONU所需求的下行输入信号，每个数字移相器组中数字移相器的数目等于该小区内下行输入信号中并行子载波的数目。
因为每个第一ONU组中的各个ONU在同一小区内，各个ONU距离OLT的距离相同或相近，可以通过附加相位信息模块3中的数字移相器组对位于同一小区内的各个ONU附加相同的相位信息，且对于不同小区内的ONU附加不同的相位信息。具体地，M组第一子载波信号对应的子载波分别进入各个数字移相器组中的一个数字移相器并获得一个相应的附加相位信息；每组第一子载波信号对应的子载波附加相同的相位信息；不同组的第一子载波信号对应的子载波附加不同的相位信息，具体地，附加相位信息模块3中的数字移相器组可以根据相位控制器24根据各个小区内ONU用户接收到的信号的质量来确定附加不同的相位信息，即相位信息的附加操作有相位控制器24进行统一管理和操作；其中相位控制器24根据ONU感知信息模块23发送的各个ONU组的感知信息(信号质量如PAPR、BER等)，对附加相位信息模块3中的数字移相器组进行控制并根据预先设定好的相位信息附加算法分别给不同的数字移相器组附加相应的相位信息，使得传输至各个ONU组的OFDM信号的质量均衡。
所述附加相位信息模块3将所述M组第二子载波信号发送至IFFT模块4。
S403：所述OLT根据所述M组第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至各个ONU。
此步骤中，所述IFFT模块4对所述M组第二子载波信号进行快速傅里叶反变换，将所述快速傅里叶反变换后的M组第二子载波信号发送至所述第二串并转换模块5；所述第二串并转换模块5对所述M组第二子载波信号进行并串转换，生成两路第二信号，并将所述两路第二信号分别发送至两个所述DAC模块6；所述DAC模块6对所述第二信号进行数模转换，生成模拟的基带光OFDM信号，并将两路所述模拟的基带光OFDM信号发送至所述双臂的马赫-曾德尔调制器7；所述双臂的马赫-曾德尔调制器7将两路所述模拟的基带光OFDM信号调制到光载波上，生成模拟的光OFDM信号；所述模拟的光OFDM信号通过第一光环形器8进入到光纤信道中传输至各个ONU。
S404：ONU接收OLT传输的模拟的光OFDM信号。
在OFDM-PON系统的ONU端，由光纤信道传输过来的模拟的光OFDM信号由所述第一光分束器(Splitter)9分成M束，分别由不同长度的M条光纤传送给M个不同的小区；现以到达小区i的模拟的光OFDM信号为例进行说明，经所述第一光分束器9分束并光纤传输后的所述模拟的光OFDM信号由第三光分束器22分成L束，其中L表示小区i中的ONU的个数；小区i中的各个ONU分别接收所述模拟的光OFDM信号。
S405：所述ONU根据所述模拟的光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相同的相位信息。
现以小区i中的第j个ONU为例来说明ONU对模拟的光OFDM信号的接收过程,假设小区i中的各个ONU对应的子载波数目为m，其中m为正整数。
所述模拟的光OFDM信号首先经过所述第二光环形器10，然后由所述第二光分束器11将所述模拟的光OFDM信号分为两路，其中一路作为ONU用户接收信号输入至所述光电二极管12，另一路则作为上行输入信号的载波输入至IM(Intensity Modulator，强度调制器)19，所述IM 19如图5所示。
所述光电二极管12将所述模拟的光OFDM信号转变成电域的模拟的基带OFDM信号，并将所述模拟的基带OFDM信号发送至所述ADC模块13；所述ADC模块13将所述模拟的基带OFDM信号进行模数转换，生成数字的基带OFDM信号，并将所述数字的基带OFDM信号发送至所述第三串并转换模块14；所述第三串并转换模块14将串行的所述数字的基带OFDM信号转换成并行的数字的基带OFDM信号，并将所述并行的数字的基带OFDM信号发送至FFT模块15；所述FFT模块15对所述并行的数字的基带OFDM信号进行快速傅里叶变换后，即可得到附加了相同的相位信息的携带了所述ONU用户的下行用户数据的m路第三子载波信号，并将所述m路第三子载波信号发送至所述去除相位信息模块16。
S406：所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，生成相互正交且并行的m路第四子载波信号。
此步骤中，由于所述m路第三子载波信号上附加了相同的相位信息且携带了所述ONU用户的下行用户数据，因此所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息包括：所述去除相位信息模块16根据所述第三子载波信号上附加的相位信息，分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息。
具体地，所述去除相位信息模块16中包含m个数字移相器，m路中的每路第三子载波信号分别进入一个数字移相器，所述数字移相器通过附加一个与OLT端附加的大小相同，符号相反的相位信息来去除所述每路第三子载波信号上附加的相位信息，从而得到相互正交且并行的m路第四子载波信号，并将所述m路第四子载波信号发送至所述解调模块17。由于所述m路第三子载波信号上附加的相位信息相同，因此所述m个数字移相器附加的相位信息的也相同。
S407：所述ONU将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号。
此步骤中，所述解调模块17将所述m路第四子载波信号以对应的QPSK或QAM格式进行解调，所述解调后输出的m路并行的第四子载波信号经过所述第四串并转换模块18的并串转换即可恢复为所述ONU用户需求的数据，即下行输出信号。
本实施例中，在上行链路中，各个ONU获得的信道估计、性能分析等感知信息将作为上行输入信号以TDM(Time Division Multiplex，时分复用)的方式反馈给OLT。具体地，还是以第i个ONU为例来说明，首先上行输入信号由一个IM 19加载到上行输入信号的载波上，其中所述上行输入信号的载波为下行链路中由第二光分束器11分为两路中的其中一路的模拟的光OFDM信号；然后所述加载后的上行输入信号由一个第二光环形器10进入光纤信道传输至所述OLT。n个ONU中以TDM的方式分别将自己的感知信息发射到光纤信道传输至所述OLT。在OLT端，加载了TDM格式的上行输入信号的模拟光信号由一个第一光环形器8直接进入到所述OLT的上行信号接收器20，如图5所示，从而作为OLT对整个系统进行管理和维护的依据。
本实施例中，OLT将下行输入信号进行预处理后生成N路第一子载波信号，分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号，再根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光OFDM信号并传输至ONU，使得在不改变每路第二子载波信号之间正交性的基础上改变所有第二子载波信号的初始相位分布情况，使得传输到每个ONU的模拟的光OFDM信号的峰平比和误码率均衡，从而提高了OFDM-PON系统的整体性能。
此外，ONU接收OLT传输的模拟的光OFDM信号，根据所述光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息；所述ONU再通过附加与OLT端大小相同，符号相反的相位信息的方法分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，执行相应处理后，最后得到所述ONU需求的用户数据，即下行输出信号，使得各个ONU最后得到的下行输出信号的峰平比和误码率均衡，从而也提高了OFDM-PON系统的整体性能。本实施例通过对ONU进行分组可以增加管理和维护的灵活性。
实施例5
本实施例采用了ONU分组和共享型的附加相位信息的技术。其中OFDM-PON系统对ONU端预先进行了分组设置，本实施例中对ONU的分组设置与实施例4中对ONU的分组设置类似，在此不再赘述，具体可参见实施例4的相关描述。所述共享型的附加相位信息技术的原理为：由于所有的ONU根据其状态(在本实施例中特指距离)被分成了M组，然而在实际工作过程中并不是全部的ONU组传输的数据质量都无法满足用户的需求，最有可能只是其中的某一组或者某几组中的ONU的传输性能较差，因而只需要对性能无法满足用户需求的那一组或几组中的ONU采用附加相位信息技术即可，对于性能满足用户需求的ONU那一组或几组中的ONU不附加相位信息，于是可以让全部的ONU组共享使用一个附加相位信息模块，对需要附加相位信息的ONU组分配数字移相器组，对不需要附加相位信息的ONU组不分配数字移相器组并直接传输，即对所有ONU组实现附加相位信息技术的共享模式。
各个ONU实现分组设置后，对各个ONU组进行有效带宽的分配，如图7所示，其中图7是本发明实施例5提供的带宽分配示意图；具体地，根据所有ONU到达OLT的不同距离的ONU分组情况，将全部的子载波频带分别分配给各个ONU组，当所有ONU的分组情况确定后，子载波频带的划分即带宽分配也根据各组ONU的具体需求确定下来了。各组ONU单独对应整个频带中固定的一段子载波，如位于小区1的所有用户对应子载波频带的第一部分Band(带宽)1，位于小区2的所有用户对应子载波频带的第一部分Band 2，依次类推，直到全部频带都被分配给这n个ONU组，并且各个小区用户所对应的那段频带是互不相交的。
下面以所述预设的ONU组为第一ONU组为例进行详细说明，但是本实施例中预设的ONU组并不局限于此。
本实施例中提供的信号处理方法基于如图8所示的OFDM-PON系统架构，其中图8是本发明实施例5提供的OFDM-PON系统架构的信号交互示意图；图8所示的OFDM-PON系统架构与图5所示的OFDM-PON系统架构类似，具体可参照实施例4的相关描述，其中图8与图5的主要区别点在于：将图5中的附加相位信息模块3替换成图8的共享型附加相位信息模块30。
本实施例中提供的所述信号处理方法的流程具体可参考图9，图9是本发明实施例5提供的一种光OFDM-PON的信号处理方法实施例的流程图；
所述信号处理方法包括：
S501：OLT获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号。
S501与实施例4中的S401类似，具体可参见实施例4的相关描述，在此不再赘述。
S502：所述OLT获取相位控制器发送的控制信息。
所述ONU感知信息模块23接收ONU的FFT模块15输出的信号，对所述FFT模块15输出的信号进行相应处理，生成感知信息，其中所述感知信息包括信道估计信息和性能分析信息。
所述相位控制器24接收所述ONU感知信息模块23的感知信息，根据所述感知信息生成控制信息，其中所述控制信息包括：需要附加相位信息的ONU组和需要附加的相位信息、不需要附加相位信息的ONU组和数字移相器的动态分配信息。
具体地，所述相位控制器24中预先已设定有根据ONU感知信息模块23发送的感知信息来判断该ONU组是否需要附加相位信息以及若需要附加相位信息则该附加什么样的相位信息的具体算法，相位控制器24只需要要根据上述算法对接收到的ONU感知信息进行相应的分析处理，生成控制信息；其中所述相应的分析处理包括：可判断是否要给该ONU组附加相位信息，若需要则动态分配一个移相器组给该ONU组并判断附加什么样的相位信息，若不需要则不分配移相器组而是让该组ONU信号直接通过而不做任何处理。
S503：所述OLT根据所述控制信息，获取所述M组中需要附加相位信息的指定组并对所述指定组附加相应的相位信息，生成M组第二子载波信息。
此步骤中，共享型附加相位信息模块30根据所述控制信息，获取所述M组中需要附加相位信息的指定组和所述M组中不需要附加相位信息的组；所述共享型附加相位信息模块30根据所述控制信息对所述指定组附加相应的相位信息，并直接将所述不需要附加相位信息的组透传至IFFT模块4，从而生成M组共N路第二子载波信号，并将所述M组第二子载波信号发送至IFFT模块4。
其中，所述第二子载波信号中还包括附加相位标签，其中所述附加相位标签由所述相位控制器根据OLT端对各个ONU组对应子载波频带附加的相位信息的情况制作而成，从而方便ONU端移除附加了的相位信息。
假设OFDM-PON系统中设定的M个ONU组中会出现性能较差现象的ONU组共有r个，r显然小于M，则共享型附加相位信息模块30根据控制信息只需要配备r个数字移相器组即可。若r组ONU全部需要进行附加相位信息处理，则分别进入共享型附加相位信息模块30中的r个数字移相器组，r个数字移相器组根据控制信息完成相应的附加信息的处理过程。每个数字移相器组对输入的第一子载波信号附件一个相同的相位信息，且所述相位信息由控制信息进行统一的分析和判断。
相比较实施例3的附加相位信息技术的非共享模式，本实施例采用附加相位信息技术的共享模式，本实施例中所述共享型附加相位信息模块只对需要附加相位信息的第一子载波信号动态分配数字移相器组，对于不需要附加相位信息的第一子载波信号不分配数字移相器组而是直接将其传输，使得数字移相器组的数目明显减少，简化了整个系统的复杂度，降低了硬件成本。例如，假设OFDM-PON系统的所有子载波平均分配给各个ONU组，每组ONU分配到的子载波数目为i，则每个数字移相器组中就需要i个数字移相器。根据以上假设，M组ONU中可能需要进行附加相位信息处理的ONU组最多为r个，其中r<M，而每个数字移相器组中共有i个数字移相器，则整个共享型附加相位信息模块中一共有r×i个数字移相器，而系统中所有的子载波数目为M×i，显然r×i远小于M×i。
S504：所述OLT根据所述M组第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至各个ONU。
S504与实施例4中的S403类似，具体可参见实施例4的相关描述，在此不再赘述。
S505：ONU接收OLT传输的模拟的光OFDM信号。
S505与实施例4中的S404类似，具体可参见实施例4的相关描述，在此不再赘述。
S506：所述ONU根据所述模拟的光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相同的相位信息。
S506与实施例4中的S405类似，具体可参见实施例4的相关描述，在此不再赘述。
S507：所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，生成相互正交且并行的m路第四子载波信号。
此步骤中，当所述m路第三子载波信号上的具有附加相位标签时，则表示所述m路第三子载波信号上附加了相位信息，相应的，所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，其中所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息的处理流程与与实施例4中的S406类似，具体可参见实施例4的相关描述，在此不再赘述。当所述m路第三子载波信号上的不具有附加相位标签时，则表示所述m路第三子载波信号上附加的相位信息为零，即没有附加相位信息，则无需执行去除相位信息的处理，直接执行后续处理。
S508：所述ONU将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号。
S508与实施例4中的S407类似，具体可参见实施例4的相关描述，在此不再赘述。
本实施例中，在上行链路中，各个ONU获得的信道估计、性能分析等感知信息将作为上行输入信号以TDM(Time Division Multiplex，时分复用)的方式反馈给OLT。具体地，还是以第i个ONU为例来说明，首先上行输入信号由一个IM 19加载到上行输入信号的载波上，其中所述上行输入信号的载波为下行链路中由第二光分束器11分为两路中的其中一路的模拟的光OFDM信号；然后所述加载后的上行输入信号由一个第二光环形器10进入光纤信道传输至所述OLT。n个ONU中以TDM的方式分别将自己的感知信息发射到光纤信道传输至所述OLT。在OLT端，加载了TDM格式的上行输入信号的模拟光信号由一个第一光环形器8直接进入到所述OLT的上行信号接收器20，如图8所示，从而作为OLT对整个系统进行管理和维护的依据。
下面以一个具体例子为例来详细描述一下本实施例中的信号处理方法。
假设所有的用户分布在五个不同的小区，这五个小区中宽带接入用户的数量分别为8、16、32、64和128，则按照上述ONU分组思想即可把这五个小区的用户分别分为五组，每组ONU的规模分别为8、16、32、64和128。
假设系统提供的子载波一共有512路，在下行链路中，这五组输入信号以QPSK或QAM等调制格式调制到相互正交的512路并行子载波上。完成了子载波调制之后，五组共512路携带了下行数据的子载波进入共享型附加相位信息模块。在共享型附加相位信息模块中，相位控制器则是根据信道估计、性能分析等来自ONU的感知信息来判断各组ONU需求的用户数据是否需要进行附加相位信息处理。如果某组ONU需求的用户数据的质量已经符合该用户的需求，则该组ONU对应的用户数据直接通过共享型附加相位信息模块而无需进行附加相位信息处理；如果某组ONU需求的用户数据的质量不符合该用户的需求，需要进行一定的改善，则该组ONU对应的用户数据要根据相位控制器的控制信息来确定应该附加何种合适的相位信息，并由相位控制器动态分配各个移相器从而实现该相位信息的插入。
从共享型附加相位信息模块输出的五组共512路子载波随后做快速傅里叶逆变换IFFT，再经过串并变换和数模变换后就得到了模拟的基带OFDM信号。利用一个双臂的马赫-曾德尔调制器MZM可以将模拟的基带OFDM信号调制到光载波上，从而得到模拟的光OFDM信号，最后模拟的光OFDM信号通过一个光环形器Circulator进入到光纤信道中传输。
在OFDM-PON系统的ONU端，由光纤信道传输过来的模拟的光OFDM信号由一个光分束器Splitter分为五束，分别由不同长度的五条光纤传送给五个不同的ONU组。各个ONU组分别接收信号，现以第一组ONU中的第1个ONU即ONU1_1为例来说明ONU对模拟的光OFDM信号的接收过程，假设第1组ONU对应的子载波数目为32。
模拟的光OFDM信号首先经过一个Circulator，然后由一个Splitter分为两路，一路作为用户接收信号进行光OFDM的解调，另一路则作为上行输入信号的载波。作为用户接收信号的那一路模拟的光OFDM信号先输入到一个光电二极管，将光域的模拟OFDM信号接收下来并转变为电域的模拟基带OFDM信号。模拟基带OFDM信号再经过一个模数变换ADC，从而转换为数字的基带OFDM信号，接着利用串并转换将串行的数字基带OFDM信号转换为并行的数字基带OFDM信号。对并行的数字基带OFDM信号做快速傅里叶变换FFT，即可得到附加了相位信息的携带了下行用户数据的32路子载波，再将这32路子载波输入由32个数字移相器组成的去除相位信息模块，每路子载波进入一个移相器，通过附加一个与OLT端该组ONU附加的大小相同、符号相反的相位信息来移除OLT端附加的相位信息，从而得到可以进行子载波解调的携带了下行用户数据的32路子载波信号。这32路子载波信号以对应的QPSK或QAM格式进行解调，解调完输出的32路并行信号最后经过串并转换即可恢复为该ONU用户所需求的数据了。
在上行链路中，各个ONU获得的信道估计、性能分析等感知信息将作为上行输入信号以TDM的方式反馈给OLT。还是以第一组ONU中的第1个ONU即ONU1_1为例来说明，首先上行输入信号由一个强度调制器IM，加载到下行链路中由Splitter分为两路中的其中一路作为上行输入信号载波的模拟的光OFDM信号上，然后由一个Circulator进入光纤信道。五个ONU组以TDM的方式分别将自己的感知信息发射到光纤信道。在OLT端，加载了TDM格式的上行输入信号的模拟光信号由一个Circulator直接进入到上行信号接收器，从而作为OLT对整个系统进行管理和维护的依据。
本实施例中，OLT将下行输入信号进行预处理后生成N路第一子载波信号，分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号，再根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光OFDM信号并传输至ONU，使得在不改变每路第二子载波信号之间正交性的基础上改变所有第二子载波信号的初始相位分布情况，使得传输到每个ONU的模拟的光OFDM信号的峰平比和误码率均衡，从而提高了OFDM-PON系统的整体性能。
此外，ONU接收OLT传输的模拟的光OFDM信号，根据所述光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息；所述ONU再通过附加与OLT端大小相同，符号相反的相位信息的方法分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，执行相应处理后，最后得到所述ONU需求的用户数据，即下行输出信号，使得各个ONU最后得到的下行输出信号的峰平比和误码率均衡，从而也提高了OFDM-PON系统的整体性能。
此外，本实施例通过对ONU进行分组可以增加管理和维护的灵活性；采用共享型附加相位技术简化了整个系统的复杂度，大大降低了硬件成本。
实施例6
参考图10，图10是本发明实施例6提供的一种光线路终端OLT实施例的第一结构示意图；所述OLT包括：
预处理模块101，用于获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号，其中N为正整数，且N大于或等于2。
其中所述预处理模块101的功能可以由图3中所述第一串并转换模块1和所述调制模块2来实现，也可以由图5或图7中的所述第一串并转换模块1、所述分组模块21和所述调制模块2来实现。
附加模块102，用于分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号。
其中所述附加模块102的功能可以由图3或图5中所述附加相位信息模块3来实现，也可以由图8中的所述共享型附加相位信息模块30来实现。
传输模块103，用于根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至光网络单元ONU。
其中所述传输模块103的功能可以由图3或图5或图8中所述IFFT模块4、所述第二串并转换模块5、所述DAC模块6、所述双臂的马赫-曾德尔调制器7和所述第一光环形器8来实现。
其中，所述附加模块102包括：第一附加单元1021，如图11所示，图11是本发明实施例6提供的一种光线路终端OLT实施例的第二结构示意图；
所述第一附加单元1021，用于分别对所述N路第一子载波信号附加不同的相位信息。
所述第一附加单元1021的功能可以由图3中所述附加相位信息模块3来实现。
在本实施例的另一实施方式中，所述预处理模块101包括：
串并转换单元1011，用于对所述下行输入信号进行串并转换，生成并行的N路第一信号。
分组单元1012，用于将所述N路第一信号分为M组，其中M组第一信号分别对应M个预设ONU组，M为正整数，且M≤N。
调制单元1013，用于将所述M组第一信号调制到相互正交的并行的N路子载波上。
第一生成单元1014，用于生成并行的M组第一子载波信号，其中所述M组第一子载波信号包括N路第一子载波信号，且所述N路第一子载波信号相互正交。
其中所述串并转换单元1011的功能可以由图5中的所述第一串并转换模块1来实现，所述分组单元1012的功能可以由图5中的所述分组模块21来实现，所述调制单元1013和所述第一生成单元1014的的功能可以由图5中的所述调制模块2来实现。
其中，所述预设ONU组包括：
第一ONU组，其中所述第一ONU组中的每个ONU均位于同一小区；
或，第二ONU组，其中所述第二ONU组中的每个ONU所需的发射光功率均位于第一预设范围；
或，第三ONU组，其中所述第三ONU组中的每个ONU所需的接收光功率均位于第二预设范围；
或，第四ONU组，其中所述第四ONU组中的每个ONU所需的业务类型均属于第四预设范围。
进一步地，所述所述附加模块102包括：第二附加单元1022和第二生成单元1023，如图12所示，图12是本发明实施例6提供的一种光线路终端OLT实施例的第三结构示意图；
第二附加单元1022，用于分别对M组中不同组的第一子载波信号附加不同的相位信息，且M组中同一组的第一子载波信号附加的相位信息相同。
第二生成单元1023，用于生成M组第二子载波信号，其中所述M组第二子载波信号包括N路第二子载波信号。
所述第二附加单元1022和所述第二生成单元1023的功能可以由图5中的所述附加相位信息模块3来实现。
进一步地，所述OLT进一步包括：获取模块104，如图13所示，图13是本发明实施例6提供的一种光线路终端OLT实施例的第四结构示意图；
所述获取模块104，用于获取相位控制器发送的控制信息。
所述获取模块104的功能可以由图8中的所述共享型附加相位信息模块30来实现。
相应的，所述附加模块102包括：
第三附加单元1024，用于根据所述控制信息，获取所述M组中需要附加相位信息的指定组并对所述指定组附加相应的相位信息。
第三生成模块1025，用于生成M组第二子载波信号，其中所述M组第二子载波信号包括N路第二子载波信号。
所述第三附加单元1024和所述第三生成模块1025可以由图8中的所述共享型附加相位信息模块30来实现。
本实施例中，OLT将下行输入信号进行预处理后生成N路第一子载波信号，分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号，再根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光OFDM信号并传输至ONU，使得在不改变每路第二子载波信号之间正交性的基础上改变所有第二子载波信号的初始相位分布情况，使得传输到每个ONU的模拟的光OFDM信号的峰平比和误码率均衡，从而提高了OFDM-PON系统的整体性能。
实施例7
参考图14，图14是本发明实施例7提供的一种光网络单元ONU实施例的结构示意图；所述ONU包括：
接收模块141，用于接收光线路终端OLT传输的模拟的光正交频分复用OFDM信号。
其中所述接收模块141的功能可以由图3或图5或图8中的所述第二光环形器10来实现。
生成模块142，用于根据所述模拟的光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息，m为所述ONU对应的子载波的数目，m为正整数。
其中所述生成模块142的功能可以由图3或图5或图8中的所述第二光分束器11、所述光电二极管12、所述ADC模块13、所述第三串并转换模块14和所述FFT模块15来实现。
去除模块143，用于分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，生成相互正交且并行的m路第四子载波信号。
其中所述去除模块143的功能可以由图3或图5或图8中的所述去除相位信息模块16来实现。
处理生成模块144，用于将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号。
其中所述处理生成模块144的功能可以由图3或图5或图8中的所述解调模块17和所述第四串并转换模块18来实现。
其中，所述去除模块143包括：
第一去除单元，用于当所述m路中每路第三子载波信号上附加的相位信息不同时，根据所述每路第三子载波信号上附加的相位信息，分别去除所述每路第三子载波信号上附加的相位信息。
其中所述第一去除单元的功能可以由图3中所述去除相位信息模块16来实现。
或者，所述去除模块143包括：
第二去除单元，用于当所述m路中每路第三子载波信号上附加的相位信息相同时，根据所述第三子载波信号上附加的相位信息，分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息。
其中所述第二去除单元的功能可以由图5或图8中所述去除相位信息模块16来实现。
本实施例中，ONU接收OLT传输的模拟的光OFDM信号，根据所述光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息；所述ONU再通过附加与OLT端大小相同，符号相反的相位信息的方法分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，执行相应处理后，最后得到所述ONU需求的用户数据，即下行输出信号，使得各个ONU最后得到的下行输出信号的峰平比和误码率均衡，从而也提高了OFDM-PON系统的整体性能。
实施例8
参考图15，图15是本发明实施8提供的一种正交频分复用-无源光网络OFDM-PON系统实施例的结构示意图；所述OFDM-PON系统包括：一个光线路终端OLT 10和至少一个光网络单元ONU 14。其中所述OLT 10的功能与实施例6中所述OLT的功能相似，具体可参照实施例6的相关描述，在此不再赘述。每个所述ONU 14的功能与实施例7中所述ONU的功能相似，具体可参照实施例7的相关描述，在此不再赘述。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种光正交频分复用无源光网络OFDM-PON的信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：
光线路终端OLT获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号，其中N为正整数，且N大于或等于2；
所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号；
所述OLT根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至光网络单元ONU；
其中，所述对所述下行输入信号进行预处理包括：
对所述下行输入信号进行串并转换，生成并行的N路第一信号；
将所述N路第一信号分为M组，其中M组第一信号分别对应M个预设ONU组，M为正整数，且M≤N；
将所述M组第一信号调制到相互正交的并行的N路子载波上；
所述生成相互正交且并行的N路第一子载波信号具体为：
生成并行的M组第一子载波信号，其中所述M组第一子载波信号包括N路第一子载波信号，且所述N路第一子载波信号相互正交。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息包括：
所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加不同的相位信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设ONU组包括：
第一ONU组，其中所述第一ONU组中的每个ONU均位于同一小区；
或，第二ONU组，其中所述第二ONU组中的每个ONU所需的发射光功率均位于第一预设范围；
或，第三ONU组，其中所述第三ONU组中的每个ONU所需的接收光功率均位于第二预设范围；
或，第四ONU组，其中所述第四ONU组中的每个ONU所需的业务类型均属于第四预设范围。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息包括：
所述OLT分别对M组中不同组的第一子载波信号附加不同的相位信息，且M组中同一组的第一子载波信号附加的相位信息相同；
所述生成N路第二子载波信号包括：
生成M组第二子载波信号，其中所述M组第二子载波信号包括N路第二子载波信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息之前，进一步包括：
所述OLT获取相位控制器发送的控制信息；
所述OLT分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号包括：
所述OLT根据所述控制信息，获取所述M组中需要附加相位信息的指定组并对所述指定组附加相应的相位信息；
生成M组第二子载波信号，其中所述M组第二子载波信号包括N路第二子载波信号。
6.一种光正交频分复用无源光网络OFDM-PON的信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：
光网络单元ONU接收光线路终端OLT传输的模拟的光正交频分复用OFDM信号；
所述ONU根据所述模拟的光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息，m为所述ONU对应的子载波的数目，m为正整数；
所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，生成相互正交且并行的m路第四子载波信号；
所述ONU将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号；
其中，所述ONU将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号，包括：
所述ONU将所述m路第四子载波信号输出给解调模块和第四串并转换模块，所述解调模块将所述m路第四子载波信号以对应的四相相移键控QPSK或正交幅度调制QAM格式进行解调，得到解调后的m路并行的第四子载波信号；所述第四串并转换模块将所述解调后的m路并行的第四子载波信号进行并串转换，生成下行输出信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述m路中每路第三子载波信号上附加的相位信息不同时，所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息包括：
所述ONU根据所述每路第三子载波信号上附加的相位信息，分别去除所述每路第三子载波信号上附加的相位信息。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述m路中每路第三子载波信号上附加的相位信息相同时，所述ONU分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息包括：
所述ONU根据所述第三子载波信号上附加的相位信息，分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息。
9.一种光线路终端OLT，其特征在于，包括：
预处理模块，用于获取下行输入信号，对所述下行输入信号进行预处理，生成相互正交且并行的N路第一子载波信号，其中N为正整数，且N大于或等于2；
附加模块，用于分别对所述N路第一子载波信号附加相应的相位信息，生成N路第二子载波信号；
传输模块，用于根据所述N路第二子载波信号生成模拟的光正交频分复用OFDM信号，将所述模拟的光OFDM信号传输至光网络单元ONU；
其中，所述预处理模块包括：
串并转换单元，用于对所述下行输入信号进行串并转换，生成并行的N路第一信号；
分组单元，用于将所述N路第一信号分为M组，其中M组第一信号分别对应M个预设ONU组，M为正整数，且M≤N；
调制单元，用于将所述M组第一信号调制到相互正交的并行的N路子载波上；
第一生成单元，用于生成并行的M组第一子载波信号，其中所述M组第一子载波信号包括N路第一子载波信号，且所述N路第一子载波信号相互正交。
10.根据权利要求9所述的OLT，其特征在于，所述附加模块包括：
第一附加单元，用于分别对所述N路第一子载波信号附加不同的相位信息。
11.根据权利要求9所述的OLT，其特征在于，所述预设ONU组包括：
第一ONU组，其中所述第一ONU组中的每个ONU均位于同一小区；
或，第二ONU组，其中所述第二ONU组中的每个ONU所需的发射光功率均位于第一预设范围；
或，第三ONU组，其中所述第三ONU组中的每个ONU所需的接收光功率均位于第二预设范围；
或，第四ONU组，其中所述第四ONU组中的每个ONU所需的业务类型均属于第四预设范围。
12.根据权利要求9所述的OLT，其特征在于，所述附加模块包括：
第二附加单元，用于分别对M组中不同组的第一子载波信号附加不同的相位信息，且M组中同一组的第一子载波信号附加的相位信息相同；
第二生成单元，用于生成M组第二子载波信号，其中所述M组第二子载波信号包括N路第二子载波信号。
13.根据权利要求9所述的OLT，其特征在于，进一步包括：
获取模块，用于获取相位控制器发送的控制信息；
所述附加模块包括：
第三附加单元，用于根据所述控制信息，获取所述M组中需要附加相位信息的指定组并对所述指定组附加相应的相位信息；
第三生成模块，用于生成M组第二子载波信号，其中所述M组第二子载波信号包括N路第二子载波信号。
14.一种光网络单元ONU，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收光线路终端OLT传输的模拟的光正交频分复用OFDM信号；
生成模块，用于根据所述模拟的光OFDM信号生成m路第三子载波信号，其中所述m路第三子载波信号上分别附加了相应的相位信息，m为所述ONU对应的子载波的数目，m为正整数；
去除模块，用于分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息，生成相互正交且并行的m路第四子载波信号；
处理生成模块，用于将所述m路第四子载波信号进行预处理，生成下行输出信号；
所述ONU用于将所述m路第四子载波信号输出给解调模块和第四串并转换模块，所述解调模块将所述m路第四子载波信号以对应的四相相移键控QPSK或正交幅度调制QAM格式进行解调，得到解调后的m路并行的第四子载波信号；所述第四串并转换模块将所述解调后的m路并行的第四子载波信号进行并串转换，生成下行输出信号。
15.根据权利要求14所述的ONU，其特征在于，所述去除模块包括：
第一去除单元，用于当所述m路中每路第三子载波信号上附加的相位信息不同时，根据所述每路第三子载波信号上附加的相位信息，分别去除所述每路第三子载波信号上附加的相位信息。
16.根据权利要求14所述的ONU，其特征在于，所述去除模块包括：
第二去除单元，用于当所述m路中每路第三子载波信号上附加的相位信息相同时，根据所述第三子载波信号上附加的相位信息，分别去除所述m路第三子载波信号上附加的相位信息。
17.一种正交频分复用-无源光网络OFDM-PON系统，其特征在于，包括一个如权利要求9-13任一项所述的光线路终端OLT和至少一个如权利要求14-16任一项所述的光网络单元ONU。
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