CN103067089B - Rof与wdm-pon融合系统及其信号传输方法 - Google Patents

Rof与wdm-pon融合系统及其信号传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种ROF与WDM-PON融合系统及其信号传输方法，该系统在中心局CO设置有两套WDM-PON收发装置，在远端节点RN，两套WDM-PON光纤间为交叉复用结构，在ONUs接收端，对应设置有两个ONU接收装置；该方法包括步骤：S1下行发送模块1-16发送信号，信号通过波长复用器和环形器进入主干光纤；S2在远端节点RN、信号通过耦合器CP1、光隔离器、CP4和波长解复用器对应进入接收装置ONU1~ONU16；S3OUNs接收端中，接收装置ONU1~ONU16接收信号并调制上行信号，将调制的上行信号通过CP4、光隔离器、CP3和主干光纤对应输送到上行接收模块1-16解调上行信号。本发明的系统和方法实现了上下行同时传输毫米波信号和基带信号，并且有效的避免了单纤双向传输系统的后向瑞利散射。

Description

ROF与WDM-PON融合系统及其信号传输方法
技术领域
本发明涉及光通信技术和射频通信技术领域，特别涉及一种ROF与WDM-PON融合系统及其信号传输方法。
背景技术
光载射频(ROF)技术是一种光纤和无线融合的物理层实现技术。无线通信灵活性高，能够使人随时随地与任何人进行通信，而光纤接入网等宽带通信能够将数据、语音、视频和多媒体应用传送到商业用户和家庭。在未来信息系统宽带化和无线化的驱动下，能承载高速数据传输业务的光纤通信技术与无线通信技术的融合是必然的趋势。
基于“无色”光网络单元(ONU)的多波长无源光网络(WDM-PON)技术具有超大带宽，低运营成本，协议透明等特点，已成为下一代接入网的关键技术。在WDM-PON实现ONU无色化时，而基于反射式半导体光放大器(RSOA)的无色ONU方案中，RSOA除了具有放大的优点外，还能将下行信号携带的浅调制信息擦除，它的调制状态与工作波长无关，是真正意义上的“无色”化。因此，将ROF与基于RSOA无色ONU的WDM-PON系统融合具有潜在的巨大优势。
现有技术中ROF与WDM-PON融合系统都是基于一套WDM-PON的收发装置，且上行传输的基本是基带信号，这种系统无法实现上下行同时传输毫米波信号和基带信号，存在单纤双向传输系统后向瑞利散射等问题。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种ROF与WDM-PON融合系统及其信号传输方法能够实现上下行同时传输毫米波信号和基带信号，并能有效避免单纤双向传输系统的后向瑞利散射。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种ROF与WDM-PON融合系统，该系统在中心局CO设置有两套WDM-PON收发装置，在远端节点RN，两套WDM-PON光纤间为交叉复用结构，在ONUs接收端，对应设置有两个ONU接收装置。
优选的，所述两套WDM-PON收发装置，每套WDM-PON收发装置设置有16个下行发送模块，一个波长复用器，一个环形器，一个波长解复用器和16个上行接收模块。
优选的，所述交叉复用结构为在远端节点RN上，两套WDM-PON光纤上分别设置有两个光耦合器CP1、CP2，CP3和CP4，每套WDM-PON光纤上还设置有一个波长解复用器，所述CP1还与CP4连接，所述CP2还与CP3连接。
优选的，所述耦合器CP1和CP2之间、CP1和CP4之间、CP3和CP2之间、CP3和CP4之间分别设置一个光隔离器。
优选的，所述两套ONU接收装置，每套设置有一个下行基带信号接收装置，一个毫米波信号接收装置Mmw以及一个反射型半导体光放大器RSOA。
优选的，所述下行发送模块包括双臂MZM1调制器、激光器LD1、环形器OC3、光纤布拉格光栅FBG和单臂MZM2调制器，所述光纤布拉格光栅FBG的一端与所述单臂MZM2调制器连接，另一端与所述环形器OC3的2口连接，环形器OC3的1口与所述双臂MZM1调制器连接，3口与所述单臂MZM2调制器的另一端连接。
优选的，所述ONU接收装置还设置有光纤布拉格光栅FBG，所述光纤布拉格光栅FBG的一端与所述毫米波信号接收装置Mmw和反射型半导体光放大器RSOA连接，所述光纤布拉格光栅FBG与所述反射型半导体光放大器RSOA之间设置有环形器OC5，主干光纤通过环形器OC4与所述基带信号接收装置Rx1和所述光纤布拉格光栅FBG的另一端，环形器OC4与环形器OC5连接。
本发明还提供一种ROF与WDM-PON融合系统的信号传输方法，该方法包括步骤：
S1下行发送模块1-16发送信号，信号通过波长复用器和环形器进入主干光纤；
S2在远端节点RN信号通过耦合器CP1、光隔离器、CP4和波长解复用器对应进入接收装置ONU1~ONU16；
S3OUNs接收端中，接收装置ONU1~ONU16接收信号并调制上行信号，将调制的上行信号通过CP4、光隔离器、CP3、主干光纤对应输送到上行接收模块1-16解调上行信号；
下行发送模块17-32的信号发送方法与所述下行发送模块1-16的信号发送方法对应。
优选的，步骤S1中下行发送模块发送信号的具体方法为：
在下行发送模块1中，双臂MZM1调制器加载10GHz的RF进行驱动，激光器LD1发出波长为λ1的激光，通过MZM1四倍频后产生两个相距为40GHz的边带，再通过环形器OC3由2端口输出后，进入光纤布拉格光栅FBG，反射谱为左边带，透射谱为载波和右边带，透射的载波和右边带经过单臂MZM2调制2.5Gbps的下行信号，反射的左边带由OC3的3口输出后与透射的载波和右边带信号汇合。
优选的，步骤S3中接收装置ONU1~ONU16接收信号和调制上行信号的方法为：
下行信号进入ONU1中，基带信号通过Rx1接收，毫米波信号通过FBG滤掉中间载波，一路用于下行天线接收，一路进入OC5、RSOA，调制1.25Gbps的上行信号。
（三）有益效果
采用本发明的ROF与WDM-PON融合系统及其信号传输方法通过两套WDM-PON收发装置，和远端节点交叉复用结构实现了上下行同时传输毫米波信号和基带信号，并且有效的避免了单纤双向传输系统中的后向瑞利散射的方法
附图说明
图1是本发明实施例ROF与WDM-PON融合系统结构图。
图2是本发明实施例ROF与WDM-PON融合系统下行发送模块1的结构图。
图3是本发明实施例ROF与WDM-PON融合系统接收装置ONU1的结构图。
图4是本发明实施例ROF与WDM-PON融合系统的信号传输方法的流程图
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施例基于上下行毫米波传输的ROF与WDM-PON融合系统如图1所示，该系统包括：中心局CO中设置有两套WDM-PON收发装置，所述一套WDM-PON有16个下行发送模块，一个波长复用器AWG1，一个环形器OC1，一个波长解复用器AWG2和16个上行接收模块；同样另一套WDM-PON中心局同样有16个下行发送模块，一个波长复用器AWG3，一个环形器OC2，一个波长解复用器AWG4和16个上行接收模块。在远端节点RN上，两套WDM-PON光纤上分别有两个光耦合器CP1、CP2，CP3和CP4，所述两个耦合器CP1和CP2之间，CP1和CP4之间，CP3和CP2之间，CP3和CP4之间分别有一个光隔离器OIS1、OIS2、OIS3、OIS4，以及两个波长解复用器AWG5和AWG6。在ONUs接收端，每个ONU内有一个下行基带信号接收装置，一个毫米波信号接收装置以及一个反射型半导体光放大器RSOA。
优选的，所述下行发送模块包括双臂MZM1调制器、激光器LD1、环形器OC3、光纤布拉格光栅FBG和单臂MZM2调制器，所述光纤布拉格光栅FBG的一端与所述单臂MZM2调制器连接，另一端与所述环形器OC3的2口连接，环形器OC3的1口与所述双臂MZM1调制器连接，3口与所述单臂MZM2调制器的另一端连接如图2所示。
优选的所述两套ONU接收装置，每套设置有一个下行基带信号接收装置，一个毫米波信号接收装置Mmw以及一个反射型半导体光放大器RSOA。所述ONU接收装置还设置有光纤布拉格光栅FBG，所述光纤布拉格光栅FBG的一端与所述毫米波信号接收装置Mmw和反射型半导体光放大器RSOA连接，所述光纤布拉格光栅FBG与所述反射型半导体光放大器RSOA之间设置有环形器OC5，主干光纤通过环形器OC4与所述基带信号接收装置Rx1和所述光纤布拉格光栅FBG的另一端，环形器OC4与环形器OC5连接如图3所示。
本发明实施例的一种ROF与WDM-PON融合系统的信号传输方法如图4所示，该方法包括以下步骤：
S1第一套WDM-PON收发装置下行发送模块1~模块16产生波长λ1~λ16的16路下行信号，通过AWG1、环形器OC1进入主干光纤；
S2在远端节点RN信号通过耦合器CP1、光隔离器OIS2、CP4和波长解复用器AWG6对应进入接收装置ONU1~ONU16；
S3OUNs接收端中，接收装置ONU1~ONU16接收信号并调制上行信号，经过RSOA重调制的上行信号通过CP4、OIS4、CP3、主干光纤，最后进入上行接收模块。
同样的，下行发送模块17-32的信号发送方法与所述下行发送模块1-16的信号发送方法对应,其方法步骤为：
S1第二套WDM-PON收发装置下行发送模块17~模块32，产生波长λ17~λ32的16路下行信号，通过AWG2、环形器OC2进入主干光纤；
S2在远端节点RN信号通过耦合器CP3、光隔离器OIS3、CP2和波长解复用器AWG5对应进入接收装置ONU17~ONU32；
S3OUNs接收端中，接收装置ONU17~ONU32接收信号并调制上行信号，经过RSOA重调制的上行信号通过CP2、OIS1、CP1、主干光纤，最后进入上行接收模块。
优选的，中心局CO的一套WDM-PON装置下，在发射端模块1中，双臂MZM1调制器加载了10GHz的RF进行驱动，激光器LD1波长为λ1，通过MZM1四倍频后产生两个相距为40GHz的边带，再通过环形器OC3由2端口输出后，进过光纤布拉格光栅FBG，反射谱为左边带，透射谱为载波和右边带，透射的载波和右边带经过单臂MZM2调制2.5Gbps的下行信号，反射的左边带由OC3的3口输出后与透射的载波和右边带信号在节点a处汇合，此时得到了下行基带信号以及毫米波信号，此毫米波信号的右边带加载了信号而左边带无信号。
优选的，该方法产生波长为λ1~λ16的毫米波信号在第一套WDM-PON光纤上传输，产生波长λ17~λ32的毫米波信号在第二套WDM-PON光纤上传输。
优选的，两根光纤上的数据进入RN时，上面光纤λ1~λ16的数据通过CP1、OIS2、CP4、AWG6后进入ONU1~ONU16进行下行接收；下面光纤λ17~λ32的数据通过CP3、OIS3、CP2、AWG5后进入ONU17~ONU32进行下行接收。
优选的，波长为λ1的毫米波信号进入ONU1中，通过环形器OC4，CP5，基带信号用Rx1接收，毫米波信号通过FBG滤掉中间载波，一路用于下行天线接收，一路进入OC5，RSOA，调制1.25Gbps的上行信号，从OC5的3口出，进入OC4的1口，从OC4的2口出，通过CP4、OIS4、CP3、主干光纤，进入上行接收模块解调上行信号。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (3)

1.一种ROF与WDM-PON融合系统，其特征在于，该系统在中心局CO设置有两套WDM-PON收发装置，在远端节点RN，两套WDM-PON光纤间为交叉复用结构，在ONUs接收端，对应设置有两个ONU接收装置；
所述交叉复用结构为在远端节点RN上，两套WDM-PON光纤上分别设置有两个光耦合器CP1、CP2，CP3和CP4，每套WDM-PON光纤上还设置有一个波长解复用器，所述CP1还与CP4连接，所述CP2还与CP3连接；
所述两套ONU接收装置，每套设置有一个下行基带信号接收装置，一个毫米波信号接收装置Mmw以及一个反射型半导体光放大器RSOA；
所述ONU接收装置还设置有光纤布拉格光栅FBG，所述光纤布拉格光栅FBG的一端与所述毫米波信号接收装置Mmw和反射型半导体光放大器RSOA连接，所述光纤布拉格光栅FBG与所述反射型半导体光放大器RSOA之间设置有环形器OC5，主干光纤通过环形器OC4与所述基带信号接收装置Rx1和所述光纤布拉格光栅FBG的另一端连接，环形器OC4与环形器OC5连接；
所述两套WDM-PON收发装置，每套WDM-PON收发装置设置有16个下行发送模块，一个波长复用器，一个环形器，一个波长解复用器和16个上行接收模块；
所述下行发送模块包括双臂MZM1调制器、激光器LD1、环形器OC3、光纤布拉格光栅FBG和单臂MZM2调制器，所述光纤布拉格光栅FBG的一端与所述单臂MZM2调制器连接，另一端与所述环形器OC3的2口连接，环形器OC3的1口与所述双臂MZM1调制器连接，3口与所述单臂MZM2调制器的另一端连接，所述双臂MZM1调制器的另一端与所述激光器LD1连接。
2.权利要求1所述的ROF与WDM-PON融合系统，其特征在于，所述耦合器CP1和CP2之间、CP1和CP4之间、CP3和CP2之间、CP3和CP4之间分别设置一个光隔离器。
3.一种ROF与WDM-PON融合系统的信号传输方法，其特征在于，该方法包括步骤：
S1下行发送模块1-16发送信号，信号通过波长复用器和环形器进入主干光纤；
S2在远端节点RN信号通过耦合器CP1、光隔离器、CP4和波长解复用器对应进入接收装置ONU1～ONU16；
S3OUNs接收端中，接收装置ONU1～ONU16接收信号并调制上行信号，将调制的上行信号通过CP4、光隔离器、CP3、主干光纤对应输送到上行接收模块1-16解调上行信号；
下行发送模块17-32的信号发送方法与所述下行发送模块1-16的信号发送方法对应；
步骤S1中下行发送模块发送信号的具体方法为：
在下行发送模块中，双臂MZM1调制器加载10GHz的RF进行驱动，激光器LD1发出波长为λ1的激光，通过MZM1四倍频后产生两个相距为40GHz的边带，再通过环形器OC3由2端口输出后，进入光纤布拉格光栅FBG，反射谱为左边带，透射谱为载波和右边带，透射的载波和右边带经过单臂MZM2调制2.5Gbps的下行信号，反射的左边带由OC3的3口输出后与透射的载波和右边带信号汇合；
其中，所述远端节点RN上有交叉复用结构，所述交叉复用结构为：两套WDM-PON光纤上分别设置有两个光耦合器所述CP1、CP2，所述CP3和所述CP4，每套WDM-PON光纤上还设置有一个所述波长解复用器，所述CP1还与CP4连接，所述CP2还与CP3连接；
每套所述接收装置包括一个下行基带信号接收装置，一个毫米波信号接收装置Mmw以及一个反射型半导体光放大器RSOA；所述ONU接收装置还设置有光纤布拉格光栅FBG，所述光纤布拉格光栅FBG的一端与所述毫米波信号接收装置Mmw和反射型半导体光放大器RSOA连接，所述光纤布拉格光栅FBG与所述反射型半导体光放大器RSOA之间设置有环形器OC5，主干光纤通过环形器OC4与所述基带信号接收装置Rx1和所述光纤布拉格光栅FBG的另一端连接，环形器OC4与环形器OC5连接；
步骤S3中接收装置ONU1～ONU16接收信号和调制上行信号的方法为：
下行信号进入ONU中，通过环形器OC4，CP5，基带信号通过Rx1接收，毫米波信号通过FBG滤掉中间载波，一路用于下行天线接收，一路进入OC5、RSOA，调制1.25Gbps的上行信号，从OC5的3口出，进入OC4的1口，从OC4的2口出，通过CP4、光隔离器OIS4、CP3、主干光纤，进入上行接收模块解调上行信号。
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