CN103840882A - 光纤网络的发送、接收、通信系统及信号的调制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光纤网络的发送、接收、通信系统及信号的调制方法，其中，该发送系统包括：第一PON设备，用于输出二进制数字信号；M阶数字调制器，用于将二进制数字信号调制为M阶数字信号，并将M阶数字信号进行输出，其中，M阶数字信号中的每个传输符号携带个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数。通过运用本发明，解决了由于光纤通信系统多采用二进制数字调制，其传输时需要较大的带宽，实用性较差的问题，进而减少了需要传输的带宽，也降低了光收发模块的实际成本，同时还可以利用M进制特性对功率谱进行整形，使RF信号的功率谱和无源光网络的下行信号的功率谱不重叠，解决拉曼串扰的技术难题。

Description

光纤网络的发送、接收、通信系统及信号的调制方法
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种光纤网络的发送、接收、通信系统及信号的调制方法。
背景技术
传统时分复用（Time Division Multiplex，简称为TDM）无源光网络（Passive OpticalNetwork，简称为PON）属于二进制数字调制光纤通信系统。传统TDM-PON的物理介质依赖层或物理层采用二进制数字调制技术。例如，千兆无源光网络（Gigabit Passive Optical Network，简称为GPON）和十吉比特无源光网络（10-Gigabit-capable passive optical networks，简称为XG-PON1），采用加扰的二进制非归零码（scrambled binary NRZ），以太无源光网络（EthernetPassive Optical Network，简称为EPON）和10GE PON采用8b/10b，64b/66b线路编码的二进制非归零码（NRZ）。传统TDM-PON的二进制非归零码的电功率谱密度低频分量和射频视频光调制信号传输系统（RF Video signal）的电功率谱密度重叠。
当采用波分复用（Wavelength Division Multiplexing，简称为WDM）技术使RF Video系统和TDM-PON系统在同一个光分配网（Optical Distribution Node，简称为ODN）中共存时，RF Video信号和TDM-PON的下行信号在同一光纤中同向传输并且功率谱密度相互重叠，导致不同波长在同一光纤中传输的拉曼散射（Raman Scattering）效应，造成TDM-PON系统下行信号对RF Video系统产生非线性拉曼串扰（Nonlinear Raman Crosstalk），使得RF Video信号的部分低频信道质量严重劣化，致使RF和TDM-PON在同一个ODN网络中无法共存；并且，10Gbps的二进制数字调制光纤传输系统的光收发模块的成本已经达到接入网用户的承受极限，急需寻找降成本的技术方案。
相关技术中，由于光纤通信系统多采用二进制数字调制，其传输时需要较大的带宽，较大带宽需要较高传输速率的光收发模块，则导致用户的使用成本较高，实用性较差。
发明内容
本发明提供了一种光纤网络的发送、接收、通信系统及信号的调制方法，以至少解决相关技术中，由于光纤通信系统多采用二进制数字调制，其传输时需要较大的带宽，较大带宽需要较高传输速率的光收发模块，则导致用户的使用成本较高，实用性较差的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种光纤网络的发送系统，包括：第一PON设备，用于输出二进制数字信号；M阶数字调制器，用于将所述二进制数字信号调制为M阶数字信号，并将所述M阶数字信号进行输出，其中，所述M阶数字信号中的每个传输符号携带
Figure BDA00002444297700021
个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数。
优选地，所述系统还包括：第一光发送设备，用于对所述M阶数字信号进行光调制，并将调制后的M阶光信号进行发送。
优选地，所述系统还包括：所述第一PON设备，还用于输出两路所述二进制数字信号。
优选地，所述系统还包括：第二光发送设备，用于对两路所述二进制数字信号中的一路所述二进制数字信号进行光调制，并将调制后的二进制光信号进行发送。
优选地，所述第一PON设备包括以下之一：光纤线路终端OLT，光纤网络单元ONU。
优选地，所述OLT至少包括以下之一：GPON OLT，XGPON1 OLT，RF，NGPON2 OLT；所述ONU至少包括以下之一：GPON ONU，XGPON1 ONU，RF，NGPON2 ONU。
优选地，所述M阶数字调制器包括以下之一：脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，简称为PAM），振幅键控（Amplitude Shift Keying，简称为ASK），最小移频键控（Minimum ShiftKeying，简称为MSK），相移键控（Phase Shift Keying，简称为PSK），m阶正交幅度调制（mQuadrature Amplitude Modulation，简称为m-QAM），离散多音（Discrete MuliTone，简称为DMT），正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称为OFDM）。
根据本发明的另一个方面，提供了一种光纤网络的接收系统，包括：M阶数字解调器，用于将接收的M阶数字信号解调为二进制数字信号进行输出，其中，所述M阶数字信号为发送系统通过M阶数字调制器调制后的信号，所述M阶数字信号中的每个传输符号携带
Figure BDA00002444297700022
个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数；第二无源光网络PON设备，用于接收解调后的二进制数字信号，并根据所述解调后的二进制数字信号进行相应操作。
优选地，所述系统还包括：第一光接收设备，用于对接收的所述M阶光信号进行光解调，并讲解调后的所述M阶数字信号进行输出。
优选地，所述系统还包括：第二光接收设备，用于对接收的二进制光信号进行光解调，并讲解调后的所述二进制数字信号进行输出。
优选地，所述第二PON设备包括以下之一：光纤线路终端OLT，光纤网络单元ONU。
优选地，所述OLT至少包括以下之一：千兆无源光网络GPON OLT，XGPON1 OLT，RF，NGPON2 OLT；所述ONU至少包括以下之一：GPON ONU，XGPON1 ONU，RF，NGPON2ONU。
优选地，所述M阶数字解调器包括以下之一：PAM，ASK，MSK，PSK，m-QAM，DMT，OFDM。
根据本发明的又一个方面，提供了一种光纤网络的通信系统，包括：上述任一项的所述光纤网络的发送系统和上述任一项的所述光纤网络的接收系统。
根据本发明的又一个方面，提供了一种信号的调制方法，包括：将输入的二进制数字信号通过M阶数字调制器调制为M阶数字信号，其中，所述M阶数字信号中的每个传输符号携带
Figure BDA00002444297700031
个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数；将所述M阶数字信号通过光纤网络进行输出。
优选地，将所述M阶数字信号通过光纤网络进行输出之后，还包括：将接收的所述M阶数字信号通过M阶数字解调器解调为二进制数字信号；根据所述二进制数字信号进行相应操作。
优选地，将输入的二进制数字信号通过M阶数字调制器调制为M阶数字信号之前，还包括：判断是否通过所述M阶数字调制器进行调制；如果否，则通过二进制数字调制器进行调制。
优选地，判断是否通过所述M阶数字调制器进行调制之前，还包括：判断是否将接收的两路所述二进制数字信号都进行输出；如果是，则通过所述二进制数字调制器和所述M阶数字调制器分别对两路所述二进制数字信号进行调制；如果否，则判断是否通过所述M阶数字调制器进行调制。
本发明提供的光纤网络的发送系统，采用了M阶数字调制器对二进制数字信号进行调制，并将调制后的M阶数字信号输出。通过运用本发明，解决了由于光纤通信系统多采用二进制数字调制，其传输时需要较大的带宽，较大带宽需要较高传输速率的光收发模块，则导致用户的使用成本较高，实用性较差的问题，进而减少了需要传输的带宽，也降低了光收发模块的实际成本，同时还可以利用M进制特性对功率谱进行整形，使RF信号的功率谱和无源光网络的下行信号的功率谱不重叠，解决拉曼串扰的技术难题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的光纤网络的发送系统的结构示意图一；
图2是根据本发明实施例的光纤网络的发送系统的结构示意图二；
图3是根据本发明实施例的光纤网络的发送系统的结构示意图三；
图4是根据本发明实施例的光纤网络的接收系统的结构示意图一；
图5是根据本发明实施例的光纤网络的接收系统的结构示意图二；
图6是根据本发明实施例的光纤网络的通信系统的结构示意图；
图7是根据本发明实施例的信号的调制方法的流程图；
图8是根据本发明实施例的信号的调制装置的结构框图一；
图9是根据本发明实施例的信号的调制装置的结构框图二；
图10是根据本发明优选实施例一的二进制数字调制和OFDM调制转换升级的结构示意图；
图11是根据相关技术的RF信号和NRZ信号的功率谱图；
图12是根据本发明优选实施例二的多网络共存的网络架构示意图；
图13是根据相关技术的XGPON1的OLT结构示意图；
图14是根据本发明优选实施例二的XGPON1的OLT结构示意图一；
图15是根据相关技术的XG-PON1的ONU结构示意图；
图16是根据本发明优选实施例二的XGPON1的ONU结构示意图一；
图17是根据本发明优选实施例二的XGPON1的OLT结构示意图二；
图18是根据本发明优选实施例二的XGPON1的ONU结构示意图二；
图19是根据本发明优选实施例二的XGPON1的OLT结构示意图三；
图20是根据本发明优选实施例二的XGPON1的ONU结构示意图三；
图21是根据本发明优选实施例三的多网络共存的网络架构示意图；
图22是根据本发明优选实施例三的NGPON2或NGEPON的二进制数字调制和OFDM调制两种工作模式的架构示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
基于相关技术中，由于光纤通信系统多采用二进制数字调制，其传输时需要较大的带宽，较大带宽需要较高传输速率的光收发模块，则导致用户的使用成本较高，实用性较差的问题，本发明实施例提供了一种光纤网络的发送系统，该系统的结构示意如图1所示，包括：
第一PON设备1，用于输出二进制数字信号；
M阶数字调制器2，与第一PON设备1耦合，用于将二进制数字信号调制为M阶数字信号，并将M阶数字信号进行输出，其中，M阶数字信号中的每个传输符号携带
Figure BDA00002444297700041
个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数。
本实施例提供的光纤网络的发送系统，采用了M阶数字调制器对二进制数字信号进行调制，并将调制后的M阶数字信号输出。通过运用本实施例，解决了由于光纤通信系统多采用二进制数字调制，其传输时需要较大的带宽，较大带宽需要较高传输速率的光收发模块，则导致用户的使用成本较高，实用性较差的问题，进而减少了需要传输的带宽，也降低了光收发模块的实际成本，同时还可以利用M进制特性对功率谱进行整形，使RF信号的功率谱和无源光网络的下行信号的功率谱不重叠，解决拉曼串扰的技术难题。
实施过程中，上述发送系统还可以如图2所示，包括第一光发送设备3，与M阶数字调制器2耦合用于对接收的M阶数字信号进行光调制，并将调制后的M阶光信号进行发送。此过程是将M阶数字调制器2输出的M阶数字信号进光调制处理，使信号的保真性更好。
在上述实施的过程中，第一PON设备1还可以用于输出两路二进制数字信号。此时，可以将上述发送系统与现有的系统进行结合使用，则上述装置还可以包括第二光发送设备7，用于对两路二进制数字信号中的一路二进制数字信号进行光调制，并将调制后的二进制光信号进行发送，如图3所示。
本发明实施例还提供了一种光纤网络的接收系统，可以用于接收来自上述光纤网络的发送系统的发送信号，其结构示意可以如图4所示，包括：
M阶数字解调器4，用于将接收的M阶数字信号解调为二进制数字信号进行输出，其中，M阶数字信号为发送系统通过M阶数字调制器调制后的信号，M阶数字信号中的每个传输符号携带
Figure BDA00002444297700051
个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数；
第二PON设备5，与M阶数字解调器4耦合，用于接收解调后的二进制数字信号，并根据解调后的二进制数字信号进行相应操作。
如果发送系统发送的为M阶光信号，则接收系统还可以如图5所示，包括：第一光接收设备6，与M阶数字解调器4耦合，用于对接收的M阶光信号进行光解调，并讲解调后的M阶数字信号进行输出。
如果是将现有系统与本实施例终端系统进行了结合，则上述接收系统还可以包括第二光接收设备，用于对接收的二进制光信号进行光解调，并讲解调后的二进制数字信号进行输出。
其中，第一PON设备和第二PON设备不同时为一种设备，例如，当第一PON设备为OLT时，第二PON设备为ONU；如果第一PON设备为ONU时，则第二PON设备为OLT。实施时，OLT与ONU是相对应的，例如，OLT为GPON OLT、RF及XGPON1 OLT，则ONU为GPON ONU、RF及XGPON1 ONU。其中，OLT或ONU可以为多种，例如，GPON OLT，XGPON1 OLT，RF，NGPON2 OLT等。M阶数字调制器或M阶数字解调器也可以为以下的任意一种：PAM，ASK，MSK，PSK，m-QAM，DMT，OFDM。
本实施例还提供了一种光纤网络的通信系统，该通信系统的结构示意可以如图6所示，包括上述的光纤网络的发送系统和上述的光纤网络的接收系统。
基于上述光纤网络的通信系统，本实施例还提供了一种信号的调制方法，该方法的实现流程如图7所示，包括步骤S702至步骤S704。
步骤S702，将输入的二进制数字信号通过M阶数字调制器调制为M阶数字信号，其中，M阶数字信号中的每个传输符号携带
Figure BDA00002444297700052
个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数；
步骤S704，将M阶数字信号通过光纤网络进行输出。
在步骤S704执行之后，还可以将接收的M阶数字信号进行光调制处理；然后将调制处理后的M阶光信号进行发送。
对端的接收设备可以在接收到M阶光信号后对其进行解调，并将解调后的M阶数字信号输出，将输出的M阶数字信号通过M阶数字解调器解调为二进制数字信号，再根据该二进制数字信号进行相应的操作。
实施过程中，如果输入的是两路信号，则判断是否将接收的两路二进制数字信号都进行输出。如果是两路都进行输入，则通过二进制数字调制器和M阶数字调制器分别对两路二进制数字信号进行调制。如果两路信号值输入一路，则根据情况选择输入二进制数字调制器或M阶数字调制器。如果选择输入二进制数字调制器，则按照现有的二进制数字调制过程进行调制。如果选择输入M阶数字调制器，则按照上述方法对其进行调制和输出。
本实施例还提供了一种信号的调制装置，该装置可以包括两个部分，第一部分用于实现发送功能，第二部分用于实现接收功能，上述装置可以根据其实现功能的不同，设置在两个实体中，下面，对其设置在不同实体中的情况进行说明。用于实现发送功能的装置的结构框图可以如图8所示，包括：调制模块10，用于将输入的二进制数字信号通过M阶数字调制器调制为M阶数字信号，其中，M阶数字信号中的每个传输符号携带
Figure BDA00002444297700061
个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数；输出模块20，与调制模块10耦合，用于将M阶数字信号通过光纤网络进行输出。
在一个优选实施例中，上述用于实现接收功能的装置可如图9所示，包括：解调模块30，用于将接收的M阶数字信号通过M阶数字解调器解调为二进制数字信号；执行模块40，与解调模块30耦合，用于根据二进制数字信号进行相应操作。
该装置可以设置为两个独立的分装置，即根据模块不同的功能分别设置在发送方和接收方，本领域技术人员可根据上述模块的功能进行设置，此处不进行赘述。
优选实施例一
本实施例提供了多种PON及RF等共存于ODN网络中的实现方法，该实现方法利用多进制数字调制技术进行调制，可以提升单位带宽携带的信息量，而提升频谱效率。采用M进制（M大于2）数字调制技术占用的信号带宽可以是二进制数字调制技术信号带宽的
Figure BDA00002444297700062
光模块的工作带宽降低，将会使光收发模块的成本大大下降，同时新型的多进制数字调制技术还具有功率谱整形和频谱变换的功能，采用频谱整形、频谱变换技术的TDMPON系统可以降低甚至消除其对RF Video系统的非线性拉曼串扰。二进制数字调制信号和多进制数字调制信号之间的转换可以通过ASIC芯片实现，使原来的二进制数字调制光纤通信传输系统转换成多进制数字调制技术光纤通信传输系统，当然，也可以不利用ASIC芯片进行转换，而直接将原有的二进制数字调制光纤通信床书系统全部变换为M进制的，但此种变化相对于利用ASIC芯片进行转换较为复杂一些，但仍能实现相同的效果。
例如正交频分复用（OFDM）调制和解调技术就属于新型的多进制数字调制技术中的一种。OFDM调制原理是将二进制输入信号进行分帧分组，串并转换，编码映射（数字调制技术QAM），数字IFFT处理，并串变换，然后通过数字和信号转换（DAC）产生OFDM电信号，将转换后的电信号进行光载波调制发送并在光纤上传输。
OFDM解调制技术原理通常是光探测器将接收到的光载波调制信号转换为的OFDM电信号，然后进行和数字信号转换（ADC），串并转换，数字FFT处理，解编码映射，并串转换，然后通过组帧来恢复出二进制数字信号，可以如图10所示。
在OFDM调制技术中，OFDM调制信号的功率谱密度相比简单的二进制数字调制技术呈现出陡降的特性，这种特性可以有效限制信号的带外串扰。图11示出了由于传统二进制调制（10Gb/s速率的NRZ信号）和RF信号功率谱密度的重叠，将导致严重的非线性拉曼串扰，影响TDMPON信号与RF信号的共存。但OFDM调制信号具有相对紧凑的功率谱密度，结合OFDM频谱的搬移，可以将OFDM的信号功率谱密度完全搬移到RF的主要功率谱密度之外，从而有效降低或消除OFDM信号和RF信号间的非线性拉曼串扰。实现时，OFDM信号功率谱密度的搬移和调整可以很容易的通过数字/射频器件实现。
本实施例还以GPON、XGPON1或EPON、10GEPON为例，实施时，可以在传统的GPON、XGPON1、EPON、10GEPON的OLT和ONU的ASIC芯片的PMD或PHY的输出输入端口串接一个二进制调制解调和OFDM调制解调相互转换功能芯片，同时，用OFDM数字调制信号的光收发模块代替原来的二进制数字调制光收发模块，从而将原来的二进制数字调制光纤通信传输系统转换成了OFDM数字调制技术光纤通信传输系统，即一种多进制数字调制技术光纤通信传输系统。
实现的过程中，在发送方向上，通过OFDM调制的功能芯片将GPON和XGPON1采用加扰后的二进制NRZ的数字信号，EPON和10GEPON由8b/10b或64b/66b线路编码的二进制NRZ数字信号变换成OFDM调制信号，然后通过光模块的调制在ODN网络上传输。在接收方向上，先由光模块的接收，然后通过OFDM的解调技术的功能芯片将OFDM信号转换成GPON和XGPON1采用加扰编码的二进制NRZ的数字信号，EPON和10GEPON采用8b/10b，64b/66b线路编码的NRZ码的数字信号。
目前仍处在标准化的NGPON2和NGEPON中，有一些运行商希望NGPON2的下行光信号与RF信号在同一ODN网络中共存。针对NGPON2的下行光信号与RF信号在同一ODN网络共存的情况，ASIC芯片可以工作在OFDM调制模式，实现NGPON2的下行光信号与RF信号在同一ODN网络中共存。
实现的过程中，对于发送方向上的信号，NGPON2的TC层和NGEPON的MAC层数据流在FEC编码后直接进行OFDM调制处理，并通过光模块发送。对于接收方向，通过光模块接收，通过OFDM解调处理，进行FEC解码，然后将数据流送给NGPON2的TC层和NGEPON的MAC层。针对NGPON2的下行光信号不需要和RF信号在同一ODN网络共存的情况，该ASIC芯片可以工作在普通二进制数字调制模式，并通过二进制数字调制光收发模块（光模块）进行光信号的收发。
通过物理层的二进制数字调制和多进制数字调制的变换升级或直接采用多进制数字调制，可以使光收发模块的工作频率带宽降低
Figure BDA00002444297700071
倍，大大降低了光模块的组件价格，使整个系统的光模块成本大大降低，同时，转换后的TDMPON的下行信号与同向的RF Video信号的功率谱密度在频域上不再存在叠加，消除了非线性的拉曼串扰，实现TDMPON和RF信号在同一ODN网络中共存。
优选实施例二
本实施例提供的支持GPON，XGPON1以及RF共存的网络架构示意如图12所示。XGPON1系统的OLT的光收发模块的工作速率为发送下行为10Gbit/s的光信号，接收上行为2.5Gbit/s的光信号，发送的下行波长范围为1575nm到1580nm，能够接收的上行波长为1260nm到1280nm，GPON系统的OLT光模块发送下行2.5Gbit/s的光信号，接收上行1.25Gbit/s的光信号，发送的下行波长范围为1480nm到1500nm，能够接收的上行波长为1290nm到1330nm。RF Video的发送光模块的波长范围为1550nm到1560nm。XGPON1的下行信号、GPON的下行信号和RF的下行信号通过图12中所示的共存的波分复用器（WDM1r）分波后，经过系统的ODN网络分别到达支持XGPON1系统的ONU的光收发模块、支持GPON系统的ONU光模块和接收RF信号的模块；XGPON1的上行信号和GPON的上行信号通过图12中所示的WDM1r合波后，传输至各自的OLT端口。XGPON1系统的ONU光模块的工作速率为接收下行为10Gbit/s的光信号，发送上行为2.5Gbit/s的光信号，能够接收的下行波长范围为1575nm到1580nm，发送的上行波长为1260nm到1280nm，GPON系统的ONU光模块为接收下行2.5Gbit/s的光信号，接收上行1.25Gbit/s的光信号，能够接收的下行波长范围为1480nm到1500nm，发送的上行波长为1290nm到1330nm。接收RF信号的模块，接收波长范围为1550nm到1560nm。
本实施例采用三种方式实现GPON，XGPON1以及RF共存，下面分别对各方式进行说明。
方式一：
XGPON1的OLT的数字调制和解调技术的转换升级：XGPON1的OLT一般包含TM，TC以及PMD三部分电芯片以及光模块组成，如图13所示。其中，PMD功能芯片接口部分包含发送和接收两个电接口，该两个接口与光模块的发送和接收的两个电接口互联。通过在PMD和光模块的电接口之间插入OFDM调制和解调技术的功能芯片，并将数字的基带光模块替换成光模块的方式来实现升级过程。
下行方向通过OFDM调制和解调技术的功能芯片将GPON和XGPON1采用加扰编码的二进制NRZ的数字信号变换成OFDM信号，然后通过光模块的调试进而在ODN网络上传输。在上行方向通过光模块的接收和解调，将接收的不同ONU发送的OFDM信号通过OFDM调制和解调技术的功能芯片转换成GPON和XGPON1采用加扰编码的二进制NRZ的数字信号，并传递给PMD的电接收端口。上述完成了XGPON1的OLT的线路编码转换升级，升级后可以如图14所示。
XGPON1的ONU的数字调制和解调技术的转换升级：XGPON1的ONU一般包含UNI，TC以及PMD三部分电芯片以及光模块组成，如图15所示。其中，PMD功能芯片接口部分包含发送和接收两个电接口，该两个接口与光模块的发送和接收的两个电接口互联。通过在PMD和光模块的电接口之间插入OFDM调制和解调技术的功能芯片，并将数字的基带光模块替换成光模块的方式来实现升级过程。
上行方向通过OFDM调制和解调技术的功能芯片将GPON和XGPON1采用加扰编码的二进制NRZ的数字信号变换成OFDM信号，然后通过光模块处理后，输出调制的光信号并在ODN网络上传输。在ONU接收端光模块上接收和解调调制的光信号，通过OFDM调制和解调技术的功能芯片将OFDM信号转换成GPON和XGPON1采用加扰编码的NRZ的数字信号，并传递给PMD的电接收端口。上述完成了XGPON1的ONU的线路编码转换升级，升级后可以如图16所示。
方式二：
XGPON1的OLT的数字调制和解调技术的转换升级：OFDM调制和解调技术的功能和PMD功能集成在同一芯片中。可以如图17所示。
XGPON1的ONU的数字调制和解调技术的转换升级：OFDM调制和解调技术的功能和PMD功能集成在同一芯片中，可以如图18所示。
方式三：
XGPON1的OLT的数字调制和解调技术的转换升级：OFDM调制和解调技术的功能和光模块功能集成在同一光模块封装中，可以如图19所示。
XGPON1的ONU的数字调制和解调技术转换升级：OFDM调制和解调技术的功能和光模块功能集成在同一光模块封装中，可以如图20所示。
优选实施例三
本实施例提供的支持GPON，NGPON2以及RF共存的网络架构示意如图21所示。NGPON2系统的OLT的光收发模块的工作速率为发送下行为10Gbit/s的光信号，接收上行为2.5Gbit/s或10Gbit/s的光信号。发送的下行波长范围为1530nm到1540nm，能够接收的上行波长为1600nm到1625nm。RF Video的发送光模块的波长范围为1550nm到1560nm。NGPON2的下行信号、GPON的下行信号和RF的下行信号通过图21中所示的WDM1r分波后经过系统的ODN网络分别到达支持NGPON2系统的ONU的光收发模块、支持GPON系统的ONU光模块和接收RF信号的模块；NGPON2的上行信号和GPON的上行信号通过图21中所示的WDM1r合波后，传输至各自的OLT端口。NGPON2系统的ONU光模块的工作速率为接收下行为10Gbit/s的光信号，发送上行为2.5Gbit/s或10Gbit/s的光信号，能够接收的下行波长范围为1600nm到1625nm，发送的上行波长为1530nm到1540nm，GPON系统的ONU光模块为接收下行2.5Gbit/s的光信号，接收上行1.25Gbit/s的光信号，能够接收的下行波长范围为1480nm到1500nm，发送的上行波长为1290nm到1330nm。接收RF信号的模块，接收波长范围为1550nm到1560nm。
工作在OFDM调试模式下，NGPON2的OLT由ASIC芯片及光模块组成。ASIC芯片一般包含TM，TC以及PMD三部分功能组成。当芯片工作在OFDM调制模式下，对于发送方向，NGPON2的TC层数据流进入PMD功能模块。PMD功能模块在对数据流进行FEC编码后，直接进行OFDM调制处理，然后输出给光收发模块发送。对于接收方向，光信号通过光收发模块转化成电信号发送给PMD功能模块。PMD功能模块接收信号通过OFDM解调处理，进行FEC解码然后将数据流送给NGPON2的TC层。针对不需要和RF信号在同一ODN网络共存的情况，该ASIC芯片可以工作在普通二进制调制模式，并通过普通数字光收发模块进行光信号的收发，其示意可以如图3和22所示。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
通过运用本发明实施例，解决了TDMPON系统下行信号对RF Video系统产生非线性拉曼串扰，使得RF Video信号的部分低频信道质量优化，使RF和TDMPON在同一个ODN网络中可以共存；并且，降低了光收发模块的成本，实用性强。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (18)

1.一种光纤网络的发送系统，其特征在于，包括：
第一无源光网络PON设备，用于输出二进制数字信号；
M阶数字调制器，用于将所述二进制数字信号调制为M阶数字信号，并将所述M阶数字信号进行输出，其中，所述M阶数字信号中的每个传输符号携带
Figure FDA00002444297600011
个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
第一光发送设备，用于对所述M阶数字信号进行光调制，并将调制后的M阶光信号进行发送。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
所述第一PON设备，还用于输出两路所述二进制数字信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：
第二光发送设备，用于对两路所述二进制数字信号中的一路所述二进制数字信号进行光调制，并将调制后的二进制光信号进行发送。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一PON设备包括以下之一：光纤线路终端OLT，光纤网络单元ONU。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述OLT至少包括以下之一：千兆无源光网络GPON OLT，十吉比特无源光网XGPON1 OLT，射频网络RF，下一代无源光网络NGPON2 OLT；所述ONU至少包括以下之一：GPON ONU，XGPON1 ONU，RF，NGPON2ONU。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述M阶数字调制器包括以下之一：脉冲幅度调制PAM，振幅键控ASK，最小移频键控MSK，相移键控PSK，m阶正交幅度调制m-QAM，离散多音DMT，正交频分复用OFDM。
8.一种光纤网络的接收系统，其特征在于，包括：
M阶数字解调器，用于将接收的M阶数字信号解调为二进制数字信号进行输出，其中，所述M阶数字信号为发送系统通过M阶数字调制器调制后的信号，所述M阶数字信号中的每个传输符号携带
Figure FDA00002444297600012
个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数；
第二无源光网络PON设备，用于接收解调后的二进制数字信号，并根据所述解调后的二进制数字信号进行相应操作。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：
第一光接收设备，用于对接收的所述M阶光信号进行光解调，并讲解调后的所述M阶数字信号进行输出。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：
第二光接收设备，用于对接收的二进制光信号进行光解调，并讲解调后的所述二进制数字信号进行输出。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二PON设备包括以下之一：光纤线路终端OLT，光纤网络单元ONU。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述OLT至少包括以下之一：千兆无源光网络GPON OLT，十吉比特无源光网XGPON1 OLT，射频网络RF，下一代无源光网络NGPON2 OLT；所述ONU至少包括以下之一：GPON ONU，XGPON1 ONU，RF，NGPON2ONU。
13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述M阶数字解调器包括以下之一：脉冲幅度调制PAM，振幅键控ASK，最小移频键控MSK，相移键控PSK，m阶正交幅度调制m-QAM，离散多音DMT，正交频分复用OFDM。
14.一种光纤网络的通信系统，其特征在于，包括：权利要求1至7中任一项的所述光纤网络的发送系统和权利要求8至13中任一项的所述光纤网络的接收系统。
15.一种信号的调制方法，其特征在于，包括：
将输入的二进制数字信号通过M阶数字调制器调制为M阶数字信号，其中，所述M阶数字信号中的每个传输符号携带个比特信息，N为大于1的自然数，M为自然数；
将所述M阶数字信号通过光纤网络进行输出。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述M阶数字信号通过光纤网络进行输出之后，还包括：
将接收的所述M阶数字信号通过M阶数字解调器解调为二进制数字信号；
根据所述二进制数字信号进行相应操作。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，将输入的二进制数字信号通过M阶数字调制器调制为M阶数字信号之前，还包括：
判断是否通过所述M阶数字调制器进行调制；
如果否，则通过二进制数字调制器进行调制。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，判断是否通过所述M阶数字调制器进行调制之前，还包括：
判断是否将接收的两路所述二进制数字信号都进行输出；
如果是，则通过所述二进制数字调制器和所述M阶数字调制器分别对两路所述二进制数字信号进行调制；
如果否，则判断是否通过所述M阶数字调制器进行调制。
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