CN106656334A - 一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用 - Google Patents

一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及的是一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统，是用于处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿。包括光线路终端(OLT)，光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs)；光线路终端包括伪随机序列、M阵列编码、正交频分复用调制、低通滤波器和光学射频上变频器；正交频分复用调制包括串并转换、傅里叶逆变换、加入循环前缀CP、并串转换、模数转换器；光学射频上变频器包括肖特基二极管、马赫增德尔MZM、90°相移器；光分配网络包括馈线光纤、色散补偿光纤、标准单模光纤、光放大器、功率放大器和支线；光网络单元包括本地激光器、90°移相器、耦合器、光电二极管、加减法器、正交频分复用调制和M阵列解码。

Description

一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪 声补偿的方法及其系统、应用
技术领域
本发明涉及的是一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用，是用于处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿。本发明方法实用性强，具有高数据速率，长传输距离，高频谱效率和高功率分配器比的优势，在下一代无源光网络中的应用具有重要意义。
背景技术
基于光正交频分复用长距离无源光网络(O-OFDM LRPON)是下一代无源光网络的主流之一，并且由于其高数据速率，长传输距离，高频谱效率和高功率分配器比，吸引了来自学术界和运营商的广泛关注。它还表现出极好的灵活性，允许根据瞬时服务的要求进行实时频谱分配。
与基于正交频分复用的无源光网络(OFDM PON)的直接检测相比，其相干光学检测(CO)的研究则十分有限。有研究讨论了在光纤长度下四波段的正交频分复用无源光网络(OFDM PON)的接收功率灵敏度。通过基于多频带正交频分复用技术的相干光生成的子带，虽然具有高数据速率和长传输距离，但会受色散和偏振模色散的严重影响。此外，具有高频的子带会受色散和偏振模色散的严重影响。因此，一些研究建议在信道估计过程中使用训练符号和导频子载波技术来补偿色度和偏振模式色散。然而，这些方法降低了传输数据速率。
发明内容
本发明的目的是针对上述的问题和需求的功能，提供一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用，是一种新颖的多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)无源光网络(PON)结构，可以处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿，旨在克服相位噪声的恶意影响。
基本思想是在每个光网络单元(ONU)采用色散补偿光纤（DCF）和本地振荡(LO)激光移相器用于相位噪声消除。基于提出的方法，使用 和来模拟具有12个ONU和下行链路的多频带相干光正交频分复用的无源光网络(CO-OFDM PON)系统，来观察提出方案的有效性。将显示色差和偏振模色散可以得到有效补偿并且在所有考虑的光纤长度下可以显著改善所得到的误码率(BER)性能。
还将提出的系统与没有色散补偿光纤(DCF)和本地振荡器(LO)相移的纯常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)和其中仅使用色散补偿光纤(DCF)的常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)，两种传统方法进行比较。
一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用是采取以下技术方案实现：
一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统包括光线路终端(OLT)，光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs)。
所述的光线路终端包括伪随机序列、M阵列编码、正交频分复用调制、低通滤波器和光学射频上变频器。正交频分复用调制包括串并转换、傅里叶逆变换、加入循环前缀CP、并串转换、模数转换器。光学射频上变频器包括肖特基二极管、马赫增德尔MZM、90°相移器。所述的快速傅里叶逆变换，用于实现信号从频域到时域的变换；所述的循环前缀CP，用于解决信道衰落引起的符号间干扰和载波间干扰；所述并串转换，用于将数据变成并行的N路数据。所述模数转换器，用于将数字信号转化为模拟信号。
所述的光分配网络包括馈线光纤、色散补偿光纤、标准单模光纤、光放大器、功率放大器和支线组成。所述的功率分配器不仅用于放大光信号，而且可以分离信号。所述的色散补偿光纤，用来补偿色散。
所述的光网络单元包括本地激光器、90°移相器、耦合器、光电二极管、加减法器、正交频分复用调制和M阵列解码。所述的本地振荡器激光移相器，用于补偿偏振模色散。所述的快速傅里叶变换，用于实现信号从时域到频域的变换。所述的耦合器，用于把多路光信号变成单路光信号。
一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法，其步骤如下：
光线路终端(OLT)对下行数据进行编码和映射，并将数据馈送到具有L点的傅里叶逆变换(IFFT)大小的正交频分复用调制器中，其中每个光网络单元的数据被分配给IFFT的特定位置。个子载波生成带宽为的子带正交频分复用，其中i是光网络单元(ONU)的序号。保护带GB通过在傅里叶逆变换的相邻子带之间插入空子载波来实现，用来避免符号间干扰和载波间干扰。傅里叶逆变换模块用个子载波处理输入信号。具有零频率的子载波称为零子载波，位于傅里叶逆变换频谱的第位置。从第一位置到第位置的子载波被称为左子载波，而从第到第位置的子载波被称为右子载波。因此，傅里叶逆变换模块分别由于左和右子载波而出现两个正交频分复用频谱，并且这些频谱具有从零到的相同频率，其中是子载波间隔。在傅里叶逆变换模块之后，将循环前缀(CP)插入到每个多频带频分复用符号中。再并行到串行转换器DAC(数模转换器)和低通滤波器之后，多频带频分复用信号的同相I和二次Q分量使用两个马赫增德尔MZM和具有发射功率P的连续波激光器上变频到光学单边带调制。零子载波被移位到光载波频率，而左子载波和右子载波的频率分别向左和右移位。总的多频带相干光正交频分复用带宽将是的两倍。
多频带相干光正交频分复用信号在光分配网络(ODN)上传输，对于每个端到端数据路径都是标准单模光纤和色散补偿单模光纤。每个光网络单元(ONU)执行相干检测以对接收的光信号进行下变频到RF信号，其中通过本地振荡激光器施加某个相移以补偿偏振模色散，从而光线路终端(OLT)和个光网络单元(ONU)之间实现一对多传输。光网络单元处的RF下变频器的输出进一步馈送到正交频分复用解调器，是对输入信号所分配位置的所选子带进行快速傅里叶变换(FFT)来恢复原始数字数据。
在每个光网络单元(ONU)，通过PIN和本地振荡激光器。最后，检测误码率来评估所提出结构的性能，并且与两个其它结构的误码率进行比较:与没有色散补偿光纤和本地振荡器激光器移相器的纯相干光正交频分复用和其中仅使用色散补偿光纤的常规相干光正交频分复用。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法在光正交频分复用的长距离无源光网络中的应用。
本发明一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统、应用具有如下特点：
1、使用色散补偿光纤(DCF)和本地振器激光移相器来分别补偿色散和偏振模色散。
2、在所有考虑的光纤长度下可以显著改善所得到的误码率(BER)性能。
3、具有其高数据速率，长传输距离，高频谱效率和高功率分配器比的优势。
4、具有极好的灵活性，允许根据瞬时服务的要求进行实时频谱分配。
5、保护带GB通过在傅里叶逆变换的相邻子带之间插入空子载波来实现，以便避免符号间干扰和载波间干扰。
6、提出的系统与没有色散补偿光纤(DCF)和本地振荡器(LO)相移的纯常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)和其中仅使用色散补偿光纤(DCF)的常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)，两种传统方法进行比较。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明中基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统（基于长距离无源光网络的多频带光正交频分复用(O-OFDM LRPON)的）优势结构图。
图2是本发明提出的光线路终端(OLT)结构图。
图3是本发明提出的光网络单元(ONU)结构图。
图4是本发明提出的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统结构图。
图5是本发明实施例1所采用的发射端CO-OFDM信号的数据帧结构示意图。
图6是本发明实施例1中采用本发明方法估计出的光相位噪声效果图。
图7是三种OFDM方案误码率的比较图。
图8是16QAM多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)的误码率图。
图9是16PSK多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)的误码率图。
具体实施方式
参照附图1-9，一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络（多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)无源光网络架构）系统包括光线路终端(OLT)，光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs)。
所述的光线路终端包括伪随机序列、M阵列编码、正交频分复用调制、低通滤波器和光学射频上变频器。正交频分复用调制包括串并转换、傅里叶逆变换、加入循环前缀CP、并串转换、模数转换器。光学射频上变频器包括肖特基二极管、马赫增德尔MZM、90°相移器。所述的快速傅里叶逆变换，用于实现信号从频域到时域的变换；所述的循环前缀CP，用于解决信道衰落引起的符号间干扰和载波间干扰；所述并串转换，用于将数据变成并行的N路数据。所述模数转换器，用于将数字信号转化为模拟信号。
所述的光分配网络包括馈线光纤、色散补偿光纤、标准单模光纤、光放大器、功率放大器和支线。所述的功率分配器不仅用于放大光信号，而且可以分离信号。所述的色散补偿光纤，用来补偿色散。
所述的光网络单元包括本地激光器、90°移相器、耦合器、光电二极管、加减法器、正交频分复用调制和M阵列解码。所述的本地振荡器激光移相器，用于补偿偏振模色散。所述的快速傅里叶变换，用于实现信号从时域到频域的变换。所述的耦合器，用于把多路光信号变成单路光信号。
一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法，其步骤如下：
光线路终端(OLT)对下行数据进行编码和映射，并将数据馈送到具有L点的傅里叶逆变换(IFFT)大小的正交频分复用调制器中，其中每个光网络单元的数据被分配给IFFT的特定位置。个子载波生成带宽为的子带正交频分复用，其中i是光网络单元(ONU)的序号。保护带GB通过在傅里叶逆变换的相邻子带之间插入空子载波来实现，用来避免符号间干扰和载波间干扰。傅里叶逆变换模块用个子载波处理输入信号。具有零频率的子载波称为零子载波，位于傅里叶逆变换频谱的第位置。从第一位置到第位置的子载波被称为左子载波，而从第到第位置的子载波被称为右子载波。因此，傅里叶逆变换模块分别由于左和右子载波而出现两个正交频分复用频谱，并且这些频谱具有从零到的相同频率，其中是子载波间隔。在傅里叶逆变换模块之后，将循环前缀(CP)插入到每个多频带频分复用符号中。再并行到串行转换器DAC(数模转换器)和低通滤波器之后，多频带频分复用信号的同相I和二次Q分量使用两个马赫增德尔MZM和具有发射功率P的连续波激光器上变频到光学单边带调制。零子载波被移位到光载波频率，而左子载波和右子载波的频率分别向左和右移位。总的多频带相干光正交频分复用带宽将是的两倍。
多频带相干光正交频分复用信号在光分配网络(ODN)上传输，对于每个端到端数据路径都是标准单模光纤和色散补偿单模光纤。每个光网络单元(ONU)执行相干检测以对接收的光信号进行下变频到RF信号，其中通过本地振荡激光器施加某个相移以补偿偏振模色散，从而光线路终端(OLT)和个光网络单元(ONU)之间实现一对多传输。光网络单元处的RF下变频器的输出进一步馈送到正交频分复用解调器，是对输入信号所分配位置的所选子带进行快速傅里叶变换(FFT)来恢复原始数字数据。
在每个光网络单元(ONU)，通过PIN和本地振荡激光器。最后，检测误码率来评估所提出结构的性能，并且与两个其它结构的误码率进行比较:与没有色散补偿光纤和本地振荡器激光器移相器的纯相干光正交频分复用和其中仅使用色散补偿光纤的常规相干光正交频分复用。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法中，所述的光线路终端(OLT)，为在传输线中发射的所有光网络单元(ONU)生成多频带光正交频分复用(O-OFDM)信号。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法中，所述的光网络单元(ONU)，可以通过同步分配给它的子载波位置来识别自己的子带。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法中，在每个光网络单元(ONU)，采用色散补偿光纤（DCF）和本地振器(LO)激光移相器用于相位噪声消除。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法中，提出的多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)无源光网络系统与没有色散补偿光纤(DCF)和本地振荡相移的纯常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)和其中仅使用色散补偿光纤(DCF)的常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)，两种传统方法进行比较。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法中，为了在光线路终端(OLT)和个光网络单元(ONU)之间实现一对多传输，每个光网络单元(ONU)执行相干检测以对接收的光信号进行下变频到RF信号，其中通过本地振荡(LO)激光器施加某个相移以补偿偏振模色散。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法中，通过误码率(BER)来评估所提出结构的性能，并且与两个其它结构的误码率(BER)进行比较。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法中，提出的基于长距离无源光网络的光正交频分复用(O-OFDM LRPON)结构使用Op-tiwave进行仿真。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法中，提出的方案能有效地解决基于长距离无源光网络的光正交频分复用(O-OFDM LRPON)中色散和偏振色散的遗留问题。
所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法在光正交频分复用的长距离无源光网络中的应用。
实施例：
针对单个光线路终端的12个光网络单元的下行链路提供的场景。分别在和两种情况下，在光线路终端处为每个光网络单元(ONU)生成的随机二进制序列，并映射到M阵列编码器，12个编码序列由具有以下参数的正交频分复用调制器进一步调制为12频带正交频分复用信号：以比率定位对于每个子带，1024个IFFT点，64个子载波。位于零子载波左侧的前6个子带具有与位于零子载波右侧的其他6个频带相同的基带中心频率。生成表示左子载波和右子载波的两个对称6频带正交频分复用信号，每个子带具有带宽，子载波间隔和保护带。连续波(CW)激光器以193.1THz的频率和的发射功率对两个6个频带的正交频分复用信号产生光学单边带调制。
12频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)频谱，其中6个频带在光载波()的左侧，其他6个频带在右侧。光信号在总光纤长度为的光纤上传播，其中是标准单模光纤类型，衰减为，色散为，差分群延迟为，以及是色散补偿光纤类型，衰减为，色散为，差分群延迟(DGD)为。
在每个光网络单元(ONU)，通过具有频率的四个PIN和本地振荡激光器。最后，检测误码率(BER)来评估所提出结构的性能，并且与两个其它结构的误码率(BER)进行比较：即与没有色散补偿光纤和本地振荡器激光器移相器的纯相干光正交频分复用和其中仅使用色散补偿光纤的常规相干光正交频分复用进行比较。如图8和9所示，在和两种情况下，所提出的多频带相干光正交频分复用方案优于另外两种方案，并且当子带处于高频带频率时，这种优点依然存在。此外，对于除了具有最高基带频率的光网络单元(ONU)之外的所有光网络单元，在下的性能比在下的性能更好。因为正交频分复用(OFDM)信号的旁瓣对位于边缘的光网络单元(ONU)具有更大的影响，很明显注意到受旁瓣超过的影响。
附图1给出了本发明中基于长距离无源光网络的多频带光正交频分复用(O-OFDMLRPON)的优势。光线路终端(OLT)为在传输线中发射的所有光网络单元(ONU)生成多频带光正交频分复用(O-OFDM)信号。在功率分配器之后，每个光网络单元(ONU)可以通过同步分配给它的子载波位置来识别其自己的子带。
如附图2所示，为本发明提出的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络（多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)无源光网络架构系统由光线路终端(OLT)，光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs)组成。多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)信号在光分配网络(ODN)上传输，对于每个端到端数据路径都是标准单模光纤(SSMF)和色散补偿单模光纤(DCF)。功率分配器不仅用于放大光信号，而且分离信号。
附图3是光线路终端(OLT)结构图，光线路终端(OLT)对下行数据进行编码和映射，并将数据馈送到具有L点的傅里叶逆变换(IFFT)大小的正交频分复用调制器中，其中每个光网络单元的数据被分配给傅里叶逆变换(IFFT)的特定位置。个子载波生成带宽为的子带正交频分复用，其中i是光网络单元(ONU)的序号。
附图4是光网络单元(ONU)结构图，为了在光线路终端(OLT)和个光网络单元(ONU)之间实现一对多传输，每个光网络单元(ONU)执行相干检测以对接收的光信号进行下变频到RF信号，其中通过本地振荡(LO)激光器施加某个相移以补偿偏振模色散。注意，该补偿相位对每个光网络单元(ONU)是具体的，取决于许多因素，例如光纤的差分群延迟，光载波之间的频率差，以及光域中光网络单元(ONU)的子带频率。光网络单元处的RF下变频器的输出进一步馈送到正交频分复用(OFDM)解调器，其仅仅是对输入信号所分配位置的所选子带进行快速傅里叶变换(FFT)来恢复原始数字数据。这种分配信息必须在光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间同步。
如附图5为多频带OFDM分配子载波图，保护带GB通过在傅里叶逆变换(IFFT)的相邻子带之间插入空子载波来实现，以便避免符号间干扰和载波间干扰。傅里叶逆变换模块用个子载波处理输入信号。具有零频率的子载波称为零子载波，位于傅里叶逆变换频谱的第位置。从第一位置到第位置的子载波被称为左子载波，而从第到第L位置的子载波被称为右子载波。因此，傅里叶逆变换模块分别由于左和右子载波而出现两个正交频分复用频谱，并且这些频谱具有从零到的相同频率，其中是子载波间隔。在傅里叶逆变换模块之后，将循环前缀插入到每个多频带频分复用(OFDM)符号中。再并行到串行转换器DAC(数模转换器)和低通滤波器之后，多频带频分复用(OFDM)信号的同相I和二次Q分量使用两个调制器(MZM)和具有发射功率的连续波激光器上变频到光学单边带调制（OSSB）。零子载波被移位到光载波频率，而左子载波和右子载波的频率分别向左和右移位。总的多频带相干光正交频分复用带宽将是的两倍。
如附图6给出了本发明中提出的三种方法的一些光网络单元(ONU)，在和下的星座图。图中清楚地表明，没有色散补偿光纤(DCF)和本地振荡(LO)相移的纯相干光正交频分复用(CO-OFDM)方案传输受到严重的色散影响并且几乎不能使用高频子带传送任何信息。即使在仅使用色散补偿光纤(DCF)的常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)方案中色散补偿光纤消除了色散，由于差分群延迟(DGD)导致的相移也会对误码率(BER)造成明显的损害，并且在较高频率的子带中这种损害在增加。所提出的相干光正交频分复用(CO-OFDM)方案，由分配的色散补偿光纤(DCF)和本地振荡(LO)激光移相器的装置授权，在下，即使对于具有较高频率的子带，也产生清晰的星座图。例如，在下，分别如图所示的子带1，子带3，子带9和子带12，以及在下的图中的子带1，子带3，子带9和子带12。
如附图7所示，所提出的多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)方案和另外两个方案的误码率(BER)进行比较：与没有色散补偿光纤(DCF)和本地振荡器激光器移相器的纯相干光正交频分复用(CO-OFDM)和其中仅使用色散补偿光纤(DCF)的常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)。在和两种情况下，所提出的多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)方案优于另外两种方案，并且当子带处于高频带频率时，这种优点依然存在，例如，，，。此外，对于除了具有最高基带频率的光网络单元(ONU)之外的所有光网络单元，在下的性能比在下的性能更好。因为正交频分复用(OFDM)信号的旁瓣对位于边缘的光网络单元(ONU)具有更大的影响，很明显注意到受旁瓣超过的影响。
附图8和附图9分别示出了在和下，多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)的误码率，在和的光纤长度上分别具有的连续波(CW)发射功率。我们发现ONU-1和ONU-12的基带频率为，在下不能获得最小误码率并且当传输长度超过时，不能满足所需的前向纠错。如图所示，具有较低基带频率的其它光网络单元(ONU)都有类似的问题，在传输长度超过时，获得的误码率超过要求的前向纠错。相反，在下，在光纤传输长度为时，所有的光网络单元(ONU)获得了前向纠错，如图9所示，仅有八个光网络单元(ONUs工作在光纤长度为处。
本发明一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法及其系统是一种新颖的多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)无源光网络(PON)架构，涉及的是处理由于远距离传输中光信号的色散而引起的相位噪声补偿。其方法是为在光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间的每个端到端传输操纵性地分配色散补偿光纤(DCF)和本地振荡器(LO)激光器移相器。以每个光网络单元(ONU)的数据速率，在不同的光纤长度上成功地执行一个光线路终端(OLT)和12个光网络单元(ONU)之间的下行链路业务的仿真。对于使用色散补偿光纤(DCF)和本地振器(LO)激光移相器来分别补偿色散(CD)和偏振模色散(PMD)的大多数光网络单元(ONU)，已经实现了前向纠错(FEC)所需的误码率(BER)。

Claims (10)

1.一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统，其特征在于：包括光线路终端(OLT)，光分配网络(ODN)和多个光网络单元(ONUs)；
所述的光线路终端包括伪随机序列、M阵列编码、正交频分复用调制、低通滤波器和光学射频上变频器；正交频分复用调制包括串并转换、傅里叶逆变换、加入循环前缀CP、并串转换、模数转换器；光学射频上变频器包括肖特基二极管、马赫增德尔MZM、90°相移器；
所述的光分配网络包括馈线光纤、色散补偿光纤、标准单模光纤、光放大器、功率放大器和支线；所述的功率分配器不仅用于放大光信号，而且能分离信号；
所述的光网络单元包括本地激光器、90°移相器、耦合器、光电二极管、加减法器、正交频分复用调制和M阵列解码。
2.根据权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统，其特征在于：所述的快速傅里叶逆变换，用于实现信号从频域到时域的变换；所述的循环前缀CP，用于解决信道衰落引起的符号间干扰和载波间干扰；所述并串转换，用于将数据变成并行的N路数据；所述模数转换器，用于将数字信号转化为模拟信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统，其特征在于：所述的色散补偿光纤，用来补偿色散。
4.根据权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络系统，其特征在于：所述的本地振荡器激光移相器，用于补偿偏振模色散；所述的快速傅里叶变换，用于实现信号从时域到频域的变换；所述的耦合器，用于把多路光信号变成单路光信号。
5.权利要求1所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法，其特征在于：步骤如下：
光线路终端(OLT)对下行数据进行编码和映射，并将数据馈送到具有L点的傅里叶逆变换(IFFT)大小的正交频分复用调制器中，其中每个光网络单元的数据被分配给IFFT的特定位置，个子载波生成带宽为的子带正交频分复用，其中i是光网络单元(ONU)的序号；保护带GB通过在傅里叶逆变换的相邻子带之间插入空子载波来实现，用来避免符号间干扰和载波间干扰，傅里叶逆变换模块用个子载波处理输入信号，具有零频率的子载波称为零子载波，位于傅里叶逆变换频谱的第位置，从第一位置到第位置的子载波被称为左子载波，而从第到第位置的子载波被称为右子载波，因此，傅里叶逆变换模块分别由于左和右子载波而出现两个正交频分复用频谱，并且这些频谱具有从零到的相同频率，其中是子载波间隔；在傅里叶逆变换模块之后，将循环前缀(CP)插入到每个多频带频分复用符号中，再并行到串行转换器DAC(数模转换器)和低通滤波器之后，多频带频分复用信号的同相I和二次Q分量，使用两个马赫增德尔MZM和具有发射功率P的连续波激光器上变频到光学单边带调制；零子载波被移位到光载波频率，而左子载波和右子载波的频率分别向左和右移位，总的多频带相干光正交频分复用带宽将是的两倍；
多频带相干光正交频分复用信号在光分配网络(ODN)上传输，对于每个端到端数据路径都是标准单模光纤和色散补偿单模光纤，每个光网络单元(ONU)执行相干检测以对接收的光信号进行下变频到RF信号，其中通过本地振荡激光器施加某个相移以补偿偏振模色散，从而光线路终端(OLT)和个光网络单元(ONU)之间实现一对多传输，光网络单元处的RF下变频器的输出进一步馈送到正交频分复用解调器，是对输入信号所分配位置的所选子带进行快速傅里叶变换(FFT)来恢复原始数字数据；
在每个光网络单元(ONU)，通过PIN和本地振荡激光器，最后，检测误码率来评估所提出结构的性能，并且与两个其它结构的误码率进行比较:与没有色散补偿光纤和本地振荡器激光器移相器的纯相干光正交频分复用和其中仅使用色散补偿光纤的常规相干光正交频分复用。
6.根据权利要求5所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法，其特征在于：所述的光线路终端(OLT)，为在传输线中发射的所有光网络单元(ONU)生成多频带光正交频分复用(O-OFDM)信号；所述的光网络单元(ONU)，通过同步分配给它的子载波位置来识别自己的子带；在每个光网络单元(ONU)，采用色散补偿光纤（DCF）和本地振器(LO)激光移相器用于相位噪声消除。
7.根据权利要求5所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法，其特征在于：多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)无源光网络系统与没有色散补偿光纤(DCF)和本地振荡相移的纯常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)和其中仅使用色散补偿光纤(DCF)的常规相干光正交频分复用(CO-OFDM)，两种传统方法进行比较。
8.根据权利要求5所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法，其特征在于：在光线路终端(OLT)和个光网络单元(ONU)之间实现一对多传输，每个光网络单元(ONU)执行相干检测以对接收的光信号进行下变频到RF信号，其中通过本地振荡(LO)激光器施加某个相移以补偿偏振模色散。
9.根据权利要求5所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法，其特征在于：通过误码率(BER)来评估所提出结构的性能，并且与两个其它结构的误码率(BER)进行比较。
10.权利要求5所述的一种基于相干光正交频分复用长距离无源光网络中的相位噪声补偿的方法在光正交频分复用的长距离无源光网络中的应用。
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