基于啁啾光柵的長距離無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及色散補(bǔ)償方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于啁啾光柵的長距離無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及色散補(bǔ)償方法，該系統(tǒng)包括：通過ODN連接的OLT和ONU；OLT包括下行信號發(fā)射裝置、上行信號接收裝置、啁啾光柵、第一光環(huán)形器和光放大器；第一光環(huán)形器的1腳通過啁啾光柵與上行信號接收裝置的發(fā)射端連接，第一光環(huán)形器的2腳連接下行信號發(fā)射裝置的發(fā)射端，第一光環(huán)形器的3腳通過光放大器與ODN連接。本發(fā)明專利技術(shù)在OLT端接入了一啁啾光柵，通過啁啾光柵給予直調(diào)信號一個固定的負(fù)色散補(bǔ)償量，不僅可補(bǔ)償直調(diào)信號的啁啾，同時也補(bǔ)償普通單模光纖的累積色散；又由于直調(diào)信號具有正啁啾特性，其對于色散的容忍范圍更大，統(tǒng)籌管理兩者，可實現(xiàn)高速信號的長距離傳輸。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及光通信
，具體涉及。
技術(shù)介紹
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，用戶通信帶寬需求的急速增長，在各種寬帶接入技術(shù)中，無源光網(wǎng)絡(luò)以其容量大、傳輸距離長、較低成本、全業(yè)務(wù)支持等優(yōu)勢成為熱門技術(shù)。光接入網(wǎng)較于傳統(tǒng)的光傳輸網(wǎng)最大的特點是其成本更低，尤其在于光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，其普遍采用成本相對低廉的直調(diào)激光器;另外減少局端的數(shù)量，以便于管理與降低成本，這樣單個光線路終端(OLT)的覆蓋范圍逐步增加;但由于直調(diào)激光器的正啁啾與光纖反常色散的同時產(chǎn)生，導(dǎo)致直調(diào)信號在傳輸過程中迅速惡化，所以色散補(bǔ)償成為長距離無源光接入網(wǎng)的必備措施。目前的色散補(bǔ)償方案主要有如下幾種:(I)采用啁啾管理激光器(CML)實現(xiàn)。D.Mahgerefteh等人于2006年在Optical FiberCommunicat1n Conference(光纖通信大會，0FC)的會議上提出的(Chirp Managed Laser(CML):A compact transmitterfor dispers1n tolerant 1Gbps networking applicat1ns](啁啾管理激光器:一個緊湊的1Gbps信號發(fā)射機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模塊))。其提出的啁啾管理激光器可實現(xiàn)1Gbps無色散補(bǔ)償傳輸100km。具體方案是在直調(diào)激光器后面添加一個合適的窄帶濾波器，以濾除邊帶，從而壓縮信號的頻譜，提高信號傳輸距離;這種方案的缺點在于:直調(diào)激光器之后的整形濾波器成本相對較高，這不適合于成本敏感的無源光接入網(wǎng)。(2)通過提高頻譜利用率的方式實現(xiàn)。N.Cheng等人于2013年在Communicat1ns and Photonics Conference(亞洲通信與光子學(xué)大會，ACP)提出 “10Gb/s Upstream Transmiss1n in TffDM PON UsingDuobinaryand PAM-4Modulat1ns with Directly Modulated Tunable DBR Laser”(在TWDM-PON上行鏈路中，利用雙二進(jìn)制和四電平脈沖幅度調(diào)制格式信號調(diào)制直調(diào)激光器傳輸1Gbps信號)。該方案利用雙二進(jìn)制和四電平脈沖幅度調(diào)制格式傳輸1Gbps信號，成功實現(xiàn)20km信號的傳輸。這種方案的缺點在于:當(dāng)信號傳輸?shù)?0km的時候，信號劣化特別嚴(yán)重。有鑒于此，急需提供一種低成本、高性能的方式完成上行信號高質(zhì)量、長距離的傳輸。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是使用簡單、低成本的器件，實現(xiàn)1Gbps及以上高速上行信號達(dá)到40km及以上的高功率傳輸?shù)膯栴}。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采用的基于啁啾光柵的長距離無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括:通過ODN連接的OLT和0NU，所述OLT包括下行信號發(fā)射裝置、上行信號接收裝置、啁啾光柵、第一光環(huán)形器和光放大器;所述第一光環(huán)形器的I腳通過所述啁啾光柵與所述上行信號接收裝置的發(fā)射端連接，所述第一光環(huán)形器的2腳連接所述下行信號發(fā)射裝置的發(fā)射端，所述第一光環(huán)形器的3腳通過所述光放大器與所述ODN連接；所述ODN包括分光器和連接到分光器上的單膜光纖，單膜光纖連接所述0LT，所述分光器連接所述0NU;所述ONU包括第二光環(huán)形器、可調(diào)光濾波器、下行信號接收光裝置與上行信號發(fā)射裝置;所述第二光環(huán)形器的I腳與所述上行信號發(fā)射裝置發(fā)射端連接，所述第二光環(huán)形器的2腳通過所述可調(diào)光濾波器與所述下行信號接收光裝置輸入端連接，所述第二光環(huán)形器的3腳與所述ONU連接；上行信號發(fā)射裝置將上行信號傳入第二光環(huán)形器，然后反向進(jìn)入分光器，再經(jīng)單膜光纖傳輸進(jìn)入OLT，上行直調(diào)信號經(jīng)光放大器放大，傳入第一光環(huán)形器，之后再經(jīng)過啁啾光柵進(jìn)入上行信號接收裝置，完成上行信號傳輸。上述方案中，所述下行信號發(fā)射裝置為1Gbps啁啾管理激光器或DFB+MZM。上述方案中，所述上行信號接收裝置為1GAPD0上述方案中，所述啁啾光柵的色散補(bǔ)償量設(shè)置為補(bǔ)償單膜光纖40km所累積的色散。上述方案中，所述放大器是普通商用EDFA，其增益帶寬為1510nm?1560nm，最大輸出功率是23dBm，最大增益倍數(shù)是35dB。上述方案中，所述可調(diào)光濾波器是商用光濾波器，其輸出功率為3dBm，增益帶寬為是1530nm?1610nmo上述方案中，所述上行信號發(fā)射裝置為直調(diào)DFB激光器，其中心波長為1543nm，最大輸出功率是lOdBm，脈沖信號產(chǎn)生器(PPG)發(fā)生的信號速率為lOGbps，所用的偽隨機(jī)序列長度為2?31。本專利技術(shù)還提供了基于啁啾光柵的長距離無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)色散補(bǔ)償方法，包括以下步驟:上行信號接收裝置RX與光環(huán)形器WDM間接入了一個啁啾光柵，此啁啾光柵可產(chǎn)生固定的色散補(bǔ)償量對接收到的信號進(jìn)行補(bǔ)償；來自O(shè)NU的直調(diào)激光信號，即上行信號，經(jīng)過單模光纖傳輸后，進(jìn)入OLT中的啁啾光柵，不同波長的光在啁啾光柵中經(jīng)過不同路徑，從而產(chǎn)生不同的時延，實現(xiàn)對激光器啁啾和光纖色散的補(bǔ)償，完成上行信號高質(zhì)量的傳輸。本專利技術(shù)在OLT端接入一啁啾光柵，通過啁啾光柵給予直調(diào)信號一個固定的負(fù)色散補(bǔ)償量，不僅可補(bǔ)償直調(diào)信號的啁啾，同時也補(bǔ)償普通單模光纖的累積色散;從而完成上行信號高質(zhì)量傳輸;又由于直調(diào)信號具有正啁啾特性，其對于色散的容忍范圍更大，在實驗中發(fā)現(xiàn)對于1Gbps信號其容忍限度大可達(dá)-200ps/nm?2450ps/nm，統(tǒng)籌管理兩者，可實現(xiàn)高速信號的長距離傳輸。【附圖說明】圖1為本專利技術(shù)中基于啁啾光柵的長距離無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框圖；圖2為本專利技術(shù)中啁啾光柵光纖原理圖；圖3為本專利技術(shù)中基于啁啾光柵的長距離無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理圖；圖4為本專利技術(shù)中1Gbps上行信號不同距離傳輸時的眼圖。【具體實施方式】下面結(jié)合【具體實施方式】和說明書附圖對本專利技術(shù)做出詳細(xì)的說明。如圖1所示，為本專利技術(shù)色散啁啾補(bǔ)償無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框圖，該系統(tǒng)由OLT(光線路終端)、ODN(光傳輸單元)與ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)組成，通過ODN連接OLT和ONU，ODN中RN節(jié)點的器件可以是光功率分配器，也可是波長路由器，或者兩者的組合。該系統(tǒng)是在OLT的上行信號接收裝置RX與光環(huán)形器WDM間接入了一個啁啾光柵，此啁啾光柵可產(chǎn)生固定的色散補(bǔ)償量對接收到的信號進(jìn)行補(bǔ)償;其工作原理如圖2所示，在普通光纖上用一定的技術(shù)刻出周期性變化的光柵，當(dāng)光信號進(jìn)入光柵后，波長為光柵周期兩倍的光將被反射，不同波長的光在啁啾光柵中反射點的位置不同，因此入射光波長中的不同波長在光柵中經(jīng)過不同路徑，從而產(chǎn)生不同的時延以達(dá)到色散補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｔ撓到y(tǒng)中上行信號來自于ONU的直調(diào)激光信號，該直調(diào)光信號經(jīng)過光纖傳輸后，進(jìn)入OLT中的啁啾光柵，由于直調(diào)信號具有正啁啾，而且光信號經(jīng)過G.652光纖傳輸產(chǎn)生反常色散，使得信號的色散累積進(jìn)一步加大。在OLT的啁啾光柵產(chǎn)生一個大的固定色散，光信號經(jīng)過啁啾光柵后，可實現(xiàn)對激光器啁啾和光纖色散的補(bǔ)償，完成上行信號高質(zhì)量的傳輸。又由于信號具有啁啾特性，其對于色散的容忍范圍更大，在實驗中發(fā)現(xiàn)對于1Gbps信號其容忍限度大可達(dá)-200ps/nm?2450ps/nm，統(tǒng)籌管理兩者，可實現(xiàn)高速信號的長距離傳輸。如圖3所示，本專利技術(shù)提供的基于啁啾光柵的長距離無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括OLT(光線路終端)101、0DN(光傳輸單元)1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
基于啁啾光柵的長距離無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：通過ODN連接的OLT和ONU，其特征在于：所述OLT包括下行信號發(fā)射裝置、上行信號接收裝置、啁啾光柵、第一光環(huán)形器和光放大器；所述第一光環(huán)形器的1腳通過所述啁啾光柵與所述上行信號接收裝置的發(fā)射端連接，所述第一光環(huán)形器的2腳連接所述下行信號發(fā)射裝置的發(fā)射端，所述第一光環(huán)形器的3腳通過所述光放大器與所述ODN連接；所述ODN包括分光器和連接到分光器上的單膜光纖，單膜光纖連接所述OLT,所述分光器連接所述ONU；所述ONU包括第二光環(huán)形器、可調(diào)光濾波器、下行信號接收光裝置與上行信號發(fā)射裝置；所述第二光環(huán)形器的1腳與所述上行信號發(fā)射裝置發(fā)射端連接，所述第二光環(huán)形器的2腳通過所述可調(diào)光濾波器與所述下行信號接收光裝置輸入端連接，所述第二光環(huán)形器的3腳與所述ONU連接；上行信號發(fā)射裝置將上行信號傳入第二光環(huán)形器，然后反向進(jìn)入分光器，再經(jīng)單膜光纖傳輸進(jìn)入OLT，上行直調(diào)信號經(jīng)光放大器放大，傳入第一光環(huán)形器，之后再經(jīng)過啁啾光柵進(jìn)入上行信號接收裝置，完成上行信號傳輸。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王素椅，義理林，李正璇，王曉東，
申請(專利權(quán))人：烽火通信科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42