基于直调激光器的相干pon系统的onu及其信号接收方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及相干P0N(Passive Optical Network，无源光网络)系统中的ONU(Optical Network Unit，光网络单元)领域，具体涉及一种基于直调激光器的相干PON系统的ONU及其信号接收方法。
【背景技术】
[0002]PON是一种纯介质网络，基于相干检测的PON系统具有功率预算大、接入速率高、通道灵活可调等优点。相干PON系统中的重要组成部分为相干ONU，相干ONU的成本是决定相干PON系统成败的关键因素。
[0003]目前尚未得出用于相干PON系统的相干ONU的具体结构，若要实现相干ONU的具体结构，需要通过传送网中的相干接收器实现，其制作成本较高。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为:降低相干ONU的制作成本和功耗，克服本地光源的频率抖动和相位噪音对信号质量的影响。本发明能够保留相干无源光网络的功率预算大、接入速率高、通道灵活可调等优点，适于推广。
[0005]为达到以上目的，本发明提供的基于直调激光器的相干PON系统的0NU，包括功率分配器、相干接收机、信号采样处理器和信号恢复处理器，所述基于直调激光器的相干PON系统的ONU还包括DML直调激光器，所述功率分配器上设置有上行信号输出端和光源输出端，所述相干接收机上设置有下行信号输入端和光源输入端;DML的输入端与功率分配器相连，功率分配器的光源输出端与相干接收机的光源输入端相连，相干接收机的输出端通过信号采样处理器和信号恢复处理器相连。
[0006]在上述技术方案的基础上，所述DML用于:作为光源，调制需要传输的上行信号；
[0007]所述功率分配器用于:将经DML调制后的上光行信号分为2路，I路作为上行传输的光信号，另I路作为下行相干检测所需的光源；
[0008]所述相干接收机用于:利用光源对接收的下行信号进行相干探测；
[0009]所述信号采样处理器用于:对相干探测后的信号进行信号采样后，分为4路采样信号；
[0010]所述信号恢复处理器用于:对4路采样信号进行信号恢复。
[0011 ]在上述技术方案的基础上，所述功率分配器的功率分配比为50:50。
[0012]本发明提供的用于上述基于直调激光器的相干PON系统的ONU的信号接收方法，包括以下步骤:
[0013]S1:DML作为光源，调制需要传输的上行信号;DML将调制后的光信号输出至功率分配器;功率分配器将调制后的光信号分为2路，I路作为上行传输的光信号，另I路作为下行相干检测所需的光源，功率分配器将光源输出至相干接收机;相干接收机接收到下行信号后，利用光源对接收的下行信号进行相干探测，相干接收机将相干探测后的信号输出至信号采样处理器，转到S2;
[0014]S2:信号采样处理器对相干探测后的信号进行信号采样后，分为4路采样信号，将4路采样信号输出至信号恢复处理器，转到S3;
[0015]S3:信号恢复处理器对4路采样信号进行信号恢复，结束。
[0016]在上述技术方案的基础上，S3中所述信号恢复处理器通过相干数字包络检测算法对4路采样信号进行恢复，具体包括以下步骤:
[0017]3301:定义4路采样信号为以、0乂、1￥、0￥，分别对4路采样信号进行平方，得到1父2、QX2、IY2、QY2，转到 S302;
[0018]S302:对以2、0乂2进行求和，得到1乂2+0乂2;对1￥2、0￥2进行求和，得到1￥2+0￥2，转到S303；
[0019]S303:对IX2+QX2、IY2+QY2进行求和后得到恢复信号，结束。
[0020]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0021](I)本发明的DML(Direct Modulated Laser，直调激光器)调制需要传输的上行信号后，将调制后的光信号输出至功率分配器。功率分配器将调制后的光信号分为2路，I路作为上行传输的光信号，另I路作为下行相干检测所需的光源。因此，本发明仅通过DML单个器件就能够同时完成上行信号的调制和下行信号的接收工作;单个DML不仅制作成本较低，尺寸较小，而且功耗较低，进而保证了相干PON系统的使用。
[0022](2)参见S301至S303所述，本发明的信号恢复处理器通过相干数字包络检测算法对4路采样信号进行恢复，该算法能够将包含的频差和相位信息均在平方求和的程中去除，进而提供对本地光源的频率抖动与相位噪音的鲁棒性特征。因此，强度调制信号能够很好的通过基于DML的相干数字包络检测进行恢复，无需考虑DML输出光的频率抖动和相位噪音;在此基础上，本发明还能够保留相干无源光网络的功率预算大、接入速率高、通道灵活可调等优点，适于推广。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例中的基于直调激光器的相干PON系统的ONU的连接框图；
[0024]图2为本发明实施例中的基于直调激光器的相干PON系统的ONU的工作原理图；
[0025]图3为本发明实施例中DML调制上行信号的原理图；
[0026]图4为本发明实施例中本地光源功率的抖动对相干数字包络检测的影响的示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
[0028]参见图1所示，本发明实施例中的基于直调激光器的相干PON系统的ONU，包括DML(Direct Modulated Laser，直调激光器)、功率分配器、相干接收机、信号采样处理器和信号恢复处理器，功率分配器上设置有上行信号输出端和光源输出端，相干接收机上设置有下行信号输入端和光源输入端。
[0029]DML的输入端与功率分配器相连，功率分配器的光源输出端与相干接收机的光源输入端相连，相干接收机的输出端通过信号采样处理器和信号恢复处理器相连。
[0030]DML用于:作为光源，调制需要传输的上行信号。
[0031]功率分配器用于:将经DML调制后的上光行信号分为2路，I路作为上行传输的光信号，另I路作为下行相干检测所需的光源，功率分配器的功率分配比一般为50:50。
[0032]相干接收机用于:利用光源对接收的下行信号进行相干探测。
[0033]信号采样处理器用于:对相干探测后的信号进行信号采样后，分为4路采样信号。
[0034]信号恢复处理器用于:对4路采样信号进行信号恢复。
[0035]参见图2所示，本发明基于直调激光器的相干PON系统的ONU使用时，功率分配器的上行信号输出端提供上行