用低速光器件实现高速传输的对称twdm-pon系统中的olt的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤通信领域，具体是涉及一种用低速光器件实现高速传输的对称TWDM-PON系统中的OLT。
【背景技术】
[0002]随着国家大力推广“互联网+”政策，互联网必将迎来新一轮的高速发展，与此同时通信数据流量也会快速增长，而光通信作为传输网的主流、接入网的重要组成部分，其容量需求必将不断提升发展。不仅如此，全球互联网用户数量飞速增长。在这样一个大环境下，ITU_T(Internat1nal Telecommunicat1n Un1n Telecommunicat1n Standardizat1nSector，国际电信联盟电信标准化部门)组织与IEEE(Institute of Electrical andElectronics Engineers，电气电子工程师学会)组织都开始了各自新一代光接入网的标准讨论。自2012年起，ITU-T组织与FSAN(Full Service Access Networks，全业务接入网论坛)组织开始进行NG P0N2(Next Generat1n Passive Optical Networks，下一代无源光网络)的相关研究及标准制定，而IEEE组织对NG-EP0N(Next Generat1n EthernetPassive Optical Network，下一代以太网无源光网络)的探讨也已经开始。
[0003]2012年，卩3八始且织将1￥0]\1-?01^(1';[1]16 and Wavelength Divis1n MultiplexingΡ0Ν，时分波分复用无源光网络)系统选为NG-P0N2的优选方案。一方面，该系统基于波长堆叠方案，技术相对成熟；另一方面，该系统仍沿用基于波长无关光分路器的光分配网络，支持后向兼容。基于上述优点，该系统在TWDM-PON的构建中也存在较好的应用前景。
[0004]如何实现低成本高速调制是TWDM-PON实现中的主要挑战。四波长堆叠的100GTWDM-PON要求单波长速率高达25Gb/s，而目前常用的商用器件带宽在1GHz左右。如何用低成本器件和简单的技术实现单波长25Gb/s及以上的调制并支持40km以上的光纤传输是需要重点考虑的问题，针对这个问题的研究主要包括以下两个方面:
[0005]—方面:涉及器件制备，通过高速调制器和宽带接收机实现高速调制与接收；已报道有利用基于混合硅、III/V族材料实现低成本的可支持20Gb/s调制速率的直调激光器；同时如何提高接收机带宽也得到广泛研究。
[0006]另一方面:利用高阶调制码型降低对发射和接收机的带宽要求。目前已经有部分相关工作发表。经检索发现，2014年，华为技术有限公司在光纤通信会议(Optical FiberCommunicat1n Conference)上发表了题为“30km Downstream Transmiss1n Using 4X25Gb/s 4-PAM Modulat1n with Commercial 1Gbps TOSA and ROSA for 100Gb/s-P0N”(基于商用10613/8收发器件的4\25613/s 4-PAM信号的30公里传输)的文章。该文章中记载了以下方案:利用商用1Gbps器件实现4_PAM(4 Pulse Amplitude Modulat1n，四电平脉冲幅度调制)格式的单波长25Gb/s信号的调制和解调。4-PAM调制格式是一种多电平调制，四种脉冲幅度可以代表两位数据，使信号的波特率降低为二进制格式的一半，从而能够降低对收发机的带宽需求。该文章中的方案的主要缺点在于:在光域没有考虑色散，所以导致后续DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)处理相对复杂，系统效果也不甚理雄
V QjN O
[0007]除4-PAM外，双二进制调制也是一种常用的调制方式。双二进制码属于一种相关编码技术，利用比特间的相关性，将二电平的电信号转为三电平。相关编码通常由两种方式实现:Ι-bit延迟相加或模拟低通滤波。低通滤波器通常选择贝塞尔型，3dB带宽约为信号带宽的I /4。因此，双二进制码的谱效率比二电平提高将近四倍，同速率的双二进制抗色散能力更强。
[0008]经检索发现，阿尔卡特-朗讯公司的D.Van Veen等在2014年的欧洲光纤通讯展览会(European Conference on Optical Communicat1n)上发表了题为 “26-Gbps PONTransmiss1n over 40-km using Duo-binary Detect1n with a Low Cost 7-GHz APD-Based Receiver”(利用7GHz AF1D接收机实现的26-Gb/s双二进制信号的40km传输)的文章，该文章中提出以下方案:在ONU端，利用7GHz带宽的接收机，实现26Gb/s信号的双二进制接收，后续通过双二进制到二进制解调电路进行解调。该方案的主要缺点在于:虽然降低了接收机的带宽，但发射端仍需要宽带调制器;而且信号波长在O波段，该波段色散系数很低，因此该方案没有考虑色散问题。
[0009]2015年，D.Van Veen等在IEEE Journal of Lightwave Technology(《光波技术杂志》)上发表了另一篇题为“Demonstrat1n of 40-Gb/s TDM-PON Over 42-km With 31 dBOptical Power Budget Using an APD-Based Receiver”(基于APD接收机的31_dB功率预算和42km光纤传输的40Gb/s时分复用无源光网络系统演示)的文章，该文章中提出以下方案:利用窄带调制器，实现高速Duo-binary(双二进制码型)调制，发射端通过低通滤波器，将00K(0n-0ff Keying，开关键控)转换为Duo-binary码型。但是，该方案中的接收端仍需要宽带接收机。该文章演示了 40-Gb/s信号在C波段的26km差分距离的光纤传输。虽然采用了啁啾系数较小的外调制方式，但是，对于不同的传输距离，需要补偿不同的色散量，具体的实现过程很复杂。
[0010]在低复杂度的条件下，用低速器件实现高速信号的实时调制与解调是下一代光接入网中亟待解决的问题。现有方案要么采用高速器件实现高速传输，系统成本很高;要么大量的依赖数字信号处理，急剧增加后续的数据处理的复杂度，基本无法实现系统的实时运行。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种用低速光器件实现高速传输的对称TWDM-PON系统中的OLT，能够显著降低系统的成本，有效降低系统的复杂度，降低系统高速实时传输数据的难度。
[0012]本发明提供一种用低速光器件实现高速传输的对称TWDM-PON系统中的OLT，该TWDM-P0N系统包括光线路终端OLT、馈线式光纤、光远端节点、若干分布式光纤和若干光网络单元ONU，光远端节点位于OLT和ONU之间，光远端节点的一端通过馈线式光纤连接OLT，另一端通过若干分布式光纤连接若干ONU，分布式光纤与ONU 对应，其特征在于:所述OLT包括第一媒体介质控制模块、下行数据发射模块、第一光波分复用器和上行数据接收模块，OLT的上行、下行共用第一光波分复用器、第一媒体介质控制模块;下行方向，第一媒体介质控制模块、下行数据发射模块、第一光波分复用器顺次连接;上行方向，第一光波分复用器、上行数据接收模块、第一媒体介质控制模块顺次连接；
[0013]下行数据发射模块包括多个直调激光器、一个第二光波分复用器、一个周期性光滤波器和一个第一光放大器，所有直调激光器的一端与第一媒体介质控制模块相连，另一端与第二光波分复用器相连，第二光波分复用器、周期性光滤波器、第一光放大器、第一光波分复用器顺