一种多芯自相干双向PON传输方法及系统与流程

本技术涉及光接入网，具体涉及一种多芯自相干双向pon传输方法及系统。

背景技术：

1、随着高清视频应用、云网络等新服务对带宽需求的指数级增长，高速pon(passiveoptical network，无源光网络)被公认为最有发展前景的宽带光接入技术。

2、随着pon向50gb/s/λ及以上的方向发展，空间信道和先进的调制格式进行复用，使用mcf(multi-core fibers，多芯光纤)或fmf(few-mode fiber，少模光纤)进一步增强接入容量和可扩展性成为趋势。强度调制和直接检测技术由于接收机灵敏度差、高速率和长传输距离下色散引起的功率衰落等因素在高速系统中难以满足要求。相干接收可以提高频谱效率，提高接收机灵敏度，并利用数字信号处理技术在接收信号转换到数字域后实现各种补偿，但也给onu端带来了较高的成本和复杂度。

3、采用相干检测方案，接收机需要昂贵的窄线宽激光器作为lo(local oscillator，本地光源)，载波的相位和频率偏移需要数字信号处理(dsp)来补偿，以及还需要考虑光纤非线性和相位噪声消除。复杂的i/q调制器及集成相干接收机的高复杂度带来更高的成本。

技术实现思路

1、本技术提供一种多芯自相干双向pon传输方法及系统，可以解决现有技术中onu端成本和复杂度较高的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种多芯自相干双向pon传输方法，该方法包括以下步骤：

3、将olt端的光源分为n+2路载波信号进行传输，其中，一路作为本地光源解调onu端传送的数据、一路用于直接传输至onu端、n路基于alamouti编码后的数据进行双偏振调制得到n路调制信号；

4、将n路调制信号和一路用于直接传输至onu端的载波信号，通过光复用进入多芯光纤mcf以传输至onu端；

5、通过解复用分离出n路调制信号及一路载波信号；

6、将划分至一onu端的载波信号放大后分为两路，一路作为上行数据的调制光源进行单偏振调制后返回至olt端，另一路与划分至该onu端的调制信号耦合进行自相干检测。

7、结合第一方面，在一种实施方式中，所述n路基于alamouti编码后的数据进行双偏振调制得到n路调制信号，包括：

8、对下行数据进行qpsk四相移相键控或16qam正交振幅调制编码，并对iq数据进行rrc滤波；

9、在x偏振上发送信号对s2k-1，-s2k*，并在y偏振上发送信号对s2k，s2k-1*，以进行alamouti编码；

10、通过rrc滤波器进行单边带滤波，经模数转换dac后进入双偏振调制器对n路载波信号载波进行调制，得到n路调制信号。

11、结合第一方面，在一种实施方式中，所述另一路与划分至该onu端的调制信号耦合进行自相干检测，包括：

12、将耦合后的数据先经过下变频，然后进行帧同步，接着采用信道均衡进行alamouti解码，最后进行误码计算。

13、结合第一方面，在一种实施方式中，在所述通过解复用分离出n路调制信号及一路载波信号之后，还基于onu端的数量对n路调制信号及一路载波信号进行对应划分，其包括：

14、将n路调制信号的每一路划分成m路，以对应n×m个onu；

15、将一路载波信号分为n×m路，以对应n×m个onu。

16、结合第一方面，在一种实施方式中，还包括：

17、在olt端，将发送信号与上行的接收信号通过环形器进行隔离；

18、在onu端，将发送信号与下行的接收信号通过环形器进行隔离。

19、结合第一方面，在一种实施方式中，在所述将n路调制信号和一路用于直接传输至onu端的载波信号，通过光复用进入多芯光纤mcf以传输至onu端之前，还包括：

20、调整传输载波信号的单模光纤的长度，使其同进入光复用器外芯的调制信号相匹配。

21、结合第一方面，在一种实施方式中，还包括：

22、onu端中一路作为上行数据的调制光源进行单偏振调制后返回至olt端后，与olt端中一路作为本地光源的载波信号进行耦合；

23、耦合后经过相干接收进行解调，将解调出的单偏振iq信号进行adc模数转换后，经dsp进行恢复。

24、第二方面，本技术实施例提供了一种多芯自相干双向pon系统，包括：

25、光源；

26、光分路器，其用于将所述光源分为n+2路载波信号进行传输，其中，一路作为本地光源解调onu端传送的数据、一路用于直接传输至onu端、n路基于alamouti编码后的数据进行双偏振调制得到n路调制信号；

27、olt端信号处理单元，其用于生成基于alamouti编码后的数据，以对n路载波信号进行双偏振调制得到n路调制信号；

28、光复用解复用单元，其包括光复用器、多芯光纤mcf和解复用器，所述光复用器用于将n路调制信号和一路用于直接传输至onu端的载波信号进行光复用，所述多芯光纤mcf用于将光复用后的信号传输至onu端，所述解复用器用于解复用分离出n路调制信号及一路载波信号；

29、onu端信号处理单元，其用于将划分至一onu端的载波信号放大后分为两路，一路作为上行数据的调制光源进行单偏振调制后返回至olt端，另一路与划分至该onu端的调制信号耦合进行自相干检测。

30、结合第二方面，在一种实施方式中，所述olt端信号处理单元包括双偏振调制器和olt发送端dsp；

31、所述olt发送端dsp用于：

32、对下行数据进行qpsk四相移相键控或16qam正交振幅调制编码，并对iq数据进行rrc滤波；

33、在x偏振上发送信号对s2k-1，-s2k*，并在y偏振上发送信号对s2k，s2k-1*，以进行alamouti编码；

34、通过rrc滤波器进行单边带滤波，经模数转换dac后进入所述双偏振调制器对n路载波信号载波进行调制，得到n路调制信号。

35、结合第二方面，在一种实施方式中，所述onu端信号处理单元包括onu接收端dsp；

36、所述onu接收端dsp将另一路与划分至该onu端的调制信号耦合进行自相干检测，包括：

37、将耦合后的数据先经过下变频，然后进行帧同步，接着采用信道均衡进行alamouti解码，最后进行误码计算。

38、本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

39、本发明中，提出一种基于多芯空分时分复用的自相干检测双向传输pon系统结构。只在olt端设置一个光源，使用多芯光纤中的一根纤芯传输载波到onu端，其他纤芯传输单边带调制信号，上下行信号在同一根纤芯中采用上下单边带对向传输，onu端采用偏振无关的自相干检测，实现简单结构onu的双向pon系统。

40、本发明与采用本地lo的相干检测相比，scd由于信号与本振的同源性，其固有特性消除了相位噪声，dsp可以不需要载波频偏cfo和相位噪声pn补偿算法，从而大大降低了信号处理的复杂度、延迟和功耗，提高了成本效率。因为scd系统中不需要窄线宽的本振lo，又可以放宽对激光线宽的要求。而偏振无关的相干接收结构可以显著减少光学组件，进一步降低终端成本。

41、此外，pon系统采用多芯光纤其中一根纤芯传输载波的自相干检测，结合alamouti编码的偏振无关接收方案，可以使得系统不但在容量上得到扩充，且只需要在olt端设置光源，onu接收端复杂度大大简化，系统成本极大的降低。