無源光網(wǎng)絡的通信方法和設備的制作方法

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無源光網(wǎng)絡的通信方法和設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無源光網(wǎng)絡的通信方法和設備，其中，數(shù)據(jù)發(fā)送方法，包括：將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到OFDM調(diào)制信號的子載波上得到待發(fā)送的OFDM電信號；將待發(fā)送的OFDM電信號調(diào)制到光信號上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。數(shù)據(jù)接收方法，包括：通過光傳輸通道接收到光信號，將所述光信號按照用戶的數(shù)量分為多路，再將每路光信號轉(zhuǎn)換成OFDM電信號；對所述OFDM電信號進行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過采用分層調(diào)制的技術，提高PON系統(tǒng)的光功率預算，從而使PON系統(tǒng)的用戶數(shù)目得到提升的同時，有效的提升了系統(tǒng)的傳輸距離。
【專利說明】無源光網(wǎng)絡的通信方法和設備

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術領域】，尤其涉及無源光網(wǎng)絡的通信方法和設備。

【背景技術】
[0002] 信息與通信技術給人類社會帶來了翻天覆地的變化，隨著用戶數(shù)目的增加和每個用戶的數(shù)據(jù)量的提升，在網(wǎng)絡系統(tǒng)中需要支持更多的用戶數(shù)量和提高系統(tǒng)傳輸距離，因此通過提升系統(tǒng)的功率預算以提高信道的數(shù)據(jù)容量，容納更多的用戶，是十分重要的。
[0003] 在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中，時分復用的無源光網(wǎng)絡技術（Time-Division-Multiplexing Passive Optical Network, TDM-P0N)是十分重要的一種技術，每個用戶之間通過時間上的獨立來完成上行通信。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（Ethernet Passive Optical Network, ΕΡ0Ν) 和吉比特無源光網(wǎng)絡（Gigabit-Capable Passive Optical Network，GP0N)融合的包括千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（Gigabit Ethernet Passive Optical Network，GEP0N)，也有很大的發(fā)展前景。隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量的增加和使用網(wǎng)絡人數(shù)的增加，同時隨著用戶需求的日益多樣化，各種各樣的業(yè)務需求需要在Ρ0Ν系統(tǒng)傳輸，提升網(wǎng)絡的傳輸容量成為研究的重點。面向下一代的高速傳輸?shù)奶魬?zhàn)，面向下一代的Ρ0Ν系統(tǒng)主要提出了波分復用的無源光網(wǎng)絡（Wavelength division multiplexed-passive optical network，WDM-P0N)和正交頻分復用的無源光網(wǎng)絡（orthogonal frequency division multiplexing-passive optical network，0FDM-P0N)等技術。WDM-P0N技術中每個用戶享用一個波長，從而可以有效提高上下行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，在0FDM-P0N系統(tǒng)中，每個子載波可以采用高階的調(diào)制碼型，有效地提高了帶寬利用率。在接入網(wǎng)絡的發(fā)展過程中，同時長距離無源光網(wǎng)絡技術的發(fā)展將接入網(wǎng) 系統(tǒng)和本地的網(wǎng)絡進行融合，使網(wǎng)絡系統(tǒng)可以支持更多的用戶數(shù)量和更長的傳輸距離。因此隨著傳輸距離的增加，通過提高系統(tǒng)的光功率預算，在發(fā)射機功率一定的情況下，可以提升光網(wǎng)絡單元（optical network unit, 0NU)即用戶接收端的接收光功率，從而達到無誤碼的傳輸性能。因此，Ρ0Ν系統(tǒng)需要更高的光功率預算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題是，提供無源光網(wǎng)絡的通信方法和設備，提高系統(tǒng)的光功率預算。
[0005] 本發(fā)明采用的技術方案是，一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，包括：
[0006] 步驟一，將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到0FDM調(diào)制信號的子載波上得到待發(fā)送的0FDM電信號；
[0007] 步驟二，將待發(fā)送的0FDM電信號調(diào)制到光信號上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0008] 進一步的，所述步驟一，具體包括：
[0009] 步驟A1，針對任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù)的調(diào)制方式對應的星座圖里得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù)據(jù)的傳輸性能調(diào)整對應的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號距離，以傳輸性能越差符號距離越遠為原則；
[0010] 步驟A2,再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進行迭加得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖的譜效率為各星座圖的譜效率之和；
[0011] 步驟A3,將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成待發(fā)送的0FDM電信號。
[0012] 進一步的，所述步驟A3,具體包括：
[0013] 將總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次通過串并轉(zhuǎn)換、反快速傅里葉變換、增加循環(huán)前綴、并串轉(zhuǎn)換以及數(shù)模轉(zhuǎn)換處理后得到0FDM電信號。
[0014] 進一步的，所述步驟二還包括：
[0015] 將經(jīng)過電信號調(diào)制的光信號經(jīng)過波分復用處理后，再通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0016] 本發(fā)明還提供一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收方法，包括：
[0017] 步驟一，通過光傳輸通道接收到光信號，將所述光信號按照用戶的數(shù)量分為多路，再將每路光信號轉(zhuǎn)換成0FDM電信號；
[0018] 步驟二，對所述0FDM電信號進行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0019] 進一步的，所述步驟一還包括：
[0020] 將接收到的所述光信號經(jīng)過波分解復用處理，將解復用后的光信號按照用戶的數(shù) 量分為多路。
[0021] 進一步的，所述步驟二，具體包括：
[0022] 步驟B1，將0FDM電信號轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)；
[0023] 步驟B2,根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的判決閾值，對總星座圖矢量數(shù)據(jù)解映射得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0024] 進一步的，所述步驟B1,具體包括：
[0025] 將0FDM電信號依次通過模數(shù)轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換、去除循環(huán)前綴、快速傅里葉變換、均衡、以及串并轉(zhuǎn)換處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
[0026] 本發(fā)明還提供一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送設備，包括：
[0027] 分層調(diào)制模塊，用于將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到0FDM調(diào)制信號的子載波上得到待發(fā)送的0FDM電信號；
[0028] 發(fā)送傳輸模塊，用于將待發(fā)送的0FDM電信號調(diào)制到光信號上，通過光傳輸通道發(fā) 送出去。
[0029] 進一步的，所述分層調(diào)制模塊，具體包括：
[0030] 映射模塊，用于針對任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù) 的調(diào)制方式對應的星座圖里得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù) 據(jù)的傳輸性能調(diào)整對應的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號距離，以傳輸性能越差符號距離越遠為原則；
[0031] 迭加模塊，用于再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進行迭加得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖的譜效率為各星座圖的譜效率之和；
[0032] 0FDM電信號產(chǎn)生模塊，用于將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號。
[0033] 進一步的，在所述0FDM電信號產(chǎn)生模塊中，總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換模塊、反快速傅里葉變換模塊、增加循環(huán)前綴模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處理后得到0FDM電信號。
[0034] 進一步的，作為一種優(yōu)選的技術方案，所述發(fā)送傳輸模塊，還用于：將經(jīng)過OFDM電信號調(diào)制的光信號經(jīng)過波分復用處理后，再通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0035] 本發(fā)明還提供一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收設備，包括：
[0036] 接收傳輸模塊，用于通過光傳輸通道接收到光信號，將所述光信號按照用戶的數(shù) 量分為多路，將每路光信號轉(zhuǎn)換成0FDM電信號
[0037] 分層解調(diào)模塊，用于對所述0FDM電信號進行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0038] 進一步的，作為一種優(yōu)選的技術方案，所述接收傳輸模塊，還用于：將接收到的所述光信號經(jīng)過波分解復用處理，將解復用后的光信號按照用戶的數(shù)量分為多路。
[0039] 進一步的，所述分層解調(diào)模塊，具體包括：
[0040] 0FDM電信號解調(diào)模塊，用于將0FDM電信號轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)；
[0041] 解映射模塊，用于根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的判決閾值，對總星座圖矢量數(shù) 據(jù)解映射得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0042] 進一步的，在0FDM電信號解調(diào)模塊中，
[0043] 0FDM電信號依次經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊、去除循環(huán)前綴模塊、快速傅里葉變換模塊、均衡模塊、以及串并轉(zhuǎn)換模塊處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
[0044] 采用上述技術方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點：
[0045] 本發(fā)明所述無源光網(wǎng)絡的通信方法和設備，通過采用分層調(diào)制的技術，提高Ρ0Ν 系統(tǒng)的光功率預算，從而使Ρ0Ν系統(tǒng)的用戶數(shù)目得到提升的同時，有效的提升了系統(tǒng)的傳輸距離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 圖1為本發(fā)明第一實施例的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送方法流程圖；
[0047] 圖2為本發(fā)明分層調(diào)制的原理示意圖；
[0048] 圖3為本發(fā)明第二實施例的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收方法流程圖；
[0049] 圖4為本發(fā)明第三實施例的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送設備組成示意圖；
[0050] 圖5為本發(fā)明第三實施例優(yōu)選的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送設備組成示意圖；
[0051] 圖6為本發(fā)明第四實施例的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收設備組成示意圖；
[0052] 圖7為本發(fā)明第四實施例優(yōu)選的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收設備組成示意圖；
[0053] 圖8-a為本發(fā)明應用實例1分層映射迭加過程示意圖；
[0054] 圖8-b為本發(fā)明應用實例1的0FDM-P0N系統(tǒng)組成連接示意圖；
[0055] 圖8-c為本發(fā)明應用實例1的0FDM-P0N系統(tǒng)模擬組成連接示意圖；
[0056] 圖8-d為本發(fā)明應用實例1中傳統(tǒng)和分層調(diào)制16QAM在不同分層調(diào)制參數(shù)α下的原始誤碼對比示意圖；
[0057] 圖9為本發(fā)明應用實例2的0FDM-P0N系統(tǒng)組成連接示意圖。

【具體實施方式】
[0058] 為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明進行詳細說明如后。
[0059] 本發(fā)明第一實施例，一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，如圖1所示，包括以下具體步驟：
[0060] 步驟S101，將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到OFDM調(diào)制信號的子載波上，得到待發(fā)送的0FDM電信號。原始數(shù)據(jù)的傳輸性能由前向糾錯編碼、傳輸距離、以及接收機的靈敏度決定。
[0061] 具體的，步驟S101，具體包括：
[0062] 步驟A1，針對任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù)的調(diào)制方式對應的星座圖里，得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù)據(jù)的傳輸性能調(diào)整對應的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號距離，以傳輸性能越差符號距離越遠為原則；
[0063] 步驟A2,在將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進行迭加，得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖的譜效率為各星座圖的譜效率之和；
[0064] 在星座圖上映射的符號距離越遠，則數(shù)據(jù)的傳輸性能就會變得越好，在星座圖上映射的符號距離越近，則數(shù)據(jù)的傳輸性能就會變得越差，由于Ρ0Ν系統(tǒng)的性能由最差的決定（比如：對于兩種傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，發(fā)送端的發(fā)送光功率均為OdB，接收端對于傳輸性能較好的原始數(shù)據(jù)的接收光功率至少為-18dB，對于傳輸性能較差的原始數(shù)據(jù)的接收光功率至少為-15dB，則Ρ0Ν系統(tǒng)為了接收到兩種傳輸性能的數(shù)據(jù)，其接收光功率須設定為-15dB)，而本實施例通過分層映射，將不同層的數(shù)據(jù)傳輸性能進行折中或者平均，即在發(fā) 送光功率一定的情況下，以降低一部分預期傳輸性能較好的原始數(shù)據(jù)的傳輸性能為代價，提高預期傳輸性能較差的原始數(shù)據(jù)的傳輸性能，從而提高了接收光功率，即提升了整個Ρ0Ν 系統(tǒng)的功率預算，該功率預算是發(fā)送光功率與接收光功率的差值，功率預算越大，則傳輸過程中允許的損耗越大。
[0065] 圖2為分層調(diào)制的原理示意圖，以三種不同編碼的數(shù)據(jù)為例，各個數(shù)據(jù)由于編碼方式的不同，其本身就具有不同的傳輸性能。再通過調(diào)節(jié)映射，不同的數(shù)據(jù)映射在星座圖中的符號距離不同，從而在同樣的傳輸系統(tǒng)中為其分配不同的傳輸性能。
[0066] 步驟A3,將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成待發(fā)送的0FDM電信號。
[0067] 更進一步的，步驟A3,具體包括：
[0068] 將總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次通過串并轉(zhuǎn)換、反快速傅里葉變換、增加循環(huán)前綴、并串轉(zhuǎn)換以及數(shù)模轉(zhuǎn)換處理后，得到0FDM電信號。
[0069] 步驟S102,將待發(fā)送的0FDM電信號調(diào)制到光信號上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。 [0070] 優(yōu)選的，步驟S102還包括：將經(jīng)過電信號調(diào)制的光信號經(jīng)過波分復用處理后，再通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0071] 本發(fā)明第二實施例，一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收方法，如圖3所示，包括以下具體步驟：
[0072] 步驟S201，通過光傳輸通道接收到光信號，將所述光信號按照用戶的數(shù)量分為多路，再將每路光信號轉(zhuǎn)換成0FDM電信號。
[0073] 優(yōu)選的，步驟S201還包括：
[0074] 將接收到的所述光信號經(jīng)過波分解復用處理，將解復用后的光信號按照用戶的數(shù) 量分為多路。本實施例中優(yōu)選的增加波分解復用處理的技術方案可以與第一實施例中優(yōu)選的增加波分復用的技術方案對應起來實施，以進一步提高信道的數(shù)據(jù)容量或用戶數(shù)量。
[0075] 步驟S202,對所述OFDM電信號進行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。步驟S202，包括以下步驟：
[0076] 步驟B1，將0FDM電信號轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
[0077] 具體的，將0FDM電信號依次通過模數(shù)轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換、去除循環(huán)前綴、快速傅里葉變換、均衡、以及串并轉(zhuǎn)換處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。其中，均衡處理是指對總星座圖矢量數(shù)據(jù)進行相位和幅度均衡。
[0078] 步驟B2,根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的判決閾值，對總星座圖矢量數(shù)據(jù)解映射，得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。本領域公知的，信號接收端的判決與信號發(fā)送端的映射是兩個相應的過程，判決閾值由映射的過程決定。
[0079] 本發(fā)明第三實施例，一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送設備，如圖4所示，包括以下組成部分：
[0080] 1)分層調(diào)制模塊100,用于將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到0FDM 電信號的子載波上得到待發(fā)送的電信號。原始數(shù)據(jù)的傳輸性能由前向糾錯編碼、傳輸距離、以及接收機的靈敏度決定。
[0081] 具體的，分層調(diào)制模塊100包括：
[0082] 映射模塊11，用于針對任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù) 據(jù)的調(diào)制方式對應的星座圖里，得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù)據(jù)的傳輸性能調(diào)整對應的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號距離，以傳輸性能越差符號距離越遠為原則；
[0083] 迭加模塊12,用于再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進行迭加，得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖的譜效率為各星座圖的譜效率之和；
[0084] 0FDM電信號產(chǎn)生模塊13,用于將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0FDM電信號。
[0085] 更進一步的，在0FDM電信號產(chǎn)生模塊13中，總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換模塊、反快速傅里葉變換模塊、增加循環(huán)前綴模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處理后得到0FDM電信號。0FDM電信號產(chǎn)生模塊13具體可以采用現(xiàn)有的0FDM芯片來實現(xiàn)。
[0086] 2)發(fā)送傳輸模塊200,用于將電信號調(diào)制到光信號上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。
[0087] 具體的，發(fā)送傳輸模塊200包括：
[0088] 電光轉(zhuǎn)換模塊21，用于將電信號調(diào)制到光信號上；電光轉(zhuǎn)換模塊21可以由產(chǎn)生光信號的激光器和MZM(Mach_Zehnder Electro-Optic Modulator,馬赫曾德電光調(diào)制器)，或者，由激光器和EAM (Electro Absorption Modulator,電吸收調(diào)制器）來實現(xiàn)，或者，由直接調(diào)制激光器來實現(xiàn)。
[0089] 第一光傳輸模塊22,用于提供光傳輸通道，將調(diào)制后的光信號發(fā)送出去。
[0090] 或者，優(yōu)選的，如圖5所示，發(fā)送傳輸模塊200包括：
[0091] 電光轉(zhuǎn)換模塊21，用于將電信號調(diào)制到光信號上；
[0092] 波分復用模塊23,用于將調(diào)制后的光信號經(jīng)過波分復用處理后，發(fā)送給光傳輸模塊；波分復用模塊23可以采用AWG (Arrayed Waveguide Grating,陣列波導光柵）或者薄膜濾波器來實現(xiàn)。
[0093] 第一光傳輸模塊22,用于提供光傳輸通道，將經(jīng)過波分復用處理后的光信號發(fā)送出去。
[0094] 本發(fā)明第四實施例，一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收設備，如圖6所示，包括以下組成部分：
[0095] 1)接收傳輸模塊300,用于通過光傳輸通道接收到光信號，將所述光信號按照用戶的數(shù)量分為多路，將每路光信號轉(zhuǎn)換成0FDM電信號。
[0096] 具體的，接收傳輸模塊300包括：
[0097] 第二光傳輸模塊31，用于提供接收光信號的光傳輸通道；
[0098] 分光模塊32,用于將接收到的光信號按照用戶的數(shù)量分為多路；
[0099] 光電轉(zhuǎn)換模塊33,用于將每路光信號轉(zhuǎn)換成0FDM電信號。
[0100] 或者，優(yōu)選的，如圖7所示，接收傳輸模塊300包括：
[0101] 第二光傳輸模塊31，用于提供接收光信號的光傳輸通道；
[0102] 波分解復用模塊34,用于將接收到的所述光信號經(jīng)過波分解復用處理，將解復用后的光信號發(fā)送給分光模塊32 ;波分解復用模塊34可以采用AWG或者薄膜濾波器來實現(xiàn)。
[0103] 分光模塊32,用于將波分解復用模塊發(fā)來的光信號按照用戶的數(shù)量分為多路；
[0104] 光電轉(zhuǎn)換模塊33,用于將分光模塊輸出的每路光信號轉(zhuǎn)換成0FDM電信號。
[0105] 2)分層解調(diào)模塊400,用于對所述0FDM電信號進行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù) 據(jù)。
[0106] 具體的，分層解調(diào)模塊400包括：
[0107] 0FDM電信號解調(diào)模塊41，用于將0FDM電信號轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
[0108] 更進一步的，在0FDM電信號解調(diào)模塊41中，0FDM電信號依次經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊、去除循環(huán)前綴模塊、快速傅里葉變換模塊、均衡模塊、以及串并轉(zhuǎn)換模塊處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。其中，均衡模塊用于對總星座圖矢量數(shù)據(jù)進行相位和幅度均衡。
[0109] 解映射模塊42,用于根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的判決閾值，對總星座圖矢量數(shù)據(jù)解映射得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
[0110] 下面基于第一?四實施例，介紹兩個本發(fā)明的應用實例。
[0111] 應用實例1
[0112] 以采用的QPSK (Quadrature Phase Shift Keying,正交相移鍵控)調(diào)制的兩組原始數(shù)據(jù)datal和data2分層調(diào)制的映射為例，兩組數(shù)據(jù)分別采用不同的FEC(Forward Error Correction,前向糾錯編碼)，其中datal采用Super-FEC的編碼形式，data2采用一般的RS (255, 239)編碼方式。如圖8-a所示，通過將兩組數(shù)據(jù)映射在不同的QPSK星座圖上，迭加后共同組成了 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅鍵控）的星座圖。設 datal在16QAM星座圖上的符號距離為dl，data2在16QAM星座圖上的符號距離為d2,定義 a=d2/dl為分層調(diào)制參數(shù)，從圖8-a中可以很明顯的看出通過調(diào)節(jié)α可以控制兩層數(shù)據(jù)之間傳輸性能的差別，在發(fā)送光功率一定的情況下，當α增大時data2由于星座圖符號距離增加而傳輸性能有所提升；同時datal由于星座圖符號距離相應減小，因而其傳輸性能有所降低。
[0113] 圖8-b給出了本應用實例的0FDM-P0N系統(tǒng)組成連接示意圖，將經(jīng)過前向糾錯編碼后的二進制序列同時輸入0FDM調(diào)制芯片（即實現(xiàn)分層調(diào)制模塊的功能)，分層調(diào)制到0FDM 調(diào)制信號的每個子載波上，接下來，將連續(xù)激光器CW輸出的載波信號經(jīng)過偏振控制器PC后通過馬赫曾德電光調(diào)制器MZM進行線性的調(diào)制，然后多個調(diào)制后的信號經(jīng)過陣列波導光柵 AWG 合路后經(jīng)過 EDFA (Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，慘輯光纖放大器）放大，將放大后的信號再通過光纖傳輸，MZM、AWG、EDFA和單模光纖SMF共同實現(xiàn)了發(fā)送傳輸模塊的功能；在接收端AWG通過光纖傳來的信號進行波分解復用后，再將每個波長的光信號通過分光器分成與用戶數(shù)量相應的多路信號，然后將每路信號路由到用戶接收端進行接收，在每個用戶接收端將信號進過光檢測器ro進行光電轉(zhuǎn)換后，通過OFDM解調(diào)芯片（即實現(xiàn)分層解調(diào)模塊)解映射得到該用戶所需的數(shù)據(jù)，進一步將數(shù)據(jù)輸入到FEC編碼的DSP芯片中進行解碼的處理，從而得到每個用戶原始的數(shù)據(jù)。SMF、AWG和分光器共同實現(xiàn)了接收傳輸模塊的功能。
[0114] 圖8-c為本應用實例具體的0FDM-P0N系統(tǒng)模擬組成連接示意圖，其中，0FDM調(diào) 制芯片是由依次連接的映射迭加模塊Mapping、串并轉(zhuǎn)換模塊S/P、反快速傅里葉變換模塊 IFFT、增加循環(huán)前綴模塊Cyclic Prefixl、并串轉(zhuǎn)換模塊P/S、以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC組成， 0FDM解調(diào)芯片是由依次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC、并串轉(zhuǎn)換模塊S/P、去除循環(huán)前綴模塊 Cyclic Prefix、快速傅里葉變換模塊FFT、均衡模塊Equlization、串并轉(zhuǎn)換模塊S/P、以及解映射模塊Demapping組成，采用可調(diào)光濾波器T0F實現(xiàn)AGW的功能，采用可調(diào)光衰減器 V0A來模擬單模光纖的傳輸損耗。
[0115] 圖8-d是傳統(tǒng)和分層調(diào)制16QAM在不同分層調(diào)制參數(shù)α下的原始誤碼對比示意圖，橫向細的虛線表示FEC編碼冗余低的數(shù)據(jù)data2的FEC糾錯容限；橫向粗的虛線表示 FEC編碼冗余高的數(shù)據(jù)datal的FEC糾錯容限。圖8-d中過A點的實線表示了傳統(tǒng)16QAM 的原始誤碼，可以看出當系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的16QAM時接收機的功率必須高于A點。從datal 和data2在分層調(diào)制參數(shù)為2、3時的原始誤碼曲線?？梢钥闯霎敠翞?的時候，采用分層調(diào)制，可以降低系統(tǒng)的接收機光功率到B (data2)以下和C (datal)以下（Β和C有相同的橫坐標)。從而提高了大約5dB的接收機靈敏度。
[0116] 應用實例2
[0117] 圖9為本應用實例的0FDM-P0N系統(tǒng)組成連接示意圖，將用戶1和用戶2的數(shù)據(jù)分別定義為datal和data2。兩個用戶的接收端之間存在的傳輸距離差，用戶1的接收機距離AWG (或者分光器)的距離L1小于用戶2的接收機距離AWG (或者分光器)的距離L2。將編碼后的二進制序列同時輸入0FDM調(diào)制芯片，將信號用分層調(diào)制的方法映射到0FDM的每個子載波上，接下來，將激光器輸出的載波信號經(jīng)過偏振控制器后，通過MZM進行線性的調(diào) 制，然后多個調(diào)制后的信號經(jīng)過陣列波導光柵AWG合路后放大號，將信號再通過光纖傳輸；在接收端AWG將每個用戶的信號路由到各自的用戶端進行接收，在接收端將每個用戶的數(shù) 據(jù)通過0FDM解調(diào)芯片解映射得到各自的信號，從而得到每個用戶原始的數(shù)據(jù)。
[0118] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于分層調(diào)制的數(shù)據(jù)傳輸方案來提高光功率預算。在網(wǎng)絡通信系統(tǒng)中根據(jù)每個數(shù)據(jù)的傳輸性能特點靈活的改變星座圖映射的符號距離，提升了系統(tǒng)的光功率預算。
[0119] 比如：當不同的用戶端采用不同的FEC編碼時，將開銷高的數(shù)據(jù)映射到符號距離較近的層上，同時將開銷低的數(shù)據(jù)映射到符號距離較遠的層上，從而將不同編碼增益信號的傳輸性能進行折衷，最終使得上述兩種信號實現(xiàn)相同或者相近的鏈路光功率預算。
[0120] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：通過采用分層調(diào)制的技術，使 OFDM-PON系統(tǒng)的用戶數(shù)目提升的同時，有效的提升了系統(tǒng)的傳輸距離。當各個用戶采用不同的FEC編碼的時候信號的傳輸性能大大提升。
[0121] 通過【具體實施方式】的說明，應當可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖示僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【權利要求】
1. 一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，包括：步驟一，將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到正交頻分復用OFDM調(diào)制信號的子載波上，得到待發(fā)送的OFDM電信號；步驟二，將待發(fā)送的OFDM電信號調(diào)制到光信號上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。
2. 根據(jù)權利要求1所述的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，所述步驟一，具體包括：步驟A1，針對任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù)的調(diào)制方式對應的星座圖里得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù)據(jù)的傳輸性能調(diào)整對應的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號距離，以傳輸性能越差符號距離越遠為原則；步驟A2,再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進行迭加得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖的譜效率為各星座圖的譜效率之和；步驟A3,將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成待發(fā)送的OFDM電信號。
3. 根據(jù)權利要求2所述的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，所述步驟A3,具體包括：將總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次通過串并轉(zhuǎn)換、反快速傅里葉變換、增加循環(huán)前綴、并串轉(zhuǎn)換以及數(shù)模轉(zhuǎn)換處理后得到OFDM電信號。
4. 根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，所述步驟二還包括：將經(jīng)過OFDM電信號調(diào)制的光信號經(jīng)過波分復用處理后，再通過光傳輸通道發(fā)送出去。
5. -種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，包括：步驟一，通過光傳輸通道接收到光信號，將所述光信號按照用戶的數(shù)量分為多路，再將每路光信號轉(zhuǎn)換成OFDM電信號；步驟二，對所述OFDM電信號進行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，所述步驟一還包括：將接收到的所述光信號經(jīng)過波分解復用處理，將解復用后的光信號按照用戶的數(shù)量分為多路。
7. 根據(jù)權利要求5或6所述的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，所述步驟二，具體包括：步驟B1，將OFDM電信號轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)；步驟B2,根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的判決閾值，對總星座圖矢量數(shù)據(jù)解映射，得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的原始數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權利要求7所述的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，所述步驟B1，具體包括：將OFDM電信號依次通過模數(shù)轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換、去除循環(huán)前綴、快速傅里葉變換、均衡、以及串并轉(zhuǎn)換處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
9. 一種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送設備，其特征在于，包括：分層調(diào)制模塊，用于將原始數(shù)據(jù)根據(jù)其不同的傳輸性能，分層調(diào)制到OFDM調(diào)制信號的子載波上，得到待發(fā)送的OFDM電信號；發(fā)送傳輸模塊，用于將待發(fā)送的OFDM電信號調(diào)制到光信號上，通過光傳輸通道發(fā)送出去。
10. 根據(jù)權利要求9所述的源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送設備，其特征在于，所述分層調(diào)制模塊，具體包括：映射模塊，用于針對任一傳輸性能的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)映射到所述數(shù)據(jù)的調(diào) 制方式對應的星座圖里，得到本層星座圖矢量數(shù)據(jù)；在映射的過程中，根據(jù)不同原始數(shù)據(jù)的傳輸性能調(diào)整對應的矢量數(shù)據(jù)在星座圖上的符號距離，以傳輸性能越差符號距離越遠為原則；迭加模塊，用于再將各層星座圖矢量數(shù)據(jù)進行迭加得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)，總星座圖的譜效率為各星座圖的譜效率之和； OFDM電信號產(chǎn)生模塊，用于將總星座圖矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成OFDM電信號。
11. 根據(jù)權利要求10所述的源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送設備，其特征在于，在所述OFDM電信號產(chǎn)生模塊中，總星座圖矢量數(shù)據(jù)依次經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換模塊、反快速傅里葉變換模塊、增加循環(huán)前綴模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊處理后得到OFDM電信號。
12. 根據(jù)權利要求9-11中任一項所述的源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)發(fā)送設備，其特征在于，所述發(fā)送傳輸模塊還用于：將經(jīng)過OFDM電信號調(diào)制的光信號經(jīng)過波分復用處理后，再通過光傳輸通道發(fā)送出去。
13. -種無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收設備，其特征在于，包括：接收傳輸模塊，用于通過光傳輸通道接收到光信號，將所述光信號按照用戶的數(shù)量分為多路，將每路光信號轉(zhuǎn)換成OFDM電信號分層解調(diào)模塊，用于對所述OFDM電信號進行解調(diào)得到各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
14. 根據(jù)權利要求13所述的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收設備，其特征在于，所述接收傳輸模塊還用于：將接收到的所述光信號經(jīng)過波分解復用處理，將解復用后的光信號按照用戶的數(shù)量分為多路。
15. 根據(jù)權利要求13或14所述的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收設備，其特征在于，所述分層解調(diào)模塊具體包括： OFDM電信號解調(diào)模塊，用于將OFDM電信號轉(zhuǎn)換成總星座圖矢量數(shù)據(jù)；解映射模塊，用于根據(jù)各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的判決閾值，對總星座圖矢量數(shù)據(jù)解映射，得到各層星座圖矢量數(shù)據(jù)對應的原始數(shù)據(jù)，即各傳輸性能的原始數(shù)據(jù)。
16. 根據(jù)權利要求15所述的無源光網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收設備，其特征在于，在OFDM電信號解調(diào)模塊中， OFDM電信號依次經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊、去除循環(huán)前綴模塊、快速傅里葉變換模塊、均衡模塊、以及串并轉(zhuǎn)換模塊處理后得到總星座圖矢量數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04L27/26GK104104638SQ201310125036
【公開日】2014年10月15日申請日期:2013年4月11日優(yōu)先權日:2013年4月11日
【發(fā)明者】曹攀, 何子安, 蘇婕, 貝勁松, 黃新剛, 郭勇, 李長壘, 蘇翼凱申請人:中興通訊股份有限公司

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