一种正交频分复用无源光网络数据传输方法及光线路终端
阅读：1026发布：2020-06-06
专利汇可以提供一种正交频分复用无源光网络数据传输方法及光线路终端专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种光线路终端，包括：OLT控制单元将下行数据传输频带划分为多个子波带； 串并转换 单元根据所述OLT控制单元的划分，将待发送的数据进行串并转换得到多个子波带的数据，将每个子波带的数据发送到对应的下行数据发送处理单元；下行数据发送处理单元将对应的子波带数据进行映射和调制，输出射频 信号 ；合波器单元将多个 射频信号 进行合并，输出合并信号；光发送处理单元将合并信号转换为 光信号 后发送。本发明还提供一种数据传输方法。本发明将下行传输频带划分为多个子波带，每个子波带所需 数模转换 和IQ 调制器 件的速率都低于单波带方案所需器件的速率，从而降低了系统实现成本。，下面是一种正交频分复用无源光网络数据传输方法及光线路终端专利的具体信息内容。
1.一种光线路终端，所述光线路终端OLT包括光发送处理单元，其特征在于，还包括：
OLT控制单元、串并转换单元、多个并行下行数据发送处理单元、合波器单元，其中：
所述OLT控制单元，用于将下行数据传输频带划分为多个子波带，其中，各子波带独立进行正交频分复用OFDM调制，每个子波带内划分为若干正交子载波，所述若干正交的子载波用于承载用户数据；
所述串并转换单元用于，根据所述OLT控制单元的划分，将待发送的数据进行串并转换得到多个子波带的数据，将每个子波带的数据发送到对应的下行数据发送处理单元；
所述下行数据发送处理单元用于，将对应的子波带数据进行映射和调制，输出射频信号至所述合波器单元；
所述合波器单元用于，将所述多个下行数据发送处理单元的射频信号进行合并，输出合并信号至所述光发送处理单元；
所述光发送处理单元用于，将所述合并信号转换为光信号后发送。
2.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述OLT控制单元是用于按固定方式或可变方式将所述下行数据传输频带划分为多个子波带。
3.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述OLT控制单元还用于在所述子波带之间设置保护带宽。
4.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述OLT控制单元还用于为光网络单元ONU分配子波带。
5.如权利要求4所述的光线路终端，其特征在于，所述OLT控制单元还用于为ONU分配子波带时，将同一子波带的带宽分配给一个或多个ONU。
6.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述下行数据发送处理单元包括数字信号处理模块、数模转换模块和IQ调制及上变频模块，其中：
所述数字信号处理模块用于，将接收到的对应子波带的数据进行映射和逆快速傅立叶变换，输出数字信号；
所述数模转换模块用于，将所述数字信号转换为模拟信号；
IQ调制及上变频模块，用于将所述模拟信号进行上变频至对应的子波带所占据的发送频带后进行IQ调制，输出射频信号。
7.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述光线路终端还包括光突发接收单元和上行数据接收处理单元，其中：
所述光突发接收单元，用于接收多个ONU的上行突发数据，输出至所述上行数据接收处理单元；
所述上行数据接收处理单元，用于接收所述上行突发数据，进行解调和解映射。
8.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
光线路终端OLT将下行数据传输频带划分为多个子波带；
根据所述划分，将待发送的数据进行串并转换得到多个子波带的数据，将每个子波带的数据独立进行映射和调制，输出射频信号；
将多个子波带的射频信号进行合并，得到合并信号；
将所述合并信号转换为光信号后发送；
其中，其中，各子波带独立进行正交频分复用OFDM调制，每个子波带内划分为若干正交子载波，所述若干正交的子载波用于承载用户数据。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将下行数据传输频带划分为多个子波带包括：
按固定方式或可变方式将下行数据传输频带划分为多个子波带。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将下行数据传输频带划分为多个子波带时，还在所述子波带之间设置保护带宽。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述OLT为光网络单元ONU分配子波带。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述OLT为ONU分配子波带时，将同一子波带的带宽分配给一个或多个ONU。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将每个子波带的数据独立进行映射和调制，输出射频信号包括：
将接收到的对应子波带的数据进行映射和逆快速傅立叶变换，输出数字信号；
将所述数字信号转换为模拟信号；
将所述模拟信号进行上变频至对应的子波带所占据的发送频带后进行IQ调制，输出射频信号。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述OLT接收多个ONU的上行突发数据，进行解调和解映射。
一种正交频分复用无源光网络数据传输方法及光线路终端
技术领域
[0001] 本发明涉及通信系统，尤其涉及一种OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用)PON(Passive Optical Network，无源光网络)系统数据传输方法及光线路终端。
背景技术
[0002] 正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术的广泛应用，为光通信注入了新的活力。OFDM技术将高速串行的比特信息动态的分配到各个频谱相互正交的子载波上，同时各个子载波采用正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)等高阶调制模式，有效的提升系统的频谱效率。更为重要的是，光OFDM符号在每个子载波上的数据信号持续时间相对增加，加上循环前缀技术的采用，从而有力地克服了光纤链路中的色度色散与偏振模色散所带来的码间串扰。OFDM PON则将OFDM技术与PON技术相结合，产生诸多优势，主要有：(1)可动态分配各个子载波资源：光OFDM技术可以根据频带环境与应用场景的不同，通过简单的快速傅里叶变换(FFT)算法，动态调制各个子载波所承载的比特数、各个子载波所应用的调制格式以及各个子载波的功率。(2)可实现有线无线相结合的汇聚接入，OFDM作为无线通信中成熟的技术，被广泛的应用于WiMax(WorldInteroperability for Microwave Access，全球互通微波接入)、WiFi(WirelessFidelity，无线保真)与LTE(Long Term Evolution，长期演进)框架下。故采用OFDM承载PON信号，可以在光网络单元(Optical Network Unit，ONU)实现有线信号与无线信号的汇聚接入。(3)有力地提升了接入网频谱效率：由于光OFDM信号各个子载波之间的正交性，它不仅允许各个子载波的频谱相互交叠，而且可以通过简单的星座映射算法，在各个子载波上实现16QAM、8PSK(8Phase Shift Keying，8移相键控)等高阶调制。(4)优良的抗色散性使其向超长距离接入网平滑演进：从理论上讲，光OFDM信号完全不受链路中的色度色散以及偏振模色散的影响。故采用OFDM-PON可以实现光接入网向超长距离接入网的平滑过渡。(5)将光器件的成本压力向电器件转移，由于光器件的集成度和制作工艺等使得高速光器件的成本很高，目前10G以上光模块和光器件对于接入网来说压力很大。而应用OFDM技术则可以将光器件的成本压力转移到廉价的数字信号处理(DSP)上。借助高速数字信号处理和高频微波器件的集成度和成本优势为接入网向更高速率发展和普及提供了快速通道。
[0003] 目前提出的OFDM PON方案主要是基于单波带(Single-band)，网络拓扑结构如图1所示，包括光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)、光网络单元(ONU)和光分配网(Optical Distribution Network，ODN)。
[0004] 发射机结构如图2所示，包括数据发送处理单元和光发送处理单元(图2中所示的激光器)，数据发送处理单元包括数字信号处理(DSP)模块、数模转换模块、IQ调制及上变频模块。DSP模块内包括串/并转换模块，QAM映射模块和逆快速傅里叶变换(IFFT)模块。来自于上层处理单元的高速串行数据进入DSP模块后，首先进行串/并转换，将高速串行数据转变为多路并行低速数据，每路低速数据对应一个子载波。串/并转换后，每路数据经过QAM映射，形成星座图的一个复数点，每个复数点调制在一个子载波上。经过IFFT，多路并行数据被调制在对应的子载波上，完成频域到时域的转换，输出数字OFDM基带信号，分为同相(In-phase)和正交(Quadrature)两个分量，分别对应符号的实部和虚部。数模转换模块将数字OFDM基带信号转换成模拟OFDM基带信号，送入IQ调制及上变频模块。IQ调制及上变频模块将同相和正交分量分别调制到射频载波上，完成射频调制。最后，射频信号通过光发送处理单元调制到光载波上送入光纤并发射至对端。
[0005] 接收机结构如图3所示，包括光接收处理单元(图3中所示的光检测器)和数据接收处理单元，数据接收处理单元包括下变频及IQ解调模块、模数转换模块和数字信号处理(DSP)模块。DSP模块内包括快速傅里叶变换(FFT)模块、QAM解映射模块和并/串转换模块。来自光纤的信号经过光接收处理单元转换成模拟射频电信号。模拟射频电信号经过下变频和IQ解调，形成模拟OFDM基带信号，分为同相和正交两路分量。模拟OFDM基带信号经过模数转换模块，转换为数字OFDM基带信号，并送入DSP模块处理。DSP模块首先对数字OFDM基带信号作快速傅里叶变换，完成时域到频域的转换，恢复出调制在每个子载波上的数据符号，之后经过QAM解映射和并/串转换恢复高速数据输出至上层接收处理单元。
[0006] 在下行方向(OLT→ONU)，整个下行数据频带作为一个单波带(Single-band)进行OFDM调制，分为若干正交子载波。经过OFDM调制后的数据通过ODN广播发送至所有ONU，每个ONU必须接收整个频带内的OFDM数据，然后经过解调接收分配给该ONU的子载波。这种单波带方式，对发送端的数模转换模块和接收端的模数转换模块要求极高，对于40G bps的下行速率来说，即便采用16QAM调制则也至少需要10G sps以上的数模和模数处理模块，目前来说所需器件成本很高。另外一方面，在上行方向，由于各ONU的上行OFDM信号需要在光功率分配器合成，为避免信号冲突和相互干扰，需要采用波分复用(WDM)方式对各ONU的上行信号进行隔离。采用这种方式不仅成本较高，而且需要改变原有ODN的结构，ONU也无法做到无色性。
[0007] 因此，目前单波带OFDM PON方案在器件成本、ODN兼容性和ONU无色性方面均存在较大的问题。
发明内容
[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种OFDM PON数据传输方法和光线路终端，降低成本。
[0009] 为了解决上述问题，本发明提供了一种光线路终端，所述光线路终端(OLT)包括光发送处理单元，还包括：OLT控制单元、串并转换单元、多个并行下行数据发送处理单元、合波器单元，其中：
[0010] 所述OLT控制单元，用于将下行数据传输频带划分为多个子波带；
[0011] 所述串并转换单元用于，根据所述OLT控制单元的划分，将待发送的数据进行串并转换得到多个子波带的数据，将每个子波带的数据发送到对应的下行数据发送处理单元；
[0012] 所述下行数据发送处理单元用于，将对应的子波带数据进行映射和调制，输出射频信号至所述合波器单元；
[0013] 所述合波器单元用于，将所述多个下行数据发送处理单元的射频信号进行合并，输出合并信号至所述光发送处理单元；
[0014] 所述光发送处理单元用于，将所述合并信号转换为光信号后发送。
[0015] 进一步的，上述光线路终端还可具有以下特点，所述OLT控制单元是用于按固定方式或可变方式将所述下行数据传输频带划分为多个子波带。
[0016] 进一步的，上述光线路终端还可具有以下特点，所述OLT控制单元还用于在所述子波带之间设置保护带宽。
[0017] 进一步的，上述光线路终端还可具有以下特点，所述OLT控制单元还用于为光网络单元(ONU)分配子波带。
[0018] 进一步的，上述光线路终端还可具有以下特点，所述OLT控制单元还用于为ONU分配子波带时，将同一子波带的带宽分配给一个或多个ONU。
[0019] 进一步的，上述光线路终端还可具有以下特点，所述下行数据发送处理单元包括数字信号处理模块、数模转换模块和IQ调制及上变频模块，其中：
[0020] 所述数字信号处理模块用于，将接收到的对应子波带的数据进行映射和逆快速傅立叶变换，输出数字信号；
[0021] 所述数模转换模块用于，将所述数字信号转换为模拟信号；
[0022] IQ调制及上变频模块，用于将所述模拟信号进行上变频至对应的子波带所占据的发送频带后进行IQ调制，输出射频信号。
[0023] 进一步的，上述光线路终端还可具有以下特点，所述光线路终端还包括光突发接收单元和上行数据接收处理单元，其中：
[0024] 所述光突发接收单元，用于接收多个ONU的上行突发数据，输出至所述上行数据接收处理单元；
[0025] 所述上行数据接收处理单元，用于接收所述上行突发数据，进行解调和解映射。
[0026] 本发明还提供一种数据传输方法，包括：
[0027] 光线路终端(OLT)将下行数据传输频带划分为多个子波带；
[0028] 根据所述划分，将待发送的数据进行串并转换得到多个子波带的数据，将每个子波带的数据独立进行映射和调制，输出射频信号；
[0029] 将多个子波带的射频信号进行合并，得到合并信号；
[0030] 将所述合并信号转换为光信号后发送。
[0031] 进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述将下行数据传输频带划分为多个子波带包括：
[0032] 按固定方式或可变方式将下行数据传输频带划分为多个子波带。
[0033] 进一步的，上述方法还可具有以下特点，将下行数据传输频带划分为多个子波带时，还在所述子波带之间设置保护带宽。
[0034] 进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括，所述OLT为光网络单元(ONU)分配子波带。
[0035] 进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述OLT为ONU分配子波带时，将同一子波带的带宽分配给一个或多个ONU。
[0036] 进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述将每个子波带的数据独立进行映射和调制，输出射频信号包括：
[0037] 将接收到的对应子波带的数据进行映射和逆快速傅立叶变换，输出数字信号；
[0038] 将所述数字信号转换为模拟信号；
[0039] 将所述模拟信号进行上变频至对应的子波带所占据的发送频带后进行IQ调制，输出射频信号。
[0040] 进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：
[0041] 所述OLT接收多个ONU的上行突发数据，进行解调和解映射。
[0043] 图1是现有单波带网络拓扑结构图；
[0044] 图2是现有单波带发射机结构框图；
[0045] 图3是现有单波带接收机结构框图；
[0046] 图4是多波带下行频谱划分示意图；
[0047] 图5是多波带OLT下行发送功能结构框图；
[0048] 图6是多波带ONU下行接收功能结构框图；
[0049] 图7是上行频谱示意图；
[0050] 图8是上行ONU发送功能结构框图；
[0051] 图9是上行OLT接收功能结构框图。
具体实施方式
[0052] 本发明提出一种多波带(Multi-band)OFDM PON网络架构，通过频分复用(FDM)与正交频分复用(OFDM)技术的结合，降低OFDM PON的部署成本，增强对ODN的兼容性并保持ONU的无色性。
[0053] OFDM技术采用了正交子载波的方式，在其有效波带内子载波间的正交性实现高效的频谱利用。子载波之间的正交性不仅避免了子载波之间的相互干扰，也充分提高了带宽利用率，从而提升了系统的可用带宽。同时，各子载波可根据波带的特性采取不同的高阶调制技术，如PSK、QAM等，更进一步的扩充了系统带宽。针对终端用户的不同带宽需求，还可以通过子载波的动态分配实现高效的带宽使用效率。这些优点都是受益于高速数字信号处理和高速数模/模数转换等器件的发展和应用。
[0054] 本发明的技术方案如下：
[0055] 一种多波带正交频分复用无源光网络，光线路终端(OLT)的下行方向使用多波带多路复用技术，在下行方向数据频带内采用频分复用(FDM)技术划分为多个子波带(sub-band)，每个子波带独立进行OFDM调制。多个ONU可同时工作在同一下行子波带中，采用子载波分配方式或统计复用方式实现子波带带宽共享。ONU的上行方向可以使用基于时分多址(TDMA)的上行多址接入，也可以在上行频带中使用正交频分多址接入(OFDMA)实现上行多址接入，或者结合其他多址接入技术，如波分复用多址接入(WDMA)等。
[0056] 下行方向：
[0057] 在下行方向，在整个传输频带内根据需求按照固定方式或可变方式划分为若干子波带。在固定方式下，各子波带宽度相同或不同，并使用保护带进行隔离。固定方式有利于硬件设计，各子波带宽度相同时，可使用同样规格的数据处理单元，便于规模生产和降低实现成本。可变方式下，可根据需求在一定范围内进行子波带的划分，即在设备允许和标准规定的范围内进行子波带带宽的动态灵活调整。
[0058] 各子波带独立进行OFDM调制。每个子波带内，划分为若干正交子载波，所述若干正交的子载波用于承载用户数据，此过程包括星座映射、逆快速傅立叶变换(IFFT)等，由数字信号处理(DSP)模块完成。子载波的数量和每个子载波所承载的比特数根据系统需求设计。
[0059] 所述每个子波带的带宽可由多个光网络单元(ONU)所共享，并通过子载波动态分配或统计复用的方式实现带宽动态共享。各ONU的带宽由所分配的子载波的数量以及子载波承载的比特数决定，此分配过程由光线路终端(OLT)控制单元根据用户需求和线路的传输质量进行动态实时控制。
[0060] 所述下行方向通过子波带+子载波的方式实现了下行多路复用，运营商可根据距离范围、网络类型、用户种类或业务类型等多种因素把ONU划分到不同的子波带中。在每个子波带中，多个ONU可通过动态分配的子载波实现多路复用和带宽共享。
[0061] 在下行方向，ONU接收机以固定方式或可调方式工作在某一子波带中。在固定方式下，ONU接收机固定接收某一子波带数据，其接收机参数为出厂默认且不可调，用户只能选择工作在某一子波带的ONU。在可调方式下，ONU接收机可根据OLT的控制协议指令调整到相应的子波带接收范围，所有ONU初始化时都工作在默认的子波带，接收OLT控制单元发出的控制协议指令后，对ONU接收机参数进行调谐，使ONU工作于OLT所分配的子波带中。
[0062] 本发明提供的OLT包括OLT控制单元、串并转换单元、若干个并行下行数据发送处理单元、合波器单元和光发送处理单元，其中：
[0063] OLT控制单元用于，按固定方式或可变方式将所述下行数据传输频带划分为多个子波带，以及，对所有ONU的通信进行控制，包括ONU注册、认证、成帧、ONU通信控制和管理等。ONU上线后，OLT控制单元将根据系统当前状态和管理指令为ONU分配子波带和子载波。划分子波带时，还设置保护带宽。为ONU分配子波带时，将同一子波带的带宽分配给多个ONU。
[0064] 串并转换单元，根据所述OLT控制单元的划分，将待发送的数据进行串并转换得到多个子波带的数据，将每个子波带的数据发送到对应的下行数据发送处理单元；
[0065] 下行数据发送处理单元的数量与子波带个数一致，每个下行数据发送处理单元负责对一路子波带的数据进行处理，用于将对应的子波带数据进行映射和调制，输出射频信号至所述合波器单元；
[0066] 所述合波器单元用于，将所述多个下行数据发送处理单元的射频信号进行合并，输出合并信号至所述光发送处理单元；
[0067] 所述光发送处理单元，用于把合并信号转换为光信号后发送。
[0068] 进一步的，所述OLT的下行数据发送处理单元包括，数字信号处理(DSP)模块，数模转换模块、IQ调制及上变频模块，其中：
[0069] 所述数字信号处理模块用于，将接收到的对应子波带的数据进行映射和逆快速傅立叶变换，输出数字信号；
[0070] 所述数模转换模块用于，将所述数字信号转换为模拟信号；
[0071] IQ调制及上变频模块，用于将所述模拟信号进行上变频至对应的子波带所占据的发送频带后进行IQ调制，输出射频信号。
[0072] 所述数字信号处理模块包括，串/并转换处理模块、正交幅度调制(QAM)映射处理模块和逆快速傅里叶变换(IFFT)处理模块。其结构和功能参考现有技术，此处不再说明。
[0073] 所述ONU包括ONU控制单元、下行数据接收处理单元和光接收处理单元，其中：
[0074] 所述ONU控制单元，用于接收OLT控制单元下发的协议指令，并将协议内容转化为ONU控制参数下发给ONU各处理单元。
[0075] 所述光接收处理单元，用于接收下行光信号转换为射频信号，发送给下行数据接收处理单元；
[0076] 所述下行数据接收处理单元包括，带通滤波器模块、下变频及IQ解调处理模块、模数转换模块和数字信号处理模块。
[0078] 所述ONU的数字信号处理模块包括，快速傅里叶变换(FFT)处理模块、QAM解映射处理模块和并/串转换处理模块。
[0079] 上行方向：
[0080] 在上行方向，可以使用基于时分多址接入(TDMA)的方法实现上行多址接入，也可以结合正交频分多址接入(OFDMA)或者波分复用(WDMA)或者码分多址(CDMA)等多址接入技术。
[0081] 所述时分多址接入是指在上行发送时，各ONU在OLT指定的时刻依次发送，从而避免上行数据发生冲突。各ONU必须工作在统一的时钟下，并经过严格的测距和同步以保证能在正确的时隙中发送数据。在时分多址方式下，各ONU使用突发发送机，实现了时分多址接入，ONU具有无色性。
[0082] 所述TDMA与OFDMA结合，是指ONU可进行OFDM调制，多个ONU可首先基于OFDMA多址接入，并进一步在每个子载波上基于TDMA。
[0083] 所述TDMA与WDMA结合，是指多个ONU可采用相同的上行波长，并进一步采用TDMA。
[0084] 本发明提供一种光网络单元，包括上行数据发送处理单元和光突发发送单元，其中：
[0085] 所述上行数据发送处理单元，用于对待发送数据进行映射和调制，输出射频信号至所述光突发发送单元；
[0086] 所述光突发发送单元，用于将所述射频单元转换为光信号，在光线路终端指定的时隙上发送数据。
[0087] 本发明提供一种光线路终端，包括光突发接收单元和上行数据接收处理单元，其中：
[0088] 所述光突发接收单元，用于接收多个ONU的上行突发数据，输出至所述上行数据接收处理单元；
[0089] 所述上行数据接收处理单元，用于接收所述上行突发数据，进行解调和解映射。
[0090] 本发明提供一种数据传输方法，包括：
[0091] 光线路终端(OLT)将下行数据传输频带划分为多个子波带；
[0092] 根据所述划分，将待发送的数据进行串并转换得到多个子波带的数据，将每个子波带的数据独立进行映射和调制，输出射频信号；
[0093] 将多个子波带的射频信号进行合并，得到合并信号；
[0094] 将所述合并信号转换为光信号后发送。
[0095] 其中，所述将下行数据传输频带划分为多个子波带包括：
[0096] 按固定方式或可变方式将下行数据传输频带划分为多个子波带。
[0097] 其中，将下行数据传输频带划分为多个子波带时，还在所述子波带之间设置保护带宽。
[0098] 其中，所述OLT为光网络单元(ONU)分配子波带，将同一子波带的带宽分配给多个ONU。
[0099] 其中，所述将每个子波带的数据独立进行映射和调制，输出射频信号包括：
[0100] 将接收到的对应子波带的数据进行映射和逆快速傅立叶变换，输出数字信号；
[0101] 将所述数字信号转换为模拟信号；
[0102] 将所述模拟信号进行上变频至对应的子波带所占据的发送频带后进行IQ调制，输出射频信号。
[0103] 其中，所述OLT还接收多个ONU的上行突发数据，进行解调和解映射。
[0104] 下面通过具体实施例进一步说明本发明。
[0105] 在此实施例中，整个下行频带宽度为F，子波带数为M。在固定分配模式下，每个子波带的宽度为F/M。各子波带的中心频率Rf以F/M为间隔。每个子波带中划分若干子载波，独立进行OFDM调制。图4所示为5个ONU的情况，其中M＝4，其中ONU4和ONU5以统计复用方式共享子载波带宽。在灵活分配模式下，子波带的宽度可根据用户和运营商的需求在规定范围内灵活调整，即在设备允许和标准规定的范围内调整。
[0106] 多个ONU可共享同一子波带带宽，OLT根据需求和波带质量动态分配不同数量的子载波到各ONU，如图4所示ONU1-ONU4，5。还可以结合统计复用技术实现带宽的共享，即ONU根据数据所携带的标识号(ID)区分属于自己的接收数据，如图4所示ONU4和ONU5。
[0107] 下行方向OLT内按照子波带数分为M个并行数据发送处理单元，每个数据发送处理单元对一个子波带数据进行处理，如图5所示。对来自上层处理单元的高速数据按子波带进行M串/并转换，将发送到各子波带的数据分别对应到相应的数据发送处理单元。在每个数据发送处理单元内，根据子载波N进行串/并转换。经过m-QAM映射和N点IFFT完成OFDM子载波调制，形成数字基带OFDM信号。在数模转换模块内，数字基带OFDM信号的同相和正交分量分别转换成模拟基带OFDM符号的同相和正交分量。模拟基带OFDM信号经过IQ调制和上变频模块调制到特定子波带对应的射频频率上。所有M个子波带的OFDM射频调制信号经过合成后，再调制到光载波上进行发射。这样，每个子波带所需数模转换和IQ调制器件的速率都低于单波带方案所需器件的速率，从而降低了系统实现成本。OLT控制单元完成对ONU的通信控制，包括注册、认证和分配子波带参数等。
[0108] 下行方向多个ONU可工作于相同的子波带，同一子波带中的ONU数量由当前子波带带宽决定。ONU接收子波带数据，完成OFDM解调，如图6所示。在本实施例中，ONU为固定配置，即固定接收某一子波带数据。ONU完成初始化后，即可接收下行数据。光接收处理单元对整个下行频谱进行解调，转换为电信号。带通滤波器模块对子波带数据进行过滤，并经过下变频和IQ解调，输出模拟的OFDM基带信号，包括同相和正交两个分量。通过模数转换模块，转换成数字OFDM基带信号。DSP模块对数字OFDM基带信号完成N点FFT和m-QAM解映射操作，最后经过并/串变换完成当前子波带OFDM解调。由于每个ONU只接收当前子波带数据，因此所需器件速率降低，成本也随之降低。ONU控制单元负责接收来自OLT控制单元的控制协议指令，并将相关参数下发到ONU各处理单元。
[0109] 上行方向使用时分多址接入技术(TDMA)，如图7所示，ONU 1-ONU N分别在不同的上行时间内发送数据。
[0110] 上行方向在每个ONU的发送时间内，可以采用OFDM调制方式扩展带宽，如图7所示。
[0111] 上行方向，如果使用TDM+OFDM调制方式，ONU则在整个上行频带内对上行数据采取单波带方式完成OFDM调制，按照OLT指定的时隙发送上行数据，如图8所示。来自上层数据处理单元的数据首先根据子载波进行N串/并转换，然后经过m-QAM映射和N点IFFT变换成数字基带OFDM信号。在数模转换模块，数字基带OFDM信号转换成模拟基带OFDM信号。经过IQ调制及上变频调制完成OFDM射频调制，最后射频OFDM信号经过光突发发送单元在指定的时隙完成上行发送。由于ONU上行发送基于时分多址，因此很好的兼容了原有的ODN网络，并保持了ONU的无色性。
[0112] 上行方向OLT内光突发接收单元接收来自不同ONU的上行突发数据，如图9所示。
[0113] 上行方向如果采用OFDM调制技术，则OLT的光突发接收单元的数据经过下变频及IQ解调模块完成射频下变频和IQ解调，输出模拟OFDM基带信号，包括同相和正交分量。经过模数转换模块，模拟OFDM基带信号转换成数字OFDM基带信号，包括同相和正交分量。数字基带OFDM信号在数字信号处理模块经过N点FFT和m-QAM解映射，最后并/串转换完成OFDM解调，输出至上层数据处理单元。由于上行基于时分多址技术，因此OLT使用光突发接收单元，避免了使用波分和频分的器件，保持了对原有ODN的兼容并降低了实现成本。
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