WDM-PON組網(wǎng)方案分析，數十倍帶寬的誘惑

作者：時(shí)間：2009-07-22 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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目前光纖接入網(wǎng)主要采用EPON或GPON，上下行均工作在單一波長(cháng)，各用戶(hù)通過(guò)時(shí)分的方式進(jìn)行數據傳輸。這種在單一波長(cháng)上為每用戶(hù)分配時(shí)間片的機制，既限制了每用戶(hù)的可用帶寬，又大大浪費了光纖自身的可用帶寬。將WDM技術(shù)引入到PON系統中，即WDM-PON，可以將用戶(hù)接入帶寬增加數倍乃至數十倍，滿(mǎn)足用戶(hù)的終極需求，因此WDM-PON也被認為是下一代接入網(wǎng)的解決方案。

技術(shù)方案

在WDM-PON系統中，多個(gè)不同波長(cháng)同時(shí)工作，因此最直接的WDM-PON方案是OLT中有多個(gè)不同波長(cháng)的光源，每個(gè)ONU也使用特定波長(cháng)的光源，各點(diǎn)對點(diǎn)連接都按預先設計的波長(cháng)進(jìn)行配置和工作。如果波長(cháng)數越多，需要的光源種類(lèi)也越多，帶來(lái)嚴重的倉儲問(wèn)題，這對ONU尤其突出。由于存在嚴重的ONU倉儲問(wèn)題，固定光源的解決方案難以應用于商用WDM-PON系統，因此使用無(wú)色ONU已基本成為當前WDM-PON相關(guān)研究的共識，基于無(wú)色ONU的技術(shù)方案是WDM-PON系統的主流。無(wú)色ONU的實(shí)現技術(shù)根據使用的器件不同可分為可調激光器、寬譜光源和無(wú)光源三類(lèi)。

本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/261237.htm

圖1 ONU 中采用寬譜光源的W DM - PON 系統

可調激光器是使用波長(cháng)可調的激光器使ONU可以工作在不同的波長(cháng)，可調激光器也工作在特定波長(cháng)，但可通過(guò)輔助手段對波長(cháng)進(jìn)行調諧，如電調諧、溫度調諧和機械調諧，這樣在系統中可使用同樣的激光器以產(chǎn)生不同的工作波長(cháng)。但是可調激光器比傳統PON系統中使用的激光器更為復雜，價(jià)格也較為高昂，因此在目前的WDM-PON系統中一般不采用。

第二種方案是在ONU中放置一個(gè)寬譜光源，發(fā)出的光從ONU出來(lái)后，再接一個(gè)WDM設備，比如薄膜濾波器或者AWG，對信號進(jìn)行譜分割，只允許特定的波長(cháng)部分通過(guò)并傳輸到位于中心局的OLT。這樣各個(gè)ONU具有相同的光源，但由于它們接在WDM合波器的不同端口上，從而可為每個(gè)通道生成單獨的波長(cháng)信號。ONU中采用寬譜光源的WDM-PON系統如圖1所示。寬譜光源可采用SLED、ASE-EDFA和ASE-RSOA等。在采用寬譜光源的WDM-PON系統中，光源發(fā)出的光中只有很窄的一部分譜線(xiàn)被用作承載上行信號，而其他大量的能量都被浪費了，因此需要光源提供足夠的光功率。此外，頻譜分割會(huì )引起較大的線(xiàn)性串擾，限制了系統的動(dòng)態(tài)范圍，需要適當地選擇復用器和解復用器的通帶譜寬以及信道間隔。

另一種方案是在ONU處無(wú)光源，系統中的所有光源都置于OLT處，并通過(guò)AWG進(jìn)行譜分割后向ONU提供特定波長(cháng)的光信號，而ONU直接對此光信號進(jìn)行調制，以產(chǎn)生上行信號，如圖2所示。根據上行光信號的路徑，這類(lèi)方案也稱(chēng)為基于反射的無(wú)色ONU實(shí)現方案。在這種實(shí)現方案中，寬譜光源發(fā)出的光經(jīng)AWG分波后提供給不同的ONU作為上行光源，因此沒(méi)有光信號的浪費。寬譜光源仍可選用放大的自發(fā)輻射的SLED、EDFA和RSOA等，被稱(chēng)作種子光源。根據所采用的反射器件的不同，又有多種技術(shù)方案。無(wú)光源ONU中使用的調制器，要求價(jià)格低廉，能工作在整個(gè)溫度范圍，不受偏振影響，大的光帶寬，插入損耗小，低噪聲。常用的反射調制器有注入鎖定的FP-LD、RSOA以及EAM、M-ZSOA等，它們可工作的光譜范圍較寬，即器件性能與輸入光信號的波長(cháng)基本無(wú)關(guān)，從而可在所有ONU中使用相同的器件，實(shí)現ONU的無(wú)色。

多方推動(dòng)各自為政

WDM-PON可以視作PON的終極形態(tài)，但在近期還很難大規模的應用，主要原因包括：缺乏國際標準、設備商投入較少、各種器件如芯片、光模塊和寬帶光源技術(shù)還不成熟，世界范圍內能提供商用WDM-PON系統的設備制造商也屈指可數。NoveraOptics的WDM-PON系統使用基于注入鎖定的FP-LD技術(shù)，目前可實(shí)現32波長(cháng)，每波長(cháng)1.25Gb/s的數據傳輸，這樣在單方向上可提供20Gb/s的帶寬。日本的富士通公司也制定了致力于降低WDM-PON技術(shù)成本的短期和長(cháng)期研發(fā)項目，他們采用RSOA作為ONU處的反射調制裝置，推出了介于GPON和WDM-PON之間的過(guò)渡技術(shù)——HybridGPON(HG-PON)架構，將GPON的下行鏈路的容量提高了七倍。韓國的IP寬帶接入設備供應商Corecess與ETRI合作，也采用RSOA來(lái)構建WDM-PON平臺，可以傳輸16路1.25Gb/s的數據。此外，Pirelli公司與意大利電信、Alcatel-Lucent以及Italtel合作，也展示了它們基于CWDM-PON的FTTB/FTTC實(shí)驗網(wǎng)絡(luò )。