WDM PON技術(shù)研究與發(fā)展前景

楊永忠 于莉

【摘要】 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對通信的需求也呈現(xiàn)迅速增長的趨勢，光纖接入得到了快速的發(fā)展，無源光網(wǎng)絡(luò)PON的光纖接入技術(shù)在全球得到了廣泛的應(yīng)用。通過分析WDM PON技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，探究WDM PON技術(shù)的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】 WDM PON技術(shù) 技術(shù)特點(diǎn) 發(fā)展前景

一、前言

基于波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及WDM PON技術(shù)最早在1994年由貝爾實(shí)驗(yàn)室提出，但是因?yàn)楫?dāng)時的光纖以及光器件成本的原因而沒有推廣，十一五規(guī)劃期間，我國為了適應(yīng)未來的網(wǎng)絡(luò)的光接入要求，啟動了實(shí)現(xiàn)低成本的多波長以太網(wǎng)綜合接入系統(tǒng)，并且國際上也加強(qiáng)了對此項(xiàng)技術(shù)的研究。WDM PON技術(shù)是一項(xiàng)使用波分復(fù)用技術(shù)、點(diǎn)對點(diǎn)的無源光網(wǎng)絡(luò)，在同一網(wǎng)絡(luò)光纖中，雙向使用的波長數(shù)在3個以上，在光纖接入時使用波分復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低成本得到較大工作帶寬，是未來光纖接入的主要發(fā)展方向。

二、WDM PON技術(shù)的關(guān)鍵

1、多波長光源。形成多波長光源的方法有很多，如使用多頻激光器MFL或是選擇波長接近的并且可調(diào)諧、比較離散的DFB激光器，進(jìn)行溫度調(diào)諧后多波長下行信號。多頻激光器MFL包含多個光源放大鏡，一個1N陣列波導(dǎo)光柵，光放大器由陣列波導(dǎo)光柵輸入端集合而成，陣列波導(dǎo)光柵與光放大器之間會有光學(xué)腔形成，當(dāng)放大器的增益足夠克服腔內(nèi)損耗時則會有激光的輸出，陣列波導(dǎo)光柵濾波功能決定輸出的激光波長，所以可以通過調(diào)節(jié)放大器偏置電流使下行信號呈現(xiàn)多波長的現(xiàn)象，陣列波導(dǎo)光柵波導(dǎo)長度確定多頻激光器的波長的間隔頻率，實(shí)現(xiàn)精確控制的效果，在同一溫度下進(jìn)行波長調(diào)節(jié)有利于波長的監(jiān)控[1]。BDF激光器則是進(jìn)行溫度調(diào)諧后多波長下行信號，但是此時每個波長都需要獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)，嚴(yán)格控制波長，所以過程十分復(fù)雜。

2、確定波長。因?yàn)閃DM PON技術(shù)涉及多個波長并且一般情況下路由器放置在室外露天情況下，不能夠進(jìn)行溫度的控制，所以此時溫度的變化對路由器的通帶的變化的影響特別大，一般情況下，路由器溫差在零下40度到零下85度之間，并且通帶的偏移率為單位溫度內(nèi)移動01011納米，此時，波長就會移動104納米左右，與WDM波長間隔數(shù)相同，都在100GHz到200GHz之間，從而影響WDM PON技術(shù)的使用，利用OLT檢測波長并進(jìn)行調(diào)諧，或者是讓波長間隔夠大，降低因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生位移而引起的不良影響。

3、波分復(fù)用器。WDM PON技術(shù)中使用解復(fù)用原理處理下行信號，分配確定的OUN，使上行信號被復(fù)用到同一光纖并傳輸入OLT。在此過程中的插入損耗、信道的間距、溫度的敏感度以及偏振的依賴性等都是重要的考察指標(biāo)。

4、ONU光源。光網(wǎng)絡(luò)單元ONU設(shè)計(jì)過程中，各光網(wǎng)絡(luò)單元產(chǎn)生的上行波長各不相同，但是為了減輕安裝以及后期維護(hù)工作，各光網(wǎng)絡(luò)單元需要相同，所以光網(wǎng)絡(luò)單元產(chǎn)生的上行激光的功率要足夠大，能夠在零下40度到零下85度之間維持或是通過調(diào)整后波長不發(fā)生偏移[2]。將光線路終端OLT形成的下行光信號作為光環(huán)回技術(shù)的載體，并在光網(wǎng)絡(luò)單元中進(jìn)行上行信號的調(diào)整，然后發(fā)送至光線路終端，避免了光網(wǎng)絡(luò)單元的使用，但是使用光環(huán)回技術(shù)時需要很大的光線路終端光源的輸出功率，從而實(shí)現(xiàn)上下行的傳輸。

5、媒質(zhì)訪問控制協(xié)議。光纖接入網(wǎng)過程中波長數(shù)量少于用戶數(shù)量，所以為了滿足使用需求需要在接入裝置中實(shí)現(xiàn)波長共享，光纖接入網(wǎng)中除了數(shù)據(jù)外還有視屏、語音等業(yè)務(wù)，對于不同的業(yè)務(wù)需要有不同的使用策略，目前已經(jīng)有很多的MAC協(xié)議被提出，但是這些協(xié)議大多數(shù)都是對于傳輸?shù)臅r延小并且分組長度固定的局域網(wǎng)設(shè)定的。

三、WDM PON技術(shù)的發(fā)展前景

PON技術(shù)出現(xiàn)以后逐漸形成WDMPON、GPON、EPON、APON等眾多先進(jìn)技術(shù)，WDMPON是目前使用廣泛的光纖接入方式，融合了PON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及WDM技術(shù)的特點(diǎn)。但是目前WDM PON技術(shù)使用的最大阻礙是器件成本太高的問題。

1、實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的無緣波分復(fù)用器件

在無源光網(wǎng)絡(luò)中使用PLC技術(shù)中的代表作溫度自補(bǔ)償AWG，實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用器件的可靠性。并且目前已經(jīng)有公司能夠提供相對比較成熟的產(chǎn)成品。

2、有自適應(yīng)能力并且價格低廉的光發(fā)射器件

研究出有自適應(yīng)能力并且價格低廉的光發(fā)射器件是目前國內(nèi)以及國際的重點(diǎn)研究內(nèi)容，目前較為成功的技術(shù)有反射型的半導(dǎo)體放大器以及注入鎖定的激光器。

3、使用成本低并且操作簡單的光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ONT端光源技術(shù)

得出成本低并且操作簡單的光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ONT端光源技術(shù)能夠促進(jìn)WDM PON技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。目前光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ONT端光源技術(shù)使用最多的是光環(huán)回技術(shù)以及頻譜分割光源。

四、結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展，通信技術(shù)每天都在發(fā)生不同的變化，WDM PON技術(shù)是PON技術(shù)是未來發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)多種光波長增加上行以及下行寬度，促進(jìn)寬帶接入進(jìn)度的發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙建宜.WDM-PON用單片集成光源芯片的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D].華中科技大學(xué)，2014.

[2]蔣莉玲.基于RSOA再調(diào)WDM-PON接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].上海交通大學(xué)，2014：1-87.