WDM-PON組網(wǎng)方案分析，數(shù)十倍帶寬的誘惑
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技術(shù)方案
在WDM-PON系統(tǒng)中，多個不同波長同時工作，因此最直接的WDM-PON方案是OLT中有多個不同波長的光源，每個ONU也使用特定波長的光源，各點(diǎn)對點(diǎn)連接都按預(yù)先設(shè)計的波長進(jìn)行配置和工作。如果波長數(shù)越多，需要的光源種類也越多，帶來嚴(yán)重的倉儲問題，這對ONU尤其突出。由于存在嚴(yán)重的ONU倉儲問題，固定光源的解決方案難以應(yīng)用于商用WDM-PON系統(tǒng)，因此使用無色ONU已基本成為當(dāng)前WDM-PON相關(guān)研究的共識，基于無色ONU的技術(shù)方案是WDM-PON系統(tǒng)的主流。無色ONU的實現(xiàn)技術(shù)根據(jù)使用的器件不同可分為可調(diào)激光器、寬譜光源和無光源三類。
圖1 ONU 中采用寬譜光源的W DM - PON 系統(tǒng)
可調(diào)激光器是使用波長可調(diào)的激光器使ONU可以工作在不同的波長，可調(diào)激光器也工作在特定波長，但可通過輔助手段對波長進(jìn)行調(diào)諧，如電調(diào)諧、溫度調(diào)諧和機(jī)械調(diào)諧，這樣在系統(tǒng)中可使用同樣的激光器以產(chǎn)生不同的工作波長。但是可調(diào)激光器比傳統(tǒng)PON系統(tǒng)中使用的激光器更為復(fù)雜，價格也較為高昂，因此在目前的WDM-PON系統(tǒng)中一般不采用。
第二種方案是在ONU中放置一個寬譜光源，發(fā)出的光從ONU出來后，再接一個WDM設(shè)備，比如薄膜濾波器或者AWG，對信號進(jìn)行譜分割，只允許特定的波長部分通過并傳輸?shù)轿挥谥行木值腛LT。這樣各個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，從而可為每個通道生成單獨(dú)的波長信號。ONU中采用寬譜光源的WDM-PON系統(tǒng)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(tǒng)中，光源發(fā)出的光中只有很窄的一部分譜線被用作承載上行信號，而其他大量的能量都被浪費(fèi)了，因此需要光源提供足夠的光功率。此外，頻譜分割會引起較大的線性串?dāng)_，限制了系統(tǒng)的動態(tài)范圍，需要適當(dāng)?shù)剡x擇復(fù)用器和解復(fù)用器的通帶譜寬以及信道間隔。
另一種方案是在ONU處無光源，系統(tǒng)中的所有光源都置于OLT處，并通過AWG進(jìn)行譜分割后向ONU提供特定波長的光信號，而ONU直接對此光信號進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生上行信號，如圖2所示。根據(jù)上行光信號的路徑，這類方案也稱為基于反射的無色ONU實現(xiàn)方案。在這種實現(xiàn)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，因此沒有光信號的浪費(fèi)。寬譜光源仍可選用放大的自發(fā)輻射的SLED、EDFA和RSOA等，被稱作種子光源。根據(jù)所采用的反射器件的不同，又有多種技術(shù)方案。無光源ONU中使用的調(diào)制器，要求價格低廉，能工作在整個溫度范圍，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(diào)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基本無關(guān)，從而可在所有ONU中使用相同的器件，實現(xiàn)ONU的無色。
多方推動各自為政
WDM-PON可以視作PON的終極形態(tài)，但在近期還很難大規(guī)模的應(yīng)用，主要原因包括：缺乏國際標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)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(nèi)能提供商用WDM-PON系統(tǒng)的設(shè)備制造商也屈指可數(shù)。NoveraOptics的WDM-PON系統(tǒng)使用基于注入鎖定的FP-LD技術(shù)，目前可實現(xiàn)32波長，每波長1.25Gb/s的數(shù)據(jù)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)成本的短期和長期研發(fā)項目，他們采用RSOA作為ONU處的反射調(diào)制裝置，推出了介于GPON和WDM-PON之間的過渡技術(shù)——HybridGPON(HG-PON)架構(gòu)，將GPON的下行鏈路的容量提高了七倍。韓國的IP寬帶接入設(shè)備供應(yīng)商Corecess與ETRI合作，也采用RSOA來構(gòu)建WDM-PON平臺，可以傳輸16路1.25Gb/s的數(shù)據(jù)。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實驗網(wǎng)絡(luò)。
圖2 ONU 中無光源的WDM - PON 系統(tǒng)
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