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無源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network, PON）是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，提高了系統(tǒng)可靠性，同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本，是電信維護(hù)部門長(zhǎng)期期待的技術(shù)。
1、簡(jiǎn)介
ontent">概述
無源光網(wǎng)絡(luò)（PON），是指在OLT和ONU之間是光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN），沒有任何有源電子設(shè)備，它包括基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò)APON及基于IP的無源光網(wǎng)絡(luò)E/GPON。
具體原理
APON的業(yè)務(wù)開發(fā)是分階段實(shí)施的，初期主要是VP專線業(yè)務(wù)。相對(duì)普通專線業(yè)務(wù)，APON提供的VP專線業(yè)務(wù)設(shè)備成本低，體積小，省電、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定、性能價(jià)格比有一定優(yōu)勢(shì)。第二步實(shí)現(xiàn)一次群和二次群電路仿真業(yè)務(wù)，提供企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的連接和企業(yè)電話及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。第三步實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口，提供互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)業(yè)務(wù)和VLAN業(yè)務(wù)。以后再逐步擴(kuò)展至其它業(yè)務(wù)，成為名副其實(shí)的全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)系統(tǒng)。
PON的業(yè)務(wù)透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率信號(hào)。特別是一個(gè)ATM化的無源光網(wǎng)絡(luò)（APON）可以通過利用ATM的集中和統(tǒng)計(jì)復(fù)用，再結(jié)合無源分路器對(duì)光纖和光線路終端的共享作用，使成本可望比傳統(tǒng)的以電路交換為基礎(chǔ)的PDH/SDH接入系統(tǒng)低20%—40%。
APON采用基于信元的傳輸系統(tǒng)，允許接入網(wǎng)中的多個(gè)用戶共享整個(gè)帶寬。這種統(tǒng)計(jì)復(fù)用的方式，能更加有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。APON能否大量應(yīng)用的一個(gè)重要因素是價(jià)格問題。第一代的實(shí)際APON產(chǎn)品的業(yè)務(wù)供給能力有限，成本過高，其市場(chǎng)前景由于ATM在全球范圍內(nèi)的受挫而不確定，但其技術(shù)優(yōu)勢(shì)是明顯的。特別是綜合考慮運(yùn)行維護(hù)成本，在新建地區(qū)，高度競(jìng)爭(zhēng)的地區(qū)或需要替代舊銅纜系統(tǒng)的地區(qū)，此時(shí)敷設(shè)PON系統(tǒng)，無論是FTTC，還是FTTB方式都是一種有遠(yuǎn)見的選擇。在未來幾年能否將性能價(jià)格比改進(jìn)到市場(chǎng)能夠接受的水平是APON技術(shù)生存和發(fā)展的關(guān)鍵。
IPPON的上層是IP，這種方式可更加充分地利用網(wǎng)絡(luò)資源，容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)帶寬的動(dòng)態(tài)分配，簡(jiǎn)化中間層的復(fù)雜設(shè)備?；赑ON的OAN不需要在外部站中安裝昂貴的有源電子設(shè)備，因此使服務(wù)提供商可以高性價(jià)比地向企業(yè)用戶提供所需的帶寬。
組件
其概念是將光纖中繼線從服務(wù)提供商的頭端輻射到用戶（如圖5所示）。此系統(tǒng)具有以下組件：
OLT （光線路終端） PON光纖在服務(wù)提供商設(shè)施處的終端。ONT（光網(wǎng)絡(luò)終端） 在用戶位置的終端。OAS（光接入交換機(jī)） 位于服務(wù)提供商處的交換機(jī)，它聚合來自所有用戶的信元/數(shù)據(jù)分組并提供向因特網(wǎng)和PSTN的連接。POS（無源光分路器） 或“分路器”在沿著進(jìn)入多點(diǎn)樹狀拓?fù)涞穆窂降娜我恻c(diǎn)分離中繼線和光信號(hào)。ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元） 提供對(duì)用戶的扇出連接。每條PON中繼線最多可支持32次分路和64個(gè)0NU。用戶與ONU的連接可以使用同軸電纜、雙絞線、光纜，甚至是無線連接。I0T（智能光終端） 主要指設(shè)計(jì)用于商業(yè)連接的0NU。它為企業(yè)提供多種話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，與綜合接入設(shè)備非常類似。PON中繼線的帶寬范圍從l55Mbit/s到622Mbit/s。每一次分路都會(huì)減少帶寬，因此用戶可用的帶寬取決于在他和頭端設(shè)備之間的分路次數(shù)。例如，對(duì)622Mbit/s的中繼線，如果對(duì)其分路以支持32個(gè)0NU,則與0NU相連的用戶最多可獲得19.5Mbit/s的帶寬。該帶寬由所有用戶分享。為了組織此纜路上的通信，可以采用許多技術(shù)，包括ATM、以太網(wǎng)、FDM（頻分復(fù)用）以及WDM（波分復(fù)用）。FSAN （全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)）聯(lián)盟對(duì)ATM PON（APON）作出了決定，APON變成ITU G.983標(biāo)準(zhǔn)。APON使用眾所周知的技術(shù)，并提供有保障的QoS（因?yàn)锳TM信元有固定的大小以及ATM專用的QoS協(xié)議功能）。APON是一種基于ATM信元的TDM/TDMA技術(shù)，由于ATM在實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的復(fù)用以及適應(yīng)不同帶寬方面的靈活性，使APON成為一種結(jié)合ATM多業(yè)務(wù)多比特率支持能力和無源光網(wǎng)絡(luò)透明寬帶傳送能力的比較理想的長(zhǎng)遠(yuǎn)解決方案，是未來寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，其標(biāo)準(zhǔn)遵循ITU-TG.983建議，最高速率為622Mbit/s。因?yàn)锳PON二層采用的是ATM封裝和傳送技術(shù)，因此存在帶寬不足、技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格高、承載IP業(yè)務(wù)效率低等問題。為更好適應(yīng)IP業(yè)務(wù)，第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟（EFMA）在2001年初，IEEE802.3ah工作小組對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化， 由Cisco和Corning牽頭的數(shù)家公司正在促進(jìn)以太網(wǎng)PON的使用。他們稱以太網(wǎng)比ATM更有理由成為PON的選擇，因?yàn)榇蠖鄶?shù)企業(yè)都使用以太網(wǎng)連接，所以提出了在二層用以太網(wǎng)取代ATM的EPON技術(shù)。IEEE組成了“Ethernet in the First Mile Study Group（第一英里以太網(wǎng)研究組）”對(duì)以太網(wǎng)PON以及其他接入技術(shù)進(jìn)行評(píng)估。EPON可以支持1.25Gbit/s對(duì)稱速率，將來速率還能升級(jí)到10Gbit/s，EPON產(chǎn)品得到了更大程度的商用。
2、現(xiàn)狀趨勢(shì)
現(xiàn)狀
接入網(wǎng)是用戶進(jìn)入城域網(wǎng)/骨干網(wǎng)的橋梁，是信息傳送通道的“最后一公里”。過去幾年，網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無論是交換、還是傳輸都己更新?lián)Q代，而接入網(wǎng)由于經(jīng)濟(jì)性問題如用戶的業(yè)務(wù)需求、用戶密度、用戶的經(jīng)濟(jì)承受能力等多方面原因發(fā)展緩慢，成為制約網(wǎng)絡(luò)向?qū)拵Щ?、全業(yè)務(wù)化發(fā)展的瓶頸。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高帶寬的消耗業(yè)務(wù)逐步涌現(xiàn)，帶寬提速成為迫切需求。為了滿足用戶的需求，各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，接入網(wǎng)技術(shù)己成為設(shè)備制造商、運(yùn)營商和電信研究部門關(guān)注的焦點(diǎn)和投資的熱點(diǎn)。
趨勢(shì)
我國之前主流的有線接入技術(shù)包括ADSL、LAN、HFC、PLC和FTTH，其中部分LAN采用了PON+LAN的方式，而無線接入技術(shù)中又有WLAN、WiMAX、WiFi、Bluetooth、3G等技術(shù)。之前寬帶接入網(wǎng)有兩個(gè)主要的研究目標(biāo)，第一是向高速、安全、智能化方向發(fā)展，要求網(wǎng)絡(luò)更靈活、面向用戶更多和成本更低，這方面FTTH是有線接入領(lǐng)域的杰出代表。另一個(gè)則是多業(yè)務(wù)的融合，即在同一個(gè)平臺(tái)上靈活提供IPTV、有線電視視頻、傳統(tǒng)語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入。
3、特點(diǎn)構(gòu)成
特點(diǎn)
在各種寬帶接入技術(shù)中，無源光網(wǎng)絡(luò)以其容量大、傳輸距離長(zhǎng)、較低成本、全業(yè)務(wù)支持等優(yōu)勢(shì)成為熱門技術(shù)。之前已經(jīng)逐步商用化的無源光網(wǎng)絡(luò)主要有TDM-PON（APON、EPON、GPON）和WDM-PON，它們的共同特點(diǎn)是：
·可升級(jí)性好、低成本，接入網(wǎng)中去掉了有源設(shè)備，從而避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，降低了相應(yīng)的運(yùn)維成本；
·業(yè)務(wù)透明性較好，高帶寬，可適用于任何制式和速率的信號(hào)，能比較經(jīng)濟(jì)地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù)，支持三重播放（Triple play，語音、視頻、數(shù)據(jù)）業(yè)務(wù)；
·高可靠性，提供不同業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的QoS保證，適應(yīng)寬帶接入市場(chǎng)IP化的發(fā)展潮流，適于大規(guī)模應(yīng)用。
PON核心
如圖1，PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）中最主要的三部分包括位于局端的OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）、終端ONU（Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元）、以及ODN（Optical Distribution Network，光配線網(wǎng)）。PON“無源”是指ODN全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成，不含有任何電子器件及電源。
4、入網(wǎng)優(yōu)勢(shì)
無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，提高了系統(tǒng)可靠性，同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本，是電信維護(hù)部門長(zhǎng)期期待的技術(shù)。無源光接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在以下幾方面：
（1）無源光網(wǎng)體積小，設(shè)備簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)費(fèi)用低，投資相對(duì)也較小。
（2）無源光設(shè)備組網(wǎng)靈活，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可支持樹型、星型、總線型、混合型、冗余型等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
（3）安裝方便，它有室內(nèi)型和室外型。其室外型可直接掛在墻上，或放置于“H”桿上，無須租用或建造機(jī)房。而有源系統(tǒng)需進(jìn)行光電、電光轉(zhuǎn)換，設(shè)備制造費(fèi)用高，要使用專門的場(chǎng)地和機(jī)房，遠(yuǎn)端供電問題不好解決，日常維護(hù)工作量大。
（5）無源光網(wǎng)絡(luò)是純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，徹底避免了電磁干擾和雷電影響，極適合在自然條件惡劣的地區(qū)使用。
（6）從技術(shù)發(fā)展角度看，無源光網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容比較簡(jiǎn)單，不涉及設(shè)備改造，只需設(shè)備軟件升級(jí)，硬件設(shè)備一次購買，長(zhǎng)期使用，為光纖入戶奠定了基礎(chǔ)，使用戶投資得到保證。
5、光網(wǎng)絡(luò)
PON是在所謂的“最后一公里”中缺少帶寬時(shí)的解決方案。家庭用戶為了獲得快速因特網(wǎng)接入，可以選擇的方法極其有限（電話或電纜系統(tǒng)）。同樣，企業(yè)也局限于T1和T3載波提供的性能。PON提供了城域中的另一種解決方案。它主要用于解決寬帶最終用戶接入終端局的問題，由于這種接入技術(shù)使得接入網(wǎng)的局端（OLT）與用戶（ONU）之間只需光纖、光分路器等光無源器件，不需租用機(jī)房和配備電源，因此被稱為無源光網(wǎng)絡(luò)。它用于FTTH（光纖到家庭）?；旌螾ON系統(tǒng)將光纜延伸到通信公司的遠(yuǎn)程終端，然后利用銅線DSL業(yè)務(wù)進(jìn)入家庭。
在PON的架構(gòu)中，一個(gè)光纖終端（OLT）下可以有多個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的單元。每一個(gè)單元均可形成一個(gè)獨(dú)立的PON網(wǎng)，藉由并不昂貴的分波器和光纖分布連接多種不同類型的ONT。對(duì)于接入網(wǎng)絡(luò)的無源性設(shè)計(jì)，減少了對(duì)電子元件的需求，如此一來便可以降低維修成本的支出。
無源光網(wǎng)絡(luò)是“復(fù)興的”光纜技術(shù)，它最初是為有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，它作為一種能在城域提供高速接入的體系結(jié)構(gòu)而得到關(guān)注。PON是ITU規(guī)范。
通過PON，單根光纖從服務(wù)提供商的設(shè)備延伸到靠近居民區(qū)或商務(wù)中心的位置。“無源”是指該系統(tǒng)在服務(wù)提供商和客戶之間不需要電源和有源的電子組件。它僅由光纖、分路器、接頭和連接器組成。一根光纖可為多個(gè)客戶提供服務(wù)，而此前的系統(tǒng)要求每個(gè)客戶都有獨(dú)立的光纖。PON可遠(yuǎn)距離使用，它是農(nóng)村地區(qū)的理想選擇。
6、技術(shù)分析
目前PON是解決接入網(wǎng)“最后一公里”、實(shí)現(xiàn)FTTx的最具吸引力的技術(shù)。所謂“無源”，是指ODN中不含有任何有源電子器件及電源，全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成，因此其管理維護(hù)的成本較低，這是PON在接入網(wǎng)發(fā)展中最具優(yōu)勢(shì)的一面。
PON按信號(hào)分配方式可以分為PSPON（功率分割型無源光網(wǎng)絡(luò)）和WDMPON（波分復(fù)用型無源光網(wǎng)絡(luò)）。APON、BPON、EPON和GPON均屬于PSPON，PSPON采用星型耦合器分路，上/下行傳送采用TDMA/TDM方式實(shí)現(xiàn)信道帶寬共享，分路器通過功率分配將OLT發(fā)出的信號(hào)分配到各個(gè)ONU上。WDMPON技術(shù)則是將波分復(fù)用技術(shù)運(yùn)用在PON中，光分路器通過識(shí)別OLT發(fā)出的各種波長(zhǎng)，將信號(hào)分配到各路ONU。雖然PSPON較為成熟，特別是E-PON、GPON，在北美、日本已經(jīng)有較大規(guī)模的部署，但是PSPON仍然存在一些問題需要解決，例如快速比特同步、動(dòng)態(tài)帶寬分配、基線漂移、ONU的測(cè)距與延時(shí)補(bǔ)償、突發(fā)模式光收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)等。部分問題雖然得到了解決，但是成本較大。例如，在上行的TDMA復(fù)用測(cè)距方面，光纜中信號(hào)每米傳輸時(shí)間大約為5 ns，而STM-1、STM-16、GE系統(tǒng)的比特周期分別只有6.4 ns、0.4 ns和0.8 ns。可見，隨著速率的提高，測(cè)距和上行成幀的難度將會(huì)大幅度增加?；诓ǚ謴?fù)用技術(shù)的WDMPON采用波長(zhǎng)作為用戶端ONU標(biāo)識(shí)，利用波分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)上行接入，能夠提供較高的工作帶寬，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的對(duì)稱寬帶接入。同時(shí)，它還可以避免TDMA技術(shù)中ONU的測(cè)距、快速比特同步等諸多技術(shù)難點(diǎn)，并且在網(wǎng)絡(luò)管理以及系統(tǒng)升級(jí)性能方面都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，波分復(fù)用光器件的成本，尤其是無源光器件成本大幅度下降，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的WDM器件不斷出現(xiàn)，WDMPON技術(shù)將是接入網(wǎng)一個(gè)可以預(yù)見的發(fā)展趨勢(shì)。下面對(duì)WDMPON中的OLT光源、ONU光源、光分路器所涉及的核心技術(shù)問題進(jìn)行分析。
7、OLT光源
目前有多種方法構(gòu)造多波長(zhǎng)光源。一種方法是選擇一組波長(zhǎng)接近的、離散的、可調(diào)諧的DFB激光器（DFB激光器陣列），利用溫度調(diào)諧產(chǎn)生多波長(zhǎng)的下行信號(hào)。由于DFB激光器陣列輸出光譜可以通過控制溫度統(tǒng)一調(diào)諧，容易實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)監(jiān)控，但由于DFB激光器輸出波長(zhǎng)隨波導(dǎo)有效折射率變化，很難精確控制輸出光譜與波長(zhǎng)路由器信道間隔的匹配。第二種方法是采用MFL（多頻激光器）。MFL是一種基于集成半導(dǎo)體放大器和WGR（Waveguide Grating Router，波導(dǎo)光柵路由器）技術(shù)的新型WDM激光器。MFL包含N個(gè)光放大器和一個(gè)1×N的陣列波導(dǎo)光柵，陣列波導(dǎo)光柵的每個(gè)輸入端集成一個(gè)光放大器。在光放大器和陣列波導(dǎo)光柵輸出端之間形成一個(gè)光學(xué)腔，如果放大器的增益克服腔內(nèi)的損耗，則有激光輸出，輸出波長(zhǎng)由陣列波導(dǎo)光柵的濾波特性決定。通過直接調(diào)制各個(gè)放大器的偏置電流，就可以產(chǎn)生多波長(zhǎng)的下行信號(hào)。MFL的波長(zhǎng)間隔由陣列波導(dǎo)光柵中的波導(dǎo)長(zhǎng)度差決定，可以精確控制，各波長(zhǎng)可以通過控制同一個(gè)溫度統(tǒng)一調(diào)節(jié)，便于波長(zhǎng)監(jiān)控。已經(jīng)開發(fā)出16信道間隔為200 GHz和20信道間隔為400 GHz的MFL產(chǎn)品，直接調(diào)制速率為622 Mbit/s。第三種方法是比特交錯(cuò)光源。它使用了一個(gè)飛秒級(jí)（10-15，）光纖激光器來產(chǎn)生一個(gè)1.5μm附近70 nm譜寬的脈沖，這一脈沖被22 km長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖啁啾。隨著脈沖的傳輸，數(shù)據(jù)可在高速調(diào)制器中以比特交錯(cuò)的方式被編碼。
8、光分路器
在WDMPON系統(tǒng)中，波分復(fù)用器通常被稱為波長(zhǎng)分路器，它解復(fù)用下行信號(hào)，并分配給指定的ONU，同時(shí)把上行信號(hào)復(fù)用到一根光纖，傳輸?shù)絆LT。波長(zhǎng)分路器主要由AWG構(gòu)成。在波長(zhǎng)分路器實(shí)現(xiàn)當(dāng)中需要關(guān)注的問題有串?dāng)_問題、溫度穩(wěn)定性問題和色散效應(yīng)。
由于AWG器件隔離度的不理想和非線性光學(xué)效應(yīng)的影響，其他光通道的信號(hào)會(huì)泄露到傳輸通道形成噪聲，從而對(duì)系統(tǒng)性能造成影響。AWG由輸入輸出波導(dǎo)、平板波導(dǎo)和波導(dǎo)陣列組成。聚焦模場(chǎng)和輸出波導(dǎo)的場(chǎng)分布不是矩形結(jié)構(gòu)，這是串?dāng)_的最直接來源。已經(jīng)有三種方法來抑制串?dāng)_：激光束逐點(diǎn)掃描法、變跡相位模板法、均勻相位模板法。
在WDMPON系統(tǒng)中，AWG器件一般都放在野外，環(huán)境溫度變化比較大，由于AWG主要材料是石英，而石英的折射率隨溫度變化而變化，因此AWG復(fù)用的信道波長(zhǎng)容易受溫度的影響。因此當(dāng)溫度變化時(shí)，如何保證信道波長(zhǎng)的穩(wěn)定性是一個(gè)值得研究的問題。人們已研究出多種方法增強(qiáng)AWG的溫度穩(wěn)定性。其中，有利用折射率隨溫度作反方向變化的波導(dǎo)或在陣列波導(dǎo)之間刻蝕不同長(zhǎng)度的凹槽的方法來實(shí)現(xiàn)溫度控制，這些方法可以讓AWG的光譜響應(yīng)在-20～80 oC幾乎沒有變化。另外，也有利用聚合物材料制造陣列波導(dǎo)光柵，如丙稀鹽酸和聚硅樹脂，這些材料減少了熱膨脹系數(shù)，使折射率得到控制。
隨著WDMPON系統(tǒng)接入距離的增加，光纖和陣列波導(dǎo)的色散效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率增加。解決色散效應(yīng)比較好的方法是色散補(bǔ)償光纖光柵，通過在AWG中加入補(bǔ)償光纖光柵改善色散特性。色散補(bǔ)償是對(duì)頻率的二次相移所造成的脈沖展寬進(jìn)行壓縮補(bǔ)償。如果波導(dǎo)光柵輸出的響應(yīng)頻率的二次相移特性比較平坦，頻帶較寬且幅度滿足要求，則認(rèn)為此波導(dǎo)光柵的色散補(bǔ)償特性較好。
9、ONU光源
ONU光源的選擇原則是易于安裝維護(hù)、成本低、光譜應(yīng)工作于WDMPON的整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)。目前有4種ONU光源。
（1）單頻激光器
寬調(diào)諧單模DFB激光器陣列可以滿足要求，但由于價(jià)格昂貴，仍處于實(shí)驗(yàn)階段，距市場(chǎng)化應(yīng)用還有一定距離。
（2）光環(huán)回
光環(huán)回技術(shù)是利用OLT發(fā)出的一部分下行光信號(hào)作為載波，在ONU中調(diào)制上行信號(hào)，再發(fā)送到OLT。光環(huán)回技術(shù)避免了使用ONU光源，但也存在一些缺點(diǎn)。它要求OLT光源輸出功率很大，以支持上下行傳輸。如果沒有高功率的OLT光，替代方法是放大上行信號(hào)。為了在OLT和ONU間保持無源設(shè)備，放大器必須放在ONU內(nèi)，這樣就導(dǎo)致了ONU成本的增加。光環(huán)回的另一個(gè)缺點(diǎn)是，為了避免瑞利后向散射造成的較大干擾，必須將上下行信號(hào)分離在不同的光纖里進(jìn)行傳輸，這樣導(dǎo)致了光纖和路由器端口數(shù)量成倍增加，設(shè)備安裝維護(hù)的復(fù)雜度提高。
（3）光譜分割
光譜分割的原理是：WDMPON利用寬帶光源作為ONU的光源，發(fā)射光通過AWG后，輸出信號(hào)的頻譜是原來寬帶信號(hào)的一部分，其波長(zhǎng)取決于與ONU相連的復(fù)用器端口，輸出信號(hào)復(fù)用到一根光纖上，在OLT通過解復(fù)用器到達(dá)目的接收機(jī)。WDMPON系統(tǒng)中普遍采用窄帶光濾波器對(duì)寬頻譜的光源進(jìn)行頻譜分割，使每個(gè)WDM信道獲得惟一光波作為上行光源。頻譜分割WDMPON系統(tǒng)采用寬帶光源（如LED），與可調(diào)諧單頻激光器相比，寬帶光源具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)成本敏感的接入網(wǎng)很有吸引力。光譜分割的主要缺點(diǎn)是頻譜分割導(dǎo)致光功率損耗很大（18 dB），而LED的入纖功率一般只有-10 dBm，造成功率預(yù)算緊張；引起信道間的串?dāng)_，限制了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍；多模或?qū)拵Ч庠垂逃械膸追N噪聲（模分散噪聲、強(qiáng)度噪聲、光差拍噪聲）的存在，使調(diào)制速率受限。
（4）波長(zhǎng)鎖定FP激光器
基于波長(zhǎng)鎖定FP激光器的WDMPON系統(tǒng)被采納并開始商用，該系統(tǒng)把FP激光器作為OLT和ONU的信號(hào)發(fā)射器。工作原理是：摻鉺光纖放大器產(chǎn)生光譜放大自發(fā)輻射（ASE）信號(hào)，ASE信號(hào)通過OLT到達(dá)AWG，被AWG進(jìn)行光譜分割后產(chǎn)生多個(gè)窄帶信號(hào)，這些信號(hào)被注入不同的ONU的同一類型FP激光器中，迫使FP激光器產(chǎn)生單波長(zhǎng)模式，抑制了多波長(zhǎng)模式的產(chǎn)生。最新的產(chǎn)品可支持16個(gè)WDM信道，信道間隔為200 GHz，每信道速率為1.25 Gbit/s，可支持大約21 dB的ODN鏈路預(yù)算。
PON自出現(xiàn)以來，經(jīng)過多年發(fā)展，形成了APON、EPON、GPON、WDMPON等一系列技術(shù)，而WDMPON結(jié)合了WDM技術(shù)和PON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，日益成為一種高性能的接入方式。目前WDMPON系統(tǒng)面臨的最大困難在于器件成本過高，多數(shù)研究仍處于實(shí)驗(yàn)室的理論研究階段。在光接入網(wǎng)方面表現(xiàn)突出的韓國，開始測(cè)試并小規(guī)模試商用WDMPON系統(tǒng)，其最大運(yùn)營商KT與一家新興器件公司Novera，于2005年開始合作進(jìn)行5萬戶、16波的WDMPON實(shí)驗(yàn)。Novera的突破在于使局端設(shè)備不需要多個(gè)激光器從而降低了系統(tǒng)成本，并且使用了波長(zhǎng)鎖定和溫度穩(wěn)定AWG技術(shù)。該公司預(yù)測(cè)：利用特殊的光學(xué)技術(shù)，有可能將每用戶成本降低到EPON每用戶成本的2倍以下，隨著使用量的增長(zhǎng)價(jià)格還會(huì)降低。雖然WDMPON技術(shù)還不穩(wěn)定，但相關(guān)器件技術(shù)的成熟和用戶帶寬需求的增長(zhǎng)，必將推動(dòng)業(yè)界和市場(chǎng)對(duì)WDMPON技術(shù)的持續(xù)關(guān)注。
10、測(cè)試結(jié)果
網(wǎng)絡(luò)測(cè)試
由于PON拓?fù)湓谠S多方面與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同，當(dāng)使用OTDR測(cè)試鏈路特性時(shí)就出現(xiàn)新的挑戰(zhàn)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)部署的不同階段（也就是建設(shè)階段和維護(hù)階段），選擇正確的OTDR非常重要。能夠?qū)ON網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的OTDR的特征包括能夠利用相對(duì)短的脈沖、靈敏的光學(xué)檢測(cè)電路和優(yōu)化的軟件分析提供足夠大的動(dòng)態(tài)范圍。
該方法允許執(zhí)行端到端鏈路鑒定，甚至可以通過分路器進(jìn)行。為了測(cè)試每段引入光纖或配線光纖，技術(shù)人員必須在配線終端或ONT位置連接OTDR，并在上行方向測(cè)試光纖。
即使有足夠高的動(dòng)態(tài)范圍，標(biāo)準(zhǔn)OTDR也無法通過分路器進(jìn)行測(cè)試。由于分路器引起較高損耗，檢測(cè)器的恢復(fù)速度不足以讀取光纖的背向散射水平。所以，它無法測(cè)量這段光纖區(qū)域的衰減和事件損耗。一些OTDR甚至不會(huì)在分路器后顯示光纖區(qū)域。相反，OTDR會(huì)顯示噪音，這可能會(huì)令技術(shù)人員認(rèn)為是光纖或分路器有缺陷，或熔接不良。
EXFO FTB-7000D OTDR一代的產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)允許使用相對(duì)短的脈沖（275ns到1μs）通過分路器進(jìn)行測(cè)試，脈沖長(zhǎng)短取決于光纖分布集線器（FDH）處的分光比。PON優(yōu)化的光學(xué)檢測(cè)電路可以容忍分路器的高的損耗，并且仍能夠恢復(fù)和測(cè)量后面的光纖區(qū)域（光纖配線）的背向散射水平。
新一代OTDR可用作FTB-200和FTB-400主機(jī)的插件模塊，這些主機(jī)可兼容其它很多光學(xué)、傳輸和數(shù)據(jù)通信測(cè)試模塊。
分段測(cè)試
很多故障排除測(cè)試方案都不需要穿通分路器。例如，在故障排除期間，用戶可能想只測(cè)試FDH和客戶之間的分布光纖或配線光纖。這可使用手持式OTDR（如AXS-100）。這種OTDR并不是為了對(duì)分路器進(jìn)行測(cè)試而設(shè)計(jì)，但卻提供了足夠的動(dòng)態(tài)范圍，可以完整鑒定PON網(wǎng)絡(luò)的任意區(qū)域，包括CO和FDH位置之間的饋線。
在線測(cè)試
在很多故障排除情況下，PON網(wǎng)絡(luò)會(huì)保持活動(dòng)狀態(tài)，并繼續(xù)為客戶提供服務(wù)，承載1490和1550nm的下行傳輸。如果使用OTDR精確查找問題，用戶必須在測(cè)試前確保光纖是暗光纖。為此，必須連接FDH，以便可以斷開被測(cè)光纖。如果網(wǎng)絡(luò)只包含熔接或如果問題出在分路器級(jí)別，則不可能使用工作于1310、1490或1550nm的“帶內(nèi)”OTDR，因?yàn)榭赡軙?huì)損壞OTDR或傳輸設(shè)備。
針對(duì)上述情況，EXFO開發(fā)了工作于1625或1650nm的“帶外”OTDR。這些高級(jí)OTDR不會(huì)干擾傳輸。使用集成濾波器，OTDR可以隔離發(fā)射機(jī)信號(hào)并對(duì)被測(cè)光纖進(jìn)行檢測(cè)。
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