WDM無源光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究

波長(zhǎng)監(jiān)控采用差分算法，比較一個(gè)信道的發(fā)送功率與通過波長(zhǎng)路由器的功率，得到差值信號(hào)，如果小于上一時(shí)刻的差值信號(hào)，溫度按當(dāng)前的方向改變?chǔ)，反之說明信道失配增加，溫度以反方向改變?chǔ)。該方向要適當(dāng)選取溫度調(diào)節(jié)的速率和步距ΔT。

波長(zhǎng)監(jiān)控可采用監(jiān)測(cè)下行信道功率和監(jiān)測(cè)上行信道功率實(shí)現(xiàn)。對(duì)于只在下行采用WDM的復(fù)合PON，只能監(jiān)測(cè)下行信道功率，這種方法需要附加的環(huán)回光纖，或一個(gè)監(jiān)控信道和光纖光柵。對(duì)于上行采用頻譜分割的WDM-PON，可以通過在OLT比較解復(fù)用前后的上行信號(hào)功率，進(jìn)行波長(zhǎng)監(jiān)失只需增加耦合器，不需要附加的信道。

3.5ONU光源

在ONU 的設(shè)計(jì)中，雖然各個(gè)ONU要產(chǎn)生不同的上行波長(zhǎng)，為了安裝和維護(hù)方便，要求各個(gè)ONU一模一樣。ONU中產(chǎn)生的上行激光要功率足夠大，能容忍或調(diào)整由于溫度變化（-40-85℃）造成的波長(zhǎng)偏移。寬調(diào)諧單模DFB激光器或DFB激光器陣列可以滿足要求，但目前還處于實(shí)驗(yàn)階段，同時(shí)造價(jià)昂貴，距實(shí)用化還很遙遠(yuǎn)。光環(huán)回技術(shù)和頻譜分割光源是兩種可行方案。

光環(huán)回技術(shù)是利用一部分下行光信號(hào)作為載波，在ONU中調(diào)制中，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，以支持下行和上行傳輸，而且因?yàn)橛衼砘貎沙?，接收到的上行信?hào)動(dòng)態(tài)范圍是一般動(dòng)態(tài)范圍的2倍。同時(shí)幀結(jié)構(gòu)需要分成下行和上行兩部分，假設(shè)平均分配，則上、下行的線速率加倍，接收機(jī)的靈敏度降低，增加了功率代價(jià)。對(duì)于單纖雙向傳輸，還需考慮瑞利散射的影響。解決的辦法是采用高功率OLT光源或在ONU中使用集成半導(dǎo)體光放大器的調(diào)制器。上行和下行信號(hào)要通過雙纖傳輸，以避免瑞利散射產(chǎn)生的干擾。

頻譜分割是采用寬帶光源，如LED，發(fā)射光通過復(fù)用器后，輸出信號(hào)譜都是原來寬帶信號(hào)的一部分，輸出信號(hào)的波長(zhǎng)取決于跟LED相連的復(fù)用器端口。這里的光復(fù)用器相當(dāng)于中心頻率互不相同的一組光濾波器。與寬調(diào)諧單頻激光器相比，寬帶光源簡(jiǎn)單，成本低，因此頻譜分割技術(shù)在WDM-PON中具有吸引力。但是復(fù)用器和解復(fù)用器的頻譜響應(yīng)引起的頻譜分割損耗很大（18dB），而且LED的入纖功率一般只有-10dBm，造成了功率預(yù)算問題，另我鉗制的F-P激光器或集成放大器的LED等寬帶光源技術(shù)逐漸成熟將有望提供定喧光源。頻譜分割會(huì)引起較大的線性串?dāng)_，限制了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，需要適當(dāng)?shù)倪x擇復(fù)用器和解復(fù)用器的通帶譜寬以及信道間隔。

3.6媒質(zhì)訪問控制（MAC）協(xié)議

　　在接入網(wǎng)中，用戶數(shù)多于波長(zhǎng)數(shù)，因此需要一種接入機(jī)制提供波長(zhǎng)共享。許多用于廣播-選擇星型網(wǎng)的WDM MAC協(xié)議已經(jīng)提出，但這些協(xié)議已經(jīng)提出，但這些協(xié)議都是針對(duì)傳輸時(shí)延小、固定分組長(zhǎng)度的局域網(wǎng)，在傳輸時(shí)延相當(dāng)大的接入網(wǎng)中執(zhí)行效率不高。另外，接入網(wǎng)中除數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)外，還有語音、視頻等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，需要對(duì)不同的業(yè)務(wù)采用不同的調(diào)度策略，以提供QoS保證。
　 　
　　ONU位于系統(tǒng)的用戶側(cè)，提供接入網(wǎng)和用戶網(wǎng)的線路終端功能，OLT位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)，負(fù)責(zé)上行數(shù)據(jù)幀的調(diào)度和波長(zhǎng)信道分配，并提供與寬帶公用網(wǎng)的接口。 ONU通過控制信道λc向OLT發(fā)送傳輸請(qǐng)求，請(qǐng)求內(nèi)容為該ONU的地址以及待發(fā)送幀的長(zhǎng)度。OLT收到傳輸請(qǐng)求后，根據(jù)ONU的地址將待發(fā)送幀的長(zhǎng)度寫入相應(yīng)的請(qǐng)求隊(duì)列，通過分組調(diào)度算法決定ONU的發(fā)送次序，然后通過信道分配算法為ONU分配信道，并將發(fā)送信息通過下行信道廣播給ONU，ONU根據(jù)發(fā)送信息在分配的信道和時(shí)隙上安排數(shù)據(jù)幀的發(fā)送，這樣便從邏輯上解決了共享信道的問題。另外，OLT通過測(cè)距系統(tǒng)測(cè)量各ONU的位置并通知ONU，ONU引入時(shí)延補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)各信道時(shí)隙同步。

4結(jié)論

與其它寬帶接入相比，WDM-PON初期投資大。此外，WDM-PON所需的各種光電器件還不成熟，如多頻激光器、寬調(diào)諧單頻激光器及集成放大器的LED等還沒有進(jìn)入大規(guī)模商用化段。對(duì)于上行傳輸，光環(huán)回技術(shù)或頻譜分割都存在技術(shù)問題需要解決。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，一方面由于WDM技術(shù)在骨干網(wǎng)及城域網(wǎng)中的應(yīng)用，促進(jìn)WDM器件成熟和價(jià)格下降；另一方面，用戶需求寬帶業(yè)務(wù)是必然的趨勢(shì)，密集波分復(fù)用技術(shù)會(huì)成為寬帶接入的選擇方案。