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关于波分复用无源光网络核心技术分析 - [1]

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   随着互联网的持续快速发展,各种新业务层出不穷,使得人们对网络接入带宽的需求持续增加,特别是网络游戏、会议电视、视频点播等业务,使传统的接入方式不能满足带宽的需求。据相关数据分析,未来3年,用户的平均带宽需求将超过10M。与其他有线、无线接入技术相比,光纤接入在带宽容量和覆盖距离方面具有很大的优势。随着低成本PON技术的出现和迅速成熟,以及光纤光缆成本的快速下降,运营商接入网络光纤化的想法将逐步得以实现。

    目前,无源光网络(PON)是解决接入网“最后一公里”、实现FTTX的最具吸引力的技术。“无源”是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源,全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成。因此,其管理维护的成本较低,这是PON在接入网发展中最具优势的一面。

    PON按信号分配方式可以分为功率分割型无源光网络(PSPON)和波分复用型无源光网络(WDMPON)。目前,APON、BPON、EPON、GPON均属于PSPON。PSPON采用星型耦合器分路,上/下行传送采用TDMA/TDM方式,实现共享信道带宽,分路器通过功率分配将OLT发出的信号分配到各个ONU上。WDMPON则是将波分复用技术运用在PON中,光分路器通过识别OLT发出各种波长,将信号分配到各路ONU。

    虽然PSPON较为成熟,特加是EPON、GPON在北美、日本已经有较大规模的部署,但PSPON仍然存在关键问题需要解决,比如快速比特同步、动态带宽分配、基线漂移、ONU的测距与延时补偿、突发模式光收发模块的设计等。虽然一些问题得到了解决,但成本较高。而基于波分复用技术的WDMPON采用波长作为用户端ONU的标识,利用波分复用技术实现上行接入,能够提供较宽的工作带宽,可以实现真正意义上的对称宽带接入。同时,还可以避免时分多址技术中ONU的测距、快速比特同步等诸多技术难点,并且在网络管理以及系统升级性能方面具有明显优势。随着技术的进步,波分复用光器件的成本尤其是无源光器件的成本大幅度下降,质优价廉的WDM器件不断出现,WDMPON技术将成为PON接入网一个可以预见的发展趋势。下面,对WDMPON中的OLT光源、ONU光源、光分路器所涉及的核心技术问题逐一进行分析。

    OLT光源的选择

    目前,有多种方法构造多波长光源。第一种方法是选择一组波长接近的、离散的、可调谐的DFB激光器(DFB激光器阵列),利用温度调谐产生多波长的下行信号。DFB激光器阵列输出光谱可以通过控制温度统一调谐,容易实现波长监控,但由于DFB激光器输出波长随波导有效折射率变化,很难精确控制输出光谱与波长路由器信道间隔匹配。

    第二种方法是采用多频激光器(MFL)。MFL是一种基于集成半导体放大器和WGR(WaveguideGratingRouter)技术的新型WDM激光器,包含N个光放大器和一个1хN的阵列波导光栅,阵列波导光栅的每个输入端集成一个光放大器。在光放大器和阵列波导光栅输出端之间形成一个光学腔,如果放大器的增益克服腔内的损耗,则有激光输出,输出波长由阵列波导光栅的滤波特性决定。通过直接调制各个放大器的偏置电流,就可以产生多波长的下行信号。MFL的波长间隔由阵列波导光栅中的波导长度差决定,可以精确控制,各波长可以通过控制同一个温度统一调节,便于波长监控,是理想的OLT光源。目前已经开发出16信道间隔为200GHz和20信道间隔为400GHz的MFL的产品,直接调制速率为622Mbit/s。


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