具有擴展能力的高可靠WDM-PON環(huán)型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究.pdf

1、受全球?qū)拵崴倮顺睕_擊，視頻會議、虛擬現(xiàn)實等應(yīng)用飛速發(fā)展，這些高寬帶業(yè)務(wù)已成為社會生活必不可少的一部分。然而，由于傳輸速率、帶寬以及距離上的瓶頸，傳統(tǒng)時分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)（Time Division Multiplexing Passive Optical Network， TDM-PON）已無法滿足用戶爆炸式增長的帶寬需求。與TDM-PON相比，波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)（Wavelength Division Multiplexing Pas

2、sive Optical Network，WDM-PON）不僅克服了光接入網(wǎng)現(xiàn)階段的發(fā)展瓶頸，還能提高網(wǎng)絡(luò)安全性，支持更多業(yè)務(wù)。
　　WDM-PON的性能主要受傳輸技術(shù)、調(diào)制方式、光器件及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等影響，但已有研究較少關(guān)注網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計，尤其是在可靠性及擴展性方面。目前，接入網(wǎng)正朝著大容量、多業(yè)務(wù)方向邁進，對WDM-PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的規(guī)模及可靠性也提出更高要求。為保證下一代光接入網(wǎng)能夠更好滿足與日俱增的用戶需求，新型WDM-PON網(wǎng)

3、絡(luò)架構(gòu)不僅要具備為用戶提供服務(wù)的能力，更應(yīng)具備高可靠、可擴展等特性。本文重點研究具有擴展能力的高可靠性WDM-PON環(huán)型系統(tǒng)實現(xiàn)方案，主要研究工作及成果如下：
　　1.針對現(xiàn)階段光接入網(wǎng)規(guī)模及容量無法滿足未來呈指數(shù)型增長的用戶數(shù)及帶寬需求的問題，提出一種基于雙纖相切環(huán)的可擴容升級WDM-PON接入網(wǎng)架構(gòu)，根據(jù)系統(tǒng)運行狀態(tài)切換工作模式，并通過馬赫曾德爾再調(diào)制技術(shù)，在光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit，ONU）實現(xiàn)無

4、色化。該方案創(chuàng)新點在于：1)雙光纖設(shè)計使上、下行信號可以獨立傳輸，有效避免鏈路間串?dāng)_，同時環(huán)型結(jié)構(gòu)使信號能夠雙向流通，提高網(wǎng)絡(luò)生存性。2）切點處的遠端結(jié)點（Remote Node， RN）保證主環(huán)與子環(huán)間信號傳輸，是網(wǎng)絡(luò)進行擴容升級的關(guān)鍵。3）光路倒換開關(guān)使信號能夠在雙光纖間靈活切換，有效應(yīng)對光纖故障，簡化系統(tǒng)設(shè)計。仿真結(jié)果顯示，所提方案具有較好的傳輸性能，能夠有效對網(wǎng)絡(luò)進行擴容升級。
　　2.針對下一代大容量、高速率光接入網(wǎng)的安

5、全傳輸及保護問題，提出一種樹+環(huán)的高可靠WDM-PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過多級保護模式對系統(tǒng)進行全方位保護，在ONU端運用基于反射型半導(dǎo)體光放大器的光回環(huán)技術(shù)，實現(xiàn)波長重用。該方案創(chuàng)新點在于：1）兼具樹型結(jié)構(gòu)和環(huán)型結(jié)構(gòu)的特點，技術(shù)成熟、功能強大。2）具有高可靠性，能夠通過不同工作模式對系統(tǒng)提供保護。3）主環(huán)RN保證了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴展、信息匯聚及模式切換，其中光纖布拉格光柵與濾波器的反射、過濾作用，能夠有效減少信號間的干擾，提高系統(tǒng)傳輸性能。仿真結(jié)