具有擴展能力的高可靠WDM-PON環(huán)型網絡架構研究.pdf

1、受全球寬帶提速浪潮沖擊，視頻會議、虛擬現(xiàn)實等應用飛速發(fā)展，這些高寬帶業(yè)務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)時分復用無源光網絡（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，波分復用無源光網絡（Wavelength Division Multiplexing Pas

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

3、絡架構不僅要具備為用戶提供服務的能力，更應具備高可靠、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)階段光接入網規(guī)模及容量無法滿足未來呈指數型增長的用戶數及帶寬需求的問題，提出一種基于雙纖相切環(huán)的可擴容升級WDM-PON接入網架構，根據系統(tǒng)運行狀態(tài)切換工作模式，并通過馬赫曾德爾再調制技術，在光網絡單元（Optical Network Unit，ONU）實現(xiàn)無

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

5、全傳輸及保護問題，提出一種樹+環(huán)的高可靠WDM-PON網絡架構，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體光放大器的光回環(huán)技術，實現(xiàn)波長重用。該方案創(chuàng)新點在于：1）兼具樹型結構和環(huán)型結構的特點，技術成熟、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保證了網絡規(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