使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)

王俊華

本文作者王俊華先生，中國電子系統(tǒng)工程公司通信研究所高級工程師。

　　關(guān)鍵詞：光接入網(wǎng)　接入網(wǎng)　波分復用




　　波分復用(WDM)是一種開發(fā)光纖巨大帶寬資源的有效技術(shù)手段，它既適用于光傳送網(wǎng)，也適用于光接入網(wǎng)。WDM在光傳送網(wǎng)中已經(jīng)得到廣泛應用，WDM在接入網(wǎng)的應用也已經(jīng)引起了人們的濃厚興趣，ITU-T已經(jīng)完成了使用WDM的寬帶接入網(wǎng)標準制定(建議號為G.983.3)。



　　本文主要介紹使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)的技術(shù)，包括網(wǎng)絡參考配置、網(wǎng)絡業(yè)務能力和光波長使用分配，并對網(wǎng)絡的應用策略進行了探討。




一 使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)技術(shù)




1. 網(wǎng)絡參考配置




　　使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)參考配置如圖1所示。圖中OLT是工作在基本波段的光線路終端，E-OLT是工作在增強波段的光線路終端，WF表示波分復用功能/光功率分支/合成功能，ODN是光分配網(wǎng)絡，ONU是工作在基本波段的光網(wǎng)絡單元，E-ONU是工作在增強波段的光網(wǎng)絡單元，AF表示適配功能。使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)利用OLT和ONU進行雙向ATM信號傳輸，下行信號由OLT到ONU，速率為155Mb/s和622Mb/s，上行信號由ONU到OLT，速率為155Mb/s。OLT的作用是提供業(yè)務網(wǎng)與ODN之間的光接口，對來自ONU的信令和監(jiān)控信息進行管理，為ONU及自身提供維護功能。







　　OLT發(fā)送機向ONU發(fā)出的下行信號速率有155Mb/s和622Mb/s兩種，光源采用多縱模激光器(MLM-LD)或單縱模激光器(SLM-LD)，光源工作波長為1480～1500nm，線路采用加擾不歸零(NRZ)。



　　ONU位于ODN和用戶之間，ODN側(cè)具有光接口，而用戶側(cè)為電接口，因此，ONU具有光電變換功能，并能實現(xiàn)對各種電信號的處理與維護管理功能。



　　ONU發(fā)送機向OLT發(fā)出的上行信號速率為155Mb/s，光源采用多縱模激光器或單縱模激光器，光源工作波長為1260～1360nm，線路采用加擾NRZ。



　　ODN位于ONU和OLT之間，其主要功能是完成光信號的功率分配任務。提供OLT和一個或多個ONU之間需要的光通道，ODN中傳輸上行和下行的雙向信號。ODN主要由光分支器和光纖構(gòu)成，通常是樹形結(jié)構(gòu)，分支器的分光比為16或32，光纖采用符合G.652建議要求的單模光纖。使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)利用E-OLT和E-ONU進行附加業(yè)務的傳輸，附加業(yè)務可以是圖像分配業(yè)務，也可以是數(shù)字信號。




2. 網(wǎng)絡業(yè)務能力




　　使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)具有很強的業(yè)務傳輸能力， 除能傳輸ATM信號(上行信號速率為155Mb/s，下行信號速率為155Mb/s或622Mb/s)外，還能利用增強波段傳輸圖像分配業(yè)務及附加的數(shù)字信號，能夠為居民和商業(yè)用戶提供所有當前已知的和正在討論的新業(yè)務，業(yè)務范圍從不同程度交互性的圖像分配業(yè)務到電子數(shù)據(jù)傳遞、LAN互聯(lián)、透明的虛通道等，包括非對稱寬帶業(yè)務(如數(shù)字廣播、VOD、互聯(lián)網(wǎng)、遠程教學、遠程醫(yī)療等)；對稱寬帶業(yè)務(如小型商業(yè)用戶的電信業(yè)務、遠程咨詢等)；PSTN 和ISDN業(yè)務。




3. 網(wǎng)絡中光波長使用分配




　　在使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)中，上下行信號在一根光纖中傳輸，上行ATM信號在1.3μm波長區(qū)傳輸，下行ATM信號在1.5μm波長區(qū)傳輸。



　　傳輸下行ATM信號只占用1.5μm波長區(qū)中的一部分帶寬，這部分帶寬叫基本波段；1.5μm波長區(qū)中還有用于附加新業(yè)務的傳輸?shù)脑鰪姴ǘ危?增強波段可用于傳輸圖像分配業(yè)務或數(shù)字信號業(yè)務；根據(jù)增強波段的不同用途，ITU-T對光纖整個可用波段的使用提出了兩種方案。當使用增強波段傳輸數(shù)字信號業(yè)務時，光纖整個可用波長的使用劃分如下： 1260～1360nm是1310nm波段，用于傳輸上行155Mb/s的上行ATM信號；



　　1360～1480nm是中間波段，其中1360～1380nm是保護波段，1280～1460nm是ITU-T保留以便將來使用的波段，1460～1480nm也是保護波段；



　　1480～1500nm是基本波段，用于傳輸下行155Mb/s或622Mb/s的ATM信號；



　　1500～1539nm是保護波段；



　　1539～1565nm是增強波段，用于傳輸附加的數(shù)字信號；



　　1665以上為L波段，由ITU-T保留以便將來分配使用。



　　當使用增強波段傳輸圖像分配業(yè)務時，增強波段處于1550～1560nm，增強波段與基本波段之間的保護波段為1500～1550nm。其他波段的使用與使用增強波段傳輸數(shù)字業(yè)務的情況相同。



　　值得注意的是，增強波段不僅可用于傳輸下行信號，在使用DWDM時，也可用于傳輸上行信號。



　　設置保護波段是為了防止傳輸業(yè)務的波段之間出現(xiàn)干擾，基本波段和增強波段之間有保護波段，基本波段和增強波段之間加隔離器與否取決于信號光功率的大小和調(diào)制方式等因素。




二 使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)應用策略




　　使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)有多種應用方式，包括光纖到家(FTTH)、光纖到大樓/路邊(FTTB/C)和光纖到交接箱(FTTCab)(見圖2)。








　　FTTB/C 和 FTTCab 的應用方式基本相同，相比之下，F(xiàn)TTB/C方式中光纖更接近用戶家庭，使用的金屬線較短。



　　FTTH的應用方式有其特點，主要是ONU安裝在用戶室內(nèi)，工作環(huán)境較好；可通過更換ONU提升接入網(wǎng)通信能力，適應寬帶業(yè)務和多媒體業(yè)務的需要；由于系統(tǒng)只使用光纖一種傳輸媒質(zhì)，同既有光纖又有金屬線的系統(tǒng)相比，這種系統(tǒng)更便于維護；FTTH的應用會促進先進光電技術(shù)的發(fā)展，光模塊的大量生產(chǎn)會加快系統(tǒng)造價的下降。



　　FTTH是光接入網(wǎng)的發(fā)展方向，但對運行商來說，如果直接使用FTTH方式，一次完成全光纖化的接入網(wǎng)建設，這會需要巨大的投資。在當前運營收入前景還不明朗的情況下，現(xiàn)實的策略還是先在接入網(wǎng)中部分使用光纖，采用FTTB/C和FTTCab方式，以后再投資進行升級，逐步進行接入網(wǎng)的光纖化，最終實現(xiàn)FTTH。



　　總之，為滿足用戶對各種新業(yè)務特別是高速數(shù)據(jù)業(yè)務的需求，通信網(wǎng)必須實現(xiàn)寬帶化。同采用光技術(shù)構(gòu)建寬帶核心網(wǎng)一樣，接入網(wǎng)的寬帶化也必須采用光技術(shù)。不過，由于接入網(wǎng)建設投資很大，因此，運營商要對在接入網(wǎng)中應用光通信技術(shù)的策略進行研究。一方面要積極采用光技術(shù)，縮短光纖到用戶的距離，另一方面還要考慮發(fā)揮現(xiàn)有電信基礎(chǔ)設施的作用，盡可能利用現(xiàn)有銅線接入網(wǎng)設施，開發(fā)利用通向用戶最后一公里銅線的頻帶資源，采用各種具有新的調(diào)制方式和線路編碼方式的xDSL系統(tǒng)；同時還要考慮網(wǎng)絡上運行業(yè)務的特點以及用戶對業(yè)務的需求及可接受的費用。



三 結(jié)束語




　　使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)具有很強的業(yè)務能力，利用該網(wǎng)絡，運營商在傳輸ATM-PON信號的同時，還能進行圖像分配業(yè)務和數(shù)字信號的傳輸。因此，隨著WDM技術(shù)的成熟特別是元器件及系統(tǒng)成本的下降，這種系統(tǒng)將會在網(wǎng)絡中得到越來越多的應用，以適應運營商提供各種新業(yè)務的需要。
(全文完)



摘自《世界電信網(wǎng)絡》