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(fù)用




　　波分復(fù)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(yīng)用，WDM在接入網(wǎng)的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(luò)參考配置、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力和光波長使用分配，并對網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用策略進(jìn)行了探討。




一 使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)技術(shù)




1. 網(wǎng)絡(luò)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(qiáng)波段的光線路終端，WF表示波分復(fù)用功能/光功率分支/合成功能，ODN是光分配網(wǎng)絡(luò)，ONU是工作在基本波段的光網(wǎng)絡(luò)單元，E-ONU是工作在增強(qiáng)波段的光網(wǎng)絡(luò)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(jìn)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(wù)網(wǎng)與ODN之間的光接口，對來自O(shè)NU的信令和監(jiān)控信息進(jìn)行管理，為ONU及自身提供維護(hù)功能。







　　OLT發(fā)送機(jī)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(shí)現(xiàn)對各種電信號的處理與維護(hù)管理功能。



　　ONU發(fā)送機(jī)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(wù)。提供OLT和一個(gè)或多個(gè)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(jìn)行附加業(yè)務(wù)的傳輸，附加業(yè)務(wù)可以是圖像分配業(yè)務(wù)，也可以是數(shù)字信號。




2. 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力




　　使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)具有很強(qiáng)的業(yè)務(wù)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(qiáng)波段傳輸圖像分配業(yè)務(wù)及附加的數(shù)字信號，能夠?yàn)榫用窈蜕虡I(yè)用戶提供所有當(dāng)前已知的和正在討論的新業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)范圍從不同程度交互性的圖像分配業(yè)務(wù)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(wù)(如數(shù)字廣播、VOD、互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等)；對稱寬帶業(yè)務(wù)(如小型商業(yè)用戶的電信業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程咨詢等)；PSTN 和ISDN業(yè)務(wù)。




3. 網(wǎng)絡(luò)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(wù)的傳輸?shù)脑鰪?qiáng)波段， 增強(qiáng)波段可用于傳輸圖像分配業(yè)務(wù)或數(shù)字信號業(yè)務(wù)；根據(jù)增強(qiáng)波段的不同用途，ITU-T對光纖整個(gè)可用波段的使用提出了兩種方案。當(dāng)使用增強(qiáng)波段傳輸數(shù)字信號業(yè)務(wù)時(shí)，光纖整個(gè)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(hù)波段，1280～1460nm是ITU-T保留以便將來使用的波段，1460～1480nm也是保護(hù)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(hù)波段；



　　1539～1565nm是增強(qiáng)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(dāng)使用增強(qiáng)波段傳輸圖像分配業(yè)務(wù)時(shí)，增強(qiáng)波段處于1550～1560nm，增強(qiáng)波段與基本波段之間的保護(hù)波段為1500～1550nm。其他波段的使用與使用增強(qiáng)波段傳輸數(shù)字業(yè)務(wù)的情況相同。



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



　　設(shè)置保護(hù)波段是為了防止傳輸業(yè)務(wù)的波段之間出現(xiàn)干擾，基本波段和增強(qiáng)波段之間有保護(hù)波段，基本波段和增強(qiáng)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(yīng)用策略




　　使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)有多種應(yīng)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(yīng)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(yīng)用方式有其特點(diǎn)，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(yīng)寬帶業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)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(hù)；FTTH的應(yīng)用會促進(jìn)先進(jìn)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(jià)的下降。



　　FTTH是光接入網(wǎng)的發(fā)展方向，但對運(yùn)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(shè)，這會需要巨大的投資。在當(dāng)前運(yùn)營收入前景還不明朗的情況下，現(xiàn)實(shí)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(jìn)行升級，逐步進(jìn)行接入網(wǎng)的光纖化，最終實(shí)現(xiàn)FTTH。



　　總之，為滿足用戶對各種新業(yè)務(wù)特別是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，通信網(wǎng)必須實(shí)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(shè)投資很大，因此，運(yùn)營商要對在接入網(wǎng)中應(yīng)用光通信技術(shù)的策略進(jìn)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(shè)施的作用，盡可能利用現(xiàn)有銅線接入網(wǎng)設(shè)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(shí)還要考慮網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行業(yè)務(wù)的特點(diǎn)以及用戶對業(yè)務(wù)的需求及可接受的費(fèi)用。



三 結(jié)束語




　　使用WDM的寬帶光接入網(wǎng)具有很強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力，利用該網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營商在傳輸ATM-PON信號的同時(shí)，還能進(jìn)行圖像分配業(yè)務(wù)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(luò)中得到越來越多的應(yīng)用，以適應(yīng)運(yùn)營商提供各種新業(yè)務(wù)的需要。
(全文完)



摘自《世界電信網(wǎng)絡(luò)》