WDM-PON для нового поколения оптических cетей широкополосного доступа
Автор перевода: Бахруллои Ф.
ОБЗОР
Последние исследования в области WDM-PON
сетей доступа, архитектуры и связанных с ним технологий и систем,были
рассмотрены в данной статье. Будут рассмотрены некоторые ключевые вопросы,
актуальные в WDMPON, в том числе и вопрос о потенциальной роли WDM-PON вследующих
поколениях оптических сетей широкополосного доступа также.
1 Введение.
TDM-PON системы, такие как BPON и GPON,развертываются
в нынешнем поколении FTTH / FTTP доступа сетей. Для предоставления
широкополосного доступа предлагают TriplePlayуслуги, включая видео, дату и
голос. В ближайшем будущем, как было согласовано,сети на основе WDM поспособствуют
благоприятному развитиюсетей следующего поколения с оптическимширокополосным
доступом [1-4]. WDM-PON обещает способствовать проникновению WDM технологии
оптических сетей доступа и обеспечивать облуживание абонентов на высшем уровне.
Каждый оптический сетевой блок (ONU) будет обслуживать выделеннаяему длина
волныканала, взаимодействующая с центральным офисом илиоптическим терминалом
линии (OLT). Проблемы,обусловленные с временным разделением оптических сетей доступа, также могутбыть
устранены, так как все исходящие длинные
волны будут мультиплексированы на удаленном узле (RN) без какого-либо сигнального
столкновения. Каждый ONU может использовать выделенную полосу пропускания, которая может
быть легко масштабируема в соответствии с необходимостьюотдельных ONU. Этов дальнейшем
увеличит потенциал системы и даст гибкую модернизацию сети доступа.
2.
Ключевые вопросы WDM PON сетей.
Среди многочисленных тем исследований
WDM-PON, естьнесколько ключевых тем, которые в настоящее время наиболее
интересны[5-18]:(1) развитие WDM-PON архитектуры защитыдля восстановления схемы
движения;(2) исследование WDM-PON архитектуры проектирования с "бесцветным"
(без специфики длины волны)и "без источников" ONU, вероятно, с
централизованнымисточником света для исходящего потока (downstream)
распределения на ONU дляповторной модуляции и передачи во входящий поток (upstream);(3)
сравнение WDM-PONsсвыделенной и широкополосной пропускной способностью, плавным
переходом и гибкой модернизацией с нынешним поколением TDM-PON. Эти вопросы
направлены наповышение функциональных возможностей сетей WDM-PON и обеспечение
более низкой стоимости установки, эксплуатации иобслуживания.
3.
WDM PON архитектуры защиты для восстановления трафика.
Обычные пассивные оптические сети адаптированы
на оптические волокнадублирования и сценарии защитного переключения
дляProtectionNetwork.Все каналы в процессе эксплуатации могут на мгновение
прерваться из-за стоящей защитыпереключения даже в случае обрыва одного из распределенных волокон.Для решения этой
проблемы, были предложены групповая схема защиты [5,6] инесколько живучих
сетевых архитектур [5-8], которые подходят для защиты и восстановление траффика
в WDM-PONs. Основная идея заключается всоединения между двумя соседними ONU
[5,6] или RNs [8]частей, или пары волокон таким образом, что повреждённый двунаправленныйтрафик может быть перенаправлен
через соседние ONU или RN.Новые схемы назначения длин волн были предложеныдля содействия
интеллектуальным длинам волнв изменении маршрутов для восстановления трафика. В
работе [7]была предложенадополнительная схема переключения путей, и все переключения
защиты были выполненывOLT, чтобы защитить и волокнаи распределения волокон.
Такие архитектура защитыи схем WDM-PON может стать существенно важными в
оптическом проектировании сетей доступа следующего поколения,используя WDM, так
как высокая пропускная способность способствует надежному увеличению спроса. Это обязательно приведет к
повышениюсложности сетей широкополосного доступаWDM, но этоможет стать основой
для достижения целидляпредоставления высококачественных услуг широкополосного
доступа.
4.
Бесцветная ONUs.
Чтобы снизить стоимость WDM-PONs,
желательно разработать недорогой и бесцветный ONU.ONU должен быть бесцветным
(другими словами, не для конкретной
длины волны), чтобы уменьшить расходы на эксплуатацию,управление и обслуживание
(OA & M) функций,а также стоимость производства, так как массовое
производствостановится возможным только с одним спецификацией ONU.В последнее
время были предложены несколько схем бесцветных ONU для WDM-PONs.
Централизованный широкополосныйисточник света на OLT, такой как: SLD [9,10], лазер
Fabry-Perot(FP) [11], суперконтинуумная-основаширокополосного источника света[12],
спектрально нарезан на RN и распространенкаждому ONU как входящий (upstream)носитель
для модуляции данных. В[11-19], диоды
лазера Fabry-Perot(FP) [13,14], отражающие полупроводниковые оптические
усилители (R-SOA) [15-18] илипри вертикальном резонаторе и поверхностном
излучении лазера (VCSEL) [19], применяются на каждой ONU, и вводятся светом
усиленного спонтанного излучения (ASE), чтобы обеспечить источник света для входящего
(upstream) трафика. Тем не менее, вовходящем потоке (upstream) битовая скорость
была ограничена до 1,25 Гбит / с.Другой подход к достижению передачиданных по входящему
потоку (upstream) – это использование повторнойпередачиили повторного
модулированияпотокав ONU, что не требует источника света в ONU. В WDM-PON используется
централизованныйисточник света в OLT, исходящий сигнал (downstream)поступает в ONU, где оно
частично расщепляется и поступает в
оптический приемник для последующего приема данных. Остальные сигналы подаются
вовходящий поток (upstream), где исходящий сигнал (downstream) повторно модулируются через
оптическиймодулятор, с upstream данными [20-23]. Повторномодулированныеupstream
сигналы, в конце концов, направляются обратно нацентральный офис через RN.
Благодаря такой архитектуре downstream, принятый на ONU повторно, используется
в качествеupstream данных. Таким
образом, длина волны не учитывается в источниках света, который требуется на
ONU, и эта упрощает управление длиной волны. Несколько схем были предложены для
выполнения стирания данных черезподачу сигнала-блокировкилазерных диодовФабри-Перо,
а такжепринятия различных схем модуляции постоянной интенсивности,в том числе
DPSK [21], FSK [22], обратный-RZ [23], таким образом, downstream сигнал и
upstream АSК сигнал можетлегко модулироваться в нем, через оптическую
интенсивностьмодулятора.
5.
Будущее миграции.
Мы обрисовали в общих чертах ключевые
вопросы текущего исследовательского интереса к сетям доступа WDM PON и кратко обсудилипонятия.
Кроме того, важно учитывать вопрос, касающийся гибкого перемещения и модернизацииотPONs BPON и GPON,развернутых в
настоящее время, кархитектуре WDM-PONследующему поколения. Этодолжно быть
достигнуто с минимальными изменениямиустановленного ??пассивного внешнего волокна, обеспечивая
при этомвозможность предоставления экономически эффективных,ультра-широкополосных
услуг с высокой пропускной способностью оптическогодоступа, производительностью
и надежностью сети.