基于PON的综合光接入方案

分析TDM-PON(时分复用无源光网络)存在的问题,介绍WDM-PON(波分复用无源光网络)的工作原理、系统结构及其优势。在此基础上,结合设备厂商已经商用的设备,提出有线业务与无线业务综合光接入方案,总结该接入方案的优点,对于运营商提高光纤资源利用率和企业效益有一定的参考价值。     

正交频分复用无源光网络

认为当采用低频段的射频资源时,色散导致的双边带功率衰落对正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)的影响很小。基于时分复用(TDM)架构的OFDMPON,充分利用正交频分复用(OFDM)技术的优势与TDM架构的无色性,与现有的以太网无源光网络(EPON)、千兆比无源光网络(GPON)兼容性高,是解决上行无色性传输的最优方案。基于OFDM的时波分复用无源光网络(TWDM-PON)充分利用了OFDM调制优势,用来提升单载波容量,在不改变TWDM-PON系统结构情况下,实现100 Gbit/s的高速接入,是未来无源光网络的重要候选方案。     

基于波分复用的无源光网络技术

无源光网络(PON)技术是解决接入网“最后一公里”瓶颈问题最具吸引力的方法之一,特别是近年来光通信技术的发展使得波分复用的无源光网络技术(WDM-PON)的实现在经济和技术上变的可行。首先介绍了一种TDM-PON和WDM-PON共存的系统,并着重阐述了全波分复用的无源光网络(full WDM-PON)技术,对光纤色散、AWG温度稳定性问题以及非线性效应等在WDM-PON建设中需要解决的一些关键技术进行了讨论。     

基于认知无线电的ROF-PON光无线接入技术

文章提出了基于认知无线电的光纤无线通信系统-无源光网络(ROF-PON)光无线接入网络系统结构。该方案光纤中直接传输射频信号。光层可采用波分复用-无源光网络(WDM-PON)技术(也可以是一个定制的光接入层)。远端的光网络单元(ONU)将得到的传感信息回传到中心局(CO),应用认知无线电技术进行处理。频谱感知和信道接入等都在CO处理,降低了整个系统的复杂度,发挥了光纤无线通信系统(ROF)的优势,也发挥了认知无线电在管理频谱方面的特长。     

下一代无源光网络技术

随着时分复用无源光网络（TDM-PON）,宽带无源光网络（BPON）,以太网无源光网络（EPON）,千兆比特无源光网络技术（GPON）的日渐成熟和逐步被采用,如何定位下一代无源光网络（PON）技术的发展方向已是国内外关注的焦点课题。因此,在结合国际新兴的10千兆比特无源光网络（10G EPON）,波分复用无源光网络（WDM-PON）,波分复用/时分复用混合无源光网络（WDM/TDM混合PON）,长距离无源光网络（Long-reach PON）以及无源光网络/光纤射频系统会聚（PON/ROF）等技术的基础上讨论下一代PON技术的发展趋势,重点分析了这些技术的可行性和所存在的优缺点,并在文章最后给了作者的总结性概括。     

基于光纤无线融合的射频无源光网络

文章认为为了实现更大的光接入网容量,并能更好地完成多业务的承载与融合,亟待发展下一代光接入网技术。文章提出了基于光纤无线融合的射频无源光网络(RPON),其不仅具有现有无源光网络系统低成本和易管控的特点,还具备光载射频系统灵活度高和移动性好的优势。该系统通过光生毫米波和波分复用的方式,实现了1Gb/s多媒体业务的单纤上下行传输,达到了10km光纤和5m无线的接入距离,能够满足低成本化推广应用要求。     

WDM-PON技术研究

互联网技术持续快速发展,各种新业务层出不穷,使人们对网络接入带宽的需求持续增加,如何能够提供更大的带宽成为当务之急。WDM-PON(波分复用无源光网络)技术的出现,使得大带宽、低接入成本成为可能。文章主要对WDM-PON基本原理、主要特点、关键技术及发展难点进行研究,以期能够更快地推进WDM-PON技术进入实际应用。     

基于40G相干无源光网络系统光线路终端的流量均衡策略实验

云计算等分布式高带宽消耗业务对下一代无源光网络(NG-PON2)提出了大容量、长距离和广覆盖的发展要求。随着NG-PON2技术的发展,无源光网络(PON)系统的光线路终端(OLT)设备结构也日益呈现出复杂化和异构等特点。导致PON网络中出现了传统核心网中,由于链路和端口资源利用不均衡所带来的网络阻塞和带宽利用率低的问题。基于40 G相干PON实验系统研究了OLT设备流量均衡问题,提出了一种基于负载均担的实时监测上报告警和周期性调整相结合的动态流量均衡策略。实验结果表明所设计的动态流量均衡策略可以有效地降低PON网络阻塞率和提高带宽利用率。     

下一代光通信技术的发展

由于WDM系统的出现和发展,SDH技术开始向网络边缘转移,作为融合的多业务节点;40G传输系统的实用化受限于材料、传输媒质的色散和系统的性价比;波分复用系统向超大容量和超长距离发展;城域网WDM技术需要继续改进性价比;自动光交换网络(ASON)使光联网走出静态的局限;未来的网络将实现IP层与光传送层的融合,网络演进路径有两种方式:重迭模型和集成模型;以太网与无源光网络的结合———以太网无源光网络(EPON)的发展潜力巨大,其标准正在加紧制定中。     

下一代光无源网络(NG-PON)主流技术

FTTH是未来宽带接入网发展的必然趋势,无源光网络(PON)技术以其纯介质网络特性获得越来越广泛的认可及部署,被认为是FTTH的最佳解决方案.文章综述了下一代无源光网NG-PON,扼要地介绍、分析了10G EPON、WDM-PON的工作原理和实现方案,提出了NG-PON的演进思路.     

NG-PON2技术方案研究

随着EPON、GPON的规模部署和10 Gbit/s PON标准的制定,FSAN组织已经启动了NG-PON2的标准化工作.本文将分析运营商对NG-PON2的技术需求,并对TDM-WDM-PON、WDM-PON 、OFDM-PON等多种备选技术方案进行探讨,研究这些技术的可实现性和与现有网络共存等问题.     

基于NG-PON2的LTE信号和有线宽带 信号混传接入技术研究

对于运营商来说,为了应对皮飞站的大规模部署和用户日益增长的有线接入速率需求,充分利用好PON和4G 的各自优势,建立PON+LTE的融合宽带网络,实现优势互补,可为用户提供体验一致的高速宽带接入服务。文章详细分析了在NG-PON2中将LTE小基站信号和高速有线宽带信号混传的技术。仿真结果显示,在NG-PON2的备选技术-正交频分复用无源光接入网(OFDM-PON)中混传无线LTE信号和高速有线宽带信号可以省去无线信号的上下变频处理,技术实现简单,可以提升接入信号的多样性和速率。     

PON技术的发展及演进

系统叙述了PON技术在发展过程中各阶段不同系统的特性,介绍了目前正在进行标准化过程中的NG—PON2系统的基本特征,并探讨了目前GPON、EPON系统如何向NG—PON2系统演进的方案。     

100/200 Gb/s数字相干光模块的光信噪比测试

线路侧光模块CFP2-DCO在4G/5G网络建设中具有重要而广泛的应用,而光信噪比(OSNR)指标是评估其性能的重要参数。光纤通信系统中的偏振模色散(PMD)及色度色散(CD)的干扰,对OSNR性能有重要的影响,PMD及CD的干扰对系统OSNR造成的劣化即为PMD、CD的OSNR代价。探讨了OSNR的不同测试方法,并针对通信设备制造商在实验室对OSNR进行测试的需求,搭建了一种OSNR及PMD、CD干扰代价的自动化测试平台。利用该平台对CFP2-DCO的OSNR及PMD、CD的OSNR代价进行了测试,并进一步测试得到叠加PMD、CD干扰后的OSNR代价及PMD、CD与OSNR的关系曲线。测试结果表明:PMD、CD的干扰越大,通信系统对OSNR的要求越高,因此应尽量降低系统的PMD、CD干扰,从而可以优化系统性能,提高通信质量。     

50-Gb/sPAM-4调制NG-PON系统中的基于特征向量构建的改进型SVM均衡算法

本文针对低成本下一代无源光网络(NG-PON)传 输系统中带宽限制和光纤累计色散所产生的严重码间串扰问题,提出了一种基于特征向量 构建的改进型支持向量机(SVM)的均衡 算法。该算法充分考虑了码间串扰信号的特性,并在此基础上构建了新颖的特征向量,从而 适用于带限NG-PON系统中。此外,为了实现对PAM-4信号的多分类任务,该算法采用了 多对多(MVM)的方法训练三个独立SVM分类器。本文搭建了基于10-G 带宽光电器件的 50-Gb/sPAM-4信号传输实验来进一步验证本算法的可行性。实验结 果表明,相比于经典 前馈均衡器(FFE)和判决反馈均衡器(DFE),本算法可将接收灵敏度在HD-FEC门限下 (BER=3.8e－3)提高约1dB,从而使系统 在不使用任何放大器的情况下功率预算达到了20 dB。 此外,本方案对CDR定时偏移误差更稳定,可在相当大的偏移范围内保持可观的性能。因 此,该方案可被应用在NG-PON系统中用于更好的提升系统传输性性能。     

Adaptive Loading Algorithm Implemented in AMOOFDM for NG-PON System Integrating Cost-Effective and Low-Bandwidth Optical Devices

We experimentally investigate the transmission performance of a novel modulation based on a recently proposed technique of adaptively modulated optical orthogonal frequency- division multiplexing (AMOOFDM) for next-generation passive optical network (NG-PON). This signal was generated by direct modulation of cost-effective and low-bandwidth commercially available distributed-feedback and vertical-cavity surface-emitting lasers. Using the Levin–Campello adaptive bit-loading algorithm for channel capacity optimization over AMOOFDM modulation to reach maximum transmission performance, we experimentally demonstrated that high bit rate can be transmitted in optical access network without the need for chromatic dispersion compensation and optical amplification on the link.      

160 Gb/s-Based Field Transmission Experiments Using Polarizer-Based PMD Compensator With Optical Power Monitor

Higher bit-rate transmission is attractive for improving network resource efficiency and reducing the complexity of network management in future transmission systems. However, chromatic dispersion and polarization mode dispersion (PMD) are one of the most serious impairments. In particular, PMD should be compensated for dynamically because it changes rapidly according to environmental variations such as temperature change and mechanical vibration. Therefore, an adaptive PMD compensator is indispensable for higher bit-rate transmission systems. In this paper, we employed a simple and bit-rate independent PMD compensator based on a polarizer with an optical power monitoring scheme in 160 Gb/s-based field experiments. By using the PMD compensator, the single channel transmission of a 160 Gb/s return-to-zero differential phase-shift-keying modulation signal over an installed fiber link with buried and aerial cable routes was successfully achieved. Approximately 1 dB of Q-factor was improved by using the PMD compensator when PMD impairment was maximized. Through these experiments, the effectiveness of the PMD compensator in the higher bit-rate transmission systems was confirmed in the field environment. Furthermore, single-polarization 8times160 Gb/s wavelength division multiplexing transmission over the installed 200 km standard single mode fiber without polarization demultiplexing was successfully achieved by using the simple PMD compensator.     

下一代无源光网络节能关键技术

从网络分层、接入网设备以及新型网络架构3个角度对下一代无源光网络(NG-PON)的节能技术进行分析研究。基于NG-PON的标准工作和节能关键技术,提出了基于网络编码(NC)的NG-PON节能调度机制,实现了不同节能技术之间的综合应用,并在提高节能效率的同时有效提升了网络性能。研究表明不同的NG-PON节能技术既有其各自独立优势和特点,同时也具有交叉和关联性,从而可以以较为综合的方式运用节能技术以降低NG-PON中的能源消耗。     

基于光环形器的光传送网通信偏振模色散抑制

为了降低光传送网传输过程中产生的偏振模色散对传输信号质量的影响,采用将光环形器置于光传送网光放大器前端的方法,对光传送网通信传输中的偏振模色散效果进行了仿真。经过偏振模色散抑制后,传输眼图具有更加明显的张开状态,系统的传输性能有一定的提高,在一定程度上抑制了光传送网中存在的偏振模色散,有效改善了信号的质量。结果表明,从添加光环形器前后补偿偏振模色散的误比特率计算结果发现,误比特率的效率提高了约1倍,光环形器对光传送网通信的偏振模色散现象具有显著的抑制效果。该方案对不同传输速度的偏振态光信号延迟进行等效补偿,最终实现补偿偏振模色散的效果。