基于CD受限的WDM—PON討論

【摘要】 鑒于PON中的光纖鏈路損耗對光纖接入覆蓋范圍的影響，利用光纖色散受限模型對WDM-PON在光纖色散制約下的傳輸速率和距離進行了討論，獲得了不同接入速率下光信道傳輸距離的變化關系。從而為高速率的WDM-PON工程設計提供一定的參考。

【關鍵詞】 色散 PON 波分復用

一、引言

伴隨寬帶中國、光網城市等概念提出后，各種新業務不斷的涌現。EPON和GPON在光纖最后一公里問題解決后和用戶寬帶速率需求下得到了迅速的發展，同時早已應用在光纖傳輸網中的WDM技術也隨著技術發展逐漸被提到光纖接入網中。WDM-PON憑借自身所具有的WDM技術和PON的優點而被廣泛的研究，并逐步推向市場。

WDM-PON在接入網技術中能夠為更多的用戶提供更快的接入速率，從而避免了E/G-PON對用戶帶寬的限制[1]。然而從光纖傳輸技術考慮，路側的損耗雖然能夠限制接入網的覆蓋范圍，但隨著接入速率需求的提高，光纖色散（CD）對接入覆蓋范圍的影響也逐漸顯現。文章通過光纖色散對不同速率的WDM-PON傳輸距離的影響進行了分析，獲得了不同接入速率情況下的光信號限制距離的變化曲線，并得出不同接入速率下的WDM-PON最遠傳輸距離。從而為今后高速WDM-PON工程建設提供一些參考。

二、CD受限的WDM-PON分析

為方便對WDM-PON的色散進行分析，給出WDM-PON系統簡圖，如圖1所示。其中，處于ONU端的終端均被分配一個波長，這樣可以充分保證該ONU接入OLT的帶寬不被其他ONU占用。

由于每個ONU均各自連接一條光纖，并通過一個已分配的波長上聯WDM至OLT，所以可以通過提高OLT的光脈沖碼率提升ONU處的接入速率。但光信號的傳輸速率和距離成平方反比[2]，導致了ONU至OLT的距離受到了限制。同時，由于CD斜率的存在，WDM-PON中各個波道的CD值并不一致，從而使接入ONU的光纖鏈路長度并不一致。

本文在保證偏振模色散不對該研究內容影響條件下，給出采用無啁啾的1550nm單頻激光器系統，在入纖功率為1dBm時的傳輸距離計算 式中L為光纖鏈路長度（km）、D為光纖色散系數、B為光信號脈沖碼率。為使得計算盡量接近實際情況，光纖的色散斜率也被考慮[3]。其中，采用接入網常用的G.657d型光纖的參數：零色散波長為1324 nm；色散斜率為0.092 ps/（nm2·km）。圖2（a、b、c、d）分別給出C波段下ONU在不同接入帶寬下光纖CD值對于WDM-PON的光信號傳輸距離和光波道影響。

根據結果可以看出，隨著接入速率的提高OLT至ONU的光纖鏈路長度迅速降低，并且由于不同波長殘余色散的不同導致傳輸距離各不相同。與E/GPON的約60 km覆蓋范圍對比，基于CD受限的10Gbps（b）WDM-PON系統的最大覆蓋范圍僅為47.18 km，而1Gbps（c）、1.25Gbps（d）、2.5Gbps（e）、5Gbps（f）的接入覆蓋范圍限制的主要因素均為光纖鏈路損耗。所以，對于高速率的WDM-PON設計時，光纖衰減受限和CD受限等應該一起考慮。對于不同接入需求的情況下選擇主要的受限因素，并充分考慮未來業務需求，避免接入速率提高后業務無法開通情況，以適應未來高端用戶的高接入帶寬的需求[4]。

三、總結

通過利用光纖CD對WDM-PON傳輸距離的分析，獲得了不同接入速率條件下光纖CD對于WDM-PON建設中光纖鏈路長度的影響。同時由分析可知，在接入速率為大于10 Gbps時光纖CD對于無色散補償光纖的PON應被作為主要受限因素被考慮，并充分考慮光纖殘余色散影響以滿足WDM-PON中不同波長的要求。因此，高速WDM-PON設計或建設時，應對光纖資源進行實地光纖測試，為實際工程建設提供參考。

參 考 文 獻

[1] 吳承志，NG-PON2技術方案研究 [J]，電信科學， 2012（8）：31-39

[2] 謝桂月，謝沛榮，通信線路工程設計 [B]，人民郵電出版社2008 p：55-64

[3] 王會義，陳海嫦，40Gb/s長距離光纖傳輸系統的殘余色散影響研究 [J]，光通信技術 2012，36（11）：53-55

[4] 張成良，高速寬帶光傳輸技術發展展望 [J]，電信技術 2012（1）：10-11