波分复用的无源光网络翻译.doc

波分复用的无源光网络
6.网络用户用来上传数据的发射机
在一个波分复用的无源光网络（WDM-PON）里，每个用户都能通过上行波长将数据发给OLT。因此，每个用户都必须有一个光源来进行上行传输。产生的上行波长必须满足各自在RN处的WDM路由的滤波带通，因为波长漂移再加上滤波效应，会使功率损耗极大，并使波形变形，所以我们要对波长进行监测及稳定。但这样系统会变得复杂，并且需要很大的成本去维护具有精确波长的用户端激光光源。因此，我们提出了在OLT端使用集中式光源的WDM-PONs理念，这样所有用来上行传输的光源都是属于OLT的。因为在用户端没有使用激光光源，所以成本就可以控制得很低。另外一种方法是不在用户端区分波长，即用户的波长无关性。
6.1光源有精确波长的ONU
通常在WDM-PON中的每个ONU处安装一个波长精确的相干光源，例如分布式反馈（DFB）激光二极管，FP激光二极管或者VCSEL。为了能与上行路径中的RN、OLT处的波分复用器的滤波器带通相匹配，我们必须正确选择上行发射机的发射波长，因此必须对这些波长进行稳定或者锁定。
6.2光源无精确波长的ONU
6.2.1宽带光源的光谱分割
上行发射机可以通过在每个ONU处安装一个宽带光源（BLS）来实现，比如LED等等，然后通过位于RN处的波分复用器（WDM）对其进行光谱分割即可得到上行波长。因此我们需要WDM的滤波通带并且上行光源波长之间的不匹配。由于BLS不相干的特点，系统的性能就会受到限制。图11和12显示的是WDM-PON的两个例子，它们是应用LED光谱分割作为ONU处的上行发射机。
图11OLT和ONU处LED光源双向光谱分割的WDM-PON

图12WDM-PON将ONU处LED光源分割来上行发射及RN处使用AWG作为WDM路由
6.2.2注入锁定FP激光二极管
在每个ONU（网络用户单元）处可以安装直接调制的FP激光二极管来作为低损耗的上行发射机，它可以通过注入锁定的技术工作在准单纵模模式下。我们有多个方法来产生FP激光二极管的外部注入波长，例如，可以通过对来自OLT（光线路终端）的EDFA（掺铒光纤放大器）的自发辐射谱进行光谱分割得到。FP激光器可用的波长范围约为40nm，为了提高注入效率和输出功率，我们在前端镀了一层抗反膜来使其反射率减小到1%，得到传输比特率为155Mb/s，同时可以在一个宽温度范围内进行操作。同样的技术可以用来实现OLT端的下行发射机。正如图13所示，位于不同带（C带和L带）的两个BLSs被光谱分割然后注入OLT和ONU处的FP激光器。在[82]中，位于ONU处的FP激光器是通过其光功率部分反射回自己的腔内来进行自注入锁定的，反射器是布拉格光栅（FBG），放在RN处。这种方法不需要BLS，传输比特率为1.25Gb/s。在[83，84]中，OLT使用的是一个超连续光谱源，光谱宽度为130nm，来作为BLS，然后将这个光谱进行分割再注入位于ONU和OLT处的FP激光二极管，见图14。C带下行波长和L带上行波长的传输比特率显示均为622Mb/s。类似的，在[85]中，一个脉冲形式的超连续光源被用作BLS然后注入锁定位于ONU的FP激光二极管。

图13WDM-PON运用波长锁定的FP激光二极管

图14WDM-PON运用CW超连续光源作为宽带光源来注入锁定FP激光器
在[86]中，位于OLT的一组DFB（分布式反馈）激光二极管产生一个连续种子波长，然后该波长被分配给ONUs来注入锁定位于ONUs的FP激光二极管。由于种子光源高度相干，所以上行传输速率显示为10Gb/s。在[87，88]中，下行承载数据的波长被用来作为FP激光二极管的注入信号，这样就可以通过上行数据直接强度调制ONU端的FP激光二极管。下行调制格式选择的是：消光比变小的非归零码（NRZ），有恒定强度包络（见图15）的差分相移键控（DPSK），或者反归零码（IRZ）。下行信号中相对低的强度波动并没有使叠加的上行数据发生太多的相干。

图15WDM-PON的ONU处使用FP激光二极管运用DPSK下行数据和OOK上行数据，ONU通过下行波长注入锁定
6.2.3注入锁定的垂直腔面发射激光器（VCSEL）
在[90]中，ONU是用一个注入锁定的单模VCSEL来作为低花费的上行发射机。类似于[87-89]里面所说，VCSEL用2.5Gb/s调制的下行波长来注入锁定，用2.5Gb/s上行数据直接调制。然而，由于激光器腔长相对较短，所以可用的腔模式数很小。对于波长无关操作，我们可以在ONUs处放置相同的可调谐的VCSELs，波长调谐范围为1530nm到1620nm。
6.2.4有种子波长的反射型半导体光放大器（RSOA）
在每一个ONU处安装一个直接调制的单端口RSOA来作为低价格的上行发射机。因为R