王俊华
本文作者王俊华先生，中国电子系统工程公司通信研究所高级工程师。
关键词：光接入网 接入网 波分复用
波分复用(WDM)是一种开发光纤巨大带宽资源的有效技术手段，它既适用于光传送网，也适用于光接入网。WDM在光传送网中已经得到广泛应用，WDM在接入网的应用也已经引起了人们的浓厚兴趣，ITU-T已经完成了使用WDM的宽带接入网标准制定(建议号为G.983.3)。
本文主要介绍使用WDM的宽带光接入网的技术，包括网络参考配置、网络业务能力和光波长使用分配，并对网络的应用策略进行了探讨。
一 使用WDM的宽带光接入网技术
1. 网络参考配置
使用WDM的宽带光接入网参考配置如图1所示。图中OLT是工作在基本波段的光线路终端，E-OLT是工作在增强波段的光线路终端，WF表示波分复用功能/光功率分支/合成功能，ODN是光分配网络，ONU是工作在基本波段的光网络单元，E-ONU是工作在增强波段的光网络单元，AF表示适配功能。使用WDM的宽带光接入网利用OLT和ONU进行双向ATM信号传输，下行信号由OLT到ONU，速率为155Mb/s和622Mb/s，上行信号由ONU到OLT，速率为155Mb/s。OLT的作用是提供业务网与ODN之间的光接口，对来自ONU的信令和监控信息进行管理，为ONU及自身提供维护功能。
OLT发送机向ONU发出的下行信号速率有155Mb/s和622Mb/s两种，光源采用多纵模激光器(MLM-LD)或单纵模激光器(SLM-LD)，光源工作波长为1480～1500nm，线路采用加扰不归零(NRZ)。
ONU位于ODN和用户之间，ODN侧具有光接口，而用户侧为电接口，因此，ONU具有光电变换功能，并能实现对各种电信号的处理与维护管理功能。
ONU发送机向OLT发出的上行信号速率为155Mb/s，光源采用多纵模激光器或单纵模激光器，光源工作波长为1260～1360nm，线路采用加扰NRZ。
ODN位于ONU和OLT之间，其主要功能是完成光信号的功率分配任务。提供OLT和一个或多个ONU之间需要的光通道，ODN中传输上行和下行的双向信号。ODN主要由光分支器和光纤构成，通常是树形结构，分支器的分光比为16或32，光纤采用符合G.652建议要求的单模光纤。使用WDM的宽带光接入网利用E-OLT和E-ONU进行附加业务的传输，附加业务可以是图像分配业务，也可以是数字信号。
2. 网络业务能力
使用WDM的宽带光接入网具有很强的业务传输能力， 除能传输ATM信号(上行信号速率为155Mb/s，下行信号速率为155Mb/s或622Mb/s)外，还能利用增强波段传输图像分配业务及附加的数字信号，能够为居民和商业用户提供所有当前已知的和正在讨论的新业务，业务范围从不同程度交互性的图像分配业务到电子数据传递、LAN互联、透明的虚通道等，包括非对称宽带业务(如数字广播、VOD、互联网、远程教学、远程医疗等)；对称宽带业务(如小型商业用户的电信业务、远程咨询等)；PSTN 和ISDN业务。
3. 网络中光波长使用分配
在使用WDM的宽带光接入网中，上下行信号在一根光纤中传输，上行ATM信号在1.3μm波长区传输，下行ATM信号在1.5μm波长区传输。
传输下行ATM信号只占用1.5μm波长区中的一部分带宽，这部分带宽叫基本波段；1.5μm波长区中还有用于附加新业务的传输的增强波段， 增强波段可用于传输图像分配业务或数字信号业务；根据增强波段的不同用途，ITU-T对光纤整个可用波段的使用提出了两种方案。当使用增强波段传输数字信号业务时，光纤整个可用波长的使用划分如下： 1260～1360nm是1310nm波段，用于传输上行155Mb/s的上行ATM信号；
1360～1480nm是中间波段，其中1360～1380nm是保护波段，1280～1460nm是ITU-T保留以便将来使用的波段，1460～1480nm也是保护波段；
1480～1500nm是基本波段，用于传输下行155Mb/s或622Mb/s的ATM信号；
1500～1539nm是保护波段；
1539～1565nm是增强波段，用于传输附加的数字信号；
1665以上为L波段，由ITU-T保留以便将来分配使用。
当使用增强波段传输图像分配业务时，增强波段处于1550～1560nm，增强波段与基本波段之间的保护波段为1500～1550nm。其他波段的使用与使用增强波段传输数字业务的情况相同。
值得注意的是，增强波段不仅可用于传输下行信号，在使用DWDM时，也可用于传输上行信号。
设置保护波段是为了防止传输业务的波段之间出现干扰，基本波段和增强波段之间有保护波段，基本波段和增强波段之间加隔离器与否取决于信号光功率的大小和调制方式等因素。
二 使用WDM的宽带光接入网应用策略
使用WDM的宽带光接入网有多种应用方式，包括光纤到家(FTTH)、光纤到大楼/路边(FTTB/C)和光纤到交接箱(FTTCab)(见图2)。
FTTB/C 和 FTTCab 的应用方式基本相同，相比之下，FTTB/C方式中光纤更接近用户家庭，使用的金属线较短。
FTTH的应用方式有其特点，主要是ONU安装在用户室内，工作环境较好；可通过更换ONU提升接入网通信能力，适应宽带业务和多媒体业务的需要；由于系统只使用光纤一种传输媒质，同既有光纤又有金属线的系统相比，这种系统更便于维护；FTTH的应用会促进先进光电技术的发展，光模块的大量生产会加快系统造价的下降。
FTTH是光接入网的发展方向，但对运行商来说，如果直接使用FTTH方式，一次完成全光纤化的接入网建设，这会需要巨大的投资。在当前运营收入前景还不明朗的情况下，现实的策略还是先在接入网中部分使用光纤，采用FTTB/C和FTTCab方式，以后再投资进行升级，逐步进行接入网的光纤化，最终实现FTTH。
总之，为满足用户对各种新业务特别是高速数据业务的需求，通信网必须实现宽带化。同采用光技术构建宽带核心网一样，接入网的宽带化也必须采用光技术。不过，由于接入网建设投资很大，因此，运营商要对在接入网中应用光通信技术的策略进行研究。一方面要积极采用光技术，缩短光纤到用户的距离，另一方面还要考虑发挥现有电信基础设施的作用，尽可能利用现有铜线接入网设施，开发利用通向用户最后一公里铜线的频带资源，采用各种具有新的调制方式和线路编码方式的xDSL系统；同时还要考虑网络上运行业务的特点以及用户对业务的需求及可接受的费用。
三 结束语
使用WDM的宽带光接入网具有很强的业务能力，利用该网络，运营商在传输ATM-PON信号的同时，还能进行图像分配业务和数字信号的传输。因此，随着WDM技术的成熟特别是元器件及系统成本的下降，这种系统将会在网络中得到越来越多的应用，以适应运营商提供各种新业务的需要。
(全文完)
摘自《世界电信网络》
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