光纖接入網(wǎng)中的全光虛擬專用網(wǎng)和波長(zhǎng)規(guī)劃的研究.pdf

1、在光纖接入網(wǎng)(OAN)領(lǐng)域,相對(duì)于有源光網(wǎng)絡(luò)(AON),無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)具有對(duì)高速傳輸?shù)募嫒菪?對(duì)調(diào)制碼型的透明性以及更高的可靠性等特點(diǎn)。正是無(wú)源光網(wǎng)的這些優(yōu)點(diǎn)使它成為了未來(lái)光纖接入網(wǎng)的首選方案,并最終取代有源光網(wǎng)成為了全球?qū)W術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。目前,ATM無(wú)源光網(wǎng)(APON),寬帶無(wú)源光網(wǎng)(BPON),以太無(wú)源光網(wǎng)(EPON),千兆比特?zé)o源光網(wǎng)(GPON)已經(jīng)走向?qū)嵱?而下一代無(wú)源光網(wǎng)NG-PON1和NG-PON2也已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)

2、室進(jìn)行研究和試行。同時(shí),基于可以在光網(wǎng)絡(luò)單元之間建立獨(dú)立光信道的虛擬專用網(wǎng)(VPN)服務(wù),無(wú)源光網(wǎng)可以提供快捷的光網(wǎng)絡(luò)單元間的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),從而保證了光網(wǎng)絡(luò)單元之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捄涂煽康奈锢韺影踩浴Ｌ岣咛摂M專用網(wǎng)的靈活性和并發(fā)性對(duì)于下一代無(wú)源光網(wǎng)具有重要的意義。
　　本論文首先調(diào)研了現(xiàn)有高階調(diào)制碼型16QAM的產(chǎn)生方法,然后集中研究了正交頻分復(fù)用多址接入無(wú)源光網(wǎng)中具有無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)單元的全光虛擬專用網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方法以及基于正交頻分復(fù)用技

3、術(shù)的全光虛擬專用網(wǎng)的靈活性和并發(fā)性的實(shí)現(xiàn)方案,最后我們重點(diǎn)研究了下一代無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中的波長(zhǎng)規(guī)劃問題。
　　1.高階調(diào)制碼型16QAM產(chǎn)生方法的調(diào)研相對(duì)于幅度鍵控碼型(ASK)和相位鍵控碼型(PSK),16QAM高階正交幅度調(diào)制碼型每個(gè)符號(hào)攜帶四個(gè)比特信息,因而,在數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈室欢ǖ那闆r下,采用16QAM調(diào)制格式的信號(hào)比特率將會(huì)是采用ASK和PSK調(diào)制格式信號(hào)比特率的四倍。在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中,信號(hào)采用16QAM的調(diào)制格式,可以在提升系

4、統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)容量的同時(shí),保持較好的數(shù)據(jù)傳輸性能。因而,16QAM成為超高速長(zhǎng)距離光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的常用碼型。此外,在本論文的后面章節(jié),實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)均采用16QAM碼型。本文首先調(diào)研了高階調(diào)制碼型16QAM的產(chǎn)生方法,我們列舉了目前最新的星型16QAM、方形16QAM和16APSK三種不同格式信號(hào)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)方案。
　　2.全光虛擬專用網(wǎng)靈活性和并發(fā)性的研究全光虛擬專用網(wǎng)是一種可以在光網(wǎng)絡(luò)單元之間搭建獨(dú)立專用光通道的技術(shù),它能夠?qū)崿F(xiàn)光

5、網(wǎng)絡(luò)單元之間快捷的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者所提出的無(wú)源光網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方案中,一般是在每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元使用一個(gè)激光器產(chǎn)生一個(gè)光載波來(lái)承載虛擬專用數(shù)據(jù),這樣不利于降低光纖接入網(wǎng)的成本和能耗。此外,在已發(fā)表的論文中,一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元在同一時(shí)刻發(fā)給其他一個(gè)或者多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元的虛擬專用數(shù)據(jù)是一樣的,而網(wǎng)絡(luò)單元之間的虛擬專用通信數(shù)據(jù)并非總是一樣,這明顯不能滿足下一代動(dòng)態(tài)光網(wǎng)絡(luò)的需求。本文首先利用在光線路終端(OLT)的雙平行馬赫-曾德爾調(diào)制

6、器來(lái)得到具有三個(gè)光載波的下行信號(hào),接著在光網(wǎng)絡(luò)單元利用光載波重用技術(shù)來(lái)傳輸上行和虛擬專用數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)具有無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)單元的虛擬專用網(wǎng)。此外,本文在正交頻分復(fù)用多址接入無(wú)源光網(wǎng)(OFDMA-POM)中,還使用正交頻分復(fù)用技術(shù),利用子載波分配的方式,實(shí)現(xiàn)每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元可以利用不同的子載波向其他網(wǎng)絡(luò)單元發(fā)送不同的虛擬專用數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)了全光虛擬專用網(wǎng)的靈活性和并發(fā)性。
　　3.下一代無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的波長(zhǎng)規(guī)劃現(xiàn)有的無(wú)源光網(wǎng)已經(jīng)不能很好的滿足用

7、戶不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求,因而,下一代無(wú)源光網(wǎng)因運(yùn)而生。其中,NG-PON1包含了非對(duì)稱的10G吉比特?zé)o源光網(wǎng)和對(duì)稱的10G以太無(wú)源光網(wǎng)。NG-PON2則包含波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)、時(shí)分波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)和正交頻分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)。當(dāng)NG-PON1和NG-PON2融入到現(xiàn)有PON系統(tǒng)中,光纖非線性效應(yīng)的影響就不容忽視,其中以四波混頻(FWM)、受激拉曼散射(SRS)和交叉相位調(diào)制(XPM)尤為顯著。這些效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致在GPON,數(shù)字電視信號(hào)(VIDEO),