無源光網(wǎng)絡(luò)鏈路監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著寬帶業(yè)務(wù)的大規(guī)模拓展和各種新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)，用戶對網(wǎng)絡(luò)接入帶寬的需求迅猛增長。無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)作為最有發(fā)展前景的寬帶接入網(wǎng)技術(shù)很好地滿足了日益增長的寬帶需求。為滿足高速率業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的運(yùn)維成本，需對光接入網(wǎng)實(shí)施有效的在線監(jiān)測，以保證基于PON的光接入網(wǎng)系統(tǒng)快速、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。本文圍繞PON鏈路監(jiān)測技術(shù)中方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)性能評估、鏈路狀態(tài)識別算法等相關(guān)關(guān)鍵問題開展了深入的研究，其主要從如下五個(gè)方面進(jìn)行展開。

2、　　首先，概述了光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展歷程，分析了光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測管理現(xiàn)狀與當(dāng)前各類PON鏈路監(jiān)測技術(shù)，總結(jié)歸納了PON鏈路監(jiān)測技術(shù)中的技術(shù)途徑與方法以及10種衡量PON監(jiān)測技術(shù)性能的主要技術(shù)要求。
　　其次，分析了實(shí)測得到的不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中光時(shí)域反射儀(OTDR)的跡線特征，分別討論了基于參考反射峰、可調(diào)OTDR以及嵌入式OTDR的PON鏈路監(jiān)測技術(shù)的局限性。提出了基于OTDR跡線相似度分析方法，建立了故障模擬跡線及合成跡線分析模型，實(shí)驗(yàn)

3、驗(yàn)證了該方法的可行性。該方法有效解決了基于OTDR參考反射峰分析法在含等距離鏈路故障的PON系統(tǒng)中失效的問題。
　　再次，研究基于遠(yuǎn)端編碼型PON鏈路監(jiān)測技術(shù)。提出并分析了基于波導(dǎo)光柵編碼器的PON鏈路監(jiān)測技術(shù)，建立了端口波長輸出、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測容量、系統(tǒng)性能評估等分析模型，討論了鏈路傳輸損傷、信噪比與用戶的關(guān)系，模擬仿真結(jié)果論證了技術(shù)方案的可行性。提出并研制了基于光纖布拉格光柵(FBG)級聯(lián)編碼器的PON鏈路監(jiān)測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了遠(yuǎn)

4、端編碼型PON鏈路監(jiān)測技術(shù)的可行性。針對遠(yuǎn)端編碼型PON鏈路監(jiān)測技術(shù)，提出了配套的鏈路狀態(tài)識別算法，并對鏈路狀態(tài)識別算法的誤判率進(jìn)行了評估。
　　然后，首先提出了多用戶遠(yuǎn)端編碼型PON鏈路監(jiān)測系統(tǒng)方案。接著，提出并研制了32用戶遠(yuǎn)端編碼型PON鏈路監(jiān)測系統(tǒng)，解決了FBG中心反射波長與光源波長一致性、光源模塊脈沖功率快速測試、32用戶遠(yuǎn)端編碼器各端口功率輸出均衡等問題。研制出具有6波長分布反饋激光二極管(DFB-LD)并行同步光源、

5、微弱光信號并行接收的測試端機(jī)。然后，提出了該系統(tǒng)數(shù)據(jù)特征提取方法，分別從λ1-λ5通道的原始數(shù)據(jù)中提取到完整的單周期信號;提出在固定長度內(nèi)隨機(jī)截取方法，獲取λ6通道對應(yīng)數(shù)據(jù)。提出了相關(guān)鏈路狀態(tài)識別算法，實(shí)現(xiàn)了對端機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理。最后，開展了32用戶遠(yuǎn)端編碼型PON鏈路監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測試。
　　最后，研究基于終端編碼型的PON鏈路監(jiān)測技術(shù)。首先簡明地分析了周期編碼技術(shù)存在的局限性。接著提出了基于非對稱型反射環(huán)的監(jiān)測技術(shù)，給出了非對稱

6、型反射環(huán)的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對相關(guān)距離和多用戶干擾概率等性能指標(biāo)進(jìn)行了分析計(jì)算，并與周期監(jiān)測技術(shù)做出了比較，且通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了技術(shù)的可行性。其次，提出了基于法布里-珀羅激光二極(FP-LD)自注入鎖定的監(jiān)測技術(shù)方案，給出了一種簡單實(shí)現(xiàn)自注入鎖定的方法，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了測試和驗(yàn)證。再次，提出了基于輪詢自匹配的監(jiān)測技術(shù)，完成了時(shí)域關(guān)系分析和誤判率分析，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后，對基于非對稱型反射環(huán)、基于FP-LD自注入鎖定及基于輪詢自匹配等三種監(jiān)測