光纖接入網中的全光虛擬專用網和波長規(guī)劃的研究.pdf

1、在光纖接入網(OAN)領域,相對于有源光網絡(AON),無源光網絡(PON)具有對高速傳輸的兼容性,對調制碼型的透明性以及更高的可靠性等特點。正是無源光網的這些優(yōu)點使它成為了未來光纖接入網的首選方案,并最終取代有源光網成為了全球學術界和工業(yè)界的研究熱點。目前,ATM無源光網(APON),寬帶無源光網(BPON),以太無源光網(EPON),千兆比特無源光網(GPON)已經走向實用,而下一代無源光網NG-PON1和NG-PON2也已經在實驗

2、室進行研究和試行。同時,基于可以在光網絡單元之間建立獨立光信道的虛擬專用網(VPN)服務,無源光網可以提供快捷的光網絡單元間的數據傳輸業(yè)務,從而保證了光網絡單元之間數據傳輸的帶寬和可靠的物理層安全性。提高虛擬專用網的靈活性和并發(fā)性對于下一代無源光網具有重要的意義。
　　本論文首先調研了現(xiàn)有高階調制碼型16QAM的產生方法,然后集中研究了正交頻分復用多址接入無源光網中具有無源光網絡單元的全光虛擬專用網的實現(xiàn)方法以及基于正交頻分復用技

3、術的全光虛擬專用網的靈活性和并發(fā)性的實現(xiàn)方案,最后我們重點研究了下一代無源光網絡中的波長規(guī)劃問題。
　　1.高階調制碼型16QAM產生方法的調研相對于幅度鍵控碼型(ASK)和相位鍵控碼型(PSK),16QAM高階正交幅度調制碼型每個符號攜帶四個比特信息,因而,在數據傳輸的波特率一定的情況下,采用16QAM調制格式的信號比特率將會是采用ASK和PSK調制格式信號比特率的四倍。在無源光網絡中,信號采用16QAM的調制格式,可以在提升系

4、統(tǒng)的整體數據容量的同時,保持較好的數據傳輸性能。因而,16QAM成為超高速長距離光纖數據傳輸系統(tǒng)的常用碼型。此外,在本論文的后面章節(jié),實驗中的數據均采用16QAM碼型。本文首先調研了高階調制碼型16QAM的產生方法,我們列舉了目前最新的星型16QAM、方形16QAM和16APSK三種不同格式信號產生的實驗方案。
　　2.全光虛擬專用網靈活性和并發(fā)性的研究全光虛擬專用網是一種可以在光網絡單元之間搭建獨立專用光通道的技術,它能夠實現(xiàn)光

5、網絡單元之間快捷的數據通信服務。目前,國內外學者所提出的無源光網虛擬專用網的實現(xiàn)方案中,一般是在每個光網絡單元使用一個激光器產生一個光載波來承載虛擬專用數據,這樣不利于降低光纖接入網的成本和能耗。此外,在已發(fā)表的論文中,一個光網絡單元在同一時刻發(fā)給其他一個或者多個光網絡單元的虛擬專用數據是一樣的,而網絡單元之間的虛擬專用通信數據并非總是一樣,這明顯不能滿足下一代動態(tài)光網絡的需求。本文首先利用在光線路終端(OLT)的雙平行馬赫-曾德爾調制

6、器來得到具有三個光載波的下行信號,接著在光網絡單元利用光載波重用技術來傳輸上行和虛擬專用數據,從而實現(xiàn)具有無源光網絡單元的虛擬專用網。此外,本文在正交頻分復用多址接入無源光網(OFDMA-POM)中,還使用正交頻分復用技術,利用子載波分配的方式,實現(xiàn)每個光網絡單元可以利用不同的子載波向其他網絡單元發(fā)送不同的虛擬專用數據,從而實現(xiàn)了全光虛擬專用網的靈活性和并發(fā)性。
　　3.下一代無源光網絡的波長規(guī)劃現(xiàn)有的無源光網已經不能很好的滿足用

7、戶不斷增長的業(yè)務需求,因而,下一代無源光網因運而生。其中,NG-PON1包含了非對稱的10G吉比特無源光網和對稱的10G以太無源光網。NG-PON2則包含波分復用無源光網、時分波分復用無源光網和正交頻分復用無源光網。當NG-PON1和NG-PON2融入到現(xiàn)有PON系統(tǒng)中,光纖非線性效應的影響就不容忽視,其中以四波混頻(FWM)、受激拉曼散射(SRS)和交叉相位調制(XPM)尤為顯著。這些效應會導致在GPON,數字電視信號(VIDEO),