Mạng quang thụ động

Trang này cố ý để trống

Mạng quang thụ độngNguyên tắc và thực hànhCedric F. LÂMAMSTERDAM • BOSTON • HEIDELBERG • LONDON NEW YORK • OXFORD • PARIS • SAN DIEGOSAN FRANCISCO • SINGAPORE • • SYDNEY TOKYOHọc Báo chí là một dấu ấn của Elsevier

Nhấn học tập trong một dấu ấn của Elsevier30 doanh nghiệp Drive, Suite 400, Burlington, MA 01803, Hoa Kỳ525 B Street, Suite 1900, San Diego, California 92.101-4.495, Hoa Kỳ84 Theobald của Road, London WCIX 8RR, Vương quốc AnhCuốn sách này được in trên giấy axit miễn phí.Quyền tác giả ß2007, Elsevier Inc Tất cả các quyền.Không có phần nào của ấn phẩm này có thể được sao chép hoặc truyền dưới mọi hình thức hoặc bằng bất kỳ phương tiện, điện tửhoặc cơ khí, bao gồm cả photocopy, ghi âm, hoặc bất kỳ thông tin lưu trữ và hệ thống phục hồi,mà không có sự cho phép bằng văn bản của nhà xuất bản.Quyền có thể được tìm kiếm trực tiếp từ Cục Quyền Khoa học & Công nghệ Elsevier trongOxford, Vương quốc Anh điện thoại (44) 1865 843.830, fax (44) 1865 853.333, E-mail permissions@elsevier.com.Bạn cũng có thể hoàn thành yêu cầu của bạn trực tuyến thông qua trang chủ Elsevier (http / / elsevier.com), bởichọn'' Hỗ trợ & Liên hệ với'' then'' Bản quyền và Quyền'' và'' sau đó Lấy Quyền.''Thư viện Quốc hội mục trong dữ liệu bảnLam, Cedric F Mạng quang thụ động: các nguyên tắc và thực hành / Cedric F. Lâm p. cm. Bao gồm tài liệu tham khảo thư tịch và chỉ mục. ISBN-13: 978-0-12-373853-0 (alk. giấy) ISBN-10: 0-12-373853-9 1. Truyền thông quang học. 2. Quang điện tử. I. Tiêu đề.TK5103.59.L36 2007621,382 '7-dc22Anh Thư viện Biên mục trong bản dữ liệuMột kỷ lục danh mục cho cuốn sách này là có sẵn từ Thư viện AnhISBN: 978-0-12-373853-0Để biết thông tin trên tất cả các ấn phẩm Academic Presstruy cập vào trang web của chúng tôi tại www.books.elsevier.comIn tại Hoa Kỳ07 08 09 10 9 8 7 6 5 4 3212007035594

Để cha mẹ tôi, không bao giờ cạn cho họ tình yêu và sự động viênCedric F. Lâm

Trang này cố ý để trống

Nội dungDanh sách các từ viết tắtDanh mục các hìnhDanh sách các bảngLời tựaLời cảm ơnDanh sách đóng góp1Giới thiệuCedric F. Lâm Lịch sử của băng thông rộng mạng truy nhập và PON 1.1.1 Digital Subscriber Line (DSL) 1.1.2 Cable Modem 1.1.3 Hệ thống truy cập cáp 1.1.4 Ethernet 1.1.5 WDM trong mạng truy cập quang 1.1.6 ứng dụng killer1.2 cân nhắc kinh tế trong phát triển PON 1.2.1 Bao nhiêu băng thông là đủ? 1.2.2 Chính sách và Quy chế ảnh hưởng 1.2.3 Những nỗ lực tiêu chuẩn 1.2.4 cân nhắc chi phí1.3 Tổ chức của SáchTài liệu tham khảo2PON Kiến trúc xétCedric F. Lâm2.12.22.3FTTx Tổng quanTDM-PON vs WDM-PONHệ thống truyền dẫn quang2.3.1 quang2.3.2 Phân tán Chromatic2.3.3 sợi mất1.1 xiii xxi xxxvXXXVIIXXXIX XLI1 1 2 3 7 8111112121314141516191920

21212325vii

viiiNội dung 2.3.4 Hai chiều truyền 2.3.5 Bước sóng Division Duplex 2.4 Chiến lược Power-Tách trong một TDM-PON 2.4.1 Kiến trúc Tách 2.4.2 Tỷ lệ chia nhỏ file 2.5 Tiêu chuẩn Thương mại TMD-PON cơ sở hạ tầng 2.5.1 OLT và ONU cấu trúc 2.5.2 Burst Mode hoạt động và Khác nhau 2.5.3 C-Band Analog CATV tín hiệu Overlay 2.5.4 Mối quan tâm an ninh trong Power-Chia PON 2,6 APON / BPON và G-PON 2.6.1 ATM-PON và ITU-T G.983 2.6.2 Collision Nghị quyết trong APON / G-PON 2.6.3 Bước sóng Overlay trong APON / G-PON 2.6.4 G-PON và ITU-T G.984 2.6.5 APON / G-PON bảo vệ chuyển mạch 2.7 EPON 2.7.1 Phân tán Ethernet Kiến trúc và EPON 2.7.2 EPON PMD lớp 2.7.3 Burst Mode hoạt động và Loop Timing trong EPON 2.7.4 PCS Layer và Forward Error Correction 2.7.5 Ethernet Framing 2.7.6 Đa Control Protocol (MPCP) 2.7.7 Point-to-Point thi đua (P2PE) trong EPON 2.7.8 EPON mã hóa và bảo vệ 2.7.9 Ethernet OAM lớp con 2,8 G-PON và EPON So sánh 2.9 Siêu PON2.10 WDM-PON 2.10.1 Những thuận lợi và thách thức của WDM-PON 2.10.2 dàn trận Waveguide Sàn lưới (AWG) Router 2.10.3 Bảng phát hình thi đua và Point-to-Point hoạt động 2.10.4 2-Pons-trong-1 2.10.5 WDM-on-WDM 2.10.6 Lai WDM / TDM-PON 2.10.7 Nhân sợi thực vật hữu ích bởi WDM 2.11 Tóm tắt Tài liệu tham khảo3Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangElaine Wong3.13.2Giới thiệuCông nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ động26272929303031333536373742424354

54545656595960656768697071727274747576808484878791

Nội dungix Phẳng Lightwave Circuit (PLC) dựa trên quang Điện Splitter 3.2.2 dàn trận Waveguide Sàn lưới3.3 PON Công nghệ lắp đặt trong nhà 3.3.1 Dòng hội và kết nối trong nhà 3.3.2 sợi cho lắp đặt trong nhà3,4 Transmitter nguồn tin thuê bao mặt bằng 3.4.1 Giới thiệu 3.4.2 Bước sóng-cụ thể ONUs 3.4.3 không màu ONUs 3.4.4 ONUs Nguồn miễn phí Dựa trên bước sóng sử dụng lại Đề án3.5 Tóm tắtTài liệu tham khảo4Thu phát cho Passive Optical NetworksYongmao Frank Chang và Badri Gomatam4.1Giới thiệu4.1.1 Bối cảnh lịch sử4.1.2 PON Transceiver tiến hóaYêu cầu hệ thống PON4.2.1 Hệ thống PON Ngân sách điện và Thông số kỹ thuật4.2.2 Vật lý-Layer Thông số kỹ thuật4.2.3 Yêu cầu PON Burst-Mode Thời gianCông nghệ thu phát4.3.1 Thu Xây Dựng4.3.2 Phát quang và nhận thiết bị4.3.3 Hai chiều quang Subassembly (BOSA)4.3.4 PON Transceiver ModuleĐiện tử burst-mode4.4.1 thường vs Burst-Mode dữ liệu4.4.2 Burst-Mode Transmitter (BM Tx)4.4.3 Burst-Mode Receiver (BM Rx)Giám sát thu kỹ thuật số-Chẩn đoán4.5.1 Mô-đun Thông số giám sát4.5.2 sợi OTDR Giám sátPON thu phát hệ thống đánh giá4.6.1 G-PON thu phát hệ thống đánh giá4.6.2 Máy thu phát EPON3.2.1 91 93108108112120120122129137141143151151152153154154155156

1611621631671721741741751811871881921961972024.24.34.44.54.6

xNội dung 4.6.3 Tác động của Analog CATV Overlay4.7 Tóm tắt và OutlookTài liệu tham khảo5Khác nhau, và giao động băng thôngNoriki Miki và Kiyomi Kumozaki Khác nhau, 5.1.1 Mục đích của Khác nhau 5.1.2 Khác nhau, Thủ tục Tổng quan 5.1.3 Khác nhau, Nghị định thư của G-PON 5.1.4 Khác nhau, Nghị định thư của EPON5.2 BW động (DBA) 5.2.1 DBA Tổng quan 5.2.2 Dịch vụ mục tiêu 5.2.3 Yêu cầu của DBA 5.2.4 kiểm soát giao thông cơ bản-Fair Queuing 5.2.5 IPACT và biến thể của nó 5.2.6 Cải thiện DBATài liệu tham khảo6Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ độngCalvin C. K. Chan Giới thiệu Cân nhắc về Bảo vệ trong mạng quang thụ động 6.2.1 Bảo vệ hoặc phục hồi 6.2.2 Network Topology 6.2.3 Mạng Loại 6.2.4 Tài nguyên Để được bảo vệ 6.2.5 thất bại một hay nhiều 6.2.6 Bảo vệ tự động chuyển mạch 6.2.7 hoạt động, quản lý, và quản lý 6.2.8 giao thông phục hồi Thời gian 6.2.9 phức tạp6.3 Kiến trúc Bảo vệ 6.3.1 thường mạng quang thụ động 6.3.2 WDM thụ động Mạng quang6.4 Tóm tắtLời cảm ơnTài liệu tham khảo6.16.25.1205207209215215215216218220221221222224226228231241243243

244245245246246247247247247248248248253261264264

Nội dungxi7Đặc tính quang học, chẩn đoán, và Giám sát hiệu suấtcho PONAlan E. Willner và Zhongqi Pan7.17.2 Giới thiệu Kiểm tra mạng, mô tả đặc điểm, và giám sát Thách thức đối với PON 7.2.1 Đặc điểm chính của sợi 7.2.2 Đặc điểm và giám sát thách thức đối với PON7.3 Các phương pháp mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát 7.3.1 bắt buộc vật lý-lớp Đo lường 7.3.2 Cơ bản thử nghiệm thiết bị 7.3.3 Mạng lưới kiểm tra, mô tả đặc điểm, và chẩn đoán Hướng dẫn 7.3.4 Mạng lưới Giám sát hiệu suất7.4 Kết luậnLời cảm ơnTài liệu tham khảo267267269269271275275275277278296296296301311315Phụ lục I G-PON PMD Đặc điểmCác định dạng MPCPDU EPON Phụ lục IIChỉ số

Trang này cố ý để trống

Danh sách các từ viết tắtAALADCADSLAGCAM-VSBANAPCAPCAPDAPONAPSASEASICASKATCATMAWGAWGRBERBERBiDiBLSBLSRBMBOHBOSABPFBPONBWCAPEXCATVCATVCDMACDRLớp thích ứng ATMtương tự để chuyển đổi kỹ thuật sốDSL không đối xứngtự động Gain ControlBiên độ điều chế thoái hóa Side BandNút truy cậptiếp xúc vật lý góc cạnhkiểm soát quyền lực tự độngAvalanche Photo-DiodeATM dựa trên mạng quang thụ độngChuyển mạch bảo vệ tự độngphát xạ tự phát được khuếch đạiỨng dụng cụ thể ICbiên độ chuyển dịch keyingkiểm soát ngưỡng tự độngAsynchronous Transfer ModeDàn trận Waveguide Sàn lướidàn trận-ống dẫn sóng bộ định tuyến lướitỷ lệ lỗi bitTỷ lệ lỗi bithai chiềunguồn ánh sáng băng thông rộngBi-directional vòng dòng chuyển mạchburst-modeTrên cao Burstsubassembly quang học hai chiềubăng qua bộ lọcbăng thông rộng mạng quang thụ độngBăng thông

Chi tiêu vốntruyền hình cápCộng đồng Antenna Truyền hìnhCode Division Multiple Accessđồng hồ và phục hồi dữ liệuxiii

xivDanh sách các từ viết tắtCIDCJPATCMOSCMTSCNRCOCRCCRPATCSMA / CDCWCWDMDADBADBRDBRuDFBDFBDGDDMTDMUXDOCSISDOPDPSKDRRDSDSLDSLAMDVB-ASIDWDMEDFAEFMEMEAEOLEPONERETRIFAFBGFCSFDMFECxác định kênhliên tục mô hình thử nghiệm jitterbổ sung kim loại-oxide-bán dẫnHệ thống Chấm dứt Modem cápTàu sân bay để Noise Ratiovăn phòng trung tâmkiểm tra dư thừa tuần hoànliên tục mô hình thử nghiệm ngẫu nhiênCarrier Sense Multiple Access với phát hiện va chạmsóng liên tụcthô bước sóng phân chia-multiplexingĐịa chỉ đíchBW độngphân phối Bragg phản xạBáo cáo băng thông năng động thượng nguồnthông tin phản hồi phân bốdiode laser phân phối thông tin phản hồikhác biệt giữa các nhóm chậm trễRời rạc Multi-ToneDemultiplexerDịch vụ dữ liệu qua cáp giao diện kỹ thuậtđộ phân cực

giai đoạn khác biệt chuyển keyingDeficit Round Robin Lập kế hoạchHạ lưuđường dây thuê bao kỹ thuật sốDSL Access MultiplexerDigital Video Broadcast-Giao diện nối tiếp không đồng bộbước sóng dày đặc phân chia ghéperbium pha tạp chất xơ khuếch đạiEthernet cho First MileChâu Âu, Trung Đông và châu Phicuối cùng của cuộc sốngEthernet PONtỷ lệ tuyệt chủngĐiện tử và Viện Nghiên cứu Viễn thônglắp ráp lĩnh vựcsợi Bragg lướiChuỗi kiểm tra khungFrequency Division Multiplexingsửa lỗi

Danh sách các từ viết tắtxvFETFITLFPF-PFP-LDFSANFSKFSRFTTBFTTCFTTHFTTPFTTxFWMGBICGCCGEMGEMGE-PONGFPGI-POFGMIIG-PONGTCHDSLHDTVHECHFCICIEEEIETFIFGIPIPACTIPTVISDNITUITU-TL2L3LANhiệu ứng trường bán dẫnChất xơ trong vòngFabry-PerotTia laser Fabry-PerotFabry-Perot diode laserĐầy đủ dịch vụ mạng truy nhậptần số chuyển keyingphạm vi quang phổ miễn phíChất xơ-to-the-xây dựngChất xơ-to-the-Curbcáp quang đến nhàSợi để tiền đềchất xơ-to-the-xbốn sóng trộngiao diện chuyển đổi gigabitđược mạch điều khiểnPhương pháp đóng gói G-PONChế độ gigabit Đóng góigigabit Ethernet-PONThủ tục khung chung chungcáp quang chỉ số phân loại polymerGigabit Media Interface độc lập

Mạng quang thụ động gigabit có khả năngGPON truyền hội tụTốc độ dữ liệu cao DSLtruyền hình độ nét caoTiêu đề kiểm soát lỗisợi lai đồng trụccon chíp điện tửViện Kỹ thuật điện tử và ĐiệnInternet Engineering Task Forceliên khoảng cách khungGiao thức InternetPolling xen kẽ với thích ứng Thời gian chu kỳTV giao thức internetIntegrated Services Digital NetworkLiên minh Viễn thông quốc tếLiên minh Viễn thông quốc tế viễn thôngNgành tiêu chuẩn hóaLớp 2Layer-3mạng cục bộ

xviDanh sách các từ viết tắtLDLDDLDSLEDLFDLLIDMACMEFMEMSMFDMIBMIIMLMMMFMP2MPMPCPMPCPDUMPEGMPMCMSAMSBMSDSLMSOMTWMUXNANATiếp theoNMSNRZNSRNTNTSCOADMOAMOCDMOCMODNOEDẦUOLTOLTdiode lasertrình điều khiển laser diodegiai đoạn điều khiển bằng laserLight Emitting Diodephát hiện sợi sốngLogical Link IDkiểm soát truy cập phương tiện truyền thôngMetro Ethernet Forumhệ thống vi cơ điệnđường kính lĩnh vực chế độThông tin quản lý cơ sởPhương tiện truyền thông giao diện độc lậptia laser chế độ đa chiều dọcĐa phương thức quangĐa điểm đến đa điểmĐa điểm Control ProtocolĐa Control Protocol ngày Đơn vịMotion Picture Expert GroupĐa điểm Media Access Controlthỏa thuận đa nguồnBit quan trọng nhất

Đa tỷ lệ đối xứng DSLNhiều điều hành dịch vụWindow truyền tối đaĐakhẩu độ sốKhông áp dụngGần kết thúc nhiễu xuyên âmHệ thống quản lý mạngkhông trở về khôngBáo cáo Tình trạng khôngchấm dứt mạngUỷ ban Hệ thống truyền hình quốc gia Bắc Mỹadd quang học / thả đaHoạt động, quản lý, và quản lýphân chia mã quang học đa truy nhậpmàn hình kênh quang họcmạng lưới phân phối quangQuang điệnkhóa tiêm quangchấm dứt dòng quangthiết bị đầu cuối đường quang

Danh sách các từ viết tắtxviiOLTSOMAOMCCOMCIONTĐấu nốiOPMOPSOPSORLOSAOSAOSIOSNROSWOTDROWDRP2MPP2PP2PP2PEPALPCBPCBdPCSPDPDUPECLPHYPINPLCPLC-ECLPLMPLOAMPLOuPLPPLSuPMDPMDPMDPONPOTSmất quang kiểm tra thiết lậpbiên độ điều chế quang họcQuản lý ONT và kênh điều khiểnQuản lý ONT và giao diện điều khiểnchấm dứt mạng quangđơn vị mạng quang họcgiám sát hiệu suất quang họcức chế xung quangHệ thống hoạt độngmất mát trở lại quangphân tích phổ quangsubassembly quangKiến trúc hệ thống mởtỷ lệ tín hiệu quang học-to-noiseChuyển đổi quangmiền thời gian quang phản xạ / reflectometrybước sóng quang học reflectometry miềnpoint-to-multipointpoint-to-pointPeer-to-PeerPoint-to-Point thi đua

Giai đoạn thay thế dòngbảng mạch inVật lý Control Block hạ lưuTiểu lớp mã vật lýphotodiodeGiao thức dữ liệu Đơn vịtích cực emitter-coupled lýLớp vật lý-cách điện âm tích cực loại máy dòmạch sóng ánh sáng phẳngKế hoạch Lightwave Circuit ngoài khoang có thể điều chỉnh Lasercơ chế quyền lực cân bằngLớp vật lý OAMLớp vật lý trên cao thượng nguồnlớp vật lý preampleĐiện San lấp mặt bằng trình tự ngược dòngchế độ phân cực phân tánvật lý lớp con vừa phụ thuộcVừa vật lý phụ thuộcmạng quang thụ độngPlain Old Telephone Service

xviiiDanh sách các từ viết tắtPRBSPSPPS-PONPTIQAMQoSQPSKRADSLRBOCRFRFPRINRMSRNROSARSOARTRTDRTTRxRZSASCBSDHSDSLSerDesSFFSFP +SHRSLASLDSLEDSMFSMTSNRSOASONETSPMSRSRRSTBSTPchuỗi bit giả ngẫu nhiêncác quốc gia chủ yếu của sự phân cựcĐiện tách PONLoại trọng tải Chỉ sốQuadrature Amplitude Modulationchất lượng dịch vụVuông góc Phase Shift KeyingTỷ lệ thích ứng DSLCông ty điều hành Chuông khu vựctần số vô tuyếnYêu cầu đề xuấttiếng ồn cường độ tương đốiRoot Mean Squarenút điều khiển từ xanhận subassembly quangbộ khuếch đại bán dẫn quang học phản chiếuRemote TerminalTrì hoãn vòng điThời gian chuyến đithutrở về số không

Địa chỉ nguồnSingle Copy phát sóngSynchronous Digital HierarchyDSL đối xứngserializer / deserializernhỏ yếu tố hình thứcnhỏ yếu tố hình thức cộng pluggableVòng tự phục hồiHiệp định dịch vụ CấpBắt đầu dấu phân cách LLIDánh sáng superluminescent đi ốt phát quangsợi đơn modebề mặt gắn kết công nghệtỉ lệ tín hiệu trên nhiễuBán dẫn khuếch đại quangMạng quang đồng bộđiều chế tự phaBáo cáo tình trạngtín hiệu ngược dòng với tỷ lệ tán xạ ngược RayleighSet-Top BoxSpanning Tree Protocol

Danh sách các từ viết tắtxixT-CONTTCPTDMTDMATDM-PONTDPTFFTIATO-CANTosaTxUNIUPSRMỹVCVCIVCSELVDSLVFLVODVoIPVPVPIVSBWCTWDMWDMAWDM-PONWE-PONWFQWGRXPMContainer truyềnKiểm soát truyền Nghị định thưphân chia thời gianphân chia thời gian truy cập nhiềuThời gian phân chia PONtruyền và hình phạt phân tánbộ lọc màng mỏngkhuếch đại xuyên trở khángđồng trục Transistor cương'' can''-loại bao bìtruyền subassembly quangphátNgười sử dụng giao diện mạngUni-directional vòng con đường chuyển mạchThượng nguồnẢo CircuitẢo Circuit định danhtia laser bề mặt phát ra khoang thẳng đứngRất cao DSL tốc độ dữ liệuhình ảnh lỗi định vịVideo On DemandVoice over IPĐường dẫn ảoĐường dẫn ảo nhận dạngthoái hóa-biênbước sóng được mã hóa thẻbước sóng ghép kênh phân chiaBước sóng Division Multiple Accessphân chia bước sóng ghép mạng quang thụ độngWDM-PON EthernetWeighted Fair QueuingSàn lưới ống dẫn sóng Router

điều chế chéo pha

Trang này cố ý để trống

Danh mục các hìnhHình 1.1Hình 2.1Hình 2.2Hình 2.3Hình 2.4Hình 2.5Hình 2.6Hình 2.7Hình 2.8Xu hướng phát triển của công nghệ Ethernet.Cấu trúc chung của một viễn thông hiện đạimạng.FTTx lựa chọn thay thế (từ [1]).Kiến trúc (a) TDM-PON và (b) WDM-PON.Cáp quang đơn mode (SMF) vs sợi đa (MMF).Hệ số phân tán như một chức năng của bước sóng chonhiều loại sợi quang.Mất trong một sợi quang ở các bước sóng khác nhau.(A) Một sợi đơn bước sóng hai chiềutruyền. (B) nói chuyện qua gần cuối (NEXT).Song công phân chia bước sóng sử dụng 1:03 = 1:05 mm thôWDM coupler (diplexer) để tách thượng nguồn vàtín hiệu hạ lưu.Chiến lược phân chia trong một TDM-PON: (a) một giai đoạntách, (b) tách đa tầng, và (c) các bus quang.Tiêu chuẩn thương mại kiến trúc TMD-PON.Cấu trúc chung của một tiêu chuẩn TDM-PON OLT. Nàysơ đồ đại diện cho một khung với nhiều thẻ OLT,được kết nối với nhau thông qua một chuyển đổi máy bay trở lại.Mỗi thẻ OLT với lớp MAC và PMD riêng của mìnhphục vụ PON riêng biệt.Cấu trúc chung của một tiêu chuẩn TDM-PON đấu nối.Bao phủ dịch vụ truyền hình phát sóng tương tự trên mộtTDM-PON sử dụng bước sóng 01:55-mm.Định dạng khung APON hạ lưu và thượng lưu tại155,52 Mbps tốc độ. Đối với 622,08 Mbps và 1244,16-Mbpstốc độ, số lượng khe thời gian chỉ đơn giản là nhân4 và 8 với những con số thể hiện trong biểu đồ trên.Ví dụ ATM chuyển đổi: (a) VP và VC chuyển mạch và(B) chuyển mạch VC.Kế hoạch phân bổ bước sóng trong ITU-T G.983.3.Một T-CONT đại diện cho một liên kết hợp lý giữa OLTvà đấu nối.920212223242527282931Hình 2.9Hình 2.10Hình 2.11Hình 2.12Hình 2.13Hình 2.14

32333639414345xxiHình 2.15Hình 2.16Hình 2.17

xxiiDanh mục các hìnhHình 2.18Hình 2.19Hình 2.20Hình 2.21Hình 2.22Hình 2.23HìnhHìnhHìnhHình2.242.252.262.27Hình 2.28Hình 2.29HìnhHìnhHìnhHìnhHìnhHìnhHình2.302.312.322.332,342,352.36Hình 2.37Hình 2.38Hình 2.39Hình 2.40Hình 2.41Hình 2.42ATM dựa trên T-CONT vs GEM dựa trên T-CONT.Giao thức ngăn xếp của sự hội tụ truyền G-PON(GTC) lớp (từ [24]).Tín hiệu hạ lưu GTC bao gồm khung hình 125-msvới một tiêu đề PCBd và một phần tải trọng.GTC kiểm soát hạ lưu khung hình và phương tiện truyền thông truy cậpkhái niệm (từ [24]).GTC định dạng khung hạ lưu.GTC khung thượng nguồn: mỗi ONT bắt đầu thượng nguồntruyền với PLOu. Một ONT giao với haiAlloc-ID trong hai phân bổ thượng nguồn liên tiếp chỉcần truyền PLOu một lần.GTC định dạng khung thượng nguồn.GEM khung trong tải trọng thượng nguồn (từ [24]).Định dạng GEM đóng gói.Lập bản đồ và phân mảnh của khung dữ liệu người sử dụng vàoTải trọng GEM (từ [24]).Ghép kênh dữ liệu khẩn cấp sử dụng GEM phân mảnhquá trình (từ [24]).Điểm-điểm (P2P) Ethernet và point-to-multipoint(P2MP) kiến trúc EPON giới hạn.Tiêu chuẩn định dạng khung Ethernet.EPON quá trình khác nhau.EPON cổng hoạt động.EPON Báo cáo hoạt động.

Chung định dạng của MPCPDU.Quá trình Autodiscovery (từ [9]).Mặc dù tất cả các lưu lượng truy cập đến đấu nối tại cùng mộtcổng vật lý tại OLT, vì hướngđiện tách coupler được sử dụng tại nút từ xa,ONUs không thể nhìn thấy lưu lượng truy cập của nhau mà không có sựchuyển tiếp trợ giúp của OLT.Điểm-điểm thi đua trong EPON.Lời mở đầu thay đổi với LLID cho điểm-điểmthi đua trong EPON.Hoạt động EPON điểm-điểm thi đua.Point-to-point và đơn bản sao phát sóng (SCB) MACtrong một mô hình EPON.Thông thường WDM coupler vs ống dẫn sóng dàn trậnlưới.Thi đua của các dịch vụ phát sóng trên WDM-PONvới một nguồn băng thông rộng.46464848495051525253545560616263636466666768687374

Danh mục các hìnhxxiiiHình 2.43Hình 2.44Hình 2,45Hình 2.46Hình 2.47Hình 2.48Hình 2.49Hình 2.50Hình 2.51Hình 2.52Hình 3.1Hình 3.2Hình 3.3Hình 3.4Hình 3.5Hình 3.6Một AWG sửa đổi cho 2-Pons-trong-1.Bằng cách sử dụng các thiết bị CWDM để kết hợp và táchtín hiệu quang học trong nhiều FSRs của một thiết bị AWG,một hệ thống WDM-on-WDM linh hoạt cao, có thểthể đạt được. Giá net kiểm tra giường thể hiện WDM WDM-on- khái niệm (từ [50]).Cuộc biểu tình của một lai WDM / TDM-PON vớibước sóng lựa chọn miễn phí các máy phát: (a) hạ lưuliên kết và (b) liên kết thượng nguồn (từ [52]). WE-PON lớp quang học sơ đồ khối. (Courtesy of ETRI và Korea Telecom). RSOA mô-đun được sử dụng trong ETRI WE-PON nguyên mẫu. (Ảnh của ETRI và Korea Telecom). Ăn về phía trước tiêm hiện tại để RSOA trong WE-PON. (Ảnh của ETRI và Korea Telecom). PLC-ECL được sử dụng trong WE-PON nguyên mẫu. (Courtesy of ETRI và Korea Telecom). Một máy phân loại ban nhạc interleaves phổ quang vào ban nhạc (trên) có thể được tách ra xa hơn với diplexers (dưới) vào ban nhạc cho thượng nguồn và kết nối PON hạ lưu. Đè APON và EPON trên sợi cùng nhà máy sử dụng máy phân loại ban nhạc''''. Một splitter PLC được sản xuất bằng cách sử dụng hai mảng xơ và một chip PLC tất cả các liên kết trong một gói. (Từ Tài liệu tham khảo [1]) Đo chèn mất một splitter 1Â32 PLC như một hàm của bước sóng, cho thấy chèn thống nhất mất (# 1,25 dB biến thể) và chèn quá thấp kém (# 1,25 dB) so với giá trị lý thuyết. (Từ Tài liệu tham khảo [3]) Sơ đồ minh họa ống dẫn sóng dàn trận lưới bao gồm hai khu vực tự do tuyên truyền và ống dẫn sóng mảng. (Từ TK [7]) Sơ đồ bố trí của Nan ống dẫn sóng dàn trận lưới router. (Từ Tài liệu tham khảo [12]) Sơ đồ minh họa của tài sản theo chu kỳ của một ống dẫn sóng dàn trận lưới router. (Từ Tài liệu tham khảo [12])Sơ đồ minh họa kép chức năng phản chiếuống dẫn sóng dàn trận lưới. (Từ Tài liệu tham khảo [13])7576777879

8081828383919294959596

xxivDanh mục các hìnhHình 3.7Hình 3.8Hình 3.9Hình 3.10Hình 3.11Hình 3.12Hình 3.13Hình 3.14Hình 3.15Hình 3.16Hình 3.17Hình 3.18(A) mất Fiber-to-xơ chèn 1Â14 điện splitterchức năng, (b) phổ truyền qua của 14 kênhchức năng bước sóng router. (Từ Tài liệu tham khảo [13])Sơ đồ minh họa 1A8 hai Pons-trong-một (2P1)thiết bị. Cho rõ ràng, quy mô theo chiều dọc đã được mở rộngbốn lần. (Từ Tài liệu tham khảo [14])Phổ từ các cổng đầu ra của một 1 Â8 2P1 thiết bịđo khoảng (a) 1:03-mm và waveband(B) 01:55-mm waveband. (Từ Tài liệu tham khảo [14])Sơ đồ athermal AWG với siliconenhựa chứa đầy rãnh tam giác. (Trích từ Tài liệu tham khảo [15])Nhiệt độ phụ thuộc vào phổ truyềnChannel 4 trên phạm vi nhiệt độ 0-85 8C(a) thông thường AWG silica và (b)athermal AWG với silicon nhựa chứa đầy hình tam giácrãnh. (Từ Tài liệu tham khảo [16])Nhiệt độ phụ thuộc vào bước sóng thay đổi của Channel 4trong phạm vi nhiệt độ 0-85 8C. (Từ Tài liệu tham khảo [16])Giảm tổn thất vượt quá bằng cách thay thế rãnh tam giácchiều rộng của rộng hơn với nhiều rãnh của độ rộng nhỏ hơn.(Từ Tài liệu tham khảo [17])Sơ đồ biến đổi rãnh thấp mất vàcấu trúc mảng cho một 1,5%-D athermal AWG. (TừTài liệu tham khảo [21])Sơ đồ chiến hào nhựa chứa đầy silicon trongkhu vực sàn 1,5%-D athermal AWG. (Từ Tài liệu tham khảo [20])Sơ đồ chiến hào nhựa chứa đầy silicon vớichuyển đổi kích thước điểm dựa trên lõi phân đoạn trong sànkhu vực là 2,5%-D athermal AWG. (Từ Tài liệu tham khảo [19])(A) xem cắt ngang lai silica / polymerống dẫn sóng, (b) so sánh đo TE / TMphân cực thay đổi của bước sóng trung tâm, Channel 9,với polymer và silica overcladding; (c) đonhiệt độ phụ thuộc vào bước sóng thay đổi của Channel 9với polymer và silica toàn cho. (Trích từTài liệu tham khảo [22])Tất cả các-polymer 8Â8 AWG với khoảng cách kênh GHz 200:(A) phổ đo (b) đo TE TM phân cực /sự thay đổi của Channel 4 (c) phụ thuộc nhiệt độ đophổ truyền qua của Channel 4 cho nhiệt độkhoảng 25-65 8C. (Trích từ Tài liệu tham khảo [23])979898100100101101102

102103104105

Danh mục các hìnhxxvHình 3.19Hình 3.20Hình 3.21Hình 3.22Hình 3.23Hình 3.24Hình 3.25Hình 3.26Hình 3.27Hình 3.28Hình 3.29Hình 3.30Hình 3.31Hình 3.32Hình 3.33Hình 3.34Sơ đồ của một AWG athermal vớibù trừ nhiệt độ đĩa. (Từ Tài liệu tham khảo [24])Quang phổ của AWG athermal với nhiệt độbồi thường tấm hình. 3.19. (Từ Tài liệu tham khảo [24])Sơ đồ của một chip AWG athermal vớinhiệt độ bồi thường thanh. (Từ Tài liệu tham khảo [25])(A) phổ quang trong C và L-ban nhạc của athermalAWG sử dụng thanh nhiệt độ bồi thường, (b)nhiệt độ phụ thuộc vào bước sóng thay đổi bốnkênh trong băng tần C từ A30 8C để þ70 8C.(Trích từ TK [25])Sơ đồ của AWG với tấm lưỡng kim.(Từ Tài liệu tham khảo [26])Bước sóng trung tâm của AWG là một chức năng củanhiệt độ. (Từ Tài liệu tham khảo [26])Lắp ráp lĩnh vực (FA) kết nối: (a) cấu trúc plugvà ổ cắm; (b) trong tủ quang học tại cơ sở của khách hàng.(Từ Refs [32] và [33])(A) thử nghiệm mất kết nối và (b) thử nghiệm mất mát trở lại.(Từ Tài liệu tham khảo [32])Nối SC uốn cong. (Từ Tài liệu tham khảo [33])Xem mặt cắt ngang của tiếp xúc vật lý góc cạnh (APC)kết nối. 8 độ sợi cuối mặt chỉ đạo phản ánhánh sáng vào lớp vỏ. (Từ Tài liệu tham khảo [34])(A) đặc điểm ở Bend mất sợi kháng uốn cong;(B) so sánh sợi quang học thông thường vớibán kính cong tối thiểu là 30 mm và uốn cong chốngvới bán kính cong tối thiểu là 15 mm.(Từ Tài liệu tham khảo [32])(A) suy giảm phổ tiêu biểu của PureAccess-Ultra;(B) uốn tính mất mát như một hàm của bước sóng.(Từ Tài liệu tham khảo [37])Sơ đồ dây curl quang. (Từ Tài liệu tham khảo [39])Kết nối của thiết bị đầu cuối máy tính xách tay vào ổ cắm quang trongbức tường bằng cách sử dụng dây curl quang. (Từ Tài liệu tham khảo [39])Mặt cắt ngang và hồ sơ chiết suất củalỗ hỗ trợ chất xơ. (Từ Tài liệu tham khảo [38])Uốn đặc điểm mất sợi lỗ hỗ trợ:(A) hiệu suất mất mát uốn tính như một chức năngkhoảng cách lỗ bình thường, (b) bước sóng phụ thuộccủa đo uốn mất. (Từ Tài liệu tham khảo [38])105106106107

108109110111111112113114115115116117

xxviDanh mục các hìnhHình 3.35Hình 3.36Hình 3.37Hình 3.38Hình 3.39Hình 3.40Hình 3.41Hình 3.42Hình 3.43Hình 3.44Hình 3.45 (A) đường kính lĩnh vực chế độ Tính toán và thực nghiệm không phù hợp như một chức năng của sự sắp xếp lỗ, (b) nối mất gây ra bởi MFD không phù hợp như một chức năng của khúc xạ khác biệt giữa chỉ số Nlỗ và Nphủ.

(Từ Tài liệu tham khảo [38])So sánh của ba GI-POFs với lõi khác nhauđường kính và khẩu độ số (NA): (a) khúc xạhồ sơ chỉ số, và (b) mất uốn như một chức năng củabán kính. (Từ Tài liệu tham khảo [47])(A) đường kính lõi và (b) mất NA phụ thuộc vàouốn bán kính 5 mm. (Từ Tài liệu tham khảo [47])(A) uốn mất GI POF với một lõiđường kính ¼200 mm và NA ¼0.24 (b) tối ưuthông số ống dẫn sóng của GI POF để đàn ápuốn mất. (Từ Tài liệu tham khảo [47])Sơ đồ của một chỉ số hướng dẫn Fabry-PerotDiode laser. Quang phổ cho thấy nhiềuchế độ phát laser theo chiều dọc.Giản đồ của một tia laser phản hồi phân tán.Phổ quang học cho thấy tuyệt vời single-modehành vi.Giản đồ của một dọc khoang bề mặt phát ralaser (VCSEL) với chùm đầu ra tròn.WDM-PON sử dụng điều chế trực tiếp DẦU-VCSELsnhư đấu nối các máy phát. Mỗi VCSEL nô lệ, nằm ởONU được tiêm bị khóa bởi điều chế hạ lưutín hiệu truyền từ một laser DFB chủ nằmtại CO (Từ Tài liệu tham khảo [56])Đường cong BER thượng nguồn cho các giá trị khác nhau của(A) tín hiệu ngược dòng với tỷ lệ tán xạ ngược Rayleigh(SRR) với tỷ lệ tuyệt chủng hạ lưu liên tục(ER) ¼4,5 dB; (b) ER hạ lưu tại một hằng sốSRR ¼13,4 dB.Nhận được điện quang tại BER ¼10A9 như một chức năngtỷ lệ tuyệt chủng hạ lưu. Rắn dòng:hai chiều 25 km truyền với Rayleighhiệu ứng tán xạ ngược. Dòng gạch ngang: một chiềuback-to-back truyền.Sơ đồ của WDM-PON với băng thông rộngnguồn quang (LED) trong ONU. (Từ Tài liệu tham khảo [62])118120121122123124125126127128

130

Danh mục các hìnhxxviiHình 3.46Hình 3.47Hình 3.48Hình 3.49Hình 3.50Hình 3.51Hình 3.52Hình 3.53Hình 3.54Hình 3.55Hình 3.56Hình 3.57Hình 3.58Thiết lập thử nghiệm của WDM-PON với tập trungnguồn sáng supercontinuum băng thông rộng.(Từ Tài liệu tham khảo [67])Sơ đồ hai chiều không màu (BiDi)thu dựa trên FP-LDS tiêm bị khóa bởiánh sáng quang phổ cắt lát từ một băng thông rộngsiêu luminesent LED (SLED). (Từ Tài liệu tham khảo [72])Quang phổ của ánh sáng tổng tiêm và phổ-đèn tiêm thái lát đo ở đầu vào và đầu racảng của (a) nút AWG từ xa và (b) Trung ươngvăn phòng AWG. (Từ Tài liệu tham khảo [72])Sơ đồ của phản xạ không màubộ khuếch đại quang bán dẫn (RSOA) bước sónghạt của ánh sáng quang phổ cắt lát từ một băng thông rộng(SLED). (Từ Tài liệu tham khảo [81])Khối indium phosphide dựa trên tính năng RSOAmột kiến trúc ống dẫn sóng cong. (Từ Tài liệu tham khảo [82])WDM-PON với tự tiêm khóa Fabry-Perotđiốt laser (FP-LDS). (Từ Tài liệu tham khảo [81])Phổ quang học của tự tiêm khóa FP-LD.(Từ Tài liệu tham khảo [81])Sơ đồ của WDM-PON với tự gieo hạtSOA phản chiếu. (Từ Tài liệu tham khảo [85])Quang phổ chồng chéo 1,25 Gbps tự hạt giống sốkênh thượng nguồn. (Từ Tài liệu tham khảo [85])RITE-net kiến trúc. Phần CW của mỗigói hạ lưu được remodulated với thượng nguồndữ liệu tại đơn vị mạng quang học. (Từ Tài liệu tham khảo [86])WDM-PON sử dụng chất bán dẫn phản quangbộ khuếch đại để khuếch đại và remodulate hạ lưubước sóng tín hiệu mang hạ lưu(ASK định dạng) để truyền thượng nguồn.(Từ Tài liệu tham khảo [90])Phổ quang học của đoạn nhiệt-líu lo nguồn laser DFBtrực tiếp điều chế với 1,25 Gbps tín hiệu NRZ.Chồng lên phổ là dải thôngđặc trưng của tiêu cực và lệch (À18.7 GHz)demultiplexer. (Từ Tài liệu tham khảo [92])Chương trình tái sử dụng bước sóng WDM-PON sử dụngsợi đa kênh Bragg lưới để lọc racác tàu sân bay hạ lưu cho remodulation với thượng nguồndữ liệu. (Từ Tài liệu tham khảo [93])131132133134135136

136137138138139140141

xxviiiDanh mục các hìnhHình 4.1Hình 4.2Hình 4.3Hình 4.4Hình 4.5Hình 4.6Hình 4.7Hình 4.8Hình 4.9Hình 4.10Hình 4.11Hình 4.12Hình 4.13Hình 4.14Hình 4.15Kiến trúc mạng PON chung cho FTTxkịch bản.Lớp vật lý burst-mode định nghĩa thời gian. TÔN ÀTxlượt về thời gian; Ngêi ÀHiện TX turn-off; TDSR ÀRxthời gian phục hồi độ nhạy động; TLR ÀMức Rxthời gian phục hồi, TCR ÀRx thời gian phục hồi đồng hồ;TDL ÀThời gian phân cách Rx.Khác nhau PON diplexer và triplexer thu phát chohệ thống truy cập quang học.Khối chức năng tính năng của máy thu phát quang họccho thấy cả hai hướng hạ lưu và thượng lưu.Theo hướng thượng nguồn, một máy phát ONUbao gồm một trình điều khiển tia laser burst-mode (BM-LD),và laser F-P trong các hình thức truyền quangsubassembly (Tosa); thu OLT bao gồmcủa một mã PIN hoặc sạt lở photodiode (PIN hoặc APD),BM-trans-trở kháng (BM-TIA) ROSA (nhận quangsubassembly), một hạn chế sau khuếch đại (post-amp) vàmột burst-mode đồng hồ / phục hồi dữ liệu (BM-CDR) đơn vị.Đường cong L-I điển hình (a) DFB-LD và (b) F-P LD.APD V-I đường cong và yếu tố nhân.Sơ đồ cấu trúc bao bì TO-CAN cho DFB(A) và APD (b). Hình ảnh của họ được hiển thị trênquyền.Đặc trưng phổ truyền qua (trái) vàbức ảnh (bên phải) của bộ lọc WDM hình thành trên mộtsợi mặt [29]. Hai đường cong đại diện cho hai khác nhauphân cực ánh sáng.BOSA sơ đồ cho ba bước sóng dựa trêncông nghệ màng mỏng.Các BOSA trong TO-CÓ THỂ gói với lái xemạch [32].Cấu hình mạch quang với các bộ lọc bên ngoài.Tính khả thi của lưới lọc WDM sự hỗ trợtrên một nền tảng PLC (trên) và khái niệmsơ đồ (dưới) của một triplexer sử dụngcấu trúc này [43].Hai chiều đấu nối mô-đun diplexer thu phát.Hai chiều đấu nối mô-đun triplexer thu phát.Định dạng dữ liệu trong thông tin liên lạc kỹ thuật số: (a) liên tụcdữ liệu chế độ, (b) dữ liệu burst-mode, (c) gói bậtdữ liệu [47].152157161162

164165166166168169170171173173175

Danh mục các hìnhxxixHình 4.16Hình 4.17Hình 4.18Hình 4.19Hình 4.20Hình 4.21Hình 4.22Hình 4.23Hình 4.24Hình 4.25Hình 4.26Hình 4.27Hình 4.28Đặc điểm nhiệt độ của tia laser FP điển hình nhưL-tôi curves.176Sơ đồ khối của một trình điều khiển tia laser burst-mode điển hìnhIC [49] 0,177So sánh (a) liên tục và (b) bằng laser burst-modestage.178 lái xeSơ đồ khối của hai điển hình circuits.179 APCHiệu suất quang học và thời gian của một EPON BM-Tx:(Trên bên trái) biểu đồ mắt quang học sử dụng 4-trật tự Thompsonlọc 1,25 Gbps; số bên trong hộp là GbE mắt mặt nạtỷ suất lợi nhuận. (Dưới cùng bên trái) tín hiệu quang bùng phát với Laserthiên vị on / off. Laser đo burst-trên vàlần bật tắt được hiển thị ở phía bên phải [22] 0,180Sơ đồ mắt quang tại A40 8C và 80 8C khinhiệt độ với quang điện trên 0 dBm vàER trên 10 dB. Các số trong hộp làGbE mắt mặt nạ margin.181Triển khai thực hiện ăn về phía trước và phản hồi của quangbật chế độ receivers.182Sơ đồ khối của một burst-mode preamplifier ICsử dụng ATC (trái) và phản ứng của mạch ATC(Bên phải) [56] 0,183Việc so sánh (a) một AGC thông thường và (b)tế bào AGC cho bật chế độ đầu vào tuyệt chủng thấptỷ lệ [60] 0,184Cấu hình và hoạt động của các tế bào nguyên tắc-AGCdựa preamplifier IC.185So sánh AC-coupled (trái) so với DC-coupled(Phải) bật chế độ receivers.186Một ví dụ về 1,25 Gbps BM APD / TIA đầu rabiểu đồ mắt (trái) và thời gian giải quyếtđo (bên phải) [22] 0,187Kiểm tra lỗi nhiệt độ tại ADC khác nhaunghị quyết. Các trục y cho thấy giá trị tuyệt đối củalỗi tối đa. Các lỗi tổng thể cho nhiệt độgiám sát là + Y 8C. Màu xanh, màu hồng, màu xanh lá cây vàdòng đại diện cho 8 -, 10 - và 12-bit ADC, tương ứng.Những đường liền đại diện cho các trường hợp trong đó tính chính xácmức độ của cả hai cảm biến nhiệt độ và điện áptham chiếu là trong 1%, và các đường đứt nétđại diện cho một 0,5% mức độ chính xác. Dòng rắn màu đỏ là một10-bit ADC mà không oversampling [70] 0,189

xxxDanh mục các hìnhHình 4.29Hình 4.30Hình 4.31Hình 4.32Hình 4.33Hình 4.34Hình 4.35Hình 4.36Hình 4.37Hình 4.38Hình 4.39Hình 4.40HìnhHìnhHìnhHìnhHìnhHình5.15.25.35.45.55.6Một công suất đầu ra Laser và giám sát hiện tại so vớilái xe hiện hành.Một ví dụ OTDR du dương để theo dõi trong dịch vụcủa đứt gãy sợi trong WDM-PON [74].Kết quả phát hiện lỗi sợi cho các vị trí lỗi tại(A) 3 km, (b) 3,4 km, (c) 4 km, và (d) 5.2 km từcác nút điều khiển từ xa bằng cách sử dụng thiết lập từ hình. 4.30.Nhúng OTDR vào đấu nối burst-mode truyền.OTDR tương tự băng thông front-end được giới hạn5 MHz [76].ONU chặn sơ đồ với chức năng OTDRtích hợp [77].Burst-mode cấu hình thiết lập thử nghiệm điển hình bao gồmcủa hai ONUs. Một gói tin yếu từ BM-Tx nhưONU # 1 theo sau là một gói mạnh mẽ từ thương mạiSFF mô-đun Tx như ONU # 2 mô phỏng các trường hợp xấu nhấtđiều kiện [22].Một thượng nguồn mô hình thử nghiệm burst-mode G-PON điển hìnhkhi các gói dữ liệu mạnh mẽ từ BM-Tx như ONU # 1 làtiếp theo là các gói tin yếu từ ONU # 2. Cácthời gian bảo vệ trên không bao gồm 32 bit bắt buộc,lời mở đầu 44 bit, và thời gian giới hạn 16-20 bit.Đo điển hình của chế độ burst-BER (trên) vàphạt nhạy cảm (dưới) thực hiện cho một DC-coupledG-PON OLT Rx tại 1,244 Gbps.1,25 Gbps G-PON hiệu suất đường lên với PLM.(A) Đo liên tục chế độ (P2P) so với burst-modeBER. (B) đầu vào và đầu ra cho burst-mode nhận.Đường cong bật chế độ BER cho các gói dữ liệu yếu như mộtchức năng của các mức công suất của gói mạnh1,25 Gbps, cho thấy sự xuống cấp của OLT Rxnhạy cảm do ảnh hưởng của gói tin mạnh mẽ.(A) tác động của tín hiệu CATV trên BER của kỹ thuật sốnhận. (B) Ảnh hưởng của kỹ thuật số tín hiệu nói chuyện qua trênCNR của CATV nhận.Phân chia thời gian truy cập nhiều.Khác nhau, cửa sổ.

G-PON khác nhau, giai đoạn 1: quá trình số.GPON khác nhau, giai đoạn 2: đo sự chậm trễ.Phân bổ băng thông năng động.Một cấu hình mạng ví dụ mà MờiLớp 2 dịch vụ liên kết với các ISP.191192194194195198199200201203204206216217219220222224

Danh mục các hìnhxxxiHình 5.7Hình 5.8Hình 5.9Hình 5.10Hình 5.11Hình 5.12Hình 5.13Hình 5.14Hình 6.1Hình 6.2Hình 6.3Hình 6.4Hình 6.5Hình 6.6Nguyên tắc của Hội chợ Queuing.226Hoạt động của hạn chế IPACT dịch vụ: (a) khi chỉONU # 3 có giao thông ở thượng nguồn, và (b) khi tất cả ONUscó lưu lượng thượng nguồn. Ở đây, R1, R2, R3 và đại diệnthông điệp yêu cầu từ mỗi đấu nối tương ứng; dữ liệu # 3đại diện cho dữ liệu người dùng truyền từ ONU # 3, G3đại diện cấp cho ONU # 3. (A), các giá trị của R1 vàR2 là bằng 0 và giá trị của R3 chỉ sốdữ liệu người dùng của thượng nguồn lưu trữ trong ONU # 3.230Thâm hụt round-robin (DRR) scheduling.234Duy trì ngắn chu kỳ vòng tròn sử dụng nhiềuhàng đợi request.235Một ví dụ với hai loại requests.235Một khung BÁO CÁO IEEE802.3ah với nhiềurequests.236Burst ví dụ phân bổ DRR sử dụng nhiềubáo cáo hàng đợi set.237So sánh hiệu quả băng thông (Emax) trongba DBA bao gồm trong chương này. Ở đây chúng tôi cóchọn số lượng đấu nối N¼32, Burst trên không¼01:04 msec, Max RTD ¼100msec, wi ¼w,Thtôi¼w = N, OLT thời gian xử lý ¼16msec,và thời gian xử lý đấu nối ¼16 msec.241Kiến trúc chuyển mạch bảo vệ được đề xuất bởiITU-T G.983.1.249A 1: Cách bảo vệ N tại OLT [14]. Dài hạn: DòngTerminal.250Một kiến trúc PON với bảo vệ phân phốisợi bằng kết nối ONUs với bảo vệchuyển đổi [17]. OSW: chuyển đổi quang học, FBG: sợi BraggLưới ld: bước sóng hạ lưu, lu: thượng nguồn

wavelength.251Một kiến trúc PON với bảo vệ của cả hai trung chuyểnvà sợi phân phối bởi một loopback thêmsợi phân phối với chuyển mạch bảo vệ [18]. ld:

bước sóng hạ lưu, lu: thượng nguồn wavelength.252

Bảo vệ sợi nạp trong hai Pons sử dụngCông nghệ CWDM [19]. OSW: chuyển đổi quang học, ld:

bước sóng hạ lưu, lu: thượng nguồn wavelength.252

Một ví dụ về bốn sợi nhẫn chia sẻ trong (a)hoạt động bình thường, (b) chuyển đổi khoảng, và (c) vòngchuyển đổi [25] 0,254

XXXIIDanh mục các hìnhHình 6.7Hình 6.8Hình 6.9Hình 6.10Hình 6.11Hình 6.12Hình 6.13Hình 7.1Một sửa đổi PON sao-ring với khả năng bảo vệ [26].Hình chữ nhật cho thấy cấu trúc của RN để minh họachế độ bảo vệ. Hệ điều hành: switch.255 quangCấu trúc của (a) OLT và (b) RN của mộtWDM-PON với ăn sợi nhân đôi chobảo vệ [27]. AN: nút truy cập, CN: nút trung tâm,OSC: kênh giám sát quang học, PD: photodiode,OSW: switch.256 quangKiến trúc mạng tự bảo vệ cho WDM-PON.LD1-4: diode laser; PD1-4: PIN photodiode;WC: WDM coupler; M1 & M2: màn hình quang điện;{Ai, Ci} cho tôi2{1,. . . , N}: bước sóng thượng nguồn; {Bi, Di}cho tôi2{1,. . . , N}: bước sóng hạ lưu. Hình chữ nhật chương trìnhcác phản ứng quang phổ của một trong những cảng đầu ra củaAWG. FSR: miễn phí phạm vi quang phổ của AWG [28] 0,258(A) Một kiến trúc sống sót WDM-PON với támONUs và kiểm soát bảo vệ chuyển đổi tập trung;(B) cấu hình OLT đang hoạt động bình thường;(C) kế hoạch phân công bước sóng. B / R: màu xanh / bộ lọc màu đỏ;OC: sợi 3-dB coupler; LD: diode laser; PD:photodiode. Lưu ý: FSR1 là viết tắt của phạm vi miễn phí phổcủa NÂ2 (N ¼8) AWG tại OLT trong khi FSR2là viết tắt của của cả hai AWG1 và AWG2 tại RN.Các bước sóng được trích dẫn trong hộp là làm việcbước sóng ngược dòng. Các bước sóng trong dải màu xanhđược gạch chân nhưng những người trong ban nhạc đỏ không [31] 0,259Một kiến trúc WDM-PON với tự bảo vệkhả năng chống lại cả chất xơ và phân phối trung chuyểnthất bại sợi [32]. WC: bước sóng coupler, B / R:xanh / bộ lọc màu đỏ, Hệ điều hành: chuyển đổi quang học, M: điệngiám sát modules.260(A) Một sợi đơn CWDM mạng vòng truy cập quang học;(B) và (c) cấu trúc của AN2 trong (b) trạng thái bình thường và(C) nhà nước bảo vệ khi có một cắt sợi giữaAN2 và AN3 [45]. AN: nút truy cập, Tx: máy phát,Rx: receiver.262(A) Một mạng lưới vòng hình ngôi sao quang học được bảo vệ;(B) Sơ đồ đường quang, đường chấm được các địnhcon đường bảo vệ; (c) các đường quang bảo vệ làthông qua khi nút 1 thất bại [47]. FBG: sợiBragg gratings.263Kiến trúc của một network.268 quang thụ động truy cập

Danh mục các hìnhxxxiiiHình 7.2Hình 7.3Hình 7.4Hình 7.5Hình 7.6Hình 7.7Hình 7.8Hình 7.9Hình 7.10Hình 7.11Hình 7.12Hình 7.13Hình 7.14Điểm nơi mà các thử nghiệm cần thiết cho một WDM, point-to-đa điểm, và hai chiều PON.Ba lớp giám sát hiệu suất quang học:giám sát giao thông, giám sát chất lượng tín hiệu, vàgiám sát giao thức.Ví dụ về việc phát hiện và nội địa hoá của chất xơthất bại trong một hai chiều WDM-PON [15].Mất sợi liên kết ví dụ theo dõi trong mộthai chiều WDM-PON sử dụng ASE tiêmFP-LD [17].Sơ đồ của một mạng FTTH OWDR nhúngtừ OLT đến ONT [18].(A) mức độ tiếng ồn làm suy yếu: tiếng ồn khác nhau trên liền kềkênh tín hiệu, (b)'''' Thiếu tiếng ồn giữa các kênh:bộ lọc quang học hoặc MUX / DEMUX có thể loại bỏ ra ngoàitiếng ồn ban nhạc.Nguyên tắc hoạt động của kỹ thuật phân cực: cáctiếng ồn phân cực (tức là một nửa tổng số tiếng ồn) có thểđo bằng cách sử dụng kính phân cực tuyến tính thứ hai,đó là liên kết được trực giao với tín hiệu củaphân cực [25].Giai điệu RF thí điểm thêm vào băng thông kênh nhưmàn hình chất lượng tín hiệu / suy thoái.(A) dữ liệu đo tiêu biểu cho logarit của BERso với ngưỡng quyết định [37], (b) BER như mộtchức năng của tiếp nhận quang SNR [41].OCDM dựa trên hệ thống PON theo dõi mà mỗichân mạng được gán một bộ mã hóa. Một du dươnggiải mã được làm việc tại CO [42].Cấu hình hệ thống của hệ thống kiểm tra đường truyền cáp quangsử dụng một cửa sổ kiểm tra 1650-nm [43].Sơ đồ khái niệm cho theo dõi màu sắcphân tán sử dụng quang thoái hóa-biên (VSB)lọc: các bit phục hồi từ một trong hai phần củaphổ đến lần hơi khác nhau tùy thuộctrên sự phân tán sắc [50].Việc sử dụng các mức độ phân cực (DOP) để giám sátnhững ảnh hưởng của PMD: (a) đo DOP như mộtchức năng tức thời DGD. Lưu ý DOPlà độ rộng xung phụ thuộc vào [52], và (b) DOP đocho một tín hiệu 40-gigabit / giây với RZ nối của 6 psvà 4 ps phần DGD [58]. Lưu ý rằng đơn đặt hàng cao hơn272279283284285287

287288290291292294

XXXIVDanh mục các hìnhHình A1.1HìnhHìnhHìnhHìnhHìnhA2.1A2.2A2.3A2.4A2.5của PMD giảm DOP tối đa của tín hiệu ởngười nhận dưới sự hiệp nhất. Cấu hình vật lý chung của việc phân phối quang mạng (sao chép từ hình 5/G.983.1). Định dạng khung cửa. Định dạng báo cáo khung. Đăng ký định dạng khung yêu cầu. Đăng ký định dạng khung hình. Đăng ký định dạng khung hình xác nhận.295301311312312313313

Danh sách các bảngBảngBảngBảngBảngBảngBảngBảngBảngBảngBảng1.11.21.32.12.22.32.44.14.24.3Tóm tắt các màn trình diễn công nghệ DSL khác nhauTóm tắt các tốc độ dữ liệu DOCISYêu cầu băng thông cho các dịch vụ IP khác nhauAPON hạ / thượng nguồn kết hợp tốc độ bitThuộc tính lựa chọn của IEEE802.3ah EPON phátThuộc tính lựa chọn của IEEE 802.3ah nhậnđặc điểmG-PON và EPON so sánhNgân sách điện PONTiêu chuẩn ITU-T G.983.3 BPONYêu cầu lớp vật lý của ITU-T G-PON vàTiêu chuẩn IEEE EPONG-PON và EPON bật chế độ thời gian so sánhThông số PMD chính của G-PON lớp B 1,244 Gbpsthượng nguồn [10, 20]Thông số PMD chính của IEEE 802.3ah EPON20-km 1,25 Gbps thượng nguồn [9, 22]Nhà nước-of-the-art G-PON hiệu suất thu phátcác thông số cho các liên kết thượng nguồn tại 1,244 Gbps, trongso sánh với các thông số kỹ thuật G.984.2 của ITU-T [10]Một hiệu suất EPON thu phát đường lên nhà nước-of-the-artTóm lại so với các tiêu chuẩn IEEE 802.3ahCác thông số lớp trung bình phụ thuộc G.984.2-vật lýcủa ODN (sao chép từ Bảng 2a/G.984.2)Các thông số giao diện G.984.2-quang 1244 Mbit / shướng hạ lưu (sao chép từBảng 2b/G.984.2)Các thông số giao diện G.984.2-quang của2488 Mbit / s hướng hạ lưu (sao chép từBảng 2c/G.984.2)Các thông số giao diện G.984.2-quang 1244 Mbit / shướng thượng nguồn (sao chép từ Bảng 2f-1/G.984.2)Các thông số giao diện G.984.2-quang của 1244 Mbit / shướng thượng nguồn sử dụng cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng tạiONU Transmitter (sao chép từ Bảng 2f-2/G.984.2) 4 6133857

58 69154156157158159160Bảng 4.4Bảng 4.5Bảng 4.6Bảng 4.7201205302Bảng 4.8Bảng A1.1Bảng A1.2303Bảng A1.3305307Bảng A1.4Bảng A1.5309xxxv

Trang này cố ý để trống

Lời tựa Mạng quang thụ động (PON) công nghệ đã được nghiên cứu trong hơn20 năm. Nó không phải là cho đến gần đây mà PON đã xuất hiện nghiêm trọng về dịch vụcác nhà cung cấp màn hình radar "là một lựa chọn cơ sở hạ tầng truy cập băng rộng quan trọng,là kết quả của băng thông đói video theo yêu cầu (VOD) phát triển nhanh chóng vàcác ứng dụng, và bãi bỏ quy định tiếp tục và cạnh tranh khốc liệt giữa trad-itional công ty viễn thông và các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cáp. Tuy nhiên, chỉ có một số giới hạn của cuốn sách trong lĩnh vực này cung cấp cho một mạch lạcvà đánh giá toàn diện các công nghệ PON. Hầu hết các PON liên quantài liệu nghiên cứu nằm rải rác xung quanh trên các tạp chí, tạp chí, hội nghịthủ tục tố tụng, và một số tiêu chuẩn kỹ thuật. Vì vậy, chúng tôi cảm thấy rằng đó làkịp thời để xuất bản một cuốn sách bao gồm các khía cạnh khác nhau của công nghệ PON. Có nhiều hương vị khác nhau và danh pháp công nghệ PON(EPON, BPON, G-PON, APON, WDM-PON, TDM-PON, vv) Mặc dùmột số các tiêu chuẩn đang được phổ biến hơn so với những người khác, không ai trong sốhọ đã trở thành một người chiến thắng rõ ràng. Như nhu cầu tăng, nghiên cứu vàphát triển công nghệ PON cũng tăng tốc do sự tham gia nặngcủa khởi động và các nhà cung cấp đương nhiệm, các nhà sản xuất hệ thống, cũng như các thành phầnvà các công ty chip. Không giống như các công nghệ truy cập khác, trong đó sử dụng các phương tiện truyền thông đồng thông thườngcho thông tin liên lạc, PON sử dụng các sợi quang học như truyền med-ium, laser và diode tách sóng quang như các máy phát và thiết bị dò. Sợi quang làtheo truyền thống được sử dụng trong hệ thống truyền tải đường dài. Trong khi đó, đểPON hiểu như là một công nghệ truy cập đòi hỏi một nền tảng tốt củamạng kiến thức và kiểm soát truy cập phương tiện truyền thông (MAC) giao thức. Hầu hết mọi ngườilàm việc trên truyền thông quang là tập trung hơn vào tính chất truyềnsợi, vật lý laser, vv Đây là một trong những mục đích của cuốn sách này để cung cấp mộtbảo hiểm cân bằng của công nghệ mạng, cáp quang truyền dẫn công nghệnologies, và các thiết bị điện tử liên quan đến phát triển hệ thống PON. Rất thường xuyên, các nhà nghiên cứu trong công nghệ mới như PON sẽ được thúc đẩy bởi sựmong muốn để chứng minh sự thông minh kỹ thuật và bỏ qua thực tiễn. Điều này có xu hướngđể tạo ra rất nhiều tài liệu mà cuối cùng trở nên không thích hợp do sinh tháilý do tế. Như là một công nghệ truy cập, thiết bị PON sẽ được triển khai tạingười dùng cuối cơ sở. Không giống như các hệ thống cáp quang đường trục, trong đó chi phí được chia sẻ bởi tất cả cácngười dùng trên cùng một mạng, người sử dụng cuối cùng sẽ phải chịu chi phí của PONthiết bị trực tiếp. Vì vậy, thiết kế hệ thống PON cần phải rất chi phí hợp lý.XXXVII

XXXVIIILời tựaVì vậy, khi lựa chọn các vật liệu cho cuốn sách này, chúng tôi đã cố gắng để cân bằngquan tâm nghiên cứu với các cân nhắc về kinh tế và kỹ thuật thực tế. Cuốn sách này được dự định như là một tài liệu tham khảo chung cho các nhà nghiên cứu, cao cấp vàsinh viên đại học tốt nghiệp cấp làm việc trong lĩnh vực truy cập băng thông rộng quang họcmạng. Nó cũng có thể được sử dụng bởi các kỹ sư và các nhà quản lý để có được một công việckiến thức về mạng quang thụ động. Cuốn sách cung cấp độ rộng, chonhững người cần phải có hiểu biết chung về lĩnh vực này, và độ sâu, chonhững người muốn đào sâu hơn vào công nghệ PON và các khu vực có liên quan. Cedric F. LâmThung lũng Silicon, 2007

Lời cảm ơn Trước tiên, tôi thực sự muốn cảm ơn tất cả các tác giả đã thực hiện rất lớnnhững nỗ lực đóng góp vào cuốn sách này trong lịch trình bận rộn của họ. Tôi đang mắc nợGiáo sư Nick Frigo của Học viện Hải quân Hoa Kỳ, người đã đưa tôi vào lĩnh vực nàykhi tôi làm việc với ông tại AT & T Labs-Nghiên cứu cách đây vài năm. Tôi chân thànhlòng biết ơn được mở rộng đến Tiến sĩ Tingye Li cho tình bạn của ông không bao giờ cạn, tình yêu, encour-tác quản lý, và người cha dìu dắt, cả trong cuộc sống của tôi và trong sự nghiệp của tôi. Tôi muốn cảm ơn Academic Press đã cho tôi cơ hội để bắt đầudự án này và sự hỗ trợ quý báu của các nhân viên của mình, đặc biệt là Tim Pitts, người cócực kỳ kiên nhẫn với tôi liên tục trượt của lịch trình và GanesanMurugesan quản lý dự án tuyệt vời của mình. Tôi cũng muốn cảm ơnTiến sĩ Katsunari Okamoto cho sự hào phóng của mình trong việc để chúng tôi tái tạo nhiều nhân vậttừ bài thuyết trình quá khứ của mình. Cedric F. LâmXXXIX

Trang này cố ý để trống

Danh sách đóng gópCedric F. Lâm thu được KS của mình. với First Class danh dự từ Đại họccủa Hồng Kông, Hồng Kông và tiến sĩ mức độ từ Đại học California, LosAngeles (UCLA), cả trong ngành điện tử. Sau đó ông gia nhập AT & T Labs-Nghiên cứu như nhân viên kỹ thuật cao cấp của nghiên cứu băng thông rộng truy cậpBộ phận. Nghiên cứu của mình bao phủ sợi đến nhà (FTTH), lai sợi cáp đồng trục(HFC) hệ thống, đô thị / mạng khu vực quang học, quang học-tín hiệukỹ thuật điều chế, vv Ông đã nhận được giải thưởng xuất sắc nghiên cứu của AT & Tvì những đóng góp cho dự án Metro-DWDM vào năm 2000. Năm 2002, Tiến sĩ Lâmtham gia OpVista Inc, nơi ông bây giờ là hệ thống kiến trúc sư trưởng, chịu trách nhiệm vềphát triển tàu điện ngầm WDM và Ethernet hệ thống video và tốc độ caoGiao thông internet. Ông đã phục vụ các chương trình ủy ban kỹ thuật của nhiềuhội nghị kỹ thuật bao gồm OFC và châu Á Thái Bình Dương truyền thông quangHội nghị (APOC). Tiến sĩ Lâm là thành viên cao cấp của IEEE, một thành viên củaOSA, và là thành viên của SCTE. Ông có 14 bằng sáng chế trong lĩnh vực quang học cộngnications và đã xuất bản hơn 60 tài liệu kỹ thuật trên các tạp chí quốc tếvà hội thảo.Tiến sĩ Elaine Wong nhận bằng tiến sĩ của mình trong tháng 12 năm 2002 của Trường Đại họcMelbourne. Một thời gian ngắn, cô đã gia nhập Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Photonics tạiĐại học Melbourne để tiến hành nghiên cứu trong các lĩnh vực của địa phương quangmạng lưới, mạng truy nhập quang học, và giám sát hiệu suất quang học. Từ2003-2005, cô đã được quản lý khiếm tín hiệu và thách thức giảm nhẹdự án Trung tâm nghiên cứu hợp tác Photonics Úc. Trong năm 2006,Elaine đã dành năm tại trường Đại học California, Berkeley, làm việc trêncác ứng dụng của VCSELs tiêm khóa quang trong các mạng truy cập băng thông rộngvới CCH Optoelectronics Group. Hiện nay, Elaine là một giảng viên cao cấp tạiBộ Điện và Điện tử, Trường Đại họcMelbourne, nơi cô cũng liên kết với Trung tâm nghiên cứu đặc biệt ARCUltra-băng thông rộng mạng thông tin, và Victoria Nghiên cứu Phòng thí nghiệmthổ của quốc gia công nghệ thông tin Úc. Elaine là biên tập liên kết cho OSATạp chí của mạng quang học, và nhà phê bình cho rất nhiều IEEE và OSAcác tạp chí. Cô hiện cũng được phục vụ như một thành viên trong mạng quangvà Ủy ban Hệ thống của Laser IEEE và điện quang học Xã hội (Sư Tử)và Ủy ban Chương trình kỹ thuật của Thái Bình Dương quang SPIE Châu ÁThông tin liên lạc Hội nghị. Cô là đồng tác giả hơn 80 tham khảo nhiềuXLI

XLIIDanh sách đóng góptạp chí và hội nghị ấn phẩm quốc tế, và giữ nhiều bằng sáng chếtrên công nghệ truy cập mạng. Cô là thành viên của IEEE Sư Tử và OSA.Yongmao Frank Chang thu được bằng tiến sĩ trong Ðiện từ trường đại-đa dạng của Montreal, Canada cho luận án nghiên cứu về siêu ngắn xung quangthế hệ của 1550m laser trạng thái rắn du dương. Ông đã được chủ yếu đặc biệtizing trong hệ thống kỹ thuật quang học và kỹ thuật sản phẩm IC vấn đề choviễn thông, datacom, và PON thị trường tại Vitesse từ năm 2002. Trước Vitesse,Tiến sĩ Chang đã làm việc như đóng góp cá nhân và vai trò quản lý dự án tại JDSUniphase, Cisco / Pirelli, và Mahi Networks cho sự phát triển của WDMhệ thống phụ, thu phát quang học và sợi quang thành phần. Từ 1992-1995,ông đã làm việc cho Đại học Thành phố Hồng Kông, Hồng Kông và ConcordiaTrường đại học, Canada là đối tác nghiên cứu để thực hiện các vật liệu quang điện tửnghiên cứu. Tiến sĩ Chang là tác giả hoặc đồng tác giả của hơn 50 tạp chí peer-xem xétvà các hội nghị, và đại diện cho Vitesse đóng góp tích cực chuẩncơ quan bao gồm OIF / ITU, IEEE 802.3, FSAN vv cho định nghĩa của thiếtthông số kỹ thuật quang học khác nhau. Tiến sĩ Chang đã chủ trì OFC / NFOEC kỹ thuậtphiên trong nhiều năm liên tiếp kể từ năm 2004, và phục vụ như là nhà phê bình tích cực choQuang Express, Thư Quang, Quang Ứng dụng, Tạp chí của mạng quang học,Applied Physics Letters, IEEE Photonics Công nghệ Letters, và Tạp chí củaXã hội quang học của Mỹ B. Ông là thành viên của IEEE / Sư Tử và OSA.Badri Gomatam nhận được MS của mình vào năm 1989 và tiến sĩ năm 1993 của Trường Đại họcMassachusetts, Amherst, cho công việc trên động laser diode và căng thẳng quan-tum cũng điều biến electroabsorption. Từ năm 1993 đến năm 1996, ông đã thực hiệnnghiên cứu trong một số công nghệ quang điện tử tại Foster-Miller Inc, Waltham,Massachusetts, đáng chú ý là trên bao bì nhựa quang điện tử, bán dẫn spaTIAL bộ điều biến ánh sáng và cuốn tiểu thuyết yếu tố chuyển đổi quang học ba chiều.Tiến sĩ Gomatam tham gia Vitesse Semiconductor Corp vào năm 1996 trong Optoelectron-ics / Analog Mạch Phòng và đã phục vụ trong nhiều khả năng bao gồm Prod-UCT Kỹ thuật, ứng dụng kỹ thuật và tiếp thị sản phẩm choCác sản phẩm quang điện tử IC. Ông đại diện cho Vitesse tại các tổ chức tiêu chuẩnbao gồm cả ITU-T và FSAN. Ông hiện là Giám đốc, Hệ thống Engin-eering tại Vitesse với một tập trung vào chiến lược tiếp thị và là một thành viên của IEEE-Ủy ban kỹ thuật Sư Tử trên bao bì quang điện, sản xuất, vàĐộ tin cậy (OPMR).Calvin C.K. Chan nhận được KS., M.Phil., và tiến sĩ độ từ CácTrung Quốc Đại học Hồng Kông, Hồng Kông, tất cả các kỹ thuật thông tin.Năm 1997, ông gia nhập Khoa Kỹ thuật điện tử, Đại học Thành phốHồng Kông, như một trợ lý nghiên cứu Giáo sư. Năm 1999, ông tham gia Chuông Phòng thí nghiệmtories, Lucent Technologies, Holmdel, NJ, như một thành viên của nhân viên kỹ thuật,nơi ông làm việc về kiểm soát laser bán dẫn du dương rộng rãi và

Danh sách đóng gópxliiithực hiện một chuyển đổi quang gói vải với công suất terabit mỗi giây. TrongTháng 8 năm 2001, ông tham gia của Bộ Thông tin Kỹ thuật, CUHK,nơi ông hiện đang là một giáo sư. Ông đã từng là thành viên củaỦy ban chương trình kỹ thuật cho OFC / NFOEC từ 2005-2007 và một sốcác hội nghị quốc tế khác. Hiện nay, ông phục vụ như là một biên tập viên liên kết củaOSA Tạp chí của mạng quang. Ông đã xuất bản hơn 150 kỹ thuậtgiấy tờ trên các tạp chí quốc tế tham khảo nhiều và biên bản hội nghị, và nắm giữmột cấp bằng sáng chế của Mỹ. Quan tâm nghiên cứu chính của ông bao gồm quang truy cập net-công trình, chuyển mạch quang học-gói, và giám sát quang học hiệu suất.Noriki Miki nhận được bằng cử nhân và M.S. bằng kỹ sư điện tử từĐại học Shinshu, Nagano, Nhật Bản, vào năm 1982 và 1984, tương ứng. Vào năm 1984,ông tham gia Phòng thí nghiệm Yokosuka Truyền thông Điện, Nippon Tele-đồ thị và Tổng công ty điện thoại công cộng, Kanagawa, Nhật Bản, nơi ôngtham gia vào nghiên cứu về hệ thống truyền tải thuê bao kỹ thuật số sử dụng vòng lặp kỹ thuật sốxử lý tín hiệu. Từ năm 1991 đến năm 1994, ông đã được tại các hệ thống truyền dẫn NTTCác phòng thí nghiệm, Kanagawa, Nhật Bản, nơi ông tiến hành nghiên cứu trên độngmạng quang học để cung cấp thông tin dữ liệu và điện thoại. Từ năm 1994đến năm 1997, ông đã được tại Cục Phát triển NTT Network Systems, Chiba,Nhật Bản, nơi ông làm việc phát triển hệ thống truy cập cáp quang. Cur-rently, ông đang làm việc về nghiên cứu và phát triển tốc độ cao hơn thụ độngmạng quang học tại NTT mạng truy nhập Hệ thống Dịch vụ phòng thí nghiệm. TrongNăm 1999, ông đã nhận được giải thưởng Thành tựu của Viện Điện tử,Thông tin, truyền thông và kỹ sư.Kiyomi Kumozaki nhận được B.E. và M.E. bằng cấp trong điện và điện tửkỹ thuật từ Đại học Công nghệ Toyohashi, Toyohashi, Nhật Bản, trongNăm 1980 và 1982, tương ứng, và tiến sĩ mức độ từ đại học Tohoku, Sendai,Nhật Bản, vào năm 2000. Năm 1982, Ông gia nhập NTT Yokosuka điện trao đổi thôngtion phòng thí nghiệm, Kanagawa, Nhật Bản, nơi ông đã tham gia vào nghiên cứu vềkim loại truyền kỹ thuật số và phát triển các hệ thống truy cập kỹ thuật số kim loại.Từ năm 1987 đến năm 1990, ông đã làm việc trên sự phát triển của hệ thống truy cập ISDN tạiTrung tâm Phát triển Hệ thống mạng NTT, Kanagawa, Nhật Bản. Từ năm 1991đến năm 1997, ông đã được tại các phòng thí nghiệm hệ thống truyền dẫn NTT, Kanagawa,Nhật Bản, nơi ông tiến hành nghiên cứu trên mạng truy cập quang thụ động chocung cấp thông tin dữ liệu, điện thoại, và dịch vụ phân phối video. Từ1998-2000, ông làm việc cho Tổng công ty NTT Communications, Tokyo,Nhật Bản, nơi ông đang tham gia vào xây dựng quy mô lớn LAN, WAN, và toàn cầucơ sở hạ tầng mạng cho các doanh nghiệp kinh doanh. Từ năm 2001, ông đã làm việc với cácNTT mạng truy nhập dịch vụ hệ thống phòng thí nghiệm, Chiba, Nhật Bản, và làm việcnghiên cứu và phát triển của mạng truy cập thế hệ tiếp theo bao gồm cả caotốc độ mạng quang thụ động.

XLIVDanh sách đóng gópAlan E. Willner nhận được bằng tiến sĩ Đại học Columbia, đã làm việc tạiAT & T Bell Labs và Bellcore, và là giáo sư kỹ thuật điện tạiĐại học Nam California (USC). Ông đã nhận được NSF Tổng thốngGiảng viên nghiên cứu sinh, giải thưởng từ Nhà Trắng, Packard quỹ học bổng,NSF Quốc gia giải trẻ tra, Fulbright Foundation cao cấpCác học giả, giải thưởng, IEEE laser và điện quang học Xã hội (Sư Tử) xuất sắcGiảng viên đi du lịch, giải thưởng, giải thưởng Đại học USC-Wide xuất sắc trongGiảng dạy, IEEE Fellow, Hiệp hội quang học của Mỹ (OSA) viên, và EddyGiải thưởng giấy từ Pennwell ấn cho kỹ thuật góp tốt nhấtBài viết. Hoạt động chuyên môn của giáo sư Willner của tôi đã bao gồm: Chủ tịchIEEE Sư Tử, Editor-in-Chief của IEEE / OSA Tạp chí Lightwave Công nghệ,Editor-in-Chief của IEEE Tạp chí chủ đề được lựa chọn trong Điện tử học lượng tử,Đồng Chủ tịch Hội đồng Khoa học và Kỹ thuật OSA, Tướng-Chủ tịchHội nghị về laser và điện quang học (CLEO), Tổng Chủ tịch của Sư TửChương trình Hội nghị thường niên, chương trình Đồng chủ tịch của Hội nghị thường niên OSA, Chủ tịchcủa Ủy ban Đạo đức IEEE TAB, và chỉ đạo và Ủy ban Chương trìnhThành viên của Hội nghị Truyền thông quang (OFC). Giáo sưWillner có 630 ấn phẩm, trong đó có một cuốn sách.Zhongqi Pan nhận bằng tiến sĩ trong kỹ thuật điện của Trường Đại họcSouthern California (USC). Ông hiện là phó giáo sư điệnvà Kỹ thuật Máy tính và Bell South / LEQSF Regents Giáo sư trong Tele-truyền thông tại Đại học Louisiana tại Lafayette. Nghiên cứu của Tiến sĩ Panlà trong lĩnh vực hệ thống thông tin sợi quang, bước sóng phân chia nhiềuplexing, khuếch đại quang học, và các mạng quang học. Ông đã có hơn 100 ấn phẩmchức, bao gồm ba chương sách. Tiến sĩ Pan đã phục vụ như các nhà phê bình choVật lý ứng dụng B-laser và quang học, Applied Physics Letters, Optics Letters,Quang Express, IEEE / OSA Tạp chí Lightwave Công nghệ, IEEE quang tửCông nghệ Thư, chủ đề được chọn IEEE Quantum Điện tử, và Quang họcThông tin liên lạc. Tiến sĩ Pan là một thành viên của Viện Điện vàKỹ sư điện tử (IEEE) và Hiệp hội quang học của Mỹ (OSA).

Chương 1

Giới thiệuCedric F. LâmOpVista IncSự gia tăng gần đây trong nhu cầu băng thông, do phát triển nhanh chóng videotheo yêu cầu dịch vụ (VOD) và các ứng dụng đang nổi lên như mạng chơi game,peer-to-peer tải vv đã hồi sinh truyền thông quang học trongdustry. Sau hơn 20 năm nghiên cứu hoạt động, mạng quang thụ độngHệ thống truy cập băng thông rộng quang học (PON) dựa trên cuối cùng đã nhìn thấy trên diện rộngtriển khai ở châu Á và Bắc Mỹ. Tại châu Âu, các tàu sân bay và dịch vụcác nhà cung cấp cũng đang tích cực tìm kiếm vào Pons như băng thông rộng thế hệ tiếp theogiải pháp truy cập.1.1 LỊCH SỬ BROADBAND ACCESS MẠNG VÀ PON Mạng truy cập đã được truyền thống gọi là mạng dặm cuối cùng như họbao gồm các kết nối đoạn cuối cùng từ văn phòng trung tâm cung cấp dịch vụ '(CO) cho người dùng cuối. Họ còn được gọi là mạng đầu tiên dặm trong những năm gần đây nhưhọ là những phân đoạn đầu tiên của mạng lưới rộng hơn xem bởi người dùng của telecommu-dịch vụ thông. Cặp đồng ví dụ về truy cập mạng được kết nối xoắn-ing cho mỗi hộ gia đình cá nhân (còn gọi là vòng địa phương) và cáp đồng trục dân cưcáp giảm từ ăng-ten cộng đồng truyền hình (CATV) cung cấp dịch vụ. Wi-Max làmột loại công nghệ truy cập trong đó sử dụng sóng radio để dặm cuối cùng kết nối-ivity. Theo truyền thống, sợi quang học đã được sử dụng rộng rãi trong các mạng xương sốngbởi vì băng thông có sẵn của họ rất lớn và mất rất thấp. Mặc dù chất xơ cócũng được chào mời như là công nghệ truy cập thế hệ tiếp theo trong một thời gian dài, nó làMãi cho đến đầu thế kỷ này mà sợi cuối cùng đã nhìn thấy ngày càng tăng của nóthương mại quan trọng như công nghệ kết nối dặm cuối cùng. Mạng viễn thông truyền thống đã được phát triển cho thoại tương tựdịch vụ. Trong một thời gian dài, 4 kHz là băng thông cần thiết để kết nối với kết thúc1

2Giới thiệungười sử dụng cho các dịch vụ thoại. Một mạng lưới đồng xoắn ở khắp mọi nơi đã được triển khaicông ty điện thoại (Bell hệ thống tại Hoa Kỳ và trong PTTs khácnước) ở các nước công nghiệp phát triển trong nhiều thập kỷ. Nó không phải là khó để tưởng tượngrằng các mạng lưới như vậy đã được tối ưu hóa cho truyền tần số bằng giọng nói tương tự. NhưTrên thực tế, để đạt được nền kinh tế tốt hơn và cho phép lặp dài hơn địa phươnggiọt, cuộn cảm được gọi là tải cuộn dây đã được lắp đặt ở nhiều cũ xoắnnhà máy cặp đồng để nâng cao hiệu suất băng tần số bằng giọng nói. Tảicuộn dây, tuy nhiên, làm giảm bớt đáng kể tín hiệu tần số cao ngoài giọng nóibăng tần số và làm cho họ không phù hợp với băng thông rộng đường dây thuê bao kỹ thuật số(DSL) dịch vụ. Mặc dù truyền tín hiệu bằng giọng nói đã được số hóa vào 64 kbps kỹ thuật sốkênh (DS0) cho TDM chuyển đổi thời gian dài trước đây, tín hiệu âm thanh kỹ thuật số đã đượcchuyển đổi ngược về định dạng tương tự để tương thích ngược với tương tự từ xabộ điện thoại trước khi chúng được gửi đến người dùng cuối. Internet là động lựccho địa phương vòng kỹ thuật số, cũng được gọi là DSL [1]. Internet lần đầu tiên được phát minh vàoNăm 1960. Trong một thời gian dài sau khi phát minh của mình, Internet đã được sử dụng chủ yếu bởinghiên cứu và học thuật để chia sẻ dữ liệu. Các ứng dụng Internet phổ biến đầu tiênlà e-mail, được phát minh vào năm 1970. Mãi cho đến những năm đầuNăm 1990, khi World Wide Web và đồ họa giao diện người dùng của nó MOSAICra, mà Internet bắt đầu trở thành một phần quan trọng của cuộc sống con người.Vì giới hạn băng thông thoại và đường dây truyền tải tiếng ồn, là tốt nhấttốc độ dữ liệu có sẵn từ một modem tương tự làm việc trên lớp bằng giọng nói xoắnđường dây cáp đồng là 56 kbps.

1.1.1 Digital Subscriber Line (DSL) Các tiêu chuẩn băng rộng DSL đầu tiên là dịch vụ tích hợp mạng kỹ thuật sốHệ thống (ISDN) được phát triển vào những năm 1980 bởi CCITT đó là tiền thân củaITU-T. ISDN (còn gọi là IDSL) tiêu chuẩn cung cấp cái gọi là 2B þ1Dmã hóa Đề án một cặp xoắn đơn. Nó bao gồm hai 64-kbps (2B) kênhcho thoại và dữ liệu, và một tùy chọn 16-kbps (1D) kênh kỹ thuật số. Điều này cho phép mộttổng cộng 144 kbps tốc độ dữ liệu theo cả hai hướng. Dịch vụ ISDN không bao giờ phổ biếnvì chi phí cao và thiếu các ứng dụng sát thủ. Như các trang web kết hợp ngày càng nhiều dữ liệu đa phương tiện, nhu cầubăng thông dự kiến sẽ phát triển để đáp ứng mong đợi của khách hàng. Khác nhauhương vị của công nghệ DSL (gọi chung là xDSL) đã được phát minh chobăng thông rộng cung cấp dữ liệu về các cặp đồng xoắn. Dịch vụ DSL sử dụng cácdải tần số cao hơn trên cặp xoắn để truyền dữ liệu. 0 - 4-kHzban nhạc mang đồng bằng dịch vụ điện thoại truyền thống cũ (POTS) dòng. Thông thường,25 - ban nhạc 160 kHz mang thượng nguồn (sử dụng tàu sân bay) dữ liệu hướng và240 kHz đến 1,5 MHz ban nhạc mang xuống (tàu sân bay để sử dụng) dữ liệu hướng.

Lịch sử của băng thông rộng mạng truy nhập và PON3 Tốc độ dữ liệu DSL và khoảng cách truyền bị hạn chế bởi tín hiệu GIẢM KHẢ-ments trong cặp đồng xoắn [2]. Sự suy giảm của sóng điện từtrên dây đồng tăng là căn bậc hai của tần số tín hiệu. Do đó,tín hiệu tần số cao hơn làm giảm bớt nhanh hơn trên cặp xoắn. Các aforemen-cuộn dây tải nhắc tới trên các cây xoắn cũ phải được loại bỏ đểcung cấp dịch vụ DSL. Hơn nữa, chất lượng dây đồng, vòi cây cầu trên cặp xoắn,và nói chuyện qua giữa các cặp xoắn lân cận tất cả làm suy giảm tín hiệuchất lượng. Hầu hết các công nghệ DSL hiện nay sử dụng một kỹ thuật được gọi là điều chếđiều chế rời rạc multitone (DMT), được phân chia toàn bộ tần sốban nhạc thành 247 kênh khe cắm 4 kHz. Chất lượng tín hiệu trong mỗi khe là liên tụcgiám sát và các tín hiệu được chuyển từ khe xấu cho những người tốt trong một thích ứngcách. DSL không đối xứng (ADSL) và DSL tốc độ dữ liệu rất cao (VDSL) là haihầu hết các dịch vụ DSL phổ biến. ADSL cung cấp tốc độ dữ liệu lên đến hạ lưu8 Mpbs và tốc độ dữ liệu ngược dòng lên đến 800 kbps, trong một truyền tối đakhoảng cách 18.000 ft hoặc 5500 m. Dịch vụ VDSL thường được hỗ trợ với một sợicơ sở hạ tầng sâu như sợi-to-the-lề đường (FTTC), trong đó có một khoảng cách ngắncủa xoắn vòng đồng. Cho 4000-ft (1200 m) cặp xoắn giảm khoảng cách, VDSLcó thể hỗ trợ lên đến 52 Mbps và 16 Mbps hạ lưu và thượng lưu tốc độ dữ liệutương ứng. Bảng 1.1 đưa ra một bản tóm tắt các công nghệ DSL khác nhaubiểu diễn. Nhận các dịch vụ DSL, thông thường, người dùng cần phải cài đặt một bộ lọc để táchtín hiệu thoại từ các tín hiệu dữ liệu. Một modem DSL được sử dụng vào cuối người sử dụngkết nối người sử dụng với nhà cung cấp dịch vụ thông qua một kênh truy cập DSL(DSLAM), được đặt tại một nút điều khiển từ xa hoặc CO Các DSLAM cung cấppoint-to-point băng thông dành riêng giữa các nhà cung cấp dịch vụ và mỗi đầungười sử dụng. Kịch bản này là khác nhau từ các kịch bản modem cáp và PONmô tả sau.

1.1.2 Cable Modem Mạng CATV truyền thống là hệ thống phát sóng một chiều. CATV pro-gram được truyền tín hiệu tương tự như trong biên độ phụ điều chế thoái hóaband (AM-VSB) định dạng [3]. Mỗi kênh CATV chiếm một tần số 6 MHzbộ phận ghép (FDM) khe tần số trong quốc gia Bắc MỹUỷ ban Hệ thống truyền hình (NTSC) tiêu chuẩn hoặc khe cắm 8-MHz trong giai đoạndòng thay thế (PAL) tiêu chuẩn được sử dụng trong các phần khác của thế giới. Phát sóngTín hiệu truyền hình thông thường chiếm một dải tần số từ 50 MHz đến 500 MHz hoặc750 MHz.

4Bảng 1.1Tóm tắt các màn trình diễn công nghệ DSL khác nhauTốc độ tối đaLoại DSLADSL (không đối xứng DSL)HDSL (tốc độ dữ liệu cao DSL)IDSL (ISDN)MSDSL (multirate DSL đối xứng)Ngược dòng hạ lưu800 kbps8 MbpsGiới thiệuMax ofPOTS Số truyền distancelines yêu cầu hỗ trợ18.000 ft(5500 m)12.000 ft(3650 m) 35.000 ft(10700 m)29.000 ft(8800 m)18.000 ft(5500 m)22.000 ft(6700 m) 4000 ft(1200 m)1Vâng1.54 Mbps 1.54 Mbps2Không144 kbps2 Mbps144 kbps2 Mbps11KhôngKhôngRADSL (tỷ lệ thích ứng 1 Mbps DSL)SDSL (đối xứng DSL)VDSL (dữ liệu rất cao tỷ lệ DSL)2.3 Mbps7 Mbps1Vâng2.3 Mbps1Không16 Mbps52 Mbps1Vâng Hệ thống truyền dẫn quang tuyến tính đã được sử dụng cho tín hiệu truyền hình analogtruyền. Tín hiệu CATV được truyền từ headend1 cung cấp dịch vụ 'văn phòng cho các nút sợi từ xa (gọi là nút trung tâm), nơi chúng được chuyển đổi trở lạitần số vô tuyến (RF) và miền truyền qua cáp đồng trục để kết thúcngười sử dụng. Vì vậy, hệ thống CATV còn được gọi là lai sợi cáp đồng trục (HFC) hệ thống.Nhà máy cáp đồng trục được đặt ra trong một kiến trúc cây và ngành với cascadedBộ khuếch đại RF. So với cặp xoắn, cáp đồng trục là rất tốt1

Cung cấp dịch vụ CATV có thuật ngữ khác với viễn thông truyền thốngcung cấp dịch vụ. Một số thuật ngữ có thể gây nhầm lẫn giữa CATV và viễn thôngcung cấp dịch vụ trao đổi thông. Một headend cáp được gọi là một văn phòng trung tâm hoặc nút lõi bằngcung cấp dịch vụ viễn thông. Nó thường nằm trực tiếp trên xương sống. Viễn thông

cung cấp dịch vụ trao đổi thông cũng gọi xương sống cốt lõi của mình các nút trung tâm và phân phối nhỏnút nút cạnh. Tuy nhiên, một nút trung tâm cho các nhà cung cấp CATV là một nút phân phối tín hiệu địa phương,mà song song với các nút cạnh cung cấp dịch vụ viễn thông.

Lịch sử của băng thông rộng mạng truy nhập và PON5trung bình băng thông rộng với phản ứng tần số xuất sắc. Nó có một tần số có thể sử dụnglên tới 1 GHz. Tại Bắc Mỹ, các nhà cung cấp dịch vụ CATV còn gọi nhau nhiềucác nhà khai thác dịch vụ (MSOs). Vào giữa những năm 1990, MSOs bắt đầu cải cách của họmột chiều các hệ thống phát sóng analog truyền thống bằng cách đặt trong hai chiều RFbộ khuếch đại và trở lại liên kết quang học để họ có thể cung cấp dữ liệu và cáccác dịch vụ như VOD. Luật Viễn thông 1996 [4] ở Hoa Kỳ tự do hóathị trường dịch vụ viễn thông. MSOs đã tận dụng cáp đồng trục của họcáp để cung cấp dịch vụ dữ liệu băng thông rộng thông qua modem cáp. Không giống như phần còn lại của thế giới, nơi dịch vụ DSL được thêm rất nhiều phổ biến hơnmodem cáp, tại Hoa Kỳ, modem cáp là hình thức thống trị củatruy cập băng thông rộng vì nhiều lý do. Thứ nhất, phạm vi bảo hiểm nhà máy đồng trục CATVtại Hoa Kỳ là xa hoàn chỉnh hơn so với các nước khác. Phần lớn cáchộ gia đình được kết nối với các nhà cung cấp thông qua MSO giọt cáp đồng trục. Sec-ondly, là quốc gia đầu tiên với các triển khai dịch vụ điện thoại ở mọi nơi,hầu hết các cặp xoắn ở Hoa Kỳ đã quá cũ, quá dài, và quákém chất lượng để cho phép các dịch vụ DSL. Thứ ba, các dữ liệu qua dịch vụ cápgiao diện đặc điểm kỹ thuật (DOCSIS) [5] 1.0 phát hành tháng 3 năm 1997 đã có ý nghĩađóng góp cho sự thành công của modem cáp ở Mỹ bằng cách cung cấp mộtđặc điểm kỹ thuật chung cho multivendor khả năng tương tác và do đó giúpgiảm các thiết bị và dịch vụ chi phí. Tiêu chuẩn DOCSIS được phát triển bởi cáp Labs. Trong một hệ thống modem cáp,modem cáp tại các hộ gia đình được kết nối với một modem cáp termin-hệ thống ation (CMTS) tại một văn phòng trung tâm. Cáp đồng trục cây và ngànhnhà máy hình thành một phương tiện chia sẻ giữa những người sử dụng modem cáp. Dữ liệu khách hàng làghép bằng cách sử dụng thời gian phân chia (TDM) chương trình. Hạ lưutín hiệu dữ liệu từ headend được phát sóng vào modem cáp cá nhân thông quanhà máy cáp đồng trục. Mỗi modem cáp cá nhân nhận dữ liệu của mình bằng cáchID nhúng vào dữ liệu hạ lưu. CMTS hoạt động điều khiển truy nhập trung bình(MAC) mà chủ các khe thời gian ngược dòng cho mỗi modem cáp. Đây làrất khác nhau từ các hệ thống DSL, nơi một đường dây chuyên dụng được cung cấp giữaModem DSL và DSLAM. Modem cáp sử dụng là 0 - đến dải tần số 45 MHz trong cáp đồng trục chotruyền ngược dòng. Dải tần số này thường có kênh nghèo char-acteristics do các khớp nối từ các nguồn như các thiết bị điện trong nhà.Một nguồn tin khác của sự suy thoái trong ban nhạc thượng nguồn là do tiếng ồn chui hầmảnh hưởng từ tất cả người dùng ở thượng nguồn. DOCSIS quy định một kỹ thuật điều chế được gọi là biên độ vuông gócđiều chế (QAM) [6], mã hóa nhiều bit thông tin trên mỗibiểu tượng. Ví dụ, trên một kênh 256-QAM, mỗi biểu tượng đại diện cho 8 bit(Log2256) thông tin, do đó 5 MSP (mega biểu tượng cho mỗi thứ hai) kênhcó thể mang theo một luồng dữ liệu 40 Mbps. Độ rộng kênh DOCSIS 1.0 quy định giữa

6Giới thiệu200 kHz và 3,2 MHz. 64-QAM và 256-QAM được sử dụng cho hạ lưuđiều chế. Cho các kết nối thượng nguồn, giai đoạn vuông góc chuyển keying (QPSK,tương đương với 4-QAM) và 16-QAM được sử dụng. Điều này cho phép một thượng nguồnvà thông hạ lưu của 10 Mbps và 38 Mbps tương ứng. DOCSIS 2.0[5] nâng cao năng lực thượng nguồn bằng cách sử dụng 32 -, 64 - và 128-QAM. Để đối phó với sự gia tăng nhu cầu băng thông của khách hàng, DOCSIS 3.0 [5]tiếp tục tăng băng thông dữ liệu có sẵn cho trên 100 Mbps trong cả hai phương hướng-tions thông qua một kỹ thuật gọi là ghép kênh. Hiệu suất đáng kểcải thiện được thực hiện bằng cách liên kết 4 kênh RF là một kênh dữ liệu hợp lý duy nhất.Bảng 1.2 tóm tắt các tốc độ dữ liệu của các phiên bản DOCSIS khác nhau. Khác nhauphiên bản của giao thức DOCSIS đã được thực hiện tương thích ngược. Mặc dù các modem cáp thông lượng tối đa có thể đạt 38 Mbps xuốngdòng và 10 Mbps trong DOCSIS 1.0, hầu hết các MSOs tăng tốc tối đa-tốc độ dữ liệu imum từ người sử dụng từ 3 Mbps 8 Mbps đường xuống và từ200 kbps đến 800 kbps thượng nguồn vì tính chất chia sẻ của cápbăng thông modem. Giá cao hơn cũng có sẵn để người dùng sẵn sàngtrả giá cao. Mỗi người dùng băng thông có sẵn có thể được cải thiện bằng cách giảmkích thước nhóm chia sẻ, tức là giảm kích thước của mỗi cây đồng trục bằng cách đẩysợi sâu hơn vào lĩnh vực này. Trong hệ thống HFC hiện đại, kích thước nhóm cổ phiếu làthường từ 50 đến 100 hộ gia đình mỗi nút sợi [7]. Kiến trúc modem cáp có rất nhiều điểm tương đồng với thường thấy nhấtkiến trúc PON điện tách, mặc dù họ sử dụng phương tiện truyền thông hoàn toàn khác nhau chotruyền. Cả hai hệ thống modem cáp và điện tách PON sử dụng một điểm-đa điểm (P2MP) nhà máy phân phối cây và ngành như truyền chia sẻ med-IUM trong số tất cả các nút kết thúc. Cả hai đều sử dụng TDM cho MAC. Trong một modem cáphệ thống truy cập, CMTS và modem cáp tạo thành một mối quan hệ master-slave chokiểm soát phương tiện. CMTS kiểm soát việc phân bổ băng thông cho modem cáp. Trongmột PON điện tách, các thiết bị đầu cuối đường quang (OLT) và mạng quang họcđơn vị (ONU) tạo thành một mối quan hệ master-slave để kiểm soát phương tiện. OLTphân bổ kiểm soát băng thông cho ONUs. Phân bổ băng thông năng động(DBA) là cần thiết trong cả hai hệ thống modem cáp và điện tách Pons.Bảng 1.2Tóm tắt các tốc độ dữ liệu DOCISTốc độ dữ liệu tối đaPhiên bản DOCSIS1.02.03.0Hạ lưu 38 Mbps 40 Mbps160 MbpsThượng nguồn10 Mbps30 Mbps120 Mbps

Lịch sử của băng thông rộng mạng truy nhập và PON7

1.1.3 Hệ thống truy cập cáp Vòng địa phương sử dụng cáp quang để kết nối truy cập được gọi là xơ-in-the-vòng lặp (FITL) hệ thống [8-9]. Sợi quang học có lợi thế băng thông cao,tổn thất thấp, và tiếng ồn thấp. So với nhà máy cáp đồng trục, mà thườngđòi hỏi nhiều bộ khuếch đại RF cascaded, nhà máy sợi là nói chung sạch hơnvà yêu cầu bảo dưỡng rất ít. Nghiên cứu cho FITL bắt đầu vào những năm 1980 [10-11]. Hệ thống truy cập cáp quang cũng cógọi là chất xơ-to-the-x hệ thống (FTTx), nơi'' x'' có thể'' nhà,'''' lề đường'''' Cơ sở, khu phố'''''', vv, tùy thuộc vào cách sâu trong lĩnh vực sợi làtriển khai hoặc làm thế nào đóng nó là người sử dụng. Trong một hệ thống sợi to-the-nhà (FTTH),sợi được kết nối tất cả các cách từ nhà cung cấp dịch vụ cho người dùng gia đình. Trong mộtHệ thống FTTC, chất xơ được kết nối với lề đường của một cộng đồng nơi quangtín hiệu được chuyển đổi thành các miền điện và phân phối cho người dùng cuốithông qua cặp xoắn. Vì vậy, một hệ thống FTTC cũng có thể được coi là mộtsợi xoắn hệ thống hybrid đôi. Ngày nay, hầu hết mọi người nghĩ về FTTx là P2MP điện tách Pons(PS-Pons). Trong thực tế, hệ thống truy cập cáp quang có thể là điểm-điểm (P2P) hoặc P2MP.Hơn nữa, họ có thể sử dụng một nút phân phối từ xa hoạt động như một Ethernetchuyển đổi hoặc một bộ tách thụ động đơn giản như nút phân phối từ xa được sử dụng trong PS-Pons. Trong thực tế, NTT đã thông qua kiến trúc P2P trong một số thử nghiệm FTTH đầu [12].Một loại PON gọi là WDM-PON sử dụng một bộ đa bước sóng lànút phân phối từ xa [11]. PON kiến trúc sẽ được mô tả chi tiết trongChap. 2. Mặc dù FITL là trong thử nghiệm một thời gian dài kể từ khi đề nghị, chi phí cao củacác thành phần sợi quang và thiếu các ứng dụng sát thủ cho băng thông caođược cung cấp bởi các sợi quang học đã được rào cản đối với các ứng dụng thực sự của nó. PONkiến trúc đã được đề xuất như một cách để chia sẻ băng thông lớn giữa các sợinhiều người sử dụng thông qua một bộ chia thụ động, và do đó cải thiện cho mỗi người dùng chi phí của FITL. PON làm việc tiêu chuẩn hóa bắt đầu vào những năm 1990 khi hãng dự đoán nhanhtăng trưởng trong nhu cầu băng thông. Trong năm 1995, mạng truy cập dịch vụ đầy đủ (FSAN)[13] tập đoàn được thành lập bởi các nhà khai thác viễn thông toàn cầu bảy trongcluding British Telecom, NTT, và Bell South để chuẩn hóa thông thường yêu cầu-các tuyên bố và các dịch vụ cho một hệ thống truy cập mạng quang thụ động. Một trong những mục tiêucủa FSAN là tạo ra nền kinh tế của quy mô và hạ thấp chi phí cáp quanghệ thống truy cập bằng cách thúc đẩy các tiêu chuẩn chung. Khuyến nghị FSAN sau đó đã được thông qua bởi Quốc tế Viễn thông-trao đổi thông Union (ITU) là ITU-T G.983 BPON (tức là băng thông rộng PON)tiêu chuẩn [14-16]. G.983 quy định 622 Mbps hạ lưu và 155 Mbps hoặc622 Mbps tốc độ dữ liệu tổng hợp thượng nguồn. Mỗi OLT được chia sẻ lên đến 32ONUs đối với khoảng cách tối đa là 20 km giữa OLT và ONU.

8Giới thiệuBPONs sử dụng TDM cho nhiều truy cập và chuyển chế độ không đồng bộ (ATM)tế bào cho dữ liệu khung. Do đó, một BPON cũng được gọi là một PON ATM hoặc APONcho ngắn. Tiêu chuẩn G.983.3 [16] quy định phân chia bước sóng song trên một đơnsợi với 1,3 mm bước sóng cho truyền dẫn thượng lưu và 1,49 mm sóngchiều dài để truyền hạ lưu. Cửa sổ bước sóng 1,55 mm làdành cho tín hiệu analog TV lớp phủ. Tiêu chuẩn BPON đầu xác định các tham khảo-nghiệm mô hình kiến trúc và môi trường phụ thuộc (PMD) lớp vật lý. Nhưng nócũng để lại rất nhiều các định dạng thông điệp quản lý kiểm soát và không xác định cho mộttrong khi đáng kể. BPONs chỉ có thử nghiệm và triển khai hạn chế. Trong vài năm qua,Ethernet nổi lên như một công nghệ thống trị khung cho dữ liệu IP packetizedtruyền. Trong tháng ba năm 2001, các nhóm tiêu chuẩn IEEE 802.3 bắt đầu 802.3ahEthernet trong First Mile (EFM) dự án [17]. Một trong những điều lệ của 802.3ahnhóm làm việc là để chuẩn hóa việc vận chuyển khung Ethernet trên P2MP Ponshoặc EPON. Các IEEE802.3ah chuẩn được phê chuẩn vào tháng Sáu năm 2004. Nó xác định mộtthông thượng nguồn và hạ nguồn của 1 Gbps và khoảng cách truyền dẫn10 km hoặc 20 km với 16 ONUs mỗi OLT. EPON đã trở nên phổ biến to lớn trong các nước Đông Á, đặc biệt làNhật Bản và Hàn Quốc. NTT đã lựa chọn EPON như là tiêu chuẩn cho quy mô lớn của nóFTTH triển khai [12]. Tuy nhiên, EPON đã không đạt được nhiều thương mạithành công tại Hoa Kỳ. Cùng một lúc mà EPON được phát triển bởi IEEE, nghiên cứu của ITU-TNhóm 15 (SG15) cũng đã làm việc trên các thế hệ tiếp theo được gọi là PON Gigabit-có khả năng PON (G-PON). Thông số kỹ thuật G-PON bị bắt giữ trong loạt G.984khuyến nghị [18-20]. G-PON tăng tốc độ truyền tải đến 2,5 Gbpshạ lưu và 1,25 Gbps hay 2.5 Gbps thượng nguồn. Bên cạnh đó, nó sử dụng một khung mớicơ chế gọi là chế độ đóng gói G-PON (GEM), mà là dựa trên cácÝ tưởng ban đầu của thủ tục khung chung (GFP). G-PON đã được lựa chọn như là tiêu chuẩn của Verizon, SBC (nay là AT & T), và BellPhía nam vào tháng Giêng 2003 khi ba nhà khai thác viễn thông đương nhiệmban hành một yêu cầu chung đối với đề xuất (RFP) cho cáp quang tới các tiền đề (FTTP). Cáccác công ty sẽ sử dụng G-PON để cạnh tranh với MSOs trong việc cung cấp cái gọi làtriple-play (video, thoại và dữ liệu) dịch vụ.

1.1.4 Ethernet Ethernet được phát minh vào những năm 1970 [21]. Ban đầu nó được phát minh như một địa phươngcông nghệ mạng cho kết nối máy tính để bàn. Ethernet cóđược thiết lập vững chắc như giao diện người dùng chuẩn của sự lựa chọn để kết nối IPthiết bị. Hơn 90% của các gói tin IP được tạo ra và chấm dứt như

Lịch sử của băng thông rộng mạng truy nhập và PON9Ethernet frames.2 Ethernet bao gồm đáy hai lớp (tức là lớp vật lý vàliên kết dữ liệu lớp) của mô hình tham chiếu OSI. Nó được chuẩn IEEE 802.3nhóm tiêu chuẩn. Hình 1.1 cho thấy xu hướng phát triển của công nghệ Ethernet-nghệ và mạng lưới khu vực địa phương. Vì băng thông cao, chi phí thấp, và dễ sử dụng và cài đặt,Ethernet đã trở thành công nghệ phổ biến nhất cho mạng dữ liệu. Sau khisự bùng nổ Internet, lưu lượng dữ liệu IP trong mạng viễn thôngđã vượt qua rất nhiều của các lưu lượng thoại TDM truyền thống. Giao thông như vậybắt đầu và kết thúc như khung Ethernet. Hơn nữa, các dịch vụ video trực tuyếncũng đang chuyển sang nền tảng kỹ thuật số trên nền IP. Các máy chủ video mới cả hai dòngphát sóng và tín hiệu truyền hình theo yêu cầu như các gói tin Ethernet. Xử lý có hiệu quảDo đó, các gói tin ethernet là rất quan trọng trong các mạng thế hệ tiếp theo. Ethernet thế hệ đầu tiên sử dụng giao thức MAC được gọi là Carrier SenseMultiple Access với phát hiện va chạm (CSMA / CD) cho mạng nội bộ[22]. Tất cả các host được kết nối trong một (MP2MP) đồng trục đa-đa1.000.000Tốc độ Ethernet (Mbps)100.00010.00010001001011985 Đồng trụccáp, UTP1UTP,MMFMMF, SMF WWDMTerabitEthernet?UTP,MMF, SMF199019952000Năm200520102015UTP: không đươc che chơ cáp xoắn đôiSMF: single-mode sơiMMF: sơi đaWWDM: rộng bước sóng ghép kênh phân chia1. 10-Mb Ethernet sử dụng cáp đồng trục đã đươc phát triển trong những năm 1980. Ethernet trơ nên rất phổ biến sau khi 10BASE-T đươc phát minh vào năm 1990.Hình 1.1 Xu hướng phát triển của công nghệ Ethernet.2

Trong mạng chuyển mạch, các đơn vị dữ liệu giao thức (PDU) trên lớp 3 của mô hình tham chiếu ISO hoặclớp IP thường được gọi gói. Lớp 2 hoặc giao thức Ethernet đơn vị dữ liệu thườngđược gọi là khung hình. Hai thuật ngữ thường được sử dụng thay thế cho nhau.

10Giới thiệudòng xe buýt. Mỗi trạm có thể trực tiếp giao tiếp với một trạm trong một mạng ngang hàngto-peer thời trang. Giao thức CSMA / CD là hoàn toàn phân tán. Nó khôngyêu cầu một bộ điều khiển tổng thể cho trọng tài băng thông trên truyền med-ium. Tuy nhiên, giao thức CSMA / CD cũng giới hạn tốc độ truyền tải vàkhoảng cách. Khi tăng tốc độ dữ liệu, kích thước mạng đã được thu nhỏ lạicho phù hợp. Giới hạn khoảng cách truyền dẫn áp đặt bởi các giao thức CSMA / CD làloại bỏ khi full-duplex Ethernet đã được giới thiệu. Trong một full-duplex hiện đạiEthernet, tất cả các trạm trong mạng giao tiếp với nhau thông qua mộtLiên kết P2P để chuyển đổi một (còn gọi là cầu). Chuyển mạch thực hiện trọng tài trung bìnhgiữa các trạm kết nối và chuyển tiếp các gói tin từ nhà ga đến trạm trong một xuyêntrạm thời trang (tức là kết nối cha mẹ không có kiến thức về sự tồn tại củachuyển mạch). Hoạt động chuyển mạch Ethernet được quy định trong IEEE802.1 Spanning TreeProtocol (STP) [23]. STP là rất quan trọng để chế độ full-duplex Ethernet oper-ation, mà loại bỏ các giới hạn khoảng cách CSMA / CD giao thức áp dụng. Nócho phép các khung Ethernet được truyền đến khoảng cách chỉ giới hạn bởi thể chấtkhiếm kênh như tiếng ồn và sự suy giảm. Để hiểu được nguyên tắchiện đại Ethernet, ai thực sự cần phải có kiến thức của cả hai IEEE802.3 và802,1 tiêu chuẩn. EPON tạo ra một kiến trúc P2MP Ethernet mới đó là khác nhau từMP2MP ban đầu và các mô hình P2P. Vì lý do này, một chức năng thi đua P2P cóđược giới thiệu trong EPON để hoạt động với Ethernet 802,1 dựa trênchuyển đổi. Liệu một hệ thống PON sử dụng Ethernet (như trong EPON), ATM (như trong BPON),hoặc GEM (như trong G-PON) cho dữ liệu đóng gói giữa OLT vàĐấu nối, không có nghi ngờ rằng Ethernet là một phải hỗ trợ giao diện người sử dụng mạng(UNI) là một đấu nối phải cung cấp để kết nối với mạng lưới khách hàngthiết bị. Trong vài năm qua, Ethernet đã nhanh chóng di chuyển ra khỏi khu vực địa phươngmạng vào mạng đường trục. Dịch vụ Ethernet tin trực tuyến end-to-end làngày càng trở nên phổ biến hơn. Ethernet truyền thống cung cấp nỗ lực tốt nhấtdịch vụ và thiếu khả năng của các đối thủ của họ TDM như SONET choquản lý. Tiêu chuẩn IEEE802.3ah EFM thêm một hoạt động, Adminis-tration, và quản lý (OAM) Lớp con Ethernet. Tuy nhiên, OAMLớp con chủ yếu tập trung vào một tập hợp con hạn chế về giám sát hoạt độngchức năng của các lớp vật lý và liên kết. Để thực sự cung cấp các dịch vụ Ethernet, người vận chuyển phải có khả năngkiểm soát và quản lý các kết nối Ethernet. Metro Ethernet Forum (MEF) [24],một tổ hợp công nghiệp được thành lập để thúc đẩy các dịch vụ Ethernet, đã được thực hiệncác nỗ lực của Hiệp định quy định cụ thể mức độ dịch vụ (SLA) và OAM cho tàu sân bayEthernet. Các tổ chức tiêu chuẩn khác như ITU và Internet Engineering

Lịch sử của băng thông rộng mạng truy nhập và PON11Task Force (IETF) cũng đã đầu tư nhiều nỗ lực để làm cho Ethernet hơnquản lý và phù hợp với cung cấp dịch vụ end-to-end.

1.1.5 WDM trong mạng truy cập quang Bước sóng ghép kênh phân chia (WDM) làm tăng công suất hệ thống bằng cách xuyênmitting nhiều bước sóng trên một sợi đơn. Kỹ thuật WDM thô cóđã được áp dụng trong các hệ thống PON để tách thượng nguồn và hạ nguồntín hiệu, và cung cấp video lớp phủ tương tự [16]. Một lợi thế quan trọng củacáp quang băng thông hầu như không giới hạn của nó từ một quan điểm truy cập.Thô lớp phủ WDM trên một PON điện tách là một cách rõ ràng để cung cấpdịch vụ khác nhau và khả năng tăng hệ thống. Ví dụ, người ta có thể tách riêngphổ quang vào ban nhạc WDM thô khác nhau và một kỹ sư G-PONhệ thống trong một dải bước sóng và một EPON trong một ban nhạc khác nhau, tăng gấp đôigiá trị của nhà máy sợi tốn kém [25]. Tất cả các hệ thống PON đề cập đến nay sử dụng một coupler điện phân phốitín hiệu từ OLT cho người sử dụng tại ONUs khác nhau. Trong một hệ thống WDM-PON, một WDMcoupler được sử dụng để phân phối tín hiệu để người dùng khác nhau. Mỗi ONU được phân bổvới bước sóng riêng của mình. Một hệ thống như vậy có lợi thế về năng lực cao,minh bạch riêng tư, và giao thức. Ý tưởng của WDM-PON lần đầu tiên được đề xuấtbởi Wagner và bây giờ là trong thử nghiệm thực địa tại Hàn Quốc bởi Korea Telecom. Bằng cách sử dụng một chu kỳ bước sóng (hoặc cái gọi là không màu) thiết bị AWG, người ta có thểđẻ trứng hoặc nhận ra nhiều mạng WDM-PON trên một nhà máy sợi vật lý.Những thách thức của WDM-PON là kiểm soát ổn định bước sóng và chi phí thấp col-nguồn quang orless cho ONUs. Rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong nhữngkhu vực sản xuất thiết bị AWG không màu thực tế là nhiệt độbồi thường, và không màu sử dụng nguồn ý tưởng của tiêm khóa một Fabry-Perot diode laser hoặc phản chiếu các bộ khuếch đại bán dẫn quang học (RSOAs).Chương 3 sẽ mô tả các công nghệ này một cách chi tiết hơn. Nó là một vấn đề thời giantrước khi các thiết bị này cuối cùng sẽ trở thành có sẵn khi băng thôngYêu cầu đạt đến điểm mà tại đó các hệ thống WDM-PON sẽ là cần thiết đểđáp ứng nhu cầu của khách hàng. WDM-PON nên cho phép truy cập băng thông rộng quang họcmạng ở lại thụ động trong một thời gian đáng kể trước khi các mạng truy nhập quangcuối cùng trở thành hoạt động.

1.1.6 ứng dụng killer Lĩnh vực viễn thông đã bổ nhào đáng kể trong đầucủa thế kỷ này vì tâm trạng phấn khởi trong việc triển khai năng lực. Sau khi một sốnăm trì trệ, nhu cầu về băng thông đang tăng trưởng trở lại, và có

12Giới thiệutrở thành động lực cho sự nhiệt tình gần đây ở Pons và FTTxphát triển. Sẽ rất thú vị khi biết rằng e-mail và World Wide Web làứng dụng sát thủ đầu tiên và thứ hai trong lịch sử của Internet vì nó đã đượcđề xuất trong những năm 1960. Internet đã được chào hàng như trình điều khiển băng thông trongmạng viễn thông hiện đại. Một loạt các ứng dụng mới đã xuất hiệntrong vài năm qua. Ví dụ về các bao gồm các mạng peer-to-peer, chia sẻâm nhạc và video clip, chơi game mạng, và bằng giọng nói qua IP. Trong số tất cả các ứng dụng đang nổi lên, quan trọng nhất là phổ biến rộng rãithông qua truyền hình kỹ thuật số và VOD. Tín hiệu truyền hình kỹ thuật số được dễ dàng hơn để vận chuyểnso với những người tương tự vì các tuyến tính thấp hơn nhiều và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễuyêu cầu. Từ một quan điểm kỹ thuật, dịch vụ VOD đã trở thành bây giờkhả thi vì: (1) công nghệ nén video mpeg mới đã tremen-dously giảm băng thông và năng lực cần thiết cho video số hóa xuyênnhiệm vụ và lưu trữ, (2) bộ nhớ điện tử, lưu trữ, xử lý và công nghệđã làm cho nó có thể lưu trữ và chuyển đổi hàng ngàn bộ phim trong thực tế kích thướcmáy chủ video, và (3) WDM chi phí thấp, Gigabit, và 10Gigabit Ethernet xuyêncông nghệ đã kích hoạt nhiệm vụ vận chuyển kinh tế băng thông caotín hiệu video. Ví dụ, một liên kết Gigabit Ethernet có khả năng mang 240dòng tín hiệu video độ phân giải tiêu chuẩn mpeg-2 định dạng [26], mỗi trong số đóđòi hỏi 3,5 Mbps băng thông so với 200 Mbps cho mỗi kênh được sử dụng trongcuối cùng thế hệ video kỹ thuật số phát sóng không đồng bộ giao diện nghiêm trọng(DVB-ASI) dựa trên hệ thống truyền hình kỹ thuật số. Từ góc độ kinh doanh, được hưởng lợi từ cải tiến liên tục củabăng thông truy cập, Internet đã trở thành một hình thức mới quan trọng của phương tiện truyền thôngtrong cuộc sống của người dân. Việc mua lại hàng tỷ đô la của YouTube của Google trong năm 2006 làmột sự phản ánh rõ ràng về sự phát triển này. Để cạnh tranh với Internet,các công ty cáp đang bận rộn phục hồi dịch vụ của họ với các chương trình VOD sử dụng IPTVcông nghệ. Ngoài ra, để giảm cả vốn và hoạt độngchi phí, tàu sân bay được sáp nhập video của họ và nền tảng phân phối dữ liệu vào mộtnền tảng thống nhất dựa trên công nghệ IP. VOD đã trở thành đơn xin-kẻ giết ngườition phát triển truy cập mạng băng thông rộng.1.2 XEM XÉT KINH TẾ PHÁT TRIỂN PON1.2.1 Bao nhiêu băng thông là đủ? Một câu hỏi cũ thường được hỏi là:'' bao nhiêu băng thông sẽ là đủ cho mộtngười dùng cuối?'' Nhu cầu băng thông là lái xe của các nội dung có sẵn trênmạng, mà chỉ giới hạn bởi trí tưởng tượng. Công nghệ có khả năng sẽ tìm thấy

Cân nhắc kinh tế trong phát triển PONBảng 1.3Yêu cầu băng thông cho các dịch vụ IP khác nhauỨng dụngVideo (SDTV)Video (HDTV)Từ xaVideo gameGiọng nóiTải peer-to-peerBăng thông3.5 Mbps 15 Mbps 10 Mbps 10 Mbps 64 kbps100 kbps-100 MbpsQoS13Tổn thất thấp, jitter thấp, tốc độ không đổiTương tự như trênNỗ lực cao nhất, bùng phátTổn thất thấp, jitter thấp, bùng phátTổn thất thấp, độ trễ thấp, tốc độ không đổiNỗ lực tốt nhấtcác ứng dụng của họ thông qua sự sáng tạo của con người. Internet là không có gì mớikhi World Wide Web được phát minh vào đầu những năm 1990. Kể từ đó nó cóthay đổi cách mọi người sống trong vòng vài năm. Chúng tôi cũng thấy rằng độ sẵn sàng của các ứng dụng như VOD xảy ratự nhiên khi một số yếu tố kỹ thuật kinh tế đến với nhau. Nếu không cómạng băng thông rộng giá cả phải chăng, ngay cả khi nén và lưu trữ các công nghệ-lược được hoàn thiện, sẽ không có dịch vụ VOD. Thay vì suy đoán như thế nàonhiều băng thông là đủ, chúng tôi chỉ tóm tắt các yêu cầu băng thông chocác ứng dụng khác nhau trong một gia đình điển hình trong Bảng 1.3. Một kết nối bền vững của 100 Mbps sẽ cho phép một bộ phim DVD 8 GB để kết thúctải trong khoảng 10 phút, sẽ được so sánh với thời gian thực hiện đểđi đến cửa hàng cho thuê băng đĩa tại khối tiếp theo. Nó không phải là khó tưởng tượngYêu cầu 100 Mbps băng thông rộng mỗi hộ gia đình. Trong thực tế, năng lực là một chínhxem xét khi RBOCs ban hành RFP G-PON doanh của họ cho FTTPứng dụng vào tháng Giêng năm 2003.

1.2.2 Chính sách và Quy chế ảnh hưởng Triển khai mạng lưới giao thông đòi hỏi vốn trả trước đáng kể.Bất cứ khi nào có thể, công ty sẽ luôn luôn muốn nâng cấp tiến hóacơ sở hạ tầng di sản của họ và tối đa hóa giá trị đầu tư hiện có. Không giống như ở Mỹ, ở hầu hết các chính phủ các nước châu Áhạn chế tồn tại cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông để cung cấp nội dungcác dịch vụ như video streaming [27-28]. Tuy nhiên, các quốc gia như NamHàn Quốc và Nhật Bản đã đạt được tiến bộ đáng kể trong các mạng truy cập băng thông rộnglà kết quả của chính phủ khuyến khích phát triển công nghệ mới. Tỷ lệ phần trămkhôn ngoan, Hàn Quốc có phạm vi bảo hiểm băng thông rộng nhất trên thế giới, trong khi Nhật Bảnchiếm hai phần ba số người sử dụng FTTH toàn cầu.

14Giới thiệu Ở Bắc Mỹ, bãi bỏ quy định liên tục của ngành công nghiệp viễn thônggiới thiệu cạnh tranh khốc liệt giữa MSOs và đương nhiệm khu vực ChuôngCác công ty hoạt động (RBOCs). Quy định mới cho phép MSOs và RBOCs đểvào các thị trường truyền thống của nhau. MSOs đã không chỉ hoàn thành chuyển đổi kế thừa một cách quảng bá của họmạng cáp đồng trục vào một mạng hai chiều, nhưng cũng đang dùnglợi thế của mạng băng thông rộng của họ HFC cung cấp dữ liệu tốc độ cao, kỹ thuật sốDịch vụ truyền hình, và giọng nói. Phải đối mặt với sự cạnh tranh từ MSOs và nhanh chóngxói mòn giá của các dịch vụ thoại di sản của họ, RBOCs cần phải nâng cấp 100 của họ -nhà máy truy cập đồng xoắn tuổi để phù hợp hoặc vượt qua các dịch vụ cung cấpbởi MSOs. Một kiến trúc sợi mạng truy cập sâu hoặc FTTx là sự lựa chọn tự nhiênđể tương lai chứng minh đầu tư mới của họ. Tại Hoa Kỳ, một trong những ưu đãi cho RBOCs xây dựng sợi sâucơ sở hạ tầng là để bỏ qua các yêu cầu để chia sẻ vòng tiếp cận của họ vớiđối thủ cạnh tranh. Để giới thiệu cuộc thi vào viễn thôngthị trường, chính phủ Mỹ yêu cầu các tàu sân bay truyền thống đương nhiệm để Không bắt buộc(Mở) truy cập xoắn của vòng đối thủ cạnh tranh của họ. Yêu cầu như vậy,Tuy nhiên, không áp dụng cho đầu tư cơ sở hạ tầng truy cập mới như FTTx.

1.2.3 Những nỗ lực tiêu chuẩn Các DOCSIS [5] tiêu chuẩn phát triển chung của ngành công nghiệp cáp đã là mộtyếu tố quan trọng cho sự thành công của thị trường modem cáp tại Hoa Kỳ bởitạo ra thông số kỹ thuật chung multivendor tương thích, và do đó nhất thiết-nền kinh tế thiết về quy mô. RFP doanh từ RBOCs Hoa Kỳ năm 2003 đã được nhằm tái tạo lạiCâu chuyện DOCSIS trong lĩnh vực PON. FSAN và ITU là các tổ chức tiêu chuẩnchịu trách nhiệm về BPON G.983 series và G.984 loạt tiêu chuẩn G-PON.Hai tổ chức này cũng đang lưu trữ sự kiện thử nghiệm khả năng tương tác giữa cáccác nhà cung cấp sản xuất và thiết bị BPON G-PON. IEEE 802.3 nhóm tiêu chuẩn chịu trách nhiệm cho sự phát triển EPON. Nàynhóm truyền thống đã có một hồ sơ theo dõi tốt của việc theo dõi các chi tiết trongyêu cầu kỹ thuật để đảm bảo khả năng tương tác.

1.2.4 cân nhắc chi phí Như đã đề cập ở phần đầu, mặc dù PON đã được phát minh trong hơn 20năm, nó đã không được thành công về mặt thương mại cho đến gần đây. Một hệ thống truy cậpkết nối người dùng cuối thông qua COS vòng địa phương trong hai cách. Các đơn giảnphương pháp tiếp cận là để chạy một cặp riêng biệt của dây (gọi là chạy về nhà) từ mỗi người dùng cuối

Tổ chức của Sách15cho Công ty TNHH giao Ngoài ra, địa phương vòng đầu tiên kết nối người dùng cuối một từ xathiết bị đầu cuối (RT), trong đó nhiều thành các tín hiệu cá nhân trên một dòng nạp. Cácdòng nạp lần lượt nối với một CO Feeder địa phương cung cấp dòng tăng đôi bởigiảm số lượng dây cần thiết để kết nối mỗi người dùng với CO Có sự đánh đổi giữa chi phí của thiết bị điện tử trong RT và các khoản tiết kiệmđạt được từ sự tăng đôi. Nếu chi phí của RT là cao, nói chung, nhiều người sử dụng làcần thiết để chia sẻ chi phí, và chiều dài của các vòng địa phương sẽ có xu hướng được lâu hơn.Khoảng cách vòng lặp địa phương nơi chi phí của RT bắt đầu có ý nghĩa kinh tếđược gọi là khoảng cách chứng minh trong. Khoảng cách chứng minh trong giảm như công nghệ điện tửcải thiện. Trong một hệ thống PON, RT chỉ đơn giản là một bộ chia quang thụ động hoặc điệnWDM coupler. Cần nhận ra rằng thiếu các ứng dụng sát thủ không phải là lý do cho sựthông qua chậm chạp của công nghệ PON. Để cho PON để trở thành làm mại-biệt là khả thi, chi phí điều hành một vòng lặp địa phương sợi (lao động þvốn) cần phải đượctrong ngang tầm với một chạy một cặp vòng xoắn, đó là khoảng $ 1000 trongHoa Kỳ. Trong một thời gian đáng kể thời gian, thành phần cáp quangchiếm một phần đáng kể chi phí triển khai PON. Chi phí cao củathành phần quang học là những rào cản chính cho việc triển khai FTTH. Để cải thiện các mô hình kinh tế của mạng truy nhập quang, thay vìkéo sợi tất cả các cách để gia đình, hệ thống PON đã được đề xuất choứng dụng FTTx khác nhau, nơi các đấu nối được đặt ở lề đường hoặc xây dựngtầng hầm để nó có thể được chia sẻ bởi một nhóm người dùng thông qua giảm ngắncặp xoắn. Chi phí của các thành phần quang học đã đi xuống đáng kể trongnhững năm gần đây và FTTH hiện đang thực hiện rất nhiều ý nghĩa cho băng thông caotruy cập băng thông rộng. PON thuộc để truy cập mạng. Thiết bị truy cập thường được triển khai trongkhối lượng lớn. Do đó họ rất chi phí nhạy cảm. Trong một hệ thống PON, chi phícủa đấu nối cần phải được nhân với số lượng người dùng. Chi phí này là một trong hai bornebởi nhà cung cấp dịch vụ hoặc người dùng cuối. Do đó, chi phí thấp là quan trọng nhấtxem xét trong thiết kế đấu nối.1.3 TỔ CHỨC CỦA SÁCH Cuốn sách này bao gồm bảy chương, bao gồm các khía cạnh khác nhau của PONcông nghệ. Chương 1 bắt đầu với lịch sử của mạng truy cập băng thông rộng và PONphát triển. Nó cũng thảo luận về các lực lượng kinh tế và chính sách sau rộngphát triển cơ sở hạ tầng ban nhạc. Chương 2 xem xét các kiến trúc khác nhau và các công nghệ PON. Nó mởcách để hiểu được lý do và triết lý đằng sau công nghệ PONphát triển, sẽ được đề cập trong các chương tiếp theo.

16Giới thiệu Chương 3 triệt để bao gồm các công nghệ quang PON liên quan và nhà nước của họcủa nghệ thuật. Chương 4 tập trung vào các tính chất và đặc điểm của PON transcei-vers, mà là khá khác nhau từ những người sử dụng thông thường với hai sợi,liên tục chế độ hệ thống truyền dẫn quang. Chương 5 đánh giá quá trình khác nhau, và phân bổ băng thông năng độnggiao thức, đó là cần thiết để các hoạt động và hiệu suất của điệnhệ thống PON tách TDM. Khi tốc độ PON và dịch vụ kích thước nhóm tăng, độ tin cậy và tính sẵn sàngcàng trở nên quan trọng hơn. Chương 6 thảo luận về bảo vệ chuyển đổivà các chương trình phục hồi lưu lượng truy cập cho các hệ thống PON. Một hệ thống PON khác với hệ thống cáp quang truyền thống trong P2MP vàmột sợi kiến trúc truyền hai chiều. Chương 7 nghiên cứu các tháchlenges để mô tả, theo dõi, chẩn đoán và liên kết quang học trong một hệ thống PON. Đó là mong muốn của chúng tôi để trình bày cuốn sách này như một tài liệu tham khảo toàn diện của PONcông nghệ cho những người quan tâm trong việc phát triển và sự hiểu biết này nhanhkhu vực đang phát triển.THAM KHẢO [1] K.G. Coffman và sáng Odlyzko'', tăng trưởng của Internet, trong'' Cáp quang viễn thông- muncations IV B, thay đổi nội dung bởi I. Kaminow và T. Li, pp17-59, Academic Press, 2002. [2] J.A.C. Bingham, ADSL, VDSL và Multicarrier Modulation, John Wiley & Sons, 2000. [3] W.I. Way, Băng thông rộng Hybrid Fiber / Coax truy cập hệ thống công nghệ, Nhấn học tập, 1999. [4] Ủy ban Truyền thông Liên bang, Đạo luật Viễn thông năm 1996, có sẵn từ http://www.fcc.gov/Reports/tcom1996.pdf và http://www.fcc.gov/telecom.html [5] Cable Labs, dữ liệu trên dịch vụ cáp kỹ thuật giao diện (DOCSIS), có sẵn từ http://www.cablemodem.com/specifications/ [6] J.G. Proakis, Truyền thông kỹ thuật số, 3 / e (Chap. 4), McGraw-Hill, 1995. [7] O.J. Sniezko, T. Warner, D. Combs, E. Sandino, X. Lu, T. Darcie, A. Gnauck, S. Wood- phường, và B. Desai,'' HFC Kiến trúc trong việc hình'' NCTA kỹ thuật Các giấy tờ, 1999. [8] NJ Frigo,'' Một cuộc khảo sát của sợi quang trong cấu trúc truy nhập,'' trong Cáp quang Viễn thông, III A, thay đổi nội dung bởi I. Kaminow và T.L. Koch, pp461-522, Học Báo chí, năm 1997. [9] E. Harstead và P.H. van Heyningen'' quang mạng lưới truy cập'' trong Cáp quang Teclecommunications, IV B, thay đổi nội dung bởi I. Kaminow và T. Li, pp438-513, Học Báo chí, năm 2002.[10] S.S. Wagner, H. Kobrinski, T.J. Áo choàng, H.L. Lemberg, và L.S. Smmot'' nghiệm cuộc biểu tình của một kiến trúc thuê bao vòng quang thụ động,'' Đắc cử. Lett., Vol.24, pp344-346, 1988.[11] SS Wagner và HL Lemberg,'' công nghệ và các vấn đề hệ thống cho một sợi WDM dựa trên kiến trúc vòng lặp,'' IEEE J. Lightwave Tech., Vol.7, số 11, pp1759-1768, 1989.[12] H. Shinohara,'' truy cập băng thông rộng tại Nhật Bản: thị trường FTTH phát triển nhanh chóng,'' IEEE Commun. Mag., pp72-78, tháng 9 năm 2005.

Tài liệu tham khảo17[13] trang web FSAN: http://www.fsanweb.org/[14] ITU-T, năm 1998, Khuyến nghị G.983.1, Hệ thống truy cập băng thông rộng dựa trên quang thụ động Mạng quang (PON).[15] ITU-T, 2000, Khuyến nghị G.983.2, Quản lý và kiểm soát ONT giao diện đặc tả tions cho ATM PON.[16] ITU-T, 2001, Khuyến nghị G.983.3, Một hệ thống truy cập băng thông rộng quang học với tăng khả năng dịch vụ bằng cách phân bổ bước sóng.[17] IEEE 802.3ah Ethernet cho các trang web đầu tiên Mile, có sẵn từ http://www.ieee802.org/3/ EFM /[18] ITU-T, 2003, Khuyến nghị G.984.1, Giagbit có khả năng thụ động Mạng quang (G-PON): Đặc điểm chung.[19] ITU-T, 2003, Khuyến nghị G.984.2, Passive Optical Networks gigabit có khả năng (G-PON): Truyền thông vật lý phụ thuộc (PMD) lớp đặc điểm kỹ thuật.[20] ITU-T, 2004, Khuyến nghị G.984.3, Passive Optical Networks gigabit có khả năng (G-PON): Lớp đặc điểm kỹ thuật hội tụ truyền dẫn.[21] R.M. Metcalfe,'' Ethernet: gói phân phối chuyển đổi cho các mạng máy tính cục bộ,'' Thông tin liên lạc của ACM, vol.19, số 9, pp395-404, tháng 7 năm 1976.[22] chuẩn IEEE 802.3, Cảm nhận sóng mang nhiều truy cập với phát hiện va chạm (CSMA / CD) phương pháp tiếp cận và kỹ thuật lớp vật lý, 2005 Edition.[23] chuẩn IEEE 802.1D, Kiểm soát truy cập phương tiện truyền thông (MAC) cầu, 1993.[24] Website của MEF: http://www.metroethernetforum.org/[25] N. Frigo và C.F. Lam'' WDM lớp phủ của APON với quan điểm EPON-một của hãng,'' có sẵn từ http://grouper.ieee.org/groups/802/3/efm/public/sep01/lam_1_0901.pdf[26] ISO / IEC 13818-1:2000, Công nghệ thông tin mã hóa chung của hình ảnh chuyển động và thông tin âm thanh liên quan: Hệ thống, 2000.[27] K. Song và Yong-Kyung Lee'', mạng truy cập băng thông rộng và các dịch vụ trong ở Hàn Quốc, trong'' Mạng băng thông rộng truy cập quang học và quang-to-the-Home, thay đổi nội dung bởi C. Lin, pp69-106, John Wiley & Sons, 2006.[28] J. Wang và Z. Zhao,'' hệ thống FTTH, chiến lược và kế hoạch triển khai ở Trung Quốc,'' trong Mạng băng thông rộng truy cập quang học và quang-to-the-Home, thay đổi nội dung bởi C. Lin, pp233-249, John Wiley & Sons, 2006.

Trang này cố ý để trống

Chương 2

PON Kiến trúc xétCedric F. LâmOpVista Inc2.1 FTTx TỔNG QUAN Cấu trúc chung của một mạng lưới viễn thông hiện đại bao gồmba phần chính: xương sống (hoặc core) mạng, tàu điện ngầm / mạng lưới khu vực, vàtruy cập mạng (Hình 2.1). Trên một mức độ rất cao, mạng lưới đường trục chính được sử dụng cho đường dài xuyêncảng và tàu điện ngầm / mạng lưới khu vực chịu trách nhiệm về trang phục giao thông và đaplexing chức năng. Cấu trúc hệ thống đường trục và tàu điện ngầm thường hơnthống nhất hơn các mạng truy nhập và chi phí của họ được chia sẻ giữa một số lượng lớnngười sử dụng. Các mạng này được xây dựng với nhà nước-of-the-nghệ thuật sợi quang và bước sóngghép kênh phân chia (WDM) công nghệ để cung cấp kết nối công suất lớn. Truy cập mạng cung cấp kết nối người dùng cuối. Chúng được đặt trong gần prox-imity cho người dùng cuối và triển khai với số lượng lớn. Như có thể thấy từ hình. 2.1,mạng truy cập tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau vì nhiều lý do thực tế. Trong mộtmôi trường mà hệ thống di sản đã tồn tại, các tàu sân bay có xu hướng giảm thiểu của họđầu tư vốn cải tạo các cơ sở hạ tầng hiện có với thay đổi gia tăng,trong khi ở một môi trường xanh-lĩnh vực, nó thường làm cho ý nghĩa hơn để triển khai trong tương laicông nghệ bằng chứng mới mà có thể là cách mạng và gây rối. So với vòng truy cập đồng dựa trên truyền thống, cáp quang hầu nhưgiới hạn băng thông (trong phạm vi của tera-hertz hoặc THz băng thông có thể sử dụng).Triển khai sợi tất cả các cách để nhà do đó phục vụ mục đích của tương laichống đầu tư vốn. Một mạng quang thụ động (PON) là một dạng của chất xơtruy cập quang mạng. Hầu hết mọi người ngày nay sử dụng PON như một từ đồng nghĩa của FTTx,mặc dù thực tế rằng sau này mang một ý nghĩa rộng hơn nhiều. Hình 2.2 cho thấy các lựa chọn thay thế của FTTx [1]. Như nhìn thấy từ hình, trongtrường hợp đơn giản, sợi quang cá nhân có thể được chạy trực tiếp từ văn phòng trung tâm (CO)cho người sử dụng trong một kiến trúc ngôi sao duy nhất kết thúc. Ngoài ra, một điều khiển từ xa hoạt động hoặc thụ động19

20PON Kiến trúc xétMạng truy cậpXương sống(Cốt lõi) mạngTàu điện ngầm / khu vựcmạngATMkênhngân hàngT1DSLDữ liệuPOTSDSLAMDữ liệu ISDNWDMlướiEthernetSONETFC,vv IDSL G.S HD SLHeadendIADCMTSOLT Cáp modem Đồng trụcNút sơiĐấu nối 1Đấu nối 16PBX

HFCPONT1GbEbộ định tuyến100/10 BT Ethernet100/10 BTMTUHình 2.1 Cấu trúc chung của một mạng viễn thông hiện đại.terminal1 (RT) với các chức năng ghép kênh có thể được đặt trong lĩnh vực này để giảmtổng số dặm sợi trong lĩnh vực này. Một mạng PON được đặc trưng bởi một RT thụ động. Trong một mạng truy nhập quang, sự sụt giảm cuối cùng để khách hàng có thể được sợi (FTTH),cáp đồng trục (như trong một hệ thống HFC), cặp xoắn hoặc radio (FTTC). Trong thực tế, mộtHệ thống PON có thể được sử dụng cho FTTH hay FTTC / FTTP tùy thuộc vào việcchấm dứt cáp quang (hoặc vị trí đấu nối) là người sử dụng, hoặc một người hàng xóm-mui xe và mở rộng thông qua đồng hoặc liên kết vô tuyến cho người dùng. Trong cuốn sách này, chúng tôikhông phân biệt giữa FTTH và FTTC / FTTP.2.2 TDM-PON VS WDM-PON Hình 2.3 cho thấy kiến trúc của một thời gian phân chia PON (TDM-PON) và bước sóng ghép kênh phân chia (WDM) PON [2]. Trong cả hai cấutures, nhà máy sợi từ thiết bị đầu cuối đường quang (OLT) tại một CO đến quangđơn vị mạng (ONUs) tại các địa điểm của khách hàng là hoàn toàn thụ động. Một hạn cho RT là nút từ xa (RN). Trong cuốn sách này, hai thuật ngữ này sẽ đượcsử dụng thay thế cho nhau từ nơi này đến nơi khác.1

Hệ thống truyền dẫn quangNgười sử dụngCOĐơn saoNgười sử dụngCORTHoạt động sao đôiNgười sử dụngCORTCOCORTHoạt động sao đôiNgười sử dụngCOLai sơi dỗNgười sử dụngNgười sử dụng21RTPON, thả đài phát thanhMạng quang thụ động (PON)Người sử dụngCORTThiết bị điện tử hoạt độngQuang thụ động Sơi ĐồngRadioSơi vào lề đường / tiền đề / etc. (FTTH)Hình 2.2 FTTx lựa chọn thay thế (từ [1] bản quyền [2004] bởi IEEE, in lại với sự cho phép). Một TDM-PON sử dụng một bộ chia điện thụ động như các thiết bị đầu cuối từ xa. Cùngtín hiệu từ OLT được phát sóng để ONUs khác nhau của splitter điện.Tín hiệu cho ONUs khác nhau được ghép trong miền thời gian. ONUs nhậndữ liệu của mình thông qua các nhãn địa chỉ nhúng trong các tín hiệu. Hầu hết cácPons thương mại (bao gồm cả BPON, G-PON, và EPON) thuộc thể loại này. Một WDM-PON sử dụng một coupler WDM thụ động như các thiết bị đầu cuối từ xa. Tín hiệucho khác nhau ONUs được thực hiện trên bước sóng khác nhau và chuyển bởi cácWDM coupler để đấu nối thích hợp. Vì mỗi ONU chỉ nhận riêng của mìnhbước sóng, WDM-PON có sự riêng tư tốt hơn và khả năng mở rộng tốt hơn. Tuy nhiên,Thiết bị WDM là đắt hơn đáng kể, mà làm cho WDM-Ponskinh tế kém hấp dẫn tại thời điểm này.2.3 HỆ THỐNG TRUYỀN QUANG2.3.1 quang Sự mất mát thấp, tiếng ồn thấp, và băng thông cực lớn của sợi quanglàm cho nó lý tưởng cho đường dài truyền mạng đường trục. Gần đây,

22PON Kiến trúc xétONU1RT1 2 6...11 2 . . . 16OLT . . . 161 2Điện splitterONU2...(A)1 2 ...16ONU16RT1ONU1ONU2OLT2...16

ONU16(B)WDM couplerHình 2.3 Kiến trúc (a) TDM-PON và (b) WDM-PON.lĩnh vực truyền thông cáp quang đã phát triển to lớn, nhờsự phát triển của công nghệ WDM. Là kết quả của sự phát triển này, chi phícủa các thành phần sợi quang đã giảm đáng kể đến mức mà bây giờthương mại khả thi để áp dụng công nghệ cáp quang trong mạng truy nhập. Sợi quang là ống dẫn sóng làm bằng kính có độ tinh khiết cao [3]. Hình trụcốt lõi của một sợi có chiết suất thấp hơn một chút so với lớp vỏ xung quanhnó. Sợi quang học có thể được phân loại là chế độ đơn hoặc đa. Tiêu chuẩn duy nhất-mode (SMF) có đường kính lõi nhỏ khoảng 10 mm và đòi hỏi caocơ khí chính xác cho tín hiệu nối. Trên bàn tay, sợi đa khác(MMFs) có đường kính lõi lớn để dễ dàng liên kết và khớp nối. Có haithường thấy MMFs với đường kính cốt lõi của 50 mm và 62:5 mm tương ứng. Như hình. 2.4, ánh sáng chỉ có thể tuyên truyền trong một chế độ trong một SMFtrong khi có nhiều phương thức mà các tín hiệu ánh sáng có thể truyền trong một MMFvì kích thước lõi lớn [3]. Các chế độ tuyên truyền với tốc độ khác nhau vàdẫn đến phương thức phân tán trong MMF. Phương thức phân tán gây ra xung tín hiệumở rộng, do đó hạn chế băng thông tín hiệu và khoảng cách truyền dẫn. Cácsản phẩm băng thông khoảng cách MMF được đo bằng mega-hertz km(MHz km). Theo truyền thống, SMF đã được sử dụng cho truyền xương sống dàivà MMF cho các kết nối xây dựng địa phương. Như chúng ta đã thấy từ Chap. 1 mà

Hệ thống truyền dẫn quangSơi đơn modeSơi đa23SMF: đường kính lõi nhỏ ~ 10 MMF: chung đường kính lõi 50 62.5 Hình 2.4 Cáp quang đơn mode (SMF) vs sợi đa (MMF).với cơ sở hạ tầng đồng xoắn đôi hiện tại, một trong những đã có thể đạt được hàng chụccủa megabit mỗi tốc độ dữ liệu thứ hai. Vì vậy, để cho hệ thống PON, hoặc FTTx đểcó ý nghĩa kinh tế và tương lai chứng minh việc đầu tư, nó đã cung cấp unparal-khả năng leled rằng nhà máy đồng truyền thống không thể cung cấp, tức là gigabittheo tỷ lệ dữ liệu thứ hai ở khoảng cách km. Vì lý do này, tốc độ cao quang họcmạng truy cập sử dụng SMF như trái ngược với MMF. Trong cuốn sách này, chúng tôi chủ yếu là đối phó vớiSMF.

2.3.2 Phân tán Chromatic Phương thức phân tán không phải là một vấn đề trong SMF. Tuy nhiên, sự phân tán sắctồn tại trong SMF. Nguyên nhân là do tốc độ truyền khác nhau của ánh sángtín hiệu bước sóng hoặc tần số khác nhau. Như là biểu tượng dữ liệu chiếm hữu hạnnhịp tần số, phân tán màu mở rộng xung tín hiệu quang học như họtuyên truyền thông qua các sợi quang học và sản xuất điện hình phạt tạinhận. Phân tán màu sắc được đặc trưng bởi các tham số D phân tán, đó làđo bằng đơn vị của ps / nm / km. Nó mang lại cho mở rộng DT (Trong pico giây) của mộtxung với băng thông dl 1 nm trên quang phổ quang học, sau khi xungtruyền qua 1 km khoảng cách của chất xơ. Cho một xung quang tùy ý propa-gating trong một mạng lưới cáp quang, tổng số mở rộng được cho bởi:DT ¼DÁdl ÁL(2:1)đâu Llà khoảng cách truyền dẫn được đưa ra trong cây. Băng thông điều chế dl của một tín hiệu quang học chuyển đổi giới hạn với NRZ(Nonreturn không) điều chế, là khoảng liên quan đến tốc độ dữ liệu R như:DLA ¼(L2 = C) ÁR(2:2)

24PON Kiến trúc xétđâu llà bước sóng của sóng mang quang. Một tín hiệu như vậy thường được sản xuấtvới một laser có bước sóng chất lượng cao thông qua điều chế bên ngoài. Trongnhiều trường hợp, sản lượng từ các nguồn quang tỏa ra một quang phổ hữu hạnkhu vực rộng lớn hơn nhiều so với băng thông điều chế của dữ liệu, trong đó chiếm ưu thếdl và do đó phân tán màu. Hệ số phân tán là một hàm của bước sóng quang học [3]. Hình 2.5cho thấy hệ số phân tán như một chức năng của các bước sóng khác nhau chocác loại sợi quang. Tiêu chuẩn sợi đơn mode thường là loại duy nhất củasợi được sử dụng trong một hệ thống PON. Như có thể thấy từ hình. 2.5, tiêu chuẩn SMF cógần 0 phân tán xung quanh vùng có bước sóng 01:03-mm và 17-ps/nm/kmphân tán xung quanh 01:55 mm, đó là nơi pha tạp erbium bộ khuếch đại sợi(EDFA)-công nghệ khuếch đại quang học trưởng thành nhất làm việc tốt nhất.Phân tán màu sắc ảnh hưởng đến sự lựa chọn của bước sóng quang học và máy phátcông nghệ cho các kết nối thượng nguồn và hạ nguồn, mà sẽ được phânthảo luận sớm sau đó.252015105(-D) NZ-DSF0(+ D) NZ-DSF51250EDFAPhân tán (ps / (nm.km))Không DSFDSF13001350140014501500155016001650Bước sóng (nm)Không DSF: Nondispersion chuyển chất xơ, mà còn đươc gọi là tiêu chuẩn sơi đơn mode hoặc ITU-T G.652 sơi(-D) NZ-DSF: phân tán khác không tiêu cực chuyển chất xơ(+ D) NZ-DSF: phân tán khác không tích cực chuyển chất xơDSF: phân tán chuyển chất xơ với gần như bằng không phân tán trong băng tần CHình 2.5 Hệ số phân tán như một chức năng của bước sóng với nhiều loại sợi quang.

Hệ thống truyền dẫn quang25

2.3.3 sợi mất Mất sợi quang ảnh hưởng đến ngân sách năng lượng, là giới hạn vật lýkhoảng cách và tách tỷ lệ đó có thể đạt được trong một hệ thống PON. Độcsợi ARD được làm bằng Silica (SiO2), vật liệu rất giống nhau của thủy tinh vàcát. Hình 2.6 cho thấy sự mất mát trong một sợi quang Silica tại khác nhau sóngđộ dài. Trong khu vực bước sóng ngắn, mất tín hiệu quang học được giới hạn bởi Rayleighphân tán trong khi ở khu vực bước sóng dài, tán xạ quang học do mạngrung động giới hạn mất tín hiệu. Hình 2.6 cũng cho thấy tên của quang học khác nhaucác ban nhạc và các địa điểm phổ của họ. Nó chỉ ra rằng C-band (viết tắt củaban nhạc thông thường) bước sóng trải nghiệm sự mất mát tín hiệu tối thiểu. Như những người đàn ông-nhắc tới trước đó, vùng phổ này là khu vực nơi máy phát quang có thểdễ dàng đạt được với EDFAs [4]. Điều này làm cho dải bước sóng phù hợp nhấtvà lựa chọn đường dài truyền WDM và truyền CATV tương tự[5] nơi quyền lực cao là cần thiết để đạt được tỷ lệ nghiêm ngặt vận chuyển-to-noise(CNR) yêu cầu. Trong sợi thông thường, sự suy giảm đỉnh tại địa phương xung quanh 01:38 mmbước sóng (trong E-band). Cao điểm này địa phương (còn gọi là đỉnh cao nước) làdo sự hấp thụ của OHÀtạp chất còn lại từ sản xuất sợi.Kỹ thuật thanh lọc tốt hơn đã gỡ bỏ các đỉnh nước trong sợi mới nhưTất cả các chất xơ-Wave từ Tổng công ty OFS-Fitel và sợi SMF-28e từCorning Inc Điều này làm cho quang phổ E-ban nhạc có sẵn cho thô WDMcác ứng dụng.10Mất (dB / km)Mạngrung động1OHORayleightán xạSơi các-Wave0.1 1.01.2 1.4Bước sóng (mm)1.61.8ESC LHình 2.6 Mất trong một sợi quang ở các bước sóng khác nhau.

26PON Kiến trúc xét Hệ thống PON chủ yếu là xây dựng với 01:03 mm (O-band) cho thượng nguồntruyền dẫn tín hiệu, 01:49 mm (S-band) để truyền hạ lưu, và01:55-mm (C-band) bước sóng cho một tùy chọn tín hiệu CATV tương tự lớp phủ.Việc sử dụng các băng tần này sẽ được giải thích chi tiết hơn trong phần sau. Cácmất sợi mới xung quanh vùng có bước sóng 01:55-mm có thể thấp như0.19 dB / km [6]. Nó cũng cần lưu ý rằng xung quanh bước sóng 1:03 mmkhu vực sử dụng để truyền thượng nguồn, mất sợi quang là khoảng 0,33-0,35 dB /km, cao hơn so với trong vùng có bước sóng 1:05 mm đáng kể.

2.3.4 Hai chiều truyền2.3.4.1 Hai sợi vs One-quang Hệ thống thông tin cáp quang thông thường sử dụng hai sợi riêng biệt chothông tin liên lạc hai chiều. Điều này cũng được gọi là phân chia không gian song, hoặc haicách tiếp cận chất xơ. Phương pháp đơn giản này không yêu cầu táchthượng nguồn (đấu nối để OLT) và hạ lưu (OLT để đấu nối) các tín hiệu trong thời gian,lĩnh vực tần số, hoặc bước sóng, và rất đơn giản để thực hiện. Trong một TDM-Hệ thống PON, cách tiếp cận hai sợi đòi hỏi hai bộ chia quang điện tronglĩnh vực trong khi trong một hệ thống WDM-PON, một hoặc hai bộ ghép kênh WDM có thểđược sử dụng trong các lĩnh vực (Chap. 3). Trọng tâm chính của chúng tôi trong phần này sẽ được quyền lực tách-dựa trên TDM-PON. WDM-Pons sẽ được thảo luận trong một phần riêng biệt. Thông thường, quyền lực tách Pons với hai sợi, bước sóng 01:03-mm làsử dụng cho cả truyền thượng nguồn và hạ vì chi phí thấp Fabry-Perot (FP) laser là có sẵn ở bước sóng này, và họ có thể được sử dụngmà không có nhiều lo lắng về tác dụng sợi phân tán. Mặc dù đơn giản của nó, vì thêm chất xơ cần thiết và sự cần thiết phảichấm dứt và quản lý một splitter thứ hai, giải pháp hai sợi là tốn kém hơnhơn các giải pháp một sợi từ cả hai thủ đô và quan điểm hoạt động.2.3.4.2 Một sợi đơn bước sóng Full Duplex Trong phương pháp này, chỉ có một sợi quang được sử dụng cho cả hai phía thượng lưu vàkết nối hạ lưu. Một đơn giản 3-dB 01:02 hướng coupler được sử dụng ởOLT và ONU để tách các tín hiệu quang học phía thượng lưu và hạ lưu. Một ví dụhệ thống được minh họa trong hình. 2.7 (a). Vấn đề của phương pháp này là ghép 3 dB giới thiệu khoảng 3,5 dBmất tín hiệu trên mỗi đầu của liên kết truyền tải và tổn thương hệ thống điệnngân sách. Hơn nữa, tín hiệu truyền có thể được phân tán vào thu địa phươngnhư gần kết thúc nói chuyện qua (NEXT), được minh họa trong hình. 2.7 (b). Cho rằng

Hệ thống truyền dẫn quang27OLTTRRTĐấu nối(A)3-dB coupler3-dB couplerTín hiệu nhận đươcRTiếp theoTTín hiệu (b) lây truyền qua đườngHình 2.7 (A) Một sợi đơn bước sóng truyền dẫn hai chiều. (B) gần cuối nói chuyện qua(NEXT).nhận được cường độ tín hiệu hạ lưu là giảm các coupler quang tại RTvà công suất máy phát địa phương thường cao, TIẾP đặt một yêu cầu nghiêm ngặttrên điều khiển phản ánh [7]. Hơn nữa, nếu các bước sóng ONU và OLTxảy ra được rất gần, TIẾP sẽ sản xuất mạch lạc nói chuyện qua, mà thậm chí cònbất lợi hơn.2.3.4.3 Time Division Duplex Trong cách tiếp cận phân chia thời gian công, bộ OLT và ONU cất quay sang sử dụngchất xơ trong một thời trang bóng bàn cho truyền thượng nguồn và hạ nguồn. Như nhauvới một sợi đơn bước sóng cách tiếp cận song công, bộ ghép định hướng làsử dụng tại OLT và ONUs để tách thượng nguồn và hạ nguồn tín hiệu quang học.Hiệu quả Tiếp theo là tránh được bằng cách tách tín hiệu thượng lưu và hạ lưu trongmiền thời gian, với chi phí của việc giảm thông lượng hệ thống tổng thể về50%. OLT điều phối các khe thời gian được giao cho thượng nguồn và hạ nguồntruyền. Nhận chế độ chụp được yêu cầu ở cả OLT và ONU.

2.3.5 Bước sóng Division Duplex Các phương pháp phân chia bước sóng song công phân biệt thượng nguồn và hạ nguồntruyền dẫn tín hiệu bằng cách sử dụng các bước sóng khác nhau. Để dễ dàng kiểm soát bước sóng, mộtthô 01:03 = 01:05-mm bước sóng in hai mặt scheme2 được chọn để tách thượng nguồn2

Như đã đề cập trước đó, bước sóng hạ lưu chính xác được sử dụng trong tiêu chuẩn công nghiệp Pons làthực sự 01:49 mm.

28 1.5 TOLT R 1.3 1.3/1.5-μmbước sóng diplexerPON Kiến trúc xét1.5 R Đấu nốiT1.3 Hình 2.8 Song công phân chia bước sóng sử dụng 1:03 = 1:05 mm coupler WDM thô (diplexer) đểthượng nguồn và hạ nguồn tín hiệu riêng biệt.và tín hiệu hạ lưu (Hình 2.8) [8]. Cửa sổ ở mỗi bước sóng được thực hiệnđủ lớn để không có kiểm soát nhiệt độ là cần thiết để ổn định tia laserbước sóng đầu ra. Để giảm chi phí hệ thống tổng thể, điều quan trọng là sử dụng chi phí thấp quang họccác thành phần. FP laser rất đơn giản để sản xuất và có công suất đầu ra tốtvà độ tin cậy. Tuy nhiên, những laser phát ra nhiều hơn một bước sóng xác định bởitần số lặp lại của khoang (Chap. 3). Là kết quả của phân tán màu,các chế độ khác nhau theo chiều dọc sẽ tuyên truyền với tốc độ khác nhau, dẫn đếnxung mở rộng và can thiệp intersymbol. Ở tốc độ cao, hiệu ứng phân tán do nhiều chế độ phát xạ laser FPcó thể giới hạn khoảng cách truyền dẫn. Như đã đề cập trước đó, tác dụng như vậy là tối thiểucho tiêu chuẩn SMF gần vùng có bước sóng 1:03 mm nơi phân tánhệ số gần như bằng không. Laser F-P tại 1:05 mm vùng có bước sóng (D ¼17 ps /nm / km) có chiều rộng quang phổ đặc trưng của dl ¼2,5 nm. Vì vậy, đối với một truyềnkhoảng cách 10 km, xung mở rộng DT ¼425 ps theo phương trình. (2.1). Như mộtVí dụ, trong tiêu chuẩn IEEE802.3ah EPON [9, khoản 60], tỷ lệ biểu tượng là1,25 Gbaud / s sau khi 8B10B lớp vật lý mã hóa. Các xung mở rộng dođiển hình 1:05 mm tia laser FP ở khoảng cách truyền dẫn 10 km là hơn một nửa sốthời gian biểu tượng (800 ps) (giả sử điều chế NRZ). Vì vậy, không disper-bồi thường sion, FP laser không phù hợp tại 1:05 mm bước sóng truyền. Single-mode đắt hơn DFB (phản hồi phân phối) laser [10] vớiphổ hẹp đầu ra là cần thiết để truyền 01:05-mm. Do đó, thấpchi phí 1:03 mm laser FP được sử dụng tại ONUs để truyền thượng nguồn và 1:05 mmDFB laser được sử dụng tại OLT để truyền hạ lưu nơi can chi phí của nóđược chia sẻ của nhiều ONUs kết nối với OLT. Một trong những lợi thế của phân chia bước sóng song công là phản ánhánh sáng phía hạ lưu cảng splitter s chưa chấm dứt cũng là flittered của diplexertại OLT. Điều này làm giảm các yêu cầu kết nối phản xạ ở xanút điện splitter. Trong giai đoạn triển khai ban đầu của một hệ thống PON,có tỷ lệ sẽ thấp và hầu hết các bộ chia cổng quạt ra nút từ xa có thểkhông sử dụng. Nếu không có sự diplexer bước sóng, điều này có thể sản xuất rất nhiều không mong muốncan thiệp vào tín hiệu ngược dòng-nhận tại OLT nếu những kết nối được

Chiến lược năng lượng chia nhỏ file trong một TDM-PON29không chấm dứt đúng. Một nguồn ánh sáng phản xạ không mong muốn là từphá vỡ các sợi phân phối trong lĩnh vực này.2.4 CHIẾN LƯỢC POWER-TÁCH TRÊN Một TDM-PON2.4.1 Kiến trúc Tách Mục đích của phân chia quyền lực bao gồm: (1) chia sẻ chi phí và băng thông củaOLT trong ONUs và (2) giảm số dặm sợi trong lĩnh vực này. Ngoài cácđơn giản chiến lược tách một giai đoạn (hình 2.9 (a)), splitter cũng có thể được cascaded tronglĩnh vực như hình. 2.9 (b). Trong trường hợp cực đoan nhất, hình thức chất xơ trung chuyểnmột xe buýt quang học và ONUs được kết nối với nó tại các địa điểm khác nhau dọc theo con đường của nóqua 01:02 splitter máy quang học như hình. 2.9 (c). Kiến trúc tách thực tế phụ thuộc vào nhân khẩu của người sử dụng vàchi phí để quản lý nhiều bộ chia. Từ một quan điểm quản lý của xem, nó thường làđơn giản để có một splitter duy nhất để phân phối trong lĩnh vực này, mà làm cho nốidễ dàng hơn và giảm thiểu kết nối và nối lỗ. Trong một xe buýt hoặc kiến trúc cây như hình. 2.9 (c), nếu tất cả các splitter có cùngtỷ lệ phân chia quyền lực, đấu nối xa sẽ bị truyền nhất vàĐấu nốiĐấu nối...Đấu nốiĐấu nốiĐấu nốiOLTĐấu nốiĐấu nốiĐấu nốiĐấu nối(B)Đấu nốiOLTĐấu nốiĐấu nốiĐấu nối...(A)Đấu nốiOLT(C)Đấu nốiĐấu nốiĐấu nốiHình 2.9 Chiến lược phân chia trong một TDM-PON: (a) tách một giai đoạn, (b) chia nhiều tầng,và (c) các bus quang.

30PON Kiến trúc xétmất tách và trở thành nút cổ chai hệ thống. Splitter với tách không đồng đềutỷ lệ có thể được sử dụng để cải thiện tỷ suất lợi nhuận sức mạnh tổng thể. Tuy nhiên, chẳng hạntối ưu hóa yêu cầu thả giống splitter không đồng dạng và do đó rất khó đểquản lý.

2.4.2 Tỷ lệ chia nhỏ file Hầu hết các hệ thống PON thương mại có tỷ lệ chia tách 1:16 hoặc 1:32.Một tỷ lệ phân chia cao hơn có nghĩa là chi phí của PON OLT được chia sẻ tốt hơntrong ONUs. Tuy nhiên, tỷ lệ chia tách trực tiếp ảnh hưởng đến hệ thống điệnngân sách và tổn thất truyền tải. Sự mất mát chia lý tưởng cho một 1: chia N là 10 Âlog (N) dB. Để hỗ trợ tỷ lệ lớn tách, máy phát công suất cao,thu nhạy cảm, và các thành phần quang học thấp mất được yêu cầu. Cao hơntỷ lệ phân chia cũng có nghĩa là ít năng lượng còn lại để mất sợi dây và nhỏlợi nhuận dành cho sự giảm sút hệ thống khác và các biến thể. Vì vậy, cho đếnmột điểm nhất định, tỷ lệ phân chia cao hơn sẽ tạo ra lợi nhuận giảm dần. Nghiên cứucho thấy kinh tế tỷ lệ phân chia tối ưu nhất là ở đâu đó xung quanh01:40 [11]. Một tỷ lệ phân chia cao cũng có nghĩa là băng thông được chia sẻ giữa OLT hơnONUs và sẽ dẫn đến ít băng thông cho mỗi người dùng. Để đạt được một tỷ lệ lỗi bit nhất định(BER) thực hiện, một năng lượng tối thiểu cho mỗi bit là cần thiết để khắc phụctiếng ồn hệ thống. Do đó, tăng tỷ lệ bit tại OLT cũng sẽ tăngsức mạnh (mà là sản phẩm của tốc độ bit và năng lượng bit) cần thiết cho xuyênnhiệm vụ. Sức mạnh truyền bị hạn chế bởi công nghệ laser(Laser thông thường có khoảng đầu ra 0-10-dBm điện) và an toànyêu cầu do cơ quan quản lý [12].2,5 tiêu chuẩn thương mại TMD-PON HẠ TẦNG Hình 2.10 cho thấy kiến trúc của một tiêu chuẩn thương mại TDM-PONcấu trúc. Kiến trúc chung này áp dụng cho APON, EPON, và G-PON. Trong kiến trúc này, một OLT được kết nối với ONUs qua 01:32 splitter.3 CácKhoảng cách truyền tối đa được bảo hiểm thường là 10-20 km. Thượng nguồn direc-hóa giao thông từ ONUs được thực hiện trên 1,3 mm bước sóng và giao thông hạ lưutừ OLTs trên 1,49 mm bước sóng. Một đấu nối cung cấp một hoặc nhiều cổng cho kết nối thoại và dữ liệu khách hàngkết nối (10/100BASE-T Ethernet). Các kết nối bằng giọng nói có thể được T1/E13

Trong một số trường hợp, tỷ lệ phân chia nhỏ hơn như 1:8 hoặc 1:16 có thể được sử dụng.

Tiêu chuẩn thương mại TMD-PON cơ sở hạ tầng1.49 31Văn phòng trung tâmXương sống mạng Chuyển đổi hoặc chéokết nối

1.3 Đấu nối 1PBX

01:3210/100BASE-TOLT 1OLT 2OLT 3OLT 4PS20 kmĐấu nối 32Hình 2.10 Tiêu chuẩn thương mại kiến trúc TMD-PON.cổng cho người sử dụng thương mại và dịch vụ điện thoại đồng bằng cũ (POTS) cho residen-TIAL người sử dụng. Nhiều OLTs trong CO được kết nối với một switch đường trục hoặc chéokết nối, cũng kết nối chúng vào mạng đường trục. Trong một tàu sân bay envir-onment, OLTs thường được xây dựng như thẻ dòng được đưa vào mộtkhung xe. Khung xe cũng có thể lưu trữ các switch đường trục / qua kết nối và cung cấpcác kết nối đến OLTs thông qua một máy bay trở lại tốc độ cao. Kết nối giữa OLT và ONU được gọi là phần PON. Cáctín hiệu vận chuyển trong phần này có thể được mã hóa và ghép trong khác nhauđịnh dạng và các chương trình phụ thuộc vào tiêu chuẩn PON thực hiện. Neverthe-ít hơn, vượt ra ngoài phần PON, tín hiệu định dạng chuẩn được sử dụng cho khách hàng liênmặt tay-off, chuyển đổi, và kết nối chéo. Như đã đề cập ở Chương. 1, nhiều nhấtgiao diện tiêu chuẩn thường được sử dụng hiện nay là giao diện Ethernet. Trong phần PON, tín hiệu từ và ONUs khác nhau là khung liênlá. Mỗi khung hình được xác định với một ID đấu nối duy nhất trong các tiêu đề khung. Cácbất động sản hướng 1: N tách quang làm cho liên kết hạ lưu một one-to-nhiều kết nối phát sóng. Mặt khác, theo hướng thượng nguồn là mộtnhiều-một kết nối, khung tức là gửi từ tất cả ONUs sẽ đến ởOLT, nhưng không có hai ONUs có thể trực tiếp gửi tín hiệu về phía nhau trênlớp quang học. Điều này ngụ ý rằng thông tin liên lạc giữa ONUs cần phải đượcchuyển cho CO và chuyển tiếp với sự giúp đỡ của OLT.

2.5.1 OLT và ONU cấu trúc Hình 2.11 và 2.12 cho thấy cấu trúc chung của một TDM-PON OLT vàĐấu nối tương ứng [8]. Các (lớp vật lý phụ thuộc) lớp PMD xác địnhthu phát quang học và diplexer bước sóng tại một OLT hoặc đấu nối. Điều khiển truy cập trung bình (MAC) lớp lịch quyền sử dụng vật lýtrung bình để ganh đua cho liên kết sợi chia sẻ là tránh trong khác nhau

32OLTĐể xương sốngmạngPON Kiến trúc xétVụthích ứng PMD 1.49 MAC T R 1.3 ..........Để ONUsĐể xương sốngmạngVụthích ứng..........Chéokết nối PMD 1.49 MAC T R 1.3 Để ONUsSNIHình 2.11 Cấu trúc chung của một tiêu chuẩn TDM-PON OLT. Sơ đồ này đại diện cho mộtkhung gầm với nhiều thẻ OLT, được kết nối với nhau thông qua một chuyển đổi máy bay trở lại. MôiThẻ OLT với lớp MAC và PMD riêng của mình phục vụ PON riêng biệt.ONUs. Trong một hệ thống PON, lớp MAC tại OLT phục vụ như là bậc thầy và cácLớp MAC tại một đấu nối như một khách hàng. OLT xác định thời gian bắt đầu và kết thúcrằng một đấu nối đặc biệt cho phép chuyển. Như hình. 2.11, một OLT có thể chứa nhiều MAC và PMDtrường hợp để nó có thể được kết nối với nhiều hệ thống PON. Một kết nối chéotại OLT cung cấp các kết nối và chuyển đổi giữa các PON khác nhauhệ thống, ONUs, và mạng đường trục. Lớp thích ứng dịch vụ trong mộtOLT cung cấp các dịch giữa các định dạng tín hiệu xương sống và PONphần tín hiệu. Giao diện từ một OLT với mạng xương sống được gọi làgiao diện mạng lưới dịch vụ (SNI). Một đấu nối cung cấp kết nối đến OLT trong phần PON quaĐấu nối MAC và PMD (Hình 2.12). Lớp thích ứng dịch vụ trong ONUcung cấp các dịch giữa các định dạng tín hiệu cho các thiết bị của khách hàngkết nối và định dạng tín hiệu PON. Giao diện từ một đấu nối cho khách hàngthiết bị mạng được gọi là giao diện người sử dụng mạng (UNI). Dịch vụ MUX /Phần DMUX cung cấp chức năng ghép kênh cho các giao diện khách hàng khác nhau.Thông thường, nhiều UNI có sẵn từ một đấu nối cho loại hình dịch vụ khác nhau(Ví dụ dữ liệu, thoại). Mỗi UNI có thể hỗ trợ một định dạng tín hiệu khác nhau và yêu cầu của nóriêng dịch vụ thích ứng khác nhau.

Tiêu chuẩn thương mại TMD-PON cơ sở hạ tầngĐấu nốiVụthích ứngVụ MUXDMUX Khách hàng mạngthiết bị....33Để OLT PMD1.49 R MAC T 1.3 Vụthích ứngUNIHình 2.12 Cấu trúc chung của một tiêu chuẩn TDM-PON đấu nối.

2.5.2 Burst Mode hoạt động và Khác nhau Theo hướng hạ lưu, các OLT interleaves khung dành cho sự khácONUs ent như một dòng liên tục và phát sóng cho tất cả các ONUs. Mỗi ONUchiết xuất khung hình riêng của mình dựa trên địa chỉ tiêu đề. Theo hướng thượng nguồn, mỗi ONU có phát quang của chính mình đểgiao tiếp với OLT. Vì chỉ có một thu quang tạiOLT, ONUs cần phải thay phiên nhau để gửi dữ liệu của họ với OLT. Trong một thông thườnghệ thống truyền dẫn, truyền và nhận của nó luôn luôn duy trì synchron-hóa bằng cách truyền một mô hình nhàn rỗi khi không có dữ liệu để gửi. Trong một PONhệ thống, khi một đấu nối không gửi dữ liệu thượng nguồn, nó phải tắt nómáy phát để tránh ảnh hưởng tới truyền thượng nguồn ONUs khác. Có-Cho nên, trong một hệ thống TDM-PON, truyền tải chế độ chụp được sử dụng ở thượng nguồnhướng. Truyền chế độ chụp cũng được sử dụng trong thế hệ đầu đồng trục-hệ thống cáp Ethernet LAN như 10BASE-2 và 10BASE-5. Mỗi khi đấu nối truyền một tín hiệu bùng nổ với OLT, nó cần phải đầu tiên gửimột chuỗi lời mở đầu của OLT. OLT sử dụng phần mở đầu như một đào tạotrình tự điều chỉnh ngưỡng quyết định của mình và thực hiện đồng bộ vớiĐấu nối. Hơn nữa, một thời gian bảo vệ được dành riêng giữa các cụm từ khác nhau ONUsđể cho phép người nhận OLT để phục hồi lại trạng thái ban đầu của nó trước khi sự bùng nổ tiếp theo. Cácthời gian bảo vệ giữa các vụ nổ cho biết thêm các chi phí cho băng thông hiệu quả và nên đượcgiảm thiểu trong thiết kế hệ thống. Để tránh va chạm giữa các cụm từ ONUs khác nhau, nó là cần thiết đểphối hợp hoặc lịch trình truyền thượng nguồn. Thế hệ đầu của Ethernetsử dụng một cơ chế điều khiển phân tán được gọi là cảm nhận sóng mang nhiều truy cập vớiphát hiện va chạm (CSMA / CD) để tránh lịch [9]. Tuy nhiên, CSMA /Cơ chế CD không thể được sử dụng trong một hệ thống PON vì những lý do sau đây: (1)splitter điện hướng làm cho cảm giác vận chuyển và phát hiện va chạm không thể

34PON Kiến trúc xétbởi vì không có sử dụng thủ thuật đặc biệt không đấu nối có thể theo dõi truyền tải quang họcsion từ ONUs khác trên PON cùng, và (2) khoảng cách tốc độ dữ liệu vàbao phủ bởi một hệ thống PON vượt quá rất nhiều giới hạn do CSMA / CDgiao thức. Giao thức CSMA / CD trở nên rất hiệu quả dưới cao băngchiều rộng và dài khoảng cách truyền dẫn [13, Chap. 4]. Lập kế hoạch được thực hiện bởi lớp OLT MAC trong một hệ thống PON. ONUs lànằm ở những khoảng cách khác nhau từ OLT. Do đó, tín hiệu từ khác nhauONUs sẽ trải nghiệm sự chậm trễ khác nhau trước khi đến OLT. Do đó,quan trọng để thiết lập một tham chiếu thời gian giữa OLT và ONU một đểsau khi chiếm sự chậm trễ chất xơ, khi tín hiệu đấu nối đến tại OLT, nóđến lúc chính xác cùng một thời điểm mà các OLT có ý định cho đấu nối đểtruyền. Các tham chiếu thời gian giữa OLT và ONUs được thành lậpthông qua khác nhau, quá trình. Khác nhau, các biện pháp trì hoãn chuyến đi vòng quanh giữa một ONU và OLT. TrongĐể thực hiện khác nhau, các OLT gửi ra một khác nhau, yêu cầu để đấu nối (s) đểđược dao động. Một ONU tham gia khác nhau, sau đó trả lời với một khác nhau,phản ứng đến OLT. OLT đo thời gian chuyến đi vòng quanh (RTT) từphản ứng khác nhau, và cập nhật các đấu nối với sự chậm trễ này. RTT được lưu trữtrong OLT hoặc đấu nối mà sử dụng nó để điều chỉnh thời gian mà khung dữ liệu từcác đấu nối được truyền. Tất cả các ONUs được liên kết đến một chungtham chiếu thời gian hợp lý sau khi va chạm khác nhau, vì vậy điều đó không xảy ra trong một PONhệ thống. Khi khác nhau, yêu cầu được gửi đi, các OLT phải dành một khoảng thời giangọi khác nhau, cửa sổ cho ONUs unranged để trả lời. Kích thước của dao độngcửa sổ phụ thuộc vào sự chậm trễ khác biệt lớn nhất giữa các đấu nối gần nhấtvà đấu nối xa. Chậm trễ tín hiệu quang học trong 1 km sợi là 5 ms. Do đó,20 km khoảng cách khác biệt giữa ONUs, một sự khác biệt của RTT200 ms cần phải được bảo lưu trong cửa sổ khác nhau. Hầu hết các tiêu chuẩn PONchỉ định một khoảng cách vật lý tối đa là 20 km từ một ONU đến OLT [8, 9,Khoản 60, 14]. Cần nhận ra rằng nếu các giới hạn trên và dướicủa ONU ly được biết đến OLT (ví dụ như thông qua việc cung quản lý),sau đó thay vì đặt một cửa sổ khác nhau, bao gồm tối đa cho phéptách biệt giữa một ONU và một OLT, kích thước của cửa sổ khác nhau, có thểđược giảm xuống chỉ bao gồm các khoảng cách khác biệt tối đa trongONUs. Điều này làm giảm chi phí khác nhau, và cải thiện băng thông tổng thểhiệu quả. Khác nhau, thường được thực hiện vào thời điểm một ONU tham gia một PON. Thời gian-OLTically chương trình phát sóng khác nhau, yêu cầu đấu nối khám phá. Một đấu nối mới phát hiệnkhác nhau, yêu cầu và phản ứng với các OLT trong cửa sổ khác nhau, Ltdsau khi yêu cầu khác nhau. Nếu nhiều ONUs nỗ lực tham gia PON đồngthời gian, va chạm có thể xảy ra. Va chạm trong phát hiện được giải quyết bằng sự ủng hộ ONUsđầu với một sự chậm trễ ngẫu nhiên.

Tiêu chuẩn thương mại TMD-PON cơ sở hạ tầng35 Trong hoạt động, đấu nối và OLT có thể liên tục theo dõi fluctu-ation của RTT do sự thay đổi như thay đổi nhiệt độ, và thực hiện tốtđiều chỉnh bằng cách cập nhật các giá trị đăng ký RTT.

2.5.3 C-Band Analog CATV tín hiệu Overlay Ngoài băng thông rộng cung cấp dữ liệu, phân phối chương trình truyền hình là môisioned như một dịch vụ PON chính trong đầu. Như đã chỉ ra ở Chương. 1,dịch vụ truyền hình tương tự đã được phân phối bằng cách sử dụng bước sóng 1550-mm trong mộtHệ thống HFC trong một thời gian dài [5]. Mặc dù giới hạn của nó, một cách phát sóng analogTruyền hình là một phương pháp đơn giản và hiệu quả để truyền các dịch vụ video cho một nhóm lớn củangười sử dụng. Một phương pháp nhanh chóng và dễ dàng để cung cấp dịch vụ truyền hình trên TDM-PON là trực tiếpphát sóng tín hiệu truyền hình tương tự cho người dùng trên các bước sóng 1:55 mm kết thúc (Hình 2.13)sử dụng một bước sóng ghép [16]. Như được chỉ ra trong hình. 2.13, các 01:55-mm sóngChiều dài có thể được khuếch đại bởi một EDFA tại CO để phát sóng đến nhiềuPons để đạt được chia sẻ tốt hơn các nguồn tài nguyên TV tương tự. Các tín hiệu truyền hình tương tự được bóc ra tại đấu nối và chuyển đổi thành thường xuyênTín hiệu RF trên cáp đồng trục sử dụng một set-top box (STB), cung cấp một đơn giảnOE (quang để điện) chức năng chuyển đổi. Trong thực tế, việc chuyển đổi tương tựchức năng được xây dựng vào ONU trong đó cung cấp một tiêu chuẩn 75-V khách hàng cáp đồng trụcgiao diện. Hơn nữa, một 1:03 = 1:49 = 1:55 mm triplexer bước sóng được sử dụng thay thếcủa hai diplexers cascaded như hình. 2.13. Một vấn đề tiềm năng trong cấu hình như vậy là sự xuống cấp của các sóng mang contín hiệu truyền hình analog trên 1:55 mm bước sóng bằng bước sóng 1:49 mmtín hiệu kỹ thuật số ở hạ nguồn, có tác dụng một máy bơm Raman đến 01:55-mm tương tựtín hiệu [17]. Kể từ khi bước sóng hạ lưu được điều chế, nó làm giảm sựtàu sân bay to-noise ratio (CNR) của các tín hiệu tương tự đặc biệt cho tần số thấpkênh sóng mang con. Trong vài năm qua, các dịch vụ IPTV kỹ thuật số và theo yêu cầu là phát triển nhanh chóngvà thay thế dịch vụ truyền hình analog truyền thống. Xu hướng hiện nay là để có nhữnglợi thế của một mạng IP hội tụ và công nghệ Ethernet chi phí thấp đểmã hóa tín hiệu truyền hình như các gói MPEG / IP / Ethernet. Một xu hướng như tăng tốc độthống nhất của hệ thống phân phối truyền hình với mạng dữ liệu, không chỉlàm giảm tổng chi phí đầu tư (CAPEX) nhưng cũng đơn giản hóa mạngquản lý. Tại Hoa Kỳ, MSOs đang bận rộn nghỉ hưu dịch vụ tương tự. Với đúngQoS (chất lượng dịch vụ) điều khiển, dịch vụ IPTV kỹ thuật số có thể được chi phí-hiệu quả-ively cung cấp thông qua các kênh dữ liệu. Tác giả hy vọng 01:55-mmkỹ thuật che phủ tương tự được ít hơn và ít phổ biến vì những điều sau đâylý do:

36PON Kiến trúc xétTruyền hình vệ tinhHeadend1,55 EDFASplitter 1.49 TOLT dữ liệu R 1.3 1,55 ... 1.49 TOLT dữ liệu R 1.3 1,55 Hình 2.13 Bao phủ dịch vụ truyền hình phát sóng tương tự trên một TDM-PON sử dụng 01:55-mmbước sóng.STB1,55 TVRN1.49 R Dữ liệuT1.3 Đấu nối1. Các triplexer và analog RF nhận tăng chi phí đấu nối.2. Các dịch vụ tương tự được che phủ tạo ra sự phức tạp quản lý bổ sung. MSOs có thể mất lợi thế của di sản tương tự hiện có của họ Hệ thống HFC và các bí quyết họ đã phát triển cho điều đó. Tuy nhiên, đối khai thác viễn thông truyền thống vào thị trường triple-play, nó là nhiều tốt hơn để đi tắt đón đầu với công nghệ IPTV kỹ thuật số như họ không có những di sản gánh nặng của hệ thống phân phối truyền hình analog.3. Cơ quan quản lý trên toàn thế giới hiện nay đang giảm dần TV analog rộng bỏ và thay thế chúng với các dịch vụ kỹ thuật số.

2.5.4 Mối quan tâm an ninh trong Power-Chia PON Một vấn đề quan trọng của điện tách PON là bản chất phát sóngcủa kênh hạ lưu, mà làm cho nó dễ dàng để nghe trộm xuốngdòng tín hiệu thông tin liên lạc của người sử dụng độc hại. Nó phải được thực hiệnmà vì bản chất hướng của bộ ghép sao quang tạinút từ xa, một ONU không thể lắng nghe những truyền thượng nguồn từđấu nối khác.

APON / BPON và G-PON37 Tiếp xúc an ninh lớn nhất là trong quá trình khác nhau, khi OLT rộngphôi số, ID của đấu nối tầm xa. Một người sử dụng độc hại có thể làm chosử dụng thông tin này để giả mạo. Vấn đề này có thể tránh được thông qua mộtquá trình xác thực trong đó đấu nối được xác minh bởi một mật khẩu được biết đếnchỉ đến OLT (ví dụ như thông qua việc cung quản lý). Để cải thiện an ninh, tiêu chuẩn G.983.1 của ITU-T (Sect. 8.3.5.6, [8]) định nghĩa mộtkhuấy thủ tục để tranh giành các dữ liệu cho các kết nối hạ lưu với khóathiết lập giữa ONU và OLT. Khóa mã hóa được gửi từ mộtĐấu nối với OLT với một giao thức được xác định. (Lưu ý rằng các khóa mã hóa duy nhất làgửi trong các liên kết thượng nguồn an toàn.) Để tăng cường bảo mật, mã hóatrọng có thể được cập nhật định kỳ. Khuấy cung cấp một số mức độ bảo mật tronglớp vật lý. Khi mối quan tâm an ninh trở nên rất quan trọng, mã hóanên được sử dụng ở lớp ứng dụng. Tiêu chuẩn IEEE EPON 802.3ahkhông bao gồm truyền mã hóa. Tuy nhiên, nhiều nhà cung cấp ASICcung cấp cơ chế mã hóa riêng của họ trên EPON bộ chip. Tùy thuộc vàocác yêu cầu an ninh và khả năng tương tác, người dùng có thể quyết định cho phép hoặcvô hiệu hóa các cơ chế mã hóa nhà cung cấp cụ thể.2,6 APON / BPON và G-PON APON / BPON và G-PON được chuẩn hóa bởi ITU-T Study Group 15(SG15). APON (ATM-PON) và BPON (Broadband PON) là bí danh khác nhaucủa kiến trúc TDM-PON dựa trên các tiêu chuẩn ITU-T G.983 loạt [8, 16,18]. Trong khi tên BPON phục vụ mục đích tiếp thị, truyền tải rõ ràng APONmà khung ATM được sử dụng cho giao thông vận tải trong các tiêu chuẩn ITU-T G.983. Đối với điều nàylý do, chúng tôi sẽ chỉ cần sử dụng APON để chỉ lớp này thiết kế PON. G-PONlà viết tắt của gigabit có khả năng PON và được bao phủ bởi hàng loạt ITU-T G.984tiêu chuẩn [14, 15]. Đây là công nghệ PON thế hệ tiếp theo được phát triển bởiITU-T sau khi APON. Cả hai APON và G-PON xác định giá dòng như bội số của 8 kHz [8, 14], cáctốc độ lặp lại khung SONET / SDH cơ bản. Như một vấn đề của thực tế, OLT phân phối8-kHz đồng hồ thời gian từ OLT đến ONUs. Điều này làm cho nó dễ dàng hơn để hỗ trợCác dịch vụ TDM trên APON và GPON.

2.6.1 ATM-PON và ITU-T G.9832.6.1.1 Hệ thống APON Mô tả Công việc trên APON được bắt đầu bởi mạng truy cập dịch vụ đầy đủ (FSAN)tổ hợp [19] và sau đó chuyển giao cho ITU-T SG15 [20] như các tiêu chuẩn G.983.

38PON Kiến trúc xétHệ thống APON được triển khai chủ yếu ở Bắc Mỹ bởi RBOCs đểDự án FTTP. Nhiều ý kiến đề cập trong tiêu chuẩn G.983 được chuyển sangcác tiêu chuẩn G.984 G-PON. Tiêu chuẩn G.983.1 ban đầu được xuất bản vào năm 1998 được xác định 155,52 Mbps và622,08 Mbps tốc độ dữ liệu. Một phiên bản mới hơn của tiêu chuẩn xuất bản năm 2005 [8]thêm 1244,16-Mbps tốc độ tải xuống. Các nhà cung cấp có thể lựa chọn APONđể thực hiện truyền tải hạ lưu và thượng nguồn đối xứng hoặc không đối xứnggiá. Bảng 2.1 cho thấy kết hợp có thể của hạ lưu và thượng lưutốc độ dữ liệu cho một hệ thống APON. Ngoài các giải pháp bước sóng diplex một sợi giải thích trước đó, cả haicác tiêu chuẩn G.983.1 và G.984.1 chỉ định một giải pháp hai sợi với chuyên dụngsợi truyền thượng nguồn và hạ nguồn. Các 1:03 mm bước sóng được sử dụng trongcả hai hướng trong giải pháp hai sợi. Tuy nhiên, với những kiến thức củatác giả, không có hệ thống đã được triển khai với giải pháp hai sợi. Tất cả các tiêu chuẩn ITU PON có ba lớp học của các lớp truyền dẫn quangthiết kế với ODN khác nhau (Hệ thống phân phối quang) attenuationsgiữa ONU và OLT. Ba lớp học được quy định tại ITU-T G.982 [21]như:.Class A: 5-20 dB.Lớp B: 10-25 dB.Loại C: 15-30 dBThiết kế lớp C là một yêu cầu ngân sách năng lượng rất khắt khe cho một thụ độngnhà máy sợi. Vì lý do sản lượng thực hiện và chi phí thực tế, Class BTH với28 dB suy giảm sau đó đã được giới thiệu bởi nhiều nhà cung cấp PON thu phát(Chap. 4). ITU-T G.983.1 quy định cụ thể các kiến trúc tham khảo, đặc điểm thu phát,cấu trúc khung giao thông vận tải, và các chức năng khác nhau, trong APON [8]. Tín hiệu APONđược vận chuyển trong các khe thời gian. Mỗi khe thời gian hoặc chứa những tế bào ATM hoặc mộtPLOAM (lớp vật lý OAM) di động. Tế bào PLOAM được sử dụng để thực hiện vật lýlớp quản lý thông tin như tin nhắn giao thức khác nhau, cho, khuấyBảng 2.1APON hạ / thượng nguồn kết hợp tốc độ bitHạ lưu1.2.3.4.5.155,52 Mbps622,08 Mbps622,08 Mbps1,244.16 Mbps1,244.16 MbpsThượng nguồn155,52155,52622,08155,52622,08MbpsMbpsMbpsMbpsMbps

APON / BPON và G-PON39yêu cầu và cập nhật, yêu cầu khe thời gian quan trọng từ ONUs để OLT, nhiệm vụ củakhe thời gian ngược dòng để ONUs khác nhau bởi OLT, lỗi hệ thống, và thực hiện-báo cáo giám sát hiểm, vv nghĩa của nội dung di động có thể PLOAMđược tìm thấy trong phái. 8 G.983.1. Các khe thời gian hạ lưu là chính xác 53-octet (byte) ATM dài hoặc PLOAMcác tế bào. Một tế bào PLOAM được chèn vào mỗi 28 khe thời gian (hoặc 27 tế bào ATM).Tại 155,52 Mbps tốc độ, APON chỉ định 56 khe thời gian (với 54 tế bào ATM và 2Tế bào PLOAM) như một khung hạ lưu. Mỗi khung thượng nguồn 155,52 Mbpscó 53 khe thời gian của 56 octet. Một khe thời gian ngược dòng chứa 3-octetchi phí ngoài máy ATM hoặc di động PLOAM. Bên cạnh đó, mỗi lần thượng nguồnkhe cắm có thể được tùy chọn chia thành nhiều khe cắm mini-theo yêu cầu của OLT nếucần thiết. Chi tiết về định nghĩa mini-khe cắm có thể được tìm thấy trong ITU-T G.983.4 [22],trong đó bao gồm các cơ chế phân bổ băng thông động (DBA) cho APONhệ thống. Hình 2.14 minh họa APON khung tại 155,52 Mbps. Cấu trúc khung tại 622,08 Mbps và 1244,16 Mbps tương tự ngoại trừrằng những con số của các khe thời gian cho mỗi khung hình được nhân với 4 và 856 khe thời gian hạ lưuHạ lưu PLOAM ATMkhung format1Cell 1 ATM PLOAM ATMTế bào 272Cell 28 ATMDi động 54Có 53 tài trơ ngươc dòng53 khe thời gian ngươc dòng Thương nguồnđịnh dạng khungATM hoặc máy ATM hoặc máy ATM hoặcPLOAM PLOAM PLOAM Tế bào 1Cell 2Cell 3 3 octetthương nguồntrên khôngATM hoặcPLOAMDi động 53Thương nguồn khe cắm kKhe cắm chiaONU xONU yĐấu nối zMini-slot3-byteThương nguồntrên khôngHình 2.14 Định dạng khung APON hạ lưu và thượng lưu tại 155,52 Mbps tốc độ. Cho622,08 Mbps và 1244,16-Mbps tốc độ, số lượng khe thời gian chỉ đơn giản là nhân 4và 8 con số hiển thị trong biểu đồ trên.Mini-khe cắm tải trọng, 1-53 byte

40PON Kiến trúc xéttương ứng. Truyền của một tế bào ATM, PLOAM di động, hoặc khe cắm chiahướng thượng nguồn được điều khiển bởi OLT sử dụng PLOAM hạ lưucác tế bào. G.983 yêu cầu tối thiểu của một tế bào PLOAM mỗi ONU trong mỗi100 ms [8]. 3-octet trên thượng nguồn có thời gian bảo vệ, lời nói đầu, và các tế bàobắt đầu dấu phân cách. APON quy định cụ thể một thời gian bảo vệ tối thiểu là 4 bit. Các nội dung củacác lĩnh vực này được lập trình và xác định bởi OLT trong'''' Upstream_overheadtin nhắn, được phát sóng thông qua các tế bào PLOAM hạ lưu.2.6.1.2 Dịch vụ trong APON Kết nối giữa ONU và OLT được thành lập như là các mạch ảo ATMtrong một hệ thống APON. Dịch vụ ATM là hướng kết nối. Mỗi mạch ảođược xác định bởi một định danh ảo đường dẫn (VPI) và nhận dạng kênh ảo(VCI) được nhúng vào trong các tế bào bao gồm lưu lượng dữ liệu của nó. VPI và VCI làchỉ số cung cấp các mức khác nhau của tín hiệu ghép kênh ATM và chuyển đổichi tiết. Nhiều mạch ảo (VC) có thể tồn tại trong một ảođường dẫn (VP). Một kết nối ATM được xác định bởi cặp VPI / VCI của nó. Hình 2.15minh họa ý tưởng của ATM chuyển đổi tín hiệu. Dịch vụ trong APON được ánh xạ tới ATM mạch ảo thông qua các máy ATMlớp thích ứng (AAL). Các tế bào ATM bao gồm các tế bào thông tin, các tế bào tín hiệu,Tế bào OAM, các tế bào không được gán, và các tế bào sử dụng cho các tế bào suất tách [23]. AALthực hiện cấp độ khác nhau của chất lượng dịch vụ (QoS). ITU-T G.983.2 bao gồmba sự thích nghi khác nhau ATM cho APON [18]: AAL-1, AAL-2, và AAL-5.AAL-1 cung cấp chức năng thích ứng cho, liên tục tốc độ bit thời gian nhạy cảm, vàdịch vụ hướng kết nối như T1 và E1 mạch. AAL-2 được sử dụng chohướng kết nối dịch vụ biến tốc độ bit như âm thanh vàcác tín hiệu video và AAL-5 được sử dụng cho các dịch vụ dữ liệu không kết nối như TCP /Các ứng dụng IP. OLT và ONU4 như một toàn thể có chức năng như một VP hoặc VC chuyển đổi. Phụ thuộc-ing về việc thực hiện, một ONU có thể vượt qua kết nối giao thông ở mức VP hoặcMức độ VC.2.6.1.3 APON kiểm soát và quản lý Kiểm soát APON và chức năng quản lý được quy định trong G.983.2 của ITU-Ttiêu chuẩn [18]. Một OLT quản lý ONUs của mình thông qua một giao diện master-slave Tiêu chuẩn G.983.2 đề cập đến đấu nối như terminator mạng quang (ONT). Các G.983.1tiêu chuẩn xác định đấu nối như các đơn vị chấm dứt quang PON vào cuối khách hàng trong một FTTHhệ thống và ONT là đơn vị chấm dứt từ xa cho hệ thống FTTB. Tuy nhiên, việc sử dụng cácHai thuật ngữ có vẻ là khá tùy tiện và hoán đổi cho nhau trong các tiêu chuẩn G.983 series. Trong nàycuốn sách, chúng tôi không phân biệt được đấu nối và ONT.4

APON / BPON và G-PON41VC chuyển đổiVCI 1Điểm cuối VPCVCI 2VCI 3VCI 4VCI 1VCI 2VCI 1VCI 2VPI 2VPI 1VPI 3VPI 4Chuyển đổi VPVPI 5VCI 4VCI 3VCI 1VCI 2(A)VP và VC chuyển đổiVC chuyển đổiVCI 1Điểm cuối VPCVCI 2VCI 3VCI 4VCI 1VCI 2VCI 1VCI 2VPI 1VPI 1VCI 4VCI 3VCI 1VPI 4Chuyển đổi VPVPI 4VCI 2(B)VC chuyển đổiHình 2.15 ATM chuyển đổi ví dụ: (a) VP và VC chuyển mạch và (b) chuyển mạch VC.

42PON Kiến trúc xétgọi là quản lý ONT và giao diện điều khiển (OMCI), với chức năng OLTnhư là bậc thầy và đấu nối như nô lệ. Một kết nối ATM được gọi là quản lý ONT và kênh điều khiển (OMCC)cung cấp các kênh truyền thông cho OMCI. Một OMCC được thành lập bởikích hoạt một cặp VPI / VCI sử dụng các thông điệp PLOAM đặc biệt quy định tạiITU-T G.983.1. ITU-T G.983.2 yêu cầu mỗi ONU sử dụng một VPI khác nhau cho cácOMCC kênh. Tiêu chuẩn G.983.2 quy định cụ thể các căn cứ thông tin quản lý (MIBs)với các thông số khác nhau cần thiết cho việc quản lý các đối tượng khác nhau và APONhành vi của họ. Các chức năng OAM và các thông số được mô tả trong tiêu chuẩn nàycũng được áp dụng cho sự kế thừa APON G-PON, ngoại trừ việc khác nhau thöïcmentations của OMCI và OMCC được thông qua.

2.6.2 Collision Nghị quyết trong APON / G-PON Trong hoạt động bình thường, một TDM-PON thực hiện kế hoạch truyền tải ngược dòngSion điều phối bởi OLT và do đó là va chạm. Ngoại lệ duy nhấtlà trong quá trình khác nhau, khi nhiều ONUs thể đáp ứng với chương trình phát sóngkhác nhau, yêu cầu cùng một lúc. Một vụ va chạm sẽ xảy ra. Để giải quyết tranh chấp này, một hệ thống APON sử dụng một cơ chế cây nhị phânquy định tại G.983.1 (Sect. 8.4.4, [18]). Sau khi phát hiện một vụ va chạm khác nhau, di động,một OLT sẽ gửi một Serial_number_mask tin nhắn tiếp theo một khoản trợ cấp khác nhaucho phép ONUs có số phù hợp với mặt nạ để truyền tải một khác nhau,di động. Kích thước của Serial_number_mask tăng thêm một chút tại một thời giancho đến khi chỉ có một đấu nối được truyền một tế bào khác nhau. Điều này giải quyết các conten-hóa và cho phép ONUs được dao động cùng một lúc. Cơ chế này cũng có thểgiúp đỡ để tránh quá tải đầu vào quang học của OLT trong điện đấu nốithiết lập. Trong một hệ thống G-PON, ONUs sử dụng một phương pháp chậm trễ ngẫu nhiên để tránh va chạmtrong quá trình đăng ký ban đầu đấu nối. OLT có thể hoặc không có thể cho phépSerial_number_mask cơ chế trong hệ thống G-PON theo quy định tại G.984.3 (Sect.10, [24]).

2.6.3 Bước sóng Overlay trong APON / G-PON Hệ thống APON ban đầu chỉ quy định 1:03 mm bước sóng cho thượng nguồnvà 1:05 mm bước sóng cho truyền hạ lưu. Để tận dụng lớnbăng thông trong sợi quang học và làm cho giá trị của chất xơ nhiều vốnnhà máy, ITU-T G.983.3 [16] quy định WDM thô lớp phủ trên bản gốc

APON / BPON và G-PONKế hoạch bước sóng trong ITU-T G.983.3Tăng cường băng (Lựa chọn 1):thêm kỹ thuật số vụ

43 APONthương nguồn Tương lai APONFor downstreamuseTăng cường ban nhạc (phương án 2):cho phân phối videoĐể sử dụng trong tương laiL-band126013601480 1500 15391550 1560 1565Bước sóng (nm)Hình 2.16 Kế hoạch phân bổ bước sóng trong ITU-T G.983.3.Hệ thống APON. Kế hoạch bước sóng này đã được áp dụng bởi hầu hết các PON manufac-Với nhiệt độ vừa để vận chuyển các dịch vụ khác nhau trên cơ sở hạ tầng vật lý như nhau. Hình 2.16 minh họa kế hoạch phân bổ bước sóng xác định trong ITU-TG.983.3. Khuyến nghị ITU này quy định các băng tần C như tăng cường ban nhạcthực hiện một trong hai tín hiệu truyền hình tương tự hoặc các dịch vụ kỹ thuật số khác như SONET /Liên kết SDH. Hai ban nhạc hơn, (1) 1360-1480 nm và (2) 1565 nm và xa hơn nữa,được dành riêng cho các nghiên cứu trong tương lai. Ghép kênh bước sóng bổ sung cần thiếttại ONU và OLT để sử dụng trong những ban nhạc nâng cao quy định tạiG.983.3. Các bộ ghép kênh bước sóng thêm thêm thiệt hại và các cuộc đàm phán thập tự giá đểhệ thống. Tiêu chuẩn G.983.3 cũng xác định các yêu cầu mất mát và cô lậpcác bộ ghép kênh bước sóng bổ sung.

2.6.4 G-PON và ITU-T G.984 Như đã giải thích trước đây, ITU-T G.983 được dựa trên công nghệ ATM.Thật không may, ATM đã không sống theo kỳ vọng trở thành nhàgiao thức mạng phổ quát để thực hiện các ứng dụng khác nhau. Thay vào đó, Ethernetvà IP phát triển thành công vào vai trò đó. Trong ITU-T G.983, các OLT vàĐấu nối như một chức năng toàn bộ như VP và VC bị chuyển mạch. Điều này đòi hỏi APON ONUvà OLT để thực hiện khả năng chuyển mạch ATM. Các thích ứng-phức tạpmô hình hóa và QoS hỗ trợ thực hiện chuyển mạch ATM tốn kém. Hơn nữa, nó làcần thiết để thực hiện dịch giữa ATM và các giao thức được sử dụng tạiUNI và SNI. Những yêu cầu này làm tăng chi phí và độ phức tạp hệ thống,và cản trở sự phát triển của hệ thống APON trong một băng thông rộng nhanh chóng phát triển com-trao đổi thông thế giới. Để đối phó tốt hơn với những thay đổi trong công nghệ truyền thông và đáp ứngnhu cầu phát triển nhanh chóng, ITU-T tạo ra các tiêu chuẩn G.984 loạt cho Pons vớiKhả năng Gigabit, hoặc G-PON [14, 15, 24].

44PON Kiến trúc xét2.6.4.1 G-PON Kiến trúc ITU-T G.984.1 đưa ra một cái nhìn tổng quan cấp cao của các thành phần G-PON và tham khảo-cấu trúc nghiệm. G-PON PMD lớp hoặc thu phát yêu cầu được bao phủ bởitiêu chuẩn ITU-TG.984.2. Tương tự như APON, G-PON cũng xác định đơn sợivà PMDs kép sợi. Tốc độ bit được định nghĩa trong G.984 là:.Hạ lưu: 1244,16 Mbps/2488.32 Mbps.Thượng nguồn: 155,52 Mbps/622.08 Mbps/1244.16 Mbps/2488.32 MbpsPhụ lục I liệt kê các đặc điểm lớp quang học cho các giao diện tốc độ gigabitquy định tại G.984.2. Tại thời điểm viết bài, đặc điểm của 2488,32 Mbpsliên kết truyền thượng nguồn vẫn chưa được nghiên cứu và hoàn thiện. Như tốc độ bit tiến vào chế độ gigabit, lớp quang PON bắt đầutrở thành thách thức. Đầu tiên, để trang trải 20 km khoảng cách truyền dẫn đầy đủ, đadọc-mode (MLM) laser không thể được sử dụng ở bất kỳ đấu nối nhiều hơn đểtránh hình phạt phân tán quá mức. Thứ hai, để trang trải ngân sách mất yêu cầu-ments cho Class B (10-25 dB) và loại C (15-30 dB) nhà máy sợi, hơnnhạy cảm sạt lở ảnh điốt (APDs) là bắt buộc thay vì thấp hơnthu chi phí PIN [25]. Nếu không có mạch bảo vệ thích hợp, APDs là suscep-tible thiệt hại do sự cố avalanche nếu đầu vào quang điệntrở nên quá cao. Với ngân sách mất mát nhà máy sợi giống như trong APON, để hỗ trợ các bit caogiá, máy phát điện cao hơn được sử dụng trong G-PON để đáp ứng ngân sách năng lượngyêu cầu. Điều này cũng có nghĩa là G-PON thu cần phải xử lý cao hơnngười nhận quyền hạn quá tải và phạm vi năng động do đó lớn hơn. Để giảm bớtyêu cầu và thực hiện các chế độ OLT nổ thu thượng nguồn,G-PON đã quy định một cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng cho'''' kiểm soát điện năng động(Sect. 8.3, [15]). Trong cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng, các OLT sẽ cố gắng để cân bằng quyền lực nónhận được từ ONUs khác nhau bằng cách hướng dẫn ONUs để tăng hoặc giảmtung ra điện. Do đó, một ONU là gần gũi hơn với các OLT và nhìn thấyít mất mát, sẽ ra mắt tại một năng lượng nhỏ hơn nhiều so với một đấu nối mà là tiếp tục ra vàtrải qua mất mát hơn. Khái niệm như quyền lực san lấp mặt bằng hoặc quyền kiểm soát códài tồn tại trong các mạng di động để đối phó với các tác động nói chuyện qua gần-xa vàtiết kiệm năng lượng pin điện thoại di động.2.6.4.2 G-PON truyền tụ lớp Chức năng chính của sự hội tụ truyền G-PON (GTC) lớp làcho ghép kênh vận chuyển giữa OLT và ONUs [24]. Khác chức năng-tions cung cấp bởi lớp GTC bao gồm:

APON / BPON và G-PON45.......Thích ứng của khách hàng giao thức tín hiệu lớpLớp vật lý OAM (PLOAM) chức năngGiao diện cho phân bổ băng thông động (DBA)Đấu nối khác nhau, và đăng kýChỉnh về phía trước lỗi (không bắt buộc)Mã hóa dữ liệu hạ lưu (tùy chọn)Kênh truyền thông cho OMCIChức năng GTC được thực hiện thông qua các thùng chứa truyền hoặc T-CONTs.Mỗi T-CONT, được xác định bởi một ID phân bổ (Alloc-ID) được giaobởi OLT, đại diện cho một liên kết truyền thông hợp lý giữa các OLT và mộtĐấu nối. Một đấu nối duy nhất có thể được chỉ định với một hoặc nhiều T-CONTs như trongVả. 2.17. Năm loại khác nhau của T-CONTs với các thuộc tính QoS khác nhau cóđược xác định trong các tiêu chuẩn G.983.4 của ITU-T. Tiêu chuẩn G-PON xác định haichế độ khác nhau hoạt động, ATM và GEM (G-PON chế độ đóng gói). CácChế độ GEM đóng gói tương tự như thủ tục chung khung (GFP) [26].Một T-CONT có thể là ATM hoặc GEM-based. Máy ATM dựa trên T-CONTnhiều thành mạch ảo xác định bởi VPI và VCI, trong khi một GEM dựa trênT-CONT có kết nối xác định bởi số cổng 12-bit. Đây là nhữngminh họa trong hình. 2.18. Ngăn xếp giao thức của GTC được hiển thị trong hình. 2.19. Mặc dù phạm vi vật lý vàtỷ lệ phân chia được xác định là 20 km và 01:32 tương ứng trong G.984.2, lớp GTC cóT-CONTĐấu nốiT-CONTOLTT-CONTĐấu nốiT-CONTĐấu nối Xác địnhbơi đấu nối ID Xác địnhbơi Alloc-IDHình 2.17 Một T-CONT đại diện cho một liên kết hợp lý giữa OLT và ONU một.

46PON Kiến trúc xétATM dựa trên T-CONTVPVPVCVCVCXác định bơi VCICổngGEM dựa trên T-CONTCổngCổng Xác địnhbơi Alloc-IDXác địnhbằng cổng ID Xác địnhbơi Alloc-IDXác định bơi VPIHình 2.18 ATM dựa trên T-CONT vs GEM dựa trên T-CONT.Khách hàng ATMPLOAMOMCIGEM khách hàngGTClớpThích ứng TCLớp conOMCI bộ chuyển đổiBộ chuyển đổi GEM TCKiểm soát DBABộ chuyển đổi ATM TCGTC khung lớp conG-PON (GPM) lớp phương tiện truyền thông phụ thuộc vào thể chấtHình 2.19 Giao thức ngăn xếp của sự hội tụ truyền G-PON (GTC) lớp (từ [24],sao chép với sự cho phép loại từ ITU).quy định một tầm hợp lý tối đa là 60 km và hỗ trợ phân tách tỷ lệ 128, trongdự đoán cho sự phát triển công nghệ trong tương lai. Tỷ lệ phân chia cao như vậy và dàibảo hiểm khoảng cách đang được nghiên cứu dưới một loạt các dự án PON siêu xung quanhthế giới. ONUs và OLTs có thể hỗ trợ hoặc ATM dựa trên hoặc GEM dựa trên T-CONT hoặcmột kết hợp của cả hai (hai chế độ). Tuy nhiên một G-PON sử dụng ATM dựa trên T-CONT là khôngtương thích với APONs lạc hậu. Vì vậy, trong thực tế, hầu hết các G-Pons chỉthực hiện GEM dựa trên T-CONT. Trong phần còn lại của cuộc thảo luận, chúng tôi sẽ chủ yếu tập trung vàoGEM. Lớp GTC hỗ trợ vận chuyển của đồng hồ 8 kHz từ OLT đếnONUs và một tín hiệu tham khảo 1-kHz bổ sung từ OLT đến ONUs sử dụngkênh điều khiển.

APON / BPON và G-PON472.6.4.2.1 GTC khung GTC khung lớp con cung cấp khả năng ghép kênh và nhúngChức năng OAM cho thượng nguồn tài trợ khe thời gian và phân bổ băng thông năng động(DBA). OAM nhúng được thực hiện trong các tiêu đề khung GTC.2.6.4.2.1.1 GTC khung hạ lưu Mỗi khung hạ lưu GTC là 125 ms dài, trong đó có một xuốngdòng khối điều khiển vật lý (PCBd) và một phần tải trọng như trongVả. 2.20. Các khái niệm về G-PON kiểm soát truy cập phương tiện truyền thông được mô tả trong hình. 2.21. CácPCBd chứa thông tin điều khiển truy cập phương tiện truyền thông trong thượng nguồn (Mỹ) băng thông(BW) bản đồ. Như minh họa trong hình, OLT xác định thời gian bắt đầu và kết thúcthời gian mà mỗi T-CONT có thể sử dụng để truyền dữ liệu thượng nguồn sử dụng con trỏ trongMỹ BW bản đồ. Các con trỏ được đưa ra trong đơn vị của byte. Điều này cho phép các thượng nguồnbăng thông được kiểm soát với 64-kb / s chi tiết. Tuy nhiên, tiêu chuẩncho phép các nhà cung cấp để thực hiện granularities lớn hơn. Hình 2.22 cho thấy chi tiết các định dạng khung hạ lưu. Tiêu đề PCBdbao gồm một phần cố định và một phần biến. Phần cố định có chứa các chấtLĩnh vực đồng bộ, lĩnh vực ident, và một lĩnh vực PLOAM. Các lĩnh vực này được bảo vệ bởi một 1-bytekiểm tra chẵn lẻ bit-xen kẽ. 4-byte unscrambled đồng bộ hóa vật lýmô hình cho thấy sự khởi đầu của một khung hạ lưu. Lĩnh vực ident 4-bytechỉ ra cho dù FEC được sử dụng. Ngoài ra, nó cũng thực hiện một tổng kết 30-bitxung quanh superframe truy cập, có thể được sử dụng để cung cấp một tỷ lệ thấp synchron-tín hiệu tham khảo hóa. Lĩnh vực PLOAM 13-byte trong PCBd được sử dụng đểtruyền đạt các thông điệp OAM lớp vật lý để ONUs. Chức năng PLOAMbao gồm đăng ký, xóa đăng ký đấu nối, dao động, năng lượng san lấp mặt bằng, mật mãđồ họa cập nhật quan trọng, báo cáo lỗi lớp vật lý, vv Phần biến của tiêu đề PCBd chứa payload length trùng lặphạ lưu (PLend) mô tả, xác định chiều dài của thượng nguồnbản đồ băng thông và các phân vùng ATM trong T-CONT. Như đã đề cậptrước, mỗi đấu nối có thể được cấu hình với nhiều T-CONTs. Bản đồ Mỹ BWquy định cụ thể việc phân bổ băng thông ngược dòng với mục truy cập. Mỗi 8-bytenhập truy cập trong bản đồ của Mỹ BW chứa Alloc-ID của một T-CONT, khi bắt đầuthời gian và kết thúc thời gian để truyền rằng T-CONT theo hướng thượng nguồn và một12-bit lá cờ chỉ cách phân bổ nên được sử dụng. Phần còn lại của xuốngkhung dòng là tải trọng ở hạ lưu. Vì mỗi khung hạ lưu có mộtthời gian 125 ms, chiều dài của khung hạ lưu khác nhau đối với 1,24416-Gb / s và 2,48832-Gb / s tốc độ, trong đó có 19.440 và 38.880 byte tương ứng.Khối PCBd là như nhau cho cả hai tốc độ.

48PON Kiến trúc xétThời gianPCBdn1PCBdn2Khung hạ lưu 125 PCBd nTải trọng nTải trọng n+ 1Phần ATMPhần GEMN53 byteHình 2.20 Tín hiệu hạ lưu GTC bao gồm 125-ms khung với một tiêu đề và một PCBdphần tải trọng.Container vận chuyển gigabit (GTC)Khung tiêu đề (PCBd)Trọng tải hạ lưuMỹ BW bản đồAlloc-ID Bắt đầu Kết thúc Alloc-ID Bắt đầu Kết thúc Alloc-ID Bắt đầu Kết thúc1100 3002400 5003520 600T-CONT1 (ONU1)Khe cắm100Khe cắm300T-CONT2 (ONU2)Khe cắm400T-CONT3 (ONU3)Khe cắm600Khe khe500 520Hình 2.21 Khung hạ lưu GTC và phương tiện truyền thông khái niệm kiểm soát truy cập (từ [24], sao chépvới sự cho phép loại từ ITU).2.6.4.2.1.2 GTC Upstream khung Việc truyền thượng nguồn GTC bao gồm khung ảo thượng lưuThời gian 125 ms như hình. 2.23. Khung ảo thượng nguồn được tạocủa vỡ từ ONTs khác nhau. Mỗi vụ nổ bắt đầu với một chi phí lớp vật lýthượng nguồn (PLOu). Các PLOu bắt đầu với một lời mở đầu để giúp các chế độ thu nổ tại OLTđể đồng bộ với ONT (Hình 2.24) phát. Một dấu phân cách saulời mở đầu cho sự bắt đầu của một vụ nổ ở thượng nguồn. Như trong APON, chiều dàivà định dạng của phần mở đầu và dấu phân cách được quy định bởi các OLT sử dụng xuốngdòng thông điệp PLOAM. Một trường chỉ (Ind) trong PLOu cung cấp thời gian thựcBáo cáo tình trạng đấu nối với OLT.

APON / BPON và G-PONChỉ số FEC 1-bitSync vật lý (4-byte)Ident (4-byte)PLOAMd ONU ID (1 byte)Tin nhắn ID (1 byte) Dữ liệu (10 byte)CRC (1 byte)BIP (1 byte)PLend (4-byte)PLend (4-byte) Thương nguồnbản đồ băng thông (8 byte)Truy cập 1 8-byteTruy cập 2 8-byte...Tải trọngTruy cập 8-byteAlloc-ID 12-bit Cờ 12-bitSStart 2-byte (Thời gian bắt đầu)SStop 2-byte (Thời gian dừng) CRC 1-byte BW bản đồ chiều dài 12-bitChiều dài phân vùng ATM 12-bit CRC 8-bitBit1110 98-70-6 Chức năng Gửi PLSu Gửi PLOAMu Sử dụng FEC00: không gửi DBRu01: gửi chế độ 0 DBRu10: gửi chế độ 1 DBRu11: gửi chế độ 2 DBRu(2-byte)(3-byte)(5-byte)Ltd 1-bit Superframetruy cập 30-bit13-bytePCBd

LtdHình 2.22 GTC định dạng khung hạ lưu.49

50Khung thương nguồn 125 sPON Kiến trúc xétPLOu PLOAMu PLSuDBR XTải trọng XT-CONT XDBR Tải trọng Y YT-CONT YPLOuDBR Tải trọng Z ZONT BMột ONTHình 2.23 GTC khung thượng nguồn: mỗi ONT bắt đầu truyền tải ngược dòng với PLOu.Một ONT giao với hai Alloc-ID trong hai phân bổ thượng nguồn liên tiếp chỉ cầntruyền PLOu một lần. Như đã đề cập trước đó, một ONU duy nhất có thể được chỉ định nhiều T-CONTs. Nếumột đấu nối được phân bổ khe thời gian tiếp giáp với nhiều T-CONTs vớikhác nhau Alloc-ID, PLOu chỉ cần phải được truyền một lần. Điều này được thể hiện trongVả. 2.23 cho ONT A. Sau lĩnh vực PLOu, có ba lĩnh vực trên tùy chọn trong mỗibật:1. Hoạt động thể chất lớp, hành chính, quản lý và thượng nguồn (PLOAMu)2. Trình tự quyền lực san lấp mặt bằng thượng nguồn (PLSu)3. Báo cáo băng thông năng động thượng nguồn (DBRu)Truyền của các lĩnh vực này được quyết định bởi OLT qua cờ ở MỹBản đồ BW trong PCBd. Theo yêu cầu của các OLT, lĩnh vực PLSu 120-byte được gửibởi đấu nối cho các mục đích đo lường điện. Một lĩnh vực DBRu được gắn với mỗi T-CONT báo cáo lưu lượng thượng nguồntình trạng của liên T-CONT. Lĩnh vực DBRu chứa các báo cáo DBAđược sử dụng để chỉ ra chiều dài hàng đợi thượng nguồn cho băng thông năng độngphân bổ. G-PON hỗ trợ trạng thái báo cáo (SR) và nonstatus-báo cáo(NSR) cơ chế DBA. Trong NSR DBA, các OLT giám sát giao thông ở thượng nguồnkhối lượng và không có giao thức cần thiết cho đấu nối để giao tiếp tình trạng hàng đợiđến OLT. Trong SR DBA, một ONU thông OLT tình trạng giao thông chờ đợi trongbộ đệm xếp hàng. Có ba cách mà ONUs có thể giao tiếp tình trạng cấp phátgiao thông đến OLT:1. Bit chỉ thị trạng thái trong PLOu (như hình. 2.24). Chỉ thị trạng thái cho OLT một cách nhanh chóng và đơn giản để biết loại thượng nguồn chờ đợi giao thông, mà không có nhiều chi tiết.

APON / BPON và G-PON512. Cõng báo cáo DBA trong DBRu. Báo cáo DBA có ba chế độ (Chế độ 0, chế độ 1 và độ 2) tương ứng với chiều dài lĩnh vực DBA của 1, 2, hoặc 4 byte (nghĩa là 2 -, 3 -, hoặc 5-byte DBRu) trong hình. 2.24. Truyền tải và DBRu định dạng của nó được xác định bởi các OLT sử dụng bit 8 và 7 của cờ tại Mỹ Bản đồ BW (Hình 2.22). DBA cõng trong DBRu cho phép ONUs liên tục cập nhật các lưu lượng truy cập của một cụ T-CONT. Báo cáo DBA chứa số lượng tế bào ATM hoặc các khối GEM (trong đó có 48 byte chiều dài) chờ đợi trong bộ đệm thượng nguồn.3. DBA tải trọng thượng nguồn. Một ONU có thể gửi toàn bộ báo cáo chuyên dụng của tình trạng giao thông trên bất kỳ hoặc tất cả các T-CONT trong tải trọng thượng nguồn. Chi tiết của DBA tải trọng thượng nguồn có thể được tìm thấy trong ITU-T G.984.3.Một hệ thống G-PON không có hỗ trợ tất cả các chế độ báo cáo. Báo cáokhả năng đàm phán, thoả thuận giữa đấu nối và sử dụng OLTsOMCI cái bắt tay.PLOAMuLời nói đầu (một byte)Dấu phân cách (b-byte) BIP (1 byte) ONU-ID (1 byte) Ind (1 byte) ONU ID (1 byte)Tin nhắn ID (1 byte) Dữ liệu (10 byte) CRC (1 byte) PLSu120-byte Bit7 (MSB) 6 5 4 4 4 4 0 Chức năng PLOAMu khẩn cấp chờ đơi FEC trên (1) / off (0) Tình trạng RDI (1 = lỗi, 0 = OK)Giao thông chờ đơi trong loại 2 T-CONTsGiao thông chờ đơi trong 3 loại T-CONTsGiao thông chờ đơi trong 4 loại T-CONTsGiao thông chờ đơi loại 5 T-CONTs LtdPLOuTùy chọn như là quyết địnhbơi OLT trong cờDBRuDBA (1,2, 4-byte)CRC (1 byte)Tải trọngHình 2.24 GTC định dạng khung thượng nguồn.

52PON Kiến trúc xétKhung thương nguồnPLOuPLOAMu DBRuTải trọng thương nguồn GEMGEM payloadGEMtiêu đề (khung mảnh) đáKhung GEMGEM tải trọng (Full-frame) GEMGEM tải trọngtiêu đề (khung mảnh)Hình 2.25 GEM khung trong tải trọng thượng nguồn (từ [24], sao chép với sự cho phép loạitừ ITU).2.6.4.2.1.3 GEM Đóng gói Theo hướng hạ lưu, khung GEM được trình bày trong phần GEM củatrọng tải hạ lưu (Hình 2.20). Theo hướng thượng nguồn, khung GEM làthực hiện trong trọng tải ngược dòng như hình. 2.25. Khung GEM đóng gói phục vụ hai chức năng: (1) ghép của cổng GEMvà (2) dữ liệu tải trọng phân mảnh. Định dạng của GEM đóng gói được thể hiện trongVả. 2.26. Tiêu đề GEM có chứa một 12-bit chỉ payload length (PLI) mà Payload lengthchỉ số (PLI) 12-bitCổng ID12-bit Loại tải trọngchỉ số (PTI) 3-bit Lỗi tiêu đềkiểm soát (HEC) 13-bitPTI codeMeaning Người sử dụng dữ liệu phân mảnh, không tắc nghẽn, không EOF000 Người sử dụng dữ liệu phân mảnh, không tắc nghẽn, EOF001 Sử dụng dữ liệu phân mảnh, tắc nghẽn, không EOF010 FFS Người sử dụng dữ liệu phân mảnh, tắc nghẽn, EOF011 100GEM OAM 101Reserved 110Reserved 111ReservedGEM mảnh tải trọngL-byteEOF = kết thúc của khungFFS = Trong nghiên cứu tương laiHình 2.26 Định dạng GEM đóng gói.

APON / BPON và G-PON53xác định độ dài tải trọng GEM trong byte. Điều này cho phép chiều dài trọng tải tối đalà 4095 byte. Bất kỳ cấu trúc sử dụng trọng tải hơn 4095 byte phảiphân mảnh. 3-bit loại tải trọng chỉ số (PTI) cho biết có tải trọngcó khung dữ liệu người dùng hoặc khung GEM OAM. Nó cũng cho thấy cho dù người dùngkhung dữ liệu trong payload là đoạn cuối cùng. ID cổng 12-bit cho phép cổng 4096số cho ghép kênh giao thông. Kiểm soát lỗi tiêu đề (HEC) lĩnh vực sử dụng một mã BCH cho toàn vẹn tín hiệu tiêu đềbảo vệ. Lĩnh vực này cũng được sử dụng để duy trì đồng bộ khung GEM. Hình 2.27 cho thấy quá trình phân mảnh trong GEM đóng gói. Manhtố của một khung dữ liệu người dùng phải được truyền liên tục kế nhau. Một lợi thế củaquá trình phân mảnh GEM là sự tiện lợi để hỗ trợ ưu tiên caogiao thông. Khung hình khẩn cấp với các ưu tiên cao có thể được chèn vào đầumỗi khung GTC (Hình 2.28) với độ trễ 125 ms-tương ứng với khungthời gian. Điều này làm cho nó rất dễ dàng để hỗ trợ các dịch vụ TDM với dữ liệu xác địnhtỷ lệ trong một hệ thống G-PON. Để tách tốc độ dữ liệu người sử dụng, một GEM nhàn rỗi với tất cả các tải trọng không cũng đã đượcxác định. Khi không có dữ liệu dùng để gửi cho, khung GEM nhàn rỗi được gửi để điềnkhe cắm trống rỗng và duy trì đồng bộ thu.2.6.4.3 Chuyển tiếp sửa lỗi (FEC) trong G-PON Để cải thiện ngân sách liên kết quang học trong G-PON, ITU-T G.984.3 định nghĩa mộtkhả năng FEC tùy chọn sử dụng RS (255, 239) mã trong khung GTC. Cùngmã này cũng được sử dụng trong ITU-T G.709 vận chuyển mạng quang (OTN) tiêu chuẩn[27]. FEC cho khoảng 3-4-dB lề thêm trong ngân sách quang nhưng giảm người sử dụngdữ liệu bằng cách 6% do tỷ lệ biểu tượng và khung thời GTC đềuKhung người sử dụngKhung người sử dụngGEMPTI:001Full-frameGEMPTI:000# 1GEMPTI:000# 2GEMPTI:001# 3Khung GEMKhung GEM # 1Khung GEM # 2Khung GEM # 3(A)(B)Hình 2.27 Lập bản đồ và phân mảnh của dữ liệu người dùng khung thành GEM tải trọng (từ [24],in lại với sự cho phép loại từ ITU).

54GTC thương nguồn khung iPLOuTải trọngPON Kiến trúc xétKhung GTC ngươc dòng i + 1PLOuTải trọng GEM GEM khẩn cấp khung dữ liệukhung tiêu đề tiêu đề (1 2) GEM GEM khẩn cấp khung dữ liệukhung tiêu đề tiêu đề (2 của 2) PTI001-FullCổng X PTI000-bắt đầuCổng Y PTI001-đầy đủCảng Z PTI000-bắt đầuCổng YHình 2.28 Ghép kênh dữ liệu khẩn cấp quá trình sử dụng GEM phân mảnh (từ [24],in lại với sự cho phép loại từ ITU).giữ nguyên khi FEC được bật. Do đó, các dữ liệu tải trọng hiệu quảtỷ lệ phải được giảm để thích ứng phí FEC.

2.6.5 APON / G-PON bảo vệ chuyển mạch Các mô hình tham chiếu cho APON / G-PON khả năng phục hồi và dự phòng được SPE-cified trong G.983.5 chuẩn ITU-T [28]. ITU-T G.983.6 [29] bao gồm kiểm soátvà giao diện quản lý để hỗ trợ APON / G-PON với các tính năng bảo vệ. Bảo vệ PON chuyển đổi chi tiết sẽ được trình bày chi tiết hơn trong chương. 6.2.7 EPON EPON là một bổ sung mới cho gia đình Ethernet. Công việc của EPON làbắt đầu tháng 3 năm 2001 bởi nhóm nghiên cứu IEEE 802.3ah và kết thúc vào tháng Sáu2004 [30].

2.7.1 Phân tán Ethernet Kiến trúc và EPON Ethernet bao gồm các lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu của các hệ thống mởkết nối (OSI) mô hình tham chiếu. Hình 2.29 cho thấy một so sánhlayering mô hình của truyền thống point-to-point (P2P) Ethernet và các điểmto-multipoint (P2MP) kiến trúc EPON [9].

EPONLớp P2P EthernetLớp Ethernet P2MP55Lớp cao hơnOSItài liệu tham khảomô hìnhlớpỨng dụngTrình bàyPhiênGiao thông vận tảiMạngLiên kết dữ liệuVật lýMII / GMIIPCSPMAPMDMDITRUNG100/1000 Mb / sPHYLLCOAM (tùy chọn)MAC (tùy chọn)MACRSLớp cao hơnLLCOAM (tùy chọn)MPMC (master)MACRSGMIIPCSPMAPMDMDIPHYOLTLớp cao hơnLLCOAM (tùy chọn)MPMC (nô lệ)MACRSGMIIPCSPMAPMDMDIPON VỪA≥Mb / sPHYĐấu nốiMAC: Media kiểm soát truy cậpMDI: giao diện trung phụ thuộcMII: giao diện truyền thông độc lậpPMA: vật lý tập tin đính kèm trung bìnhPMD: vật lý trung bình phụ thuộc vàoMPMC: Đa kiểm soát truy cập phương tiện truyền thôngPCS: mã hóa vật lý lớp conGMII: giao diện phương tiện truyền thông độc lập GigabitPHY: thiết bị lớp vật lýRS: Hòa giải lớp conHình 2.29 Điểm-điểm (P2P) Ethernet và điểm-đa điểm (P2MP) EPON không giới hạnkiến trúc. Nó có thể được nhìn thấy từ hình mà EPON không giới hạn là rất tương tự như củaEthernet P2P truyền thống. Tiêu chuẩn Ethernet tiếp tục phân chia vật lý OSIlớp liên kết dữ liệu và lớp thành nhiều lớp con. Lớp vật lý (PHY) làkết nối với các lớp liên kết dữ liệu bằng cách sử dụng giao diện phương tiện truyền thông độc lập (MII) hoặcgigabit giao diện phương tiện truyền thông độc lập (GMII). Các tùy chọn lớp con MAC trong P2P Ethernet được thay thế bằng một bắt buộckiểm soát truy cập đa phương tiện truyền thông (MPMC) lớp trong EPON [9, khoản 64].Lớp MPMC chạy giao thức điều khiển đa điểm (MPCP) phối hợpviệc tiếp cận với các phương tiện PON chia sẻ giữa EPON ONUs. Mặc dùcác ngăn xếp OLT và ONU trông gần giống (Hình 2.29), các MPCPthực thể trong một chức năng OLT như là bậc thầy và các thực thể MPCP trong đấu nối nhưcác nô lệ. Nó sẽ được giải thích sau đó lớp con có hòa giải cũngđược mở rộng trong EPON để xử lý một chức năng mô phỏng P2P đểGiao thức cầu nối IEEE 802.1 dựa trên [31] sẽ tiếp tục hoạt động vớiEPON.

56PON Kiến trúc xét

2.7.2 EPON PMD lớp Lớp PMD xác định các đặc tính vật lý của quang xuyênceivers. Ethernet có truyền thống của việc áp dụng thiết kế chi phí thấp để trưởng thànhthúc đẩy triển khai hàng loạt. Triết lý này đã được chìa khóa cho sự to lớnthành công thương mại của Ethernet. Như trái ngược với tỷ lệ 1:32 tách được sử dụng trong G-PON, IEEE 802.3ahtiêu chuẩn quy định một tỷ lệ phân chia tối thiểu là 01:16. Cần nhận ra rằnglớp con hòa giải có thể hỗ trợ lên đến 32.768 ONUs logic khác nhauthông qua một 15-bit logic liên kết định danh (LLID). Hai đạt khác nhau giữa OLT và ONU, 10 km và 20 km, cóđược xác định trong tiêu chuẩn EPON [9, khoản 60]. Các 1000BASE-PX10-D PMDvà 1000BASE-PX10-U PMD xác định OLT và ONU thu phát ký tựistics cho 10 km tầm tay. 20-km-OLT và ONU tầm PMDs được định nghĩa là1000BASE-PX-20-D và 1000BASE-PX20-U. EPON về cơ bản kế thừaKế hoạch phân bổ bước sóng ITU-G.983.3. Bảng 2.2 và 2.3 hiện nay được lựa chọnthuộc tính của 1000BASE-PX10 và 1000BASE-PX20 PMDs từTiêu chuẩn IEEE802.3ah. Người ta có thể nhận thấy rằng các thuộc tính đấu nối cho 10 kmvà khoảng cách truyền dẫn 20 km là gần như giống hệt nhau. Hầu hết các thay đổi nàythực hiện tại OLT khi khoảng cách truyền dẫn tăng gấp đôi từ 10 km đến20 km. Điều này giúp cải thiện chi phí thiết bị đấu nối bằng cách tạo ra một nền kinh tế lớnquy mô. Nó cũng cải thiện cơ hội mà người dùng cuối có thể tiếp tục sử dụng cùng mộtĐấu nối khi khoảng cách truyền dẫn tăng lên.

2.7.3 Burst Mode hoạt động và Loop Thời gian trong EPON Giao thức Ethernet là một phương thức giao thức bùng nổ. P2P Ethernet tuy nhiên, hiện đạisử dụng truyền chuyên dụng và tiếp nhận các kênh giữa một trung tâm và Ethernetmáy trạm. Một hệ thống như vậy duy trì sự đồng bộ giữa đồng hồthu và máy phát bằng cách truyền các biểu tượng nhàn rỗi khi không có dữ liệu đểđược gửi đi. Vì vậy, mặc dù các giao thức Ethernet chính nó là bùng phát, cáclớp vật lý của P2P Ethernet hiện đại không còn bùng phát. Mặc dùlời mở đầu đã được bảo quản trong Ethernet P2P hiện đại, họ không có thực tếý nghĩa ngoại trừ khả năng tương thích ngược với thế hệ đầu tiên Ethernetthiết bị. Từ EPON kết nối vật lý thượng nguồn là bùng phát, preambles là cần thiếtmột lần nữa để giúp đỡ chế độ thu OLT nổ để đồng bộ hóa với các đấu nối.Hơn nữa, preambles được sửa đổi trong EPON để thực hiện các ID liên kết hợp lý(LLID) được sử dụng trong P2P thi đua [9, khoản 65].

EPONBảng 2.2Thuộc tính lựa chọn của IEEE802.3ah EPON phát 1000BASE-PX10-D (OLT)Loại máy phátTốc độ truyền tín hiệu (range)Bước sóng (range)RMS rộng phổ (tối đa)Điện khởi động trung bình (tối đa)Điện khởi động trung bình (phút)Điện khởi động trung bình của máy phát OFFTỷ lệ tuyệt chủng (phút)RIN (tối đa)Ra mắt OMA (phút)Tấn (tối đa)Toff (tối đa)Trở lại quang dung sai mấtPhát tán hình phạt Dài sóng Laser 1,25 +100 ppm 1,480-1,500Phụ thuộc vào bước sóng TH2 A3 A39 6 À118 0.6 N.A. N.A. 15 1.3 1000BASE-PX10-U (ONU)Dài sóng Laser1,25 +100 ppm 1,260-1,360 TH4 A1A45 6A1130.95512512 15 2.8 1000BASE-PX20-D (OLT)Tia laser dài sóng1,25 +100 ppm

1,480-1,500 þ7 TH2A39 6A115 2.8N.A.N.A. 15 2.3 1000BASE-PX20-U (ONU)Dài sóng Laser1,25 +100 ppm 1,260-1,360 TH4 A1A45 6A1150.95 512 512 15 1.8Đơn vịGBDnmnmdBmdBmdBmdBdB / HzmWnsnsdBdB57

58Bảng 2.3Thuộc tính lựa chọn của IEEE đặc điểm nhận 802.3ah 1000BASE-PX10-D (OLT)Tốc độ truyền tín hiệu (range)Bước sóng (range)Nhận được sức mạnh trung bình (tối đa)Nhận được sự nhạy cảmNhận phản xạ (phút)Nhấn mạnh nhận được sự nhạy cảmDọc mắt đóng phạt (phút)T_receiver nại (tối đa)1,25 +100 ppm 1,260-1,360 A1 A24 A12 À22.3 1.2 400 1000BASE-PX10-U (ONU)1,25 +100 ppm 1,480-1,500 A3 A24 A12 À21.4 2.2 N.A 1000BASE-PX20-D (OLT)1,25 +100 ppm 1,260-1,360 A6 A27 A12 À24.4 2.2 400 1000BASE-PX20-U (ONU)1,25 +100 ppm 1,480-1,500 A3 A24 A12 À22.1 1.5 N.AĐơn vị

GBDnmdBmdBmdBdBmdBnsPON Kiến trúc xét

EPON59 Để duy trì chi phí thấp, theo truyền thống tất cả các máy phát Ethernet đang chạykhông đồng bộ trên các lĩnh vực đồng hồ địa phương của mình. Không có synchron-toàn cầuhóa. Một máy thu có nguồn gốc tín hiệu đồng hồ cho gating dữ liệu nhận được từ nónhận được các ký hiệu kỹ thuật số. Sự không phù hợp giữa các nguồn đồng hồ được hạch toán theođiều chỉnh khoảng cách interframe (IFG) giữa khung Ethernet. Trong một hệ thống EPON, liên kết vật lý hạ lưu duy trì liên tụcdòng tín hiệu và đồng bộ hóa đồng hồ. Theo hướng thượng nguồn, đểduy trì một tham chiếu thời gian chung với OLT, ONUs sử dụng vòng lặp thời gian chochế độ truyền nổ thượng nguồn, tức là đồng hồ cho tín hiệu ngược dòng xuyênnhiệm vụ có nguồn gốc từ các tín hiệu nhận được ở hạ lưu.

2.7.4 PCS Layer và Forward Error Correction Lớp con mã hóa vật lý (PCS) là lớp giao dịch với dòng mã hóa trongEthernet thiết bị lớp vật lý. EPON định nghĩa một thông đối xứng của1.0 Gbps cả các hướng thượng nguồn và hạ nguồn, và thông qua8B/10B dòng mã hóa được sử dụng trong IEEE802.3z gigabit Ethernet tiêu chuẩn [9, khoản36]. Mã 8B/10B cho biết thêm một chi phí 25% để hạn chế disparity5 chạy 1.Bên cạnh truyền đạt trình tự kiểm soát lớp vật lý, mã 8B/10B tạo ra mộtDC đầu ra cân bằng và đủ cho quá trình chuyển đổi dễ dàng phục hồi đồng hồ. Tuy nhiên,nó làm tăng tỷ lệ biểu tượng đến 1250 Mbaud/s.6 Việc sử dụng FEC là tùy chọn trong EPON. IEEE 802.3ah định nghĩa tiêu chuẩn

RS (255, 239) Mã khối trong lớp EPON PCS [9, khoản 65]. Điều này tương tựmã được sử dụng trong G-PON. Bit chẵn lẻ được nối vào cuối của mỗi khung. Như nhauG-PON, kể từ khi đồng hồ tốc độ không thay đổi khi lứa đẻ FEC lànối, thông lượng dữ liệu được giảm khi FEC được sử dụng. RS (255,239) khối mã không thay đổi các bit thông tin. Điều này cho phép ONUs màkhông hỗ trợ FEC để cùng tồn tại với ONUs hỗ trợ FEC khung mã hóa. MộtĐấu nối không có hỗ trợ FEC chỉ đơn giản là sẽ bỏ qua các bit chẵn lẻ mặc dù chạy ở mộttỷ lệ lỗi bit cao hơn (BER).

2.7.5 Ethernet Framing EPON truyền dữ liệu như khung Ethernet có nguồn gốc trong phần PON. Ethernetkhung là khung hình kích thước biến. Tiêu chuẩn định dạng khung Ethernet [9] được thể hiện trong Sự chênh lệch chạy đại diện cho sự khác biệt trong số 0 và 1 trong các truyềnký tự. 6Many EPON tài liệu tiếp thị gian lận khẳng định tốc độ dữ liệu EPON là 1,25 Gb / s.5

607 octet1 octet6 octet6 octet2 octetPON Kiến trúc xét Lời nói đầu SFD Địa chỉ đích Địa chỉ nguồn Chiều dài / Loại Khách hàng MAC octet data46-1500 (Payload) Pad Trình tự kiểm tra 4 octet KhungHình 2.30 Tiêu chuẩn định dạng khung Ethernet.Vả. 2.30. Nó bắt đầu với một lời nói đầu và một 1-octet khung bắt đầu dấu phân cách (SFD) đểbiểu thị sự khởi đầu của một frame.7 Các tiêu chuẩn EPON làm cho việc sử dụng tiềnlĩnh vực đi thông thả với những thay đổi mang LLIDs cho ONUs [9, khoản 65]. Mỗi khung mang địa chỉ MAC nguồn và đích, mà làcả hai lĩnh vực 6 octet. A 2-octet lĩnh vực chiều dài / loại được sử dụng để đại diện cho chiều dài củatải trọng khi giá trị của nó là giữa 0 và 1500 (chiều dài tối đa tải trọng).Khi giá trị của nó là giữa năm 1536 và 65.535, nó được sử dụng để đại diện cho các loạiKhung Ethernet. Do đó, việc sử dụng các lĩnh vực này để đại diện cho chiều dài và kiểu làloại trừ lẫn nhau. Khung Ethernet có kích thước tải trọng biến 46-1500octet. Sau khi tải trọng là 4 octet khung kiểm tra trình tự (FCS) sử dụngkiểm tra dư thừa theo chu kỳ (CRC). Nó có thể được nhìn thấy từ hình. 2.30 là khung Ethernet mang trên tối thiểubyte để truyền đạt thông tin quản lý và giao thức. Trong lĩnh vực Ethernet,quản lý và OAM thông tin được thực hiện bằng cách sử dụng các đơn vị dữ liệu giao thức(PDU) và khung OAM, đó là khung Ethernet tiêu chuẩn xác định bởigiá trị chiều dài / loại đặc biệt. Nghị định thư và OAM thông tin được thực hiện tronglĩnh vực trọng tải của PDU và khung OAM. Những khung hình được ghép kênh trong băng tầnvới khác Ethernet khung thực người dùng tải dữ liệu thực tế.

2.7.6 Đa Control Protocol (MPCP) Các MPCP [9, khoản 64] trong lớp con MPMC sử dụng điều khiển đa điểmđơn vị dữ liệu giao thức (MPCPDUs) để thực hiện phát hiện đấu nối và chức năng khác nhau-vận hành. Nó cũng cung cấp cơ chế trọng tài để truy cập trung bình ở thượng nguồnkiểm soát giữa nhiều ONUs.7

Độ dài khung Ethernet được tính mà không bao gồm phần mở đầu và các lĩnh vực SFD.

EPONT5 T1CửaT1 ...OLTT1T3-T2CửaĐấu nốiT2 T1 ...T4vT5T4 ...Báo cáoT3 Báo cáo61 T3 - T2 = T4 - T1RTT = T2 T1 + T5 - T3 = T5 - T4Hình 2.31 EPON quá trình khác nhau.2.7.6.1 Khác nhau, trong EPON Quá trình khác nhau, đo RTT giữa OLT và ONUs đểrằng OLT một cách thích hợp có thể bù đắp các khe thời gian ngược dòng cấp choONUs để tránh va chạm ở thượng nguồn. Nó là đạt được thông qua Cửa và Báo cáoMPCPDUs như hình. 2.31. Cả OLT và ONU duy trì của họquầy của địa phương 32-bit tăng trong 16 ns thời gian lượng tử. Trongquá trình khác nhau, các OLT gửi Cửa nhắn với tem thời gian T1(Hình 2.31) đại diện cho thời gian tuyệt đối. ONU nhận Gatethông báo ở T2 sau khi sự chậm trễ truyền dẫn và thiết lập lại bộ đếm thời gian của mình cho T1. Sau khimột số chậm trễ xử lý, đấu nối gửi một thông điệp Báo cáo lúc T3, vớithời gian đóng dấu T4 ¼T1 þ(T3ÀT2). OLT nhận được tin nhắn báo cáo vớithời gian đóng dấu T4 tại tuyệt đối thời gian T5 như được chỉ ra trong hình. 2.31. Có thể thấy rằngRTT chỉ đơn giản là T5ÀT4.2.7.6.2 Cổng và Báo cáo hoạt động Hoạt động Cổng cung cấp cơ chế cho OLT để xác định thời giankhe ONUs có thể truyền tải. Không giống như trong G-PON nơi OLT xác địnhbắt đầu và ngừng thời gian trong gia số của 1-byte, các hoạt động Cổng định điểm bắt đầuthời gian và chiều dài của khe thời gian trong gia của 16 ns (tương đương với 2-byte tronggigabit EPON) thời gian lượng tử [9, khoản 64]. Hình 2.32 cho thấy hoạt động EPON Gate. Các Cửa MPCPDU chứatem thời gian, thời gian bắt đầu và độ dài của truyền thượng nguồn. Khi nhận đượckhung Gate, đấu nối cập nhật thời gian của mình đăng ký con dấu, khe bắt đầu đăng ký, vàđăng ký khe cắm dài.

62OLTKhách hàng MACTạo Cổng tin nhắnBắt đầuChiều dàiMA_CONTROL.indication (GATE)

PON Kiến trúc xétĐấu nốiKhách hàng MACMA_CONTROL.request (GATE)MA_DATA.request (...)MACĐồng hồ đăng kýThời gian đóng dấu Cổng tin nhắnTSBắt đầuChiều dàiMACTS Viếtđăng kýBắt đầuChiều dàiĐồng hồ đăng kýKhe cắm bắt đầu đăng kýKhe cắm dài đăng kýLaser ON / OFFMACPHYMACPHYHình 2.32 EPON cổng hoạt động. Trong hoạt động báo cáo, một ONU thông báo cho OLT với độ dài hàng đợi vàcung cấp thông tin thời gian để tính toán RTT bằng cách gửi Báo cáoMPCPDU. Khi nhận được Báo cáo MPCPDU, các bản cập nhật OLT đấu nốixếp hàng đăng ký dài và RTT đăng ký như hình. 2.33.2.7.6.3 BW động Tiêu chuẩn EPON không xác định các chi tiết thực hiện các DBA.Tuy nhiên, hoạt động Cổng và Báo cáo cung cấp giao diện cần thiết vàcơ chế kiểm soát băng thông đấu nối. Đó là vào các nhà cung cấp để thiết kế cácChiến lược DBA và các thuật toán. Chương 5 bàn về cơ chế DBA trong hơnchi tiết.2.7.6.4 Đa kiểm soát dữ liệu giao thức (MPCPDU) MPCPDUs là 64-byte-dài MAC khung không có gắn thẻ VLAN. Chung chungđịnh dạng của MPCPDU được hiển thị trong hình. 2,34. MPCPDUs được công nhận bởiMAC khung loại 0Â88-08 trong lĩnh vực chiều dài / loại. 2-octet lĩnh vực op-codexác định các loại tin nhắn MPCPDU. Hình 2.34 cũng cho thấy các op-mãcho tất cả các loại MPCPDU quy định tại EPON. Mỗi tin nhắn MPCPDUchứa một lĩnh vực tem thời gian 4 octet để OLT và ONUs có thể liên tục

EPONOLTKhách hàng MACQ1QnMA_CONTROL.indication (BÁO CÁO)

63Đấu nốiKhách hàng MACQ1QnMA_CONTROL.request (BÁO CÁO)MACĐồng hồ đăng kýRTT đăng kýMACTSQ1QnTSQ1QnMACPHYĐồng hồ đăng ký Tem thời gianBáo cáo tin nhắnĐo thời gian chuyến đi vòng quanhMACPHYHình 2.33 EPON Báo cáo hoạt động.cập nhật mỗi khác để sửa chữa cho thời gian trôi (ví dụ như do thay đổi sợinhiệt độ và áp lực). Phần dữ liệu / pad của MPCPDU chứa các thông số MAC được sử dụng trongMPCP và cần thiết không đệm để duy trì 64-byte kích thước khung hình. Hơnchi tiết của MPCPDU được đưa ra trong Phụ lục II. Bạn đọc quan tâm có thể tham khảoKhoản 64 của Bộ tiêu chuẩn IEEE802.3 cho các chi tiết chính xác của MPCPDU.DASALoại (064 octet6 octet6 octet88-08) 2 octet2 octet4 octetOp-codeTem thời gian MACthông số MPCPDU op-mãGATEBÁO CÁOREGISTER_REQUESTĐĂNG KÝREGISTER_ACKop-code = 02op-code = 03op-code = 04op-code = 05op-code = 06Dữ liệu / Pad...Không đệmFCS4 octetHình 2,34 Chung định dạng của MPCPDU.

64PON Kiến trúc xét2.7.6.5 Autodiscovery của EPON ONU Quá trình tự động này cho phép EPON ONUs để đăng ký và tham giahệ thống cung cấp năng lượng sau khi lên. OLT phân bổ MAC ảo và chuyển nhượngLLIDs để ONUs cho điểm-điểm thi đua (P2PE). Trong Autodiscovery, đấu nối và trao đổi OLTs khả năng của nhauchẳng hạn như thời gian đồng bộ hóa các chế độ thu OLT nổ. Đồng bộ hóathời gian là thời gian yêu cầu của OLT, sau khi nhận được sự bùng nổ của dữ liệu, khóa chínhđồng hồ đấu nối máy phát và điều chỉnh ngưỡng quyết định của mình vào tài khoản chosự khác biệt về mức năng lượng nhận được từ ONUs khác nhau. Để thực hiện tự động này, các chương trình phát sóng OLT khám phá Cổng khung định kỳ-đồng minh. Như hình. 2.35, một cửa sổ khám phá Ltd là do phát hiệnCửa khẩu. OLT cũng truyền chế độ chụp thời gian đồng bộ thu của nó để ONUsở cửa ngõ phát hiện để ONUs biết để định dạng tín hiệu ngược dòng với nhàn rỗibiểu tượng trong thời gian đồng bộ hóa khối ban đầu. Một ONU có ý định đăng kýnhận được cửa phát hiện và gửi một yêu cầu Đăng ký sau khi chờ đợi một ngẫu nhiênsự chậm trễ. OLT nhận được yêu cầu đăng ký và phân bổ các đấu nối vớiLLID. OLT sau đó gửi một khung cửa cấp khe thời gian ngược dòngcho đấu nối với LLID vừa được cấp phát để truyền tải một ký Xác Nhậnkhung, có nghĩa kết thúc của quá trình đăng ký. Trong cửa sổ khám phá, nhiều ONUs có thể cố gắng đăng ký tạicùng một thời gian và nguyên nhân vụ va chạm tại OLT. Tranh trong cửa sổ khám pháOLTCổng phát hiệnĐấu nốiCấp bắt đầuChậm trễ ngẫu nhiênPhát hiệncửa sổYêu cầu đăng kýĐăng kýCửaĐăng ký AckHình 2,35 Quá trình Autodiscovery (từ [9], in lại với sự cho phép của IEEE Std. IEEETiêu chuẩn 802.3, năm 2005, cảm nhận sóng mang nhiều truy cập với phát hiện va chạm (CSMA / CD) truy cậpphương pháp và lớp vật lý chi tiết kỹ thuật, bản quyền [2005], bởi IEEE).

EPON65được giải quyết bằng cách thêm một sự chậm trễ ngẫu nhiên trước mỗi ONU truyền Đăng kýkhung. Nó cũng có thể cho một OLT để nhận được nhiều khung hình ký hợp lệ trong mộtcửa sổ khám phá.

2.7.7 Point-to-Point thi đua (P2PE) trong EPON Giao diện Ethernet MAC được kết nối với lớp 2 (L2) chuyển mạch hoặcLayer-3 (L3) router. Chuyển mạch L2 trực tiếp kết nối các thiết bị mạng trênLớp Ethernet và do đó có hiệu quả hơn, ít tốn kém hơn, và dễ dàng hơn để quản lýtrong một môi trường mạng LAN. Mặt khác, định tuyến được sử dụng trong một mạng diện rộngđể kết nối nhiều Layer-2 mạng [13]. Trong một môi trường Ethernet, L2kết nối được thực hiện bằng cách sử dụng IEEE802.1 dựa bridges8 hoặc chuyển mạch [31, 32]. MộtEthernet switch chuyển tiếp lưu lượng giữa nhiều cổng của nó. Mỗi cổng làkết nối với một miền quảng bá khác nhau chứa một hoặc nhiều thiết bị MAC.Một chuyển đổi giả định rằng trong lĩnh vực phát sóng cùng một thiết bị có thể MACchuyển tiếp lưu lượng trực tiếp đối với nhau mà không cần trợ giúp. Nó thực hiện các L2chuyển đổi chức năng bằng cách kiểm tra SA và DA của mỗi khung nhận được. Nếu cả haitrong số họ thuộc về cùng một tên miền (ví dụ kết nối với cùng một cổng), nó lọc racác gói tin mà không cần chuyển tiếp nó. Điều này giúp bảo tồn băng thông trong khácphần của mạng và cải thiện hiệu suất mạng. Trong một hệ thống EPON, các kết nối Ethernet đối xứng P2P được thay thế bằngkết nối P2MP bất đối xứng. Do tính chất định hướng của các nút điều khiển từ xa,ONUs không thể nhìn thấy giao thông ở thượng nguồn của nhau trực tiếp (Hình 2.36). Trong một thuê baomạng, tài sản hướng này cung cấp một lợi thế bảo mật vốn có. Không bao giờtheless, nó cũng đòi hỏi OLT để giúp chuyển tiếp truyền liên đấu nối. Không qua xử lý, một chuyển đổi 802,1 IEEE kết nối với OLT sẽxem tất cả các khung hình liên đấu nối với SA và DA thuộc các đơn vị MACkết nối với cổng chuyển đổi tương tự và do đó họ sẽ có trong cùng mộtmiền. Kết quả là, việc chuyển đổi sẽ không chuyển tiếp lưu lượng giữa khác nhauONUs kết nối với OLT cùng. Để giải quyết vấn đề này, một chức năng P2PE đã được tạo ra trong lớp RS. CácChức năng P2PE bản đồ EPON khung từ mỗi đấu nối với một MAC khác nhau trongOLT, mà sau đó được kết nối với một lớp cao hơn thực thể như chuyển đổi L2 (Hình 2.37). Chức năng P2PE đạt được bằng cách thay đổi lời nói đầu ở phía trước của MACkhung bao gồm một LLID. Lời mở đầu thay đổi với LLID được sử dụng trongPhần PON. Định dạng của EPON lời mở đầu sửa đổi được hiển thị trong hình. 2.38. Cầu và chuyển đổi là những thuật ngữ thay thế cho nhau được sử dụng để mô tả các thiết bị chuyển tiếp L2 khung.Cầu là thuật ngữ ban đầu. Cầu đầu tiên này được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm. Chuyển đổi là hơnthường được sử dụng để mô tả cầu thực hiện trong chip Silicon.8

66PON Kiến trúc xétĐấu nối 1Đấu nối 2OLTPSĐấu nối 3Đấu nốiHình 2.36 Mặc dù tất cả các lưu lượng truy cập đấu nối đến cảng vật lý tại OLT, bởi vìcủa hướng điện tách coupler được sử dụng tại nút từ xa, ONUs không thể nhìn thấy nhaugiao thông của người khác mà không cần sự trợ giúp chuyển tiếp của OLT.Nó bắt đầu với một dấu phân cách bắt đầu LLID (SLD) lĩnh vực, tiếp theo là 2 byte và một2-byte LLID. Một trường CRC 1-byte bảo vệ dữ liệu từ SLD với LLID.Bit đầu tiên của LLID là một phát sóng bit chỉ ra hoặc lưu lượng truy cập unicast. Cácphần còn lại của 15 bit có khả năng hỗ trợ 32.768 ONUs logic khác nhau. Bit chế độ được thiết lập là 0 cho hoạt động P2PE. Hình 2.39 cho thấy nguyên tắcEPON P2PE. Khi bit chế độ được thiết lập để 1, OLT sử dụng cái gọi là đơn bản saoOLT 802,1 cầuMAC1MAC2MACnclientclientclient Đa MACMAC1MAC2MACn RS (P2PE)PCSPMAPMDPHYPHYPHYMACĐấu nối 1MACĐấu nối 2MACĐấu nốiHình 2.37 Điểm-điểm thi đua trong EPON.

EPON8 byte2055551 SLD 00 d52555521Khung MACG (x) = x8+ X2+ X + 1Chế độ ID [14:00]bitHình 2.38 Lời mở đầu thay đổi với LLID cho điểm-điểm thi đua trong EPON.67Liên kết hơp lý ID CRCphát sóng (SCB) MAC để phát sóng lưu lượng truy cập đến tất cả các ONUs. Phải mất lợi thế củabản địa EPON hạ lưu hoạt động quảng bá. Để ngăn chặn cơn bão phát sóng trong L2công tắc, tiêu chuẩn EPON đề nghị nên tránh các kết nối của các cảng SCBđể 802,1 bị chuyển mạch, và sử dụng nó chỉ để kết nối với L3 routers9 hoặc các máy chủ chophổ biến thông tin. Hình 2.40 minh họa SCB MAC và mô phỏngP2P Mac trong một mô hình EPON. Người ta có thể nhận thấy rằng các khái niệm về LLID trong EPON và của Alloc-IDtrong G-PON là tương tự. Trong một G-PON, đấu nối duy nhất có thể được phân bổ với nhiềuT-CONTs với nhau Alloc-ID. Như một vấn đề của thực tế, một ONU EPON có thểcũng được phân bổ với nhiều LLIDs. Một số hiện thực của EPON làmsử dụng của nhiều LLIDs để thực hiện có chất lượng khác nhau của các lớp dịch vụ [36].

2.7.8 EPON mã hóa và bảo vệ Tiêu chuẩn IEEE802.3ah không xác định mã hóa và bảo vệ mech-anisms cho EPON. Mã hóa là rất quan trọng để đảm bảo sự riêng tư khi ONUs làkết nối trực tiếp cho người sử dụng như trong các ứng dụng FTTH. Bảo vệ là quan trọngkhi ONUs được chia sẻ giữa các nhóm người sử dụng như trong các ứng dụng FTTB / FTTC. Triển khai nhiều chip EPON bao gồm mã hóa nhà cung cấp cụ thểcơ chế có thể được kích hoạt bởi các nhà cung cấp dịch vụ nếu cần thiết. Cơn bão phát sóng gây ra bởi các vòng trong một mạng, cho phép các gói tin để nhân rộng vàlưu thông mà cuối cùng sử dụng hết băng thông mạng. L2 chuyển mục đích sử dụng cây mở rộnggiao thức (STP) để đảm bảo không có nhiều đường tồn tại giữa hai nút và do đó tránhkhả năng tạo thành vòng. Khi cả hai liên kết P2P mô phỏng và liên kết SBC tồn tại giữacác OLT và ONU, STP sẽ bị lẫn lộn. Không giống như các thiết bị chuyển mạch L2, L3 giao thức định tuyến có thểsử dụng nhiều đường dẫn tín hiệu để cân bằng tải. Họ cũng có thể sử dụng thời gian-to-live (TTL)lĩnh vực để tránh vòng.9

68Hạ lưuPON Kiến trúc xétOLTMAC0 & LLID = 10 & LLID = 1Đấu nối 1RS (P2PE)0 & LLID = 1MACPHY0 & LLID = 10 & LLID = 1Đấu nối 2Đấu nối 30 & LLID = 1MACPSĐấu nốiThương nguồnMAC0 & LLID = 10 & LLID = 1Đấu nối 1RS (P2PE)PHY0 & LLID = 1MACĐấu nối 2PSĐấu nối 3Đấu nốiMACHình 2.39 Hoạt động EPON điểm-điểm thi đua.

2.7.9 Ethernet OAM lớp con Bên cạnh tiêu chuẩn hóa các công nghệ EPON, một điều lệ của IEEE802.3ah lực lượng đặc nhiệm đã phát triển lớp con OAM cho Ethernet. Các OAMOLTRouter / máy chủCầu (802.1D)Router / máy tínhĐấu nốiMAC MAC MAC 123RS (P2PE)SCBMACĐấu nối MAC (s)RS (P2PE)EPON PHYEPON PHYHình 2.40 Point-to-point và đơn bản sao phát sóng (SCB) Mac trong một mô hình EPON.

G-PON và EPON So sánh69Lớp con [9, khoản 57] là một tùy chọn lớp con MAC (Hình 2.29) trong đókhông chỉ có thể được xây dựng trong EPON mà còn trong các thiết bị Ethernet khác. Trong thực tế, EPONchỉ bao gồm một tập hợp con của các đối tượng được quản lý bởi lớp con OAM. Nhấtcủa EPON ASICs được xây dựng với lớp con OAM mà có thể được sử dụng choquản lý OLT và ONU.2,8 G-PON và EPON SO SÁNH Một so sánh cấp cao của EPON và G-PON được đưa ra trong Bảng 2.4. Từ mộtquan điểm kỹ thuật, một trong những khác biệt lớn giữa G-PON và EPON làhỗ trợ cho các mạch TDM. G-PON chia tín hiệu thượng lưu và hạ lưuvào khung 125 ms. Khung dữ liệu được đóng gói bằng cách sử dụng đóng gói GEMvới khả năng phân khúc, cho phép các mạch TDM với đảm bảo băngchiều rộng và granularities 64 kb / s được tạo ra giữa OLT và ONUs. Mặt khác, trong một hệ thống EPON, biến chiều dài bản địa Ethernetkhung được sử dụng trong các lớp truyền tải. Mạch thi đua [33-35] là cần thiết đểthực hiện các mạch TDM cố định băng thông. Trong khi EPON đã được tối ưu hóa cho giao thông vận tải gói tin Ethernet bản địa, cácGEM đóng gói cho phép thích ứng dễ dàng hơn các tín hiệu định dạng khác. Trong mộtHệ thống EPON, báo cáo băng thông và tài trợ các chức năng được thực hiện bằng cách sử dụngMPCPDUs. Mỗi cổng đấu nối hợp lý với một LLID khác nhau đòi hỏi riêng của mìnhCổng và Báo cáo khung riêng biệt, đó là khung Ethernet đầy đủ. HơnID được phân bổ hợp lý, cao hơn các chi phí của MPCP [9, khoản 64].Ngược lại, G-PON báo cáo băng thông và tài trợ các chức năng có thể được cõngvào PCB trên của khung GTC [24]. Mỗi chi phí PCBd chứacác thông tin phân bổ băng thông cho tất cả các cấp T-CONTs. Điều này làm choG-PON trên không rất hiệu quả so với EPON. Một phân tích rất tốt củaAPON, G-PON, EPON và hiệu quả chi phí có thể được tìm thấy trong [36].Bảng 2.4G-PON và EPON so sánhEPONTốc độ dữ liệu hạ lưu (Mbps)Tốc độ dữ liệu thượng nguồn (Mbps)Trọng tải đóng góiHỗ trợ TDMLaser on / offAGCCDR 1000 1000 Ethernet bản địaThi đua mạch 512 ns # 400 ns # 400 nsG-PON 1244 hoặc 2488155, 622, 1244, hoặc 2488 GEM Vâng 13% ns 44 ns

70PON Kiến trúc xét Giả sử chia 32-way10 cho cả EPON và G-PON, hệ thống EPONcung cấp một băng thông trung bình 31,25 Mbps cho mỗi ONU trong cả hạ lưu vàhướng thượng nguồn. Một G-PON với 2488 Mbps băng thông đối xứng ýcung cấp 77,75 Mbps cho mỗi ONU. Các RBOCs ở Hoa Kỳ khôngnghĩ rằng công suất EPON đáp ứng các yêu cầu trong một trung tâm dữ liệu hiện đạixã hội (Chap. 1). Đây là một trong những lý do mà G-PON đã được chọn làcông nghệ của sự lựa chọn cho các yêu cầu chung đối với đề xuất (RFP) doVerizon, SBC, và Bell South.11 Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng, tại thời điểmviết, IEEE đã bắt đầu một lực lượng đặc nhiệm mới 802.3av Điều lệ phát triển10 Gb / s EPON [38].2.9 SUPER PON Siêu PON đã được đề xuất để đạt được nền kinh tế tốt hơn bằng cách tăng tầmcác hệ thống PON vượt quá 20 km và hỗ trợ tỷ lệ chia cao hơn hoặc 1:64thậm chí 1:128. Hầu hết các nghiên cứu PON siêu được thực hiện trong phạm vi châu ÂuCộng đồng [39-41]. Tuy nhiên, siêu PON phải đối mặt với những thách thức sau đây:1. Tốc độ bit trong hệ thống PON sẽ tiếp tục tăng do nhu cầu băng thông phát triển. Một năng lượng tối thiểu cho mỗi bit là cần thiết để giữ cho BER. Phương tiện này rằng bằng cách tăng tỷ lệ bit, sức mạnh cần thiết, bằng sản phẩm của tỷ lệ bit và năng lượng cho mỗi bit, sẽ tăng lên tương ứng. Để hỗ trợ một kích thước nhóm cổ phiếu lớn hơn với băng thông sử dụng trung bình cùng yêu cầu tăng tỷ lệ bit lớp vật lý. Tăng cường khả năng tách và xuyên khoảng cách nhiệm vụ sẽ làm tăng tổn thất giữa OLT và ONU. Như một Kết quả, một sự gia tăng đáng kể trong ngân sách quyền lực giữa OLT và ONU là cần thiết cho siêu Pons. Trong thực tế, siêu PON yêu cầu các bộ khuếch đại trong lĩnh vực này để cung cấp ngân sách năng lượng cần thiết.2. Bộ khuếch đại sợi kinh tế là không có sẵn tại 1:03 = 1:49 mm thượng nguồn và bước sóng hạ lưu. Công nghệ khuếch đại quang học trưởng thành nhất, bộ khuếch đại sợi erbium-pha tạp (EDFA) hoạt động trong băng tần C, cũng là phạm vi quang phổ với sự mất mát chất xơ tối thiểu. Sự mất mát chất xơ trong 1:3 mm gần như tăng gấp đôi mà at 1:55 mm. Mặc dù công nghệ khuếch đại khác như Semicon- ductor quang Amplifier (SOA) [42] hoặc khuếch đại Raman [43] có thể được sử dụng, các công nghệ này vẫn còn rất tốn kém. Sự khuếch đại Raman đòi hỏi rất Các tiêu chuẩn IEEE 802.3ah chỉ quy định tỷ lệ 1:16 tách. Nhất EPON thương mạiPHY không hỗ trợ tỷ lệ chia 01:32. 11SBC, AT & T, và Bell South đã sáp nhập vào một công ty duy nhất, mà đã trở thành mới'' & T''.10

WDM-PON713.4.5.6.7.công suất bơm cao và đặt ra vấn đề an toàn, đó là khó khăn trong một mạng truy cậpmôi trường. SOA thường có tiếng ồn con số rất cao.Khuyếch đại quang hạ lưu có thể dễ dàng chia sẻ giữa nhiềuONUs. Tuy nhiên, để chia sẻ một bộ khuếch đại ngược dòng có thể được thử thách được-nguyên nhân ONUs được đặt ở khoảng cách khác nhau với các thiệt hại khác nhau để cáckhuếch đại quang học. Ngoài ra, dữ liệu được gửi ngược dòng trong chế độ burst, đòi hỏikhuếch đại quang học có khả năng kiểm soát thoáng qua nhanh.Hiệu quả phân tán xung quanh 1:05 mm bước sóng là nonnegligible. Phân tánảnh hưởng tăng theo bình phương tốc độ bit [3]. Vì vậy, mà không sử dụng phân tán,thu khoan dung, khi cả hai tỷ lệ bit và khoảng cách tăng lên, phân tánhình phạt sẽ trở nên có ý nghĩa. Trong một hệ thống truy cập chi phí nhạy cảm, điều này có thể khôngcó ý nghĩa kinh tế, ít nhất là trong tương lai gần.RTT tăng giữa OLT và ONU. Đối với một truyền 20 km dis-trọng, RTT là 200 ms. 60 km, thời gian này tăng tới 600 ms. 1-Gb / stốc độ truyền tải, điều này tương đương với 750.000 byte dữ liệu. Của chúng tôi trước đóthảo luận cho thấy kích thước của cửa sổ khám phá dành cho mớiĐăng ký đấu nối và nhu cầu khác nhau, để trang trải sự khác biệt tối đakhoảng cách giữa ONUs. Tăng kích thước PON có nghĩa là nhiều ban nhạcchiều rộng cần phải được dành cho Autodiscovery của ONUs, trừ khi tần sốcác cửa sổ tự động này là giảm. Ngoài ra, một nhóm cổ phiếu lớn hơn sẽtăng cơ hội va chạm do đăng ký đấu nối và tăngthời gian cần thiết cho đăng ký đấu nối. Tăng RTT cũng sẽ làm tăngđộ trễ từ yêu cầu băng thông để cấp băng thông, mà có thể là vấnlematic cho các ứng dụng thời gian thực.Trong một hệ thống EPON, Gate và Báo cáo khung riêng biệt được yêu cầu chomỗi LLID. Tăng kích thước nhóm cổ phiếu sẽ tăng băng thôngchi phí cần thiết cho việc MPCP sử dụng trong một hệ thống EPON siêu [37].Cơ chế bảo vệ tốt hơn được yêu cầu như kích thước nhóm cổ phiếu tăngbởi vì một thất bại sẽ có tác động kinh doanh quan trọng hơn điều đó với mộtnhỏ kích thước nhóm cổ phiếu.Những thách thức của siêu PON trong cả hai lớp vật lý và MAC có thểyêu cầu công nghệ tiên tiến mà cuối cùng lớn hơn những quảng cáo kinh tếvantages đạt được thông qua khoảng cách truyền dẫn dài hơn và phần lớn hơnnhóm.2.10 WDM-PON Một sự thay thế để mở rộng khả năng PON bên cạnh siêu PON là WDM-PON.Một WDM-PON được đặc trưng bởi một coupler WDM, thay thế điệnsplitter tại thiết bị đầu cuối từ xa [44].

72PON Kiến trúc xét

2.10.1 Những thuận lợi và thách thức của WDM-PONWDM-PON cung cấp những ưu điểm sau:1. Nhà máy phân phối quang vẫn còn thụ động và do đó có cùng thấp bảo trì và độ tin cậy cao thuộc tính của PS-PON.2. Mỗi người dùng nhận được bước sóng riêng của mình. Do đó WDM-PON cung cấp tuyệt vời riêng tư.3. Kết nối P2P giữa OLT và ONUs được thực hiện trong phạm vi bước sóng. Không có P2MP kiểm soát truy cập phương tiện truyền thông yêu cầu. Điều này giúp đơn giản hoá MAC lớp. Sẽ không có giới hạn khoảng cách áp đặt bởi khác nhau, và các giao thức DBA.4. Dễ dàng pay-as-you-phát triển nâng cấp. Trong một PS-PON, nếu tốc độ OLT được tăng lên, tất cả ONUs cần phải được nâng cấp cùng một lúc. Một vấn đề như vậy không tồn tại với WDM-Pons. Mỗi bước sóng trong một WDM-PON có thể chạy với tốc độ khác nhau cũng như với một giao thức khác nhau. Người dùng cá nhân trả tiền để nâng cấp riêng của mình.Những thách thức của WDM-PON bao gồm:1. Chi phí cao của các thành phần WDM. Tuy nhiên, chi phí của các thành phần WDM đã giảm rất nhiều trong những năm gần đây khiến WDM-Pons sinh thái nomically khả thi hơn. Ví dụ, Hàn Quốc Telecom đã bắt đầu của nó WDM-PON thử nghiệm. Lợi ích trong tiêu chuẩn WDM-PON cũng đã được tạo ra trong ITU-T SG15 gần đây.2. Kiểm soát nhiệt độ. Bước sóng WDM thành phần 'có xu hướng trôi dạt với nhiệt độ môi trường. Kiểm soát nhiệt độ tiêu thụ điện năng và yêu cầu các bộ phận điện tử hoạt động trong mạng lưới phân phối quang. Để loại bỏ sự cần thiết phải kiểm soát nhiệt độ, thành phần to lớn và kiến trúc tiến bộ đã được thực hiện trong sản xuất linh kiện WDM athermal và hệ thống đó là nhiệt độ bất khả tri.3. Hoạt động đấu nối không màu. Trong một WDM-PON, mỗi ONU cần một khác nhau bước sóng cho kết nối thượng nguồn. Này trình bày một oper-khá nghiêm trọng ational và kinh tế vấn đề. Bước sóng đấu nối cụ thể giới thiệu đáng những thách thức không thể trong việc quản lý dây chuyền sản xuất, cổ phiếu hàng tồn kho, tối thiểu, và bảo trì. Rất nhiều giải pháp đã được phát minh để nhận ra không màu ONUs trong 20 năm qua. Công nghệ tiến bộ để thực kinh tế hệ thống WDM-PON sẽđược xem xét một cách chi tiết trong chương. 3.

2.10.2 dàn trận Waveguide Sàn lưới (AWG) Router Các bộ định tuyến AWG là một yếu tố quan trọng trong nhiều kiến trúc WDM-PON. Một con-ventional N bước sóng WDM coupler là 1 ÂNthiết bị như hình. 2.41 (a).

WDM-PONThông thường WDMOUTPUTVÀO1173Ống dẫn sóng dàn trận lướiWDM234VÀO 1 2 3 4MộtWGOUTPUT 1 2 3 4Sao couplerGhê taiSao coupler

Biểu tươngSản lươngBiểu tươngXây dựngSản lương1VÀO234VÀO101231234Bước sóng bảng định tuyến1 201-1 0-2 -1-3 -23210-14 1342312012543236543476541 ...8 ...7 ...

6 ...5 ...(A)(B)Bước sóng bảng định tuyếnHình 2.41 Thông thường WDM coupler vs ống dẫn sóng dàn trận lưới.Các thành phần của một tín hiệu quang đầu vào được chuyển tới cổng đầu ra cụ thể phù hợp-ing với các bước sóng của họ như được chỉ ra trong hình. 2.41 (a). Một router chung AWG bao gồmcủa hai ngôi sao ghép nối lại với nhau tay ống dẫn sóng có độ dài không đồng đều nhưhình. 2.41 (b) [45]. Mỗi cánh tay có liên quan đến cánh tay tiếp giáp với một hằng sốchiều dài khác nhau. Các ống dẫn sóng có chức năng như một cách tử quang học để giải tántín hiệu của bước sóng khác nhau. Tên gọi khác của AWG trong văn học là bước sóng bộ định tuyến lưới (WGR). Mộtđặc điểm rất quan trọng và hữu ích của AWG là bước sóng mang tính chu kỳ của nótài sản định tuyến minh họa bằng bảng trong hình. 2.41 (b) [2]. Với một WDM bình thườngđa hình. 2.41 (a), nếu một'' out-of-phạm vi'' bước sóng, (ví dụ như lA1 hoặc l4, l5)

được gửi đến cổng đầu vào, bước sóng đó chỉ đơn giản là bị mất hoặc bị chặn'''' từđạt bất kỳ cổng ra. Một thiết bị AWG có thể được thiết kế sao cho sóng của nótài sản dài giải mã kênh lặp đi lặp lại trong thời gian các dãy quang phổđược gọi là dãy quang phổ miễn phí (FSR). Hơn nữa, nếu đầu vào đa bước sóng làchuyển sang cổng đầu vào tiếp theo, các bước sóng đầu ra demultiplexed cũng chuyển sangcác cổng đầu ra tiếp theo cho phù hợp. AWGs theo chu kỳ cũng được gọi là màu sắcAWGs ít hơn, mặc dù tác giả không thích thuật ngữ cá nhân này. Tài sản của AWG bước sóng theo chu kỳ có thể được khai thác để cho phép nhiềuđổi mới kiến trúc thông minh. Ví dụ, bằng cách sử dụng hai cổng liền kềkết nối phía thượng lưu và hạ lưu, cùng bước sóng có thể được tái sử dụng''''cho truyền tải và tiếp nhận tại một đấu nối. Chương 6 minh họa nhiều cuốn tiểu thuyếtđề án bảo vệ được kích hoạt bởi AWGs theo chu kỳ.

74PON Kiến trúc xét

2.10.3 Bảng phát hình thi đua và Point-to-Point Hoạt động Phát sóng là một cách rất hiệu quả để phân phối một số lượng lớn các thông tincho nhiều người dùng. Hình 2.42 minh họa một phương pháp để mô phỏng một dịch vụ truyền hìnhtrong WDM-PON với một nguồn quang băng thông rộng như LED [46, 47]. Trong hình. 2.42, một băng thông rộng khuếch đại phát xạ tự phát (ASE) nguồn ánh sángnhư một đèn LED là lần đầu tiên điều chế với các dữ liệu phát sóng. Đầu ra củaLED được lọc (bởi bộ lọc F) để một FSR của AWG trước khi được chuyển giao chongười dùng cuối. Sau khi đi qua AWG, mỗi người dùng sẽ nhận được một phần của chiếcđiều chế nguồn băng thông rộng với điều chế dữ liệu tương tự, mặc dù ở khác nhaubước sóng. Các con số tương tự cũng cho thấy các dịch vụ P2P được chuyển giao trong mộtFSR khác nhau sử dụng điốt laser là những nguồn dòng. Phát sóng vàDịch vụ P2P được ghép tại CO sử dụng WDM thô (CWDM) thiết bị.

2.10.4 2-Pons-trong-1 Một vấn đề với cắt quang phổ là giới hạn do tự phát-bảo trợphát thải taneous đánh bại tiếng ồn trong các nguồn ASE, đó là tỷ lệ thuận với tỷ lệbăng thông điện của người nhận để băng thông quang phổ đã nhận [48].Xa nútOLT (CO)LEDPhát sóngCWDM Cuốingười sử dụngDịch vụ phát sóng21

F (lọc)MộtWGPoint-to-point doanh dịch vụ22

P2PLaser2321 22 23 24

F24

Hình 2.42 Thi đua của các dịch vụ phát sóng trên WDM-PON với một nguồn băng thông rộng.

WDM-PON75P2P unicastbước sóng Ngôi saocoupler(ΛA, B)

(ΛA)(ΛB)Thô WDMP2MP multicast bước sóngHình 2.43 Một AWG sửa đổi cho 2-Pons-trong-1. Ngôi saocouplerNhư tăng tỷ lệ bit và kênh khoảng cách giảm, BER là cuối cùnggiới hạn bởi tự phát-tự phát tiếng ồn nhịp phát thải. Một sự thay thế để hỗ trợ hoạt động phát sóng trên WDM-PON là sử dụng2-Pons-in-1 kiến trúc. Một cách để nhận ra điều này là sử dụng các thiết bị hiển thị trongVả. 2.43 [49]. Trong sự sắp xếp này, bước sóng phát sóng (đối với PS-PON) làtách ra từ các bước sóng chuyển bằng cách sử dụng WDM đa thô. Cácbước sóng phát sóng chỉ đi vào đầu coupler thứ hai và được phát sóng vàotất cả các cổng đầu ra trong khi các bước sóng WDM P2P được chuyển đến họcổng ra tương ứng.

2.10.5 WDM-on-WDM Bằng cách sử dụng nhiều FSRs của một AWG, ai có thể cung cấp nhiều bước sóngdịch vụ cho đấu nối tương tự. Một bộ phận đa bước sóng thô (CWDM) làsử dụng tại OLT kết hợp dịch vụ chiếm FSRs khác nhau (Hình 2.44).Một CWDM tương tự tại một đấu nối tách các dịch vụ cá nhân. Trong thực tế, trênmột cơ sở hạ tầng phân phối sợi vật lý, một đã sinh ra nhiều WDM-Pons tách biệt bởi lĩnh vực quang phổ khác nhau được xác định bởi FSRs AWG. NàyKiến trúc WDM-on-WDM cung cấp các con đường để đạt được sự linh hoạt chưa từng cóvà khả năng tăng trưởng [50, 51]. Các khái niệm về WDM-on-WDM đã được chứng minh trên chia lưới thử nghiệmgiường của AT & T Labs vào năm 1997 [50]. Hình 2.45 mô tả các thiết lập thử nghiệm giường. 8 Â8AWG với cấu hình hai sợi được sử dụng trong trình diễn tiên phong này. Cácngân sách năng lượng đã được thiết kế để mô phỏng một phân chia 16 chiều.

76Thô WDMPON Kiến trúc xétCWDM

MộtWGWDM+WDM+Hình 2.44 Bằng cách sử dụng các thiết bị CWDM để kết hợp và tách tín hiệu quang học trong nhiều FSRscủa một thiết bị AWG, một hệ thống WDM-on-WDM linh hoạt cao, có thể đạt được. Ba dịch vụ được cung cấp'''' trong thiết lập đầu ngày này. (1) 50 Mbps chi phí thấpbaseband dữ liệu, thoại và dịch vụ video thực trong một FSR gần 1:03 mmbước sóng. Đèn LED làm mát và cắt quang phổ đã được sử dụng để thực hiện dịch vụ này.(2) Hai bộ dịch vụ truyền hình phát sóng kỹ thuật số 80 kênh thực hiện trên hai FSRstâm tại 1545 nm và 1565 nm bước sóng. Các dịch vụ này được sử dụng làm mátĐèn LED được điều chế trực tiếp với QPSK RF sóng mang con. LEDkết quả đầu ra được khuyếch đại với đủ năng lượng để phục vụ hơn 1000 người, quỷstrating việc chia sẻ các thiết bị quang học xương sống. (3) 2,5 Gbps OC-48 caotốc độ'''' dịch vụ trong tương lai thực hiện bởi DFB laser với bước sóng trong 1:5 mmkhu vực.

2.10.6 Lai WDM / TDM-PON Một cách khác để tăng khả năng mở rộng hệ thống PON ngoài brute-forcecách tiếp cận siêu-PON là sử dụng một kiến trúc WDM / TDM-PON lai.Một cuộc biểu tình của một hệ thống như vậy được đưa ra trong [52] và hình. 2.46.Sử dụng một AWG 16 bước sóng với 1 Â8 điện splitter, hoạt động của 128ONUs đã được chứng minh trên nhà máy nạp cùng. Không màu ONU và OLTmáy phát được thực hiện bởi laser Fabry-Perot có đầu ra bước sóng làtiêm khóa các nguồn ASE quang phổ và do đó thái lát tự động• • •• • •• • •

WDM-PONVideo MộtVideo BPOTS T / R2LEDLED

Trung tâm văn phòng / Headend "Tất cả thủy tinh" nhà máytrông giống như phát sóng nhưngcó thể hỗ trơ vô hạnnâng cấp có lơi nhuận caoFilt(F1)Filt(F2)Đấu nối Giới thiệu Dịch vụ dữ liệu BB"Granny" nhanh hơn so với BB modem cáp350 Mb / s T / R Phân phối video chi phí thấp1cài đặt đầu tiêncung cấp "huyết mạch Giọng nói dữ liệu videovideo, "BB dữ liệuvà giọng nóiWGR• •••• •Filt(F1)Filt(F2)MộtBĐấu nối1,5 video1.31.31.3 3 kmFeeder"Video Junkie"Thông thường• • •

dịch vụ50 Mb/s50 Mb / sTransceiverTransceiverOC-48Thu phát1.3/1.51.3 / 1.5Xa nútOC-48 4 thuê baochọn trong sốnhiều videodịch vụ cung cấp1.51.5Filt

Thu phát"Tương lai"dịch vụ Ngay lập tức có sẵnthuê bao tài trơnâng cấp có lơi nhuận cao5Đấu nối"Kinh doanh"Hình 2,45 Giá net kiểm tra giường chứng minh khái niệm WDM-on-WDM (từ [50], bản quyền [1997] bởi IEEE, in lại với sự cho phép).77

78PON Kiến trúc xétNút từ xa (RN)Văn phòng trung tâm (CO) Thương nguồn 1 × 16 AWG BLS622 Mbps EDGA1 Rx BPFEDFA• • •• • •

1 × 8 Splitter11 × 16 AWG 110 km• • •• • •

NhiệtbuồngFP-LD8• • •

FP-LD• • •

1Người đưa tin11622 Mbps 16 RxFP-LD16• • •

8 Lôiphát hiệnFP-LD622 Mbps, 2151Phát mẫuNút từ xa (RN)1 × 8 Splitter(A)Văn phòng trung tâm (CO)1 × 16 AWGFP-LDNhiệtbuồng• • •• • •

1 × 16 AWG110 km1• • •

1,25 Gbps Rx18• • •• • •

1,25 Gbps Rx• • •

Người đưa tin11EDGABPF1116• • •

1,25 Gbps RxFP-LD16EDFAHạ lưu BLS1,25 Gbps, 2151Phát mẫu81,25 Gbps

Rx Lôiphát hiện

(B)Hình 2.46 Cuộc biểu tình của một lai WDM / TDM-PON với bước sóng lựa chọn miễn phímáy phát: (a) liên kết hạ lưu và (b) liên kết thượng nguồn (từ [52], bản quyền [2005] bởi IEEE,in lại với sự cho phép).

WDM-PON79phù hợp với lưới điện bước sóng AWG. Hoạt động chế độ chụp trong một nhiệt độphạm vi chất của 0-60 8C đã được chứng minh trong thiết lập này. WDM-PON Ethernet (WE-PON) dự án phát triển chung của điện tử-ics và Viện Nghiên cứu Viễn thông, Hàn Quốc (ETRI) và Hàn Quốc Tele-com [53] kết hợp công nghệ EPON và WDM-PON với nhau. Sử dụng 32bước sóng và 1 Â32 splitter, 1000 người sử dụng mỗi WE-PON là có thể. Trong WE-PON điểm thử nghiệm, hai loại máy phát thượng nguồn đã được sử dụng.Lớp sơ đồ khối quang học của hai thiết kế này được thể hiện trong hình. 2.47.Người đầu tiên sử dụng một SOA phản quang tăng bão hòa (RSOA) (Hình 2.48). Cácđiều chế một phần tín hiệu quang học hạ lưu là đảo ngược điều chế bởi mộtăn về phía trước tín hiệu hiện tại trong RSOA để loại bỏ các hạ lưu modu-lation (Hình 2.49). Tín hiệu cùng một bước sóng này sau đó được điều chế vớidữ liệu ngược và truyền lại cho các OLT. Hai sợi được sử dụng tạicác OLT để tách các tín hiệu hạ lưu và thượng lưu như trongVả. 2.47 (a). Loại thứ hai của máy phát dòng thượng nguồn sử dụng một tích hợp PLC-ECLkế hoạch mạch sóng ánh sáng bên ngoài bằng laser khoang du dương (Hình 2.50). Xuống-dòng và ngược dòng tín hiệu được tách thành L-band và C-band tôn trọng-ively, làm cho việc sử dụng nhiều FSRs của một AWG theo chu kỳ. Một sợi đơn nạp làđược sử dụng để kết nối OLT với RT (Hình 2.47 (b)).Văn phòng trung tâmLDThuê bao• • •Splitter• • •RSOA PD• • •SplitterL-BandC-BandLDPD• • •Bộ lọcBộ lọc

(A)Văn phòng trung tâmThuê baoPLC-ECLPD• • •C-BandL-Band• • •PD(B)Hình 2.47 WE-PON lớp quang học sơ đồ khối. (Ảnh của ETRI và Korea Telecom).• • •

80PON Kiến trúc xétChip RSOA Ống kính khớp nốiBảo hòa101Hạ lưuThương nguồn101 1Chương trình RemodulationTO-lon đóng gói RSOARSOA trong một mô-đun MSAHình 2.48 RSOA mô-đun được sử dụng trong ETRI WE-PON nguyên mẫu. (Ảnh của ETRI và Hàn QuốcViễn thông.)

2.10.7 Nhân sợi thực vật hữu ích bởi WDM Nhà máy sợi bao gồm cơ sở hạ tầng quan trọng nhất của một sợi quang truy cậpmạng. Xây dựng một nhà máy sợi đòi hỏi phải đầu tư mở rộng về vốn, thời gian,lao động, chính quyền, và quyền ưu tiên cách đàm phán phức tạp. Kỹ thuật đểDo đó, sử dụng nhà máy cải thiện chất xơ rất có giá trị cho chủ sở hữu cơ sở hạ tầng. WDM cung cấp một con đường để nhân các tiện ích của một nhà máy sợi của quang phổphân biệt chủng tộc [54]. Ví dụ, người ta có thể tưởng tượng một bước sóng WDM băng thông rộnginterleaver mà chúng ta gọi là một'' băng thông máy phân loại'' ở đây. Máy phân loại băng thôngcách ly quang phổ quang vào ban nhạc xen kẽ như hình. 2.51.Máy phân loại ban nhạc này có thể được thực hiện sử dụng tiết kiệm các bộ lọc màng mỏng quang học,Lưới sợi Bragg, hoặc các công nghệ lập kế hoạch ánh sáng ống dẫn sóng. Công nghệ PON khác nhau sau đó có thể được triển khai trên các sợi vật lý như nhaunhà máy sử dụng các ban nhạc xen kẽ. Ví dụ,'' ban nhạc'' À trong hình. 2.51 có thểbị chiếm đóng bởi một EPON trong khi'''' þ ban nhạc, bởi một APON hoặc G-PON, đó làhình. 2.52. Như vậy, bằng một sửa đổi đơn giản của thu phát sóngđộ dài và sử dụng máy phân loại ban nhạc chi phí thấp, người ta có thể nhận ra hai Pons cho mộtcơ sở hạ tầng. Các G.694.2 chuẩn ITU-T [55] định nghĩa ban nhạc quang học trên một CWDM 20-nm(WDM thô) lưới điện, trong đó có đủ rộng để cho phép DFB laser làm máthoạt động trong mỗi băng tần. Những ban nhạc CWDM có thể là cơ sở cho ban nhạcthiết kế máy phân loại.

WDM-PONI0Công suất đầu raI1 (FFCI)1

P081Biên độ sequeezedhạ lưu01010Điểm bão hòaHạ lưutín hiệu quang họcUp-điều chếdòng quangtín hiệuCông suất đầu vàoVùng bão hòaMô hình đầu ra OLT: ER ≈8.2dBMô hình đầu ra RSOA (bão hòa chỉ)FFCI thành hai phần RSOAKiểm soáthiện tạiThương nguồnđiều chếĐầu vàoSản lươngMô hình đầu ra RSOA (FFC)Phần 1 Phần 2SSCHình 2.49 Ăn về phía trước tiêm hiện tại để RSOA trong WE-PON. (Ảnh của ETRI vàKorea Telecom).

82Theo dõi PDDiode laserNóngSơi quangBragg-lướiĐế SiQuang điện [dBm]155026 nm du dươngCông suất đầu ra [dBm]0PON Kiến trúc xét15551560156515701575158015851545155015551560156515701575Bước sóng [nm]Bước sóng [nm]Hình 2.50 PLC-ECL được sử dụng trong WE-PON nguyên mẫu. (Ảnh của ETRI và Korea Telecom).

WDM-PONCường độBăng1.3 1.3 1.4 1.5 1.5 Bước sóng (mm)Cường độBăng1.3 1.31.5 1.5 Bước sóng (mm)người lựa chọn1.3 1.5 1.3/1.5 WDM"Diplexer"1.3 1.5 người lựa chọn1.3 1.4 1.5 1.3 1.4 1.5 83Hình 2.51 Một máy phân loại ban nhạc interleaves phổ quang vào ban nhạc (trên) có thể đượctiếp tục tách biệt với diplexers (dưới) vào ban nhạc cho PON thượng nguồn và hạ nguồnkết nối.Văn phòng trung tâmBăngngười lựa chọnTRTRAPONĐấu nối 1EPONĐấu nối 1Xương sống mạngEPON OLTPSngười lựa chọnFeeder sơi• • •

APON OLTBăngBăngngười lựa chọnT EPONR ONU2Hình 2.52 Đè APON và EPON trên nhà máy sợi cùng sử dụng máy phân loại ban nhạc''.''

84PON Kiến trúc xét

2.11 TÓM TẮT Tóm lại, chúng tôi đã xem xét kiến trúc PON khác nhau trong chương này.PON đã trở thành một công nghệ truy cập, nhập khẩu để cung cấp thế hệ kế tiếp rộngdịch vụ băng. Nó cung cấp khoảng cách dài và băng thông cao vòng địa phương thụ động sử dụngsingle-mode cáp quang. Có hai cách chính để nhận ra một thụ động phânnhà máy phối: chia quyền lực (TDM-PON) và bước sóng ghép kênh(WDM-PON). Thời gian ghép kênh phân chia được sử dụng cho dữ liệu ghép từ ONUs khác nhautrên một PON điện tách. Một quá trình khác nhau là cần thiết để thiết lập ONUs tạikhoảng cách truyền dẫn khác nhau từ OLT với một thời gian hợp lý chungtài liệu tham khảo, được sử dụng trong lập kế hoạch đấu nối truyền. Trong một điện táchPON, băng thông PON được chia sẻ giữa ONUs. Băng thông năng động alloca-hóa có thể được sử dụng để nâng cao hiệu quả băng thông và trải nghiệm người dùng. Ngân sách năng lượng cuối cùng giới hạn tốc độ, khoảng cách, và đấu nối tính trong mộtđiện tách PON. Một WDM-PON cung cấp một đường dẫn nâng cấp để khắc phụcnhững hạn chế của một PON điện tách. Trong một WDM-PON, một bộ đa WDMđược sử dụng ở RT để kết hợp các tín hiệu từ ONUs khác nhau. Từ mỗi người dùng làphân bổ với bước sóng riêng của mình, WDM-PON cung cấp tốt hơn năng lực, an ninh,riêng tư, cũng như nâng cấp dễ dàng hơn vì mỗi người dùng có thể cá nhân lênphân loại. Các WGR là một yếu tố quan trọng đối với quang WDM-PON nút từ xa. Nócho phép nhiều thiết kế WDM-PON khả năng mở rộng và linh hoạt. Bằng cách sử dụng công nghệ CWDM-nghệ trên một cơ sở hạ tầng PON, có thể tái sử dụng cơ sở hạ tầng nhà máy sợithông qua FSRs khác nhau trong một WDM-PON hoặc bao phủ nhiều công nghệ PON.THAM KHẢO[1] N.J. Frigo, TL Iannone, và K.C. Reichmann,'' Một quan điểm của chất xơ để kinh tế gia đình,'' IEEE Opt. Commun., vol.2, số 3, ppS16-S23, Tháng Tám, năm 2004.[2] NJ Frigo,'' Một khảo sát của sợi quang trong kiến trúc đài địa phương, trong'' Cáp quang Viễn thông, IIIA, thay đổi nội dung bởi I.P. Kaminow và T.L. Koch, Academic Press, pp461-522, năm 1997.[3] G.P. Agrawal, Sợi quang Hệ thống truyền thông, 2 / e, John Wiley & Sons, 1997.[4] E. Desurvire, Erbium-pha tạp chất xơ khuếch đại, John Wiley & Sons, 1994.[5] W.I. Way, Băng thông rộng Hybrid Fiber / Coax truy cập hệ thống công nghệ, Nhấn học tập, 1999.[6] Corning SMF-28e sợi Tài liệu, có sẵn từ http://doclib.corning.com/Optical- Fiber/pdf/pi1463.pdf[7] P. Bohn, S. Das,'' yêu cầu giảm trở lại để truyền song công quang học,'' J. Lightwave Công nghệ cao., vol.5, pp234-254, 1987.[8] của ITU-T G.983.1, băng thông rộng truy nhập quang Hệ thống Dựa trên thụ động Mạng quang học (PON), năm 2005.

Tài liệu tham khảo85 [9] chuẩn IEEE 802.3, 2005 Edition, Carrier Sense Multiple Access với Collision Detec- phương pháp hóa (CSMA / CD) truy cập và thông số kỹ thuật lớp vật lý.[10] L.A. Coldren và S.W. Corzine, Laser diode và mạch quang tử tích hợp, John Wiley & Sons, 1995.[11] J. Wellen,'' công nghệ FTTH tốc độ cao trong một tiếp cận nền tảng châu Âu Dự án MUSE,'' trong Mạng băng thông rộng truy cập quang học và quang-to-the-Home, thay đổi nội dung bởi C. Lin, pp139-166, John Wiley & Sons, 2006.[12] IEC 60825-1, an toàn của sản phẩm-Phần 1 tia laser: phân loại thiết bị, yêu cầu và hướng dẫn người dùng, năm 2001.[13] S. Tanenbaum, Mạng máy tính, 3 / e, Prentice Hall, 1996.[14] ITU-T G.984.1, mạng quang thụ động Gigabit có khả năng (GPON): Tổng Character- istics, 2003.[15] ITU-T G.984.2, mạng quang thụ động Gigabit có khả năng (GPON): Media vật lý Phụ thuộc (PMD) lớp đặc điểm kỹ thuật, 2003.[16] ITU-T G.983.3, Một hệ thống truy cập băng thông rộng với quang tăng khả năng dịch vụ của phân bổ bước sóng năm 2001.[17] F. Coppinger, L. Chen, và D. Piehler'' phi tuyến Raman qua nói chuyện trong một lớp phủ video mạng quang thụ động,'' giấy TuR5, OFC 2003 Tech. Tiêu hóa, vol.1, pp285-286, 2003.[18] ITU-T G.983.2, ONT quản lý và kiểm soát giao diện đặc điểm kỹ thuật cho B-PON, 2005.[19] trang web FSAN: http://www.fsanweb.org/[20] trang web SG15 ITU-T: http://www.itu.int/ITU-T/studygroups/com15/index.asp[21] ITU-T G.982, mạng truy nhập quang để hỗ trợ dịch vụ này cho đến mức chính ISDN hay tốc độ bit tương đương năm 1996.[22] ITU-T G.983.4, Một hệ thống truy cập băng thông rộng quang học với khả năng dịch vụ gia tăng sử dụng chuyển nhượng băng thông năng động, năm 2001.[23] W.J. Goralski, Giới thiệu về mạng ATM, McGraw-Hill, 1995.[24] ITU-T G.984.3, mạng quang thụ động Gigabit có khả năng (G-PON): truyền con- lớp hội tụ đặc điểm kỹ thuật, năm 2004.[25] S.M. Sze, Vật lý của thiết bị bán dẫn, 2 / e, John Wiley & Sons, 1981.[26] ITU-T G.7041/Y.1303 (2003), Thủ tục khung chung chung (GFP).[27] ITU-T G.709/Y.1331, Giao diện cho Mạng lưới giao thông quang (OTN), năm 2003.[28] ITU-T G.983.5, Một hệ thống truy cập băng thông rộng với quang học nâng cao khả năng sống sót, năm 2002.[29] ITU-T G.983.6, ONT quản lý và kiểm soát thông số kỹ thuật giao diện cho hệ thống B-PON với các tính năng bảo vệ năm 2002.[30] Ethernet cho những dặm đầu tiên (EFM) website: http://www.ieee802.org/3/efm/[31] chuẩn IEEE 802.1d, Media Access Control Bridge, 1993.[32] J.J. Roese, Chuyển mạng LAN, McGraw-Hill, 1999.[33] Metro Ethernet Forum trắng,'' Giới thiệu về dịch vụ giả lập mạch over Ethernet,'' có sẵn từ http://www.metroethernetforum.org/PDFs/WhitePa- người / Giới thiệu-to-CESoE.pdf[34] Dự thảo IETF'' thi đua của cấu trúc thuyết bất khả tri (không có cấu trúc) dịch vụ PDH (T1/E1/T3 / E3),'' có sẵn từ http://www.ietf/org/internet-drafts/draft-ietf-pwe3-satop-01.txt[35] IETF PW3 nhóm làm việc, có sẵn từ http://www.ietf.org/html.charters/pwe3- charter.html[36] M. Hajduczenia, H.J. da Silva, và TL Monteiro,'' linh hoạt hợp lý-liên kết-định như- chính sách signment cho Ethernet mạng quang thụ động dựa trên mở rộng đa- kiểm soát giao thức kiểm soát DU dòng chảy,'' J. mạng quang học, vol.5, số 9, pp681-698, tháng Chín, 2006.

86PON Kiến trúc xét[37] M. Hajduczenia, H.J. da Silva, và TL Monteiro,'' EPON so với APON và G-PON: a so sánh hiệu suất chi tiết,'' J. mạng quang học, vol.5, số 4, pp298-319, tháng Tư, 2006.[38] IEEE 802.3av 10GEPON lực lượng đặc nhiệm trang web: http://www.ieee802.org/3/av/index.html[39] Van de Voorde, C. Martin, J. Vandewege, và XZ Qiu,'' The SuperPON biểu tình: một thăm dò của con đường tiến hóa có thể cho mạng truy nhập quang,'' IEEE Commun. Mag., vol.38, số 2, pp74-82, Tháng Hai, năm 2000.[40] C. Bouchat, C. Martin, E. Ringoot, M. Tassent, I. Van de Voorde, B. Stubbe, P. Vaes, XZ Qiu, và J. Vandewege,'' Đánh giá superPON biểu tình,'' 2000 IEEE / Sư Tử Sum- mer tại chỗ cuộc họp, băng thông rộng truy cập công nghệ, pp25-26, ngày 24-28, Aventura, Florida năm 2000.[41] J.M.P. Delavaux, G.C. Wilson, C. Hullin, B. Beyret, và C. Bethea'' QAM-PON và Siêu PON cho các mạng lưới phân phối truy cập,'' giấy WN2, OFC 2001 kỹ thuật Digest.[42] L. Spiekman,'' Các ứng dụng của khuếch đại bán dẫn quang học,'' Chúng tôi Hướng dẫn 1.3, Thủ tục tố tụng của ECOC 2003, vol.5, pp268-297, Remini, Ý, năm 2003.[43] C. Headley và G.P. Agrawal, Sự khuếch đại Raman trong sợi truyền thông quang Hệ thống, Academic Press, 2005.[44] A. Banerjee, Y. Park, F. Clark, H. Song, S. Yang, G. Kramer, K. Kim, và B. Mukerjee, '' Bước sóng-chia-ghép mạng quang thụ động (WDM-PON) công nghệ truy cập băng thông rộng: tổng'' J. mạng quang học, vol.4, số 11, pp737-756, tháng Mười năm 2005.[45] Dragone,'' A đa quang NxN sử dụng một sắp xếp phẳng của hai bộ ghép sao'' IEEE Photon. Technol. Lett., vol.3, pp812-815, 1991.[46] TL Iannone, K.C. Reichmann, và NJ Frigo,'' phát sóng kỹ thuật số Video Giao hơn WDM thụ động Mạng quang,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.8, pp930-932, năm 1996.[47] C.F. Lam, K.C. Reichmann, và TL Iannone,'' cascadable Modular phát và Cung cấp cho người nhận Nhiều dịch vụ phát thanh truyền hình trên WDM thụ động quang Net- hoạt động,'' Thủ tục tố tụng của Hội nghị châu Âu về truyền thông quang học 26, vol.1, pp109-110, Munich, Đức, 03-ngày 07 tháng 9, 2000.[48] C.F. Lam, MD Feuer, và NJ Frigo,'' Hiệu suất của PIN và APD thu trong cao tốc độ WDM hệ thống truyền tải dữ liệu sử dụng quang phổ phát xạ tự phát cắt lát nguồn'' Đắc cử. Lett., vol.36, số 8, pp1572-1574, ngày 31 tháng tám năm 2000.[49] Y. Li, US Patent 5.926.298, đa quang học / demultiplexer có một cổng phát sóng, Tháng bảy năm 1999.[50] N.J. Frigo, K.C. Reichmann, TL Iannone, J.L. Zyskind, J.W. Sulhoff, và C. Wolf,'' A Kiến trúc WDM PON cung cấp point-to-point và nhiều dịch vụ phát sóng sử dụng tính chất định kỳ của một bộ định tuyến WDM,'' giấy sau thời hạn PD24, OFC 97.[51] M.Birk, TL Iannone, K.C. Riechmann, N.J. Frigo, và C.F. Lam, US Patent 7.085.495, Hệ thống'' cho nhiều cung cấp dịch vụ phát sóng linh hoạt hơn một WDM thụ động quang học mạng dựa trên RF khối chuyển đổi dịch vụ của các ban nhạc RF trong các bước sóng ban nhạc,'' Tháng Tám, năm 2006.[52] D.J. Shin, D.K. Jung, H.S. Shin, J.W. Kwon, S. Hwang, Y. Oh, và C. Shim,'' Lai WDM / TDM PON với bước sóng lựa chọn miễn phí các máy phát,'' IEEE J. Lightwave Công nghệ cao., Vol.23, số 1, tháng một, năm 2005.[53] J. Yoo, H. Yun, T. Kim, K. Lee, M. Park, B. Kim, và B. Kim,'' A WDM-Etherent lai thụ động kiến trúc mạng quang học,'' Hội nghị quốc tế lần thứ 8 về chi tiết Công nghệ truyền thông (ICACT 2006), Tháng Hai, năm 2006.[54] N. Frigo và C.F. Lam'' WDM Lớp phủ của APON với quan điểm EPON-một của hãng'' http://grouper.ieee.org/groups/802/3/efm/public/sep01/lam_1_0901.pdf[55] ITU-T G.694.2, lưới quang phổ cho các ứng dụng WDM: Lưới bước sóng CWDM, 2002.

Chương 3

Công nghệ quang học trongTruy cập quang thụ độngMạngElaine WongĐại học Melbourne3.1 GIỚI THIỆU Các công nghệ quang học trong môi trường truy cập mạng đã được phátoping và tiến với tốc độ nhanh với mục tiêu đạt được dễ dàng cài đặt,quản lý, nâng cấp, và thân thiện với khách hàng, ngoài việc mỗiquả hoạt động và độ tin cậy cao. Mỗi mục tiêu mang một đóng góp trực tiếpvới tổng số vốn và chi phí hoạt động cho mạng. Cho rộnghấp thu lây lan và triển khai, nó là bắt buộc rằng mạng là chi phícạnh tranh với các công nghệ truy cập hiện tại. Trong chương này, các công nghệ quang họcđã được phát triển để đạt được các mục tiêu được xem xét. Splitter quang điện là một thành phần trung tâm trong một thụ động điện-chiamạng quang học (PON) mà chức năng chính của nó là để phân chia các suất quang tạicổng thông thường đều cho tất cả các cổng đầu ra của nó. Cải thiện đáng kểtrong splitter quang điện đã đạt được bằng việc giới thiệu phẳngLightWave mạch (PLC) công nghệ mà độ tin cậy cao, chi phí thấp cho mỗi cổng,mất chèn thấp và chia nhỏ file cao tỷ lệ đồng đều đã đạt được. PLCcông nghệ không chỉ cho phép các thiết bị chip kích thước mà còn cho phép tích hợpnhiều chức năng trên một chip duy nhất, ví dụ splitter điện chức năng kép vàthiết bị MUX / demux. Tuy nhiên, vẫn còn có những lĩnh vực cải thiện đượchiện đang được tập trung vào trong các thiết kế điện-chia và một số các mục tiêukhu vực này sẽ được xem xét. Hiện nay, mỗi thuê bao chất xơ-to-the-home truy cập (FFTH) mạngdự kiến sẽ yêu cầu một băng thông trung bình 50-60 Mbps để đồng thời87

88Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangdịch vụ băng rộng như truyền hình độ nét cao (HDTV), dòng video HDing, và chơi game trực tuyến tương tác qua Internet băng thông rộng có thể được hỗ trợ.Mặc dù tốc độ như vậy có thể được cung cấp chỗ ở đã được triển khai-điện-chiaPons, xu hướng của các trang web cá nhân (ví dụ như YouTube, Myspace, Bit Torrent) sẽđòi hỏi tốc độ trên 1 Gbps và quan trọng hơn ở thượng nguồn direc-hóa trong tương lai gần. Nhiều nhà cung cấp dịch vụ hàng đầu và thành phần manufac-turers đồng ý một ghép kênh phân chia bước sóng (WDM) mạng sẽ làgiải pháp nâng cấp ưa thích để đáp ứng băng thông cao và ngày càng tăng như vậynhu cầu. Trong một WDM-PON, mỗi người dùng được chỉ định ở hạ lưu / thượng nguồn của mìnhbước sóng kênh, cho phép chuyên dụng và có khả năng đối xứng hạ lưu /băng thông ngược dòng. Một ống dẫn sóng dàn trận lưới (AWG) phục vụ như là thụ độngWDM MUX / demux hoặc một thành phần WDM định tuyến thụ động tại nút từ xa,thay thế các bộ chia quang điện trong một PON điện tách. Cùng với nótài sản theo chu kỳ độc đáo, trong đó bước sóng hạ lưu và thượng lưu được giaocho một đơn vị mạng quang học đặc biệt (ONU) có thể nhập cảnh qua cùngCổng AWG, AWG đã tạo điều kiện rất nhiều tính năng bổ sung của WDM-PONbao gồm cả đấu nối không màu, tái sử dụng bước sóng và đề án bảo vệ. Tuy nhiên, bước sóng trung tâm của một thường silica AWGthay đổi càng nhiều càng tốt 0.0125 nm/8C, và cho bên ngoài môi trường nhà máy thụ động,này đòi hỏi nhiệt độ ổn định các yếu tố đó lại đòi hỏi liên tụccung cấp điện. Đối với hoạt động thụ động trong các nhà máy bên ngoài, AWG phải triển lãmổn định nhiệt độ tốt, do đó hoạt động athermal. Hoạt động Athermal trong mộtAWG có thể được sử dụng chủ yếu đạt được hai kỹ thuật này sẽ được xem xét trong nàychương. Chúng kết hợp: (a) việc sử dụng tài liệu hướng dẫn mà triển lãm động tiêuchính kịp thời hệ số nhiệt quang với sự phụ thuộc nhiệt độ đối diện với silica và(B) cách khác, kết hợp với một tấm bồi thường cơ học di chuyển trongcấu trúc AWG. Cả hai kỹ thuật bù đắp cho chỉ số khúc xạ nhiệtthay đổi và giãn nở nhiệt của chiều dài đường quang học trong silica. Một trong những yếu tố chi phí chiếm ưu thế trong FTTH là việc lắp đặt các trang web đấu nốimà người lao động có tay nghề cao được đào tạo để đảm bảo rằng các nối giữasợi trong nhà và ngoài trời, hệ thống dây điện của sợi trong nhà, và việc lắp đặthộp chấm dứt quang học, là trong mất mát ly quang và mất uốnhạn chế. Điều này là do sợi đơn mode thông thường silica (SMF)có một lõi sợi rất nhỏ (5 - 10 mm) đòi hỏi phải chính xác xơ-to-xơ vàcáp quang tới nguồn kết nối. Một chuyển nhẹ trong kết nối có thể mang lạiSuy hao ghép nối rất lớn. Hợp vấn đề là thông thường SMFbị suy giảm nếu bị bẻ cong có bán kính nhỏ (<30 mm). Để loại bỏ cáccần cho phản ứng tổng hợp cũng như nối cơ khí đòi hỏi máy móc nốivà đồ đạc cho sự liên kết sợi, kết nối cuốn tiểu thuyết dựa trên một plug và ổ cắmcấu hình, đã được phát triển. Hơn nữa, một kết nối như vậy cho phép dễ dàngvà kết nối nhanh chóng và ngắt kết nối giữa các sợi ngoài trời và trong nhà,qua đó nâng cao phát hiện lỗi sợi và cô lập giữa ngoài trời và

Giới thiệu89sợi trong nhà. Tiếp xúc vật lý góc cạnh (APC) kết nối được bình thườngdành cho tương tự sợi lai đồng trục (HFC) mạng cũng đang được xem xétcho các mạng truy cập đặc biệt là những người có lớp phủ video analog. Với APC, cáctrở về thiệt hại, đặc biệt là ở phần cuối của một phân phối không sử dụng và s chưa chấm dứtchất xơ, có thể được giảm xuống mức thấp 65 dB. Hơn nữa, trong nhà, có thể kết nốiuốn cong từ 0 độ đến 90 độ tại các ổ cắm điện cũng đã được phát triển đểtăng xử lý của khách hàng, khả năng làm hệ thống dây điện quang học, an toàn, và tốtxuất hiện. Để tăng thêm sự hấp thu trên FTTH, hoạt động nghiên cứu cũng đã đượctập trung phát triển hiệu suất cao, tính năng cao, nhưng hiệu quảsợi quang trong nhà mà dễ bị xử lý khách hàng với thấp hơnuốn hạn chế tổn thất. Uốn cong nhạy cảm sợi đơn mode silica dựa trênđã bán kính uốn của chỉ 15 mm đã được phát triển cho sợi trong nhàcài đặt cho phép để cài đặt sạch hơn với các phần cong mà ítdễ bị snagging vô tình của khách hàng. Một dây curl quang học mà khai tháccác tính chất của sợi lỗ hỗ trợ để đạt được bán kính cong rất nhỏ vàgiảm tổn thất uốn so với SMF, cũng đã được giới thiệu trongThị trường FTTH. Như một sợi dây cong có thể được kéo dài nhiều lần chiều dài vàrút lại như một trong những sử dụng với điện thoại, do đó cung cấp linh hoạt và đáng tin cậykết nối giữa các thiết bị thông tin liên lạc tại nhà hoặc tại văn phòng. Kháchứa hẹn cáp quang ứng cử viên để đạt được chi phí thấp và thân thiện quang họckết nối trong một ngôi nhà hoặc một văn phòng là cáp quang chỉ số phân loại polymer(GI-POF), trong đó có một lõi lớn (0,5-1,0 mm), có thể chịu được một cao hơnchuyển trong các kết nối cáp. Một yếu tố khác bởi chi phí trong môi trường FTTH nằm trong inven-thổ của các nguồn phát sóng cụ thể, đặc biệt là tại các trang web đấu nối.Các thành phần và chi phí lắp đặt ban đầu cao cùng với chi phí hoạt độngliên quan đến quản trị và quản lý của các bước sóng đấu nối riêng biệt,phải được khắc phục để tăng sự hấp thu của WDM-Pons. Mặc dù vẫn cònở giai đoạn nghiên cứu với một vài trường hợp ngoại lệ của việc triển khai trong các thử nghiệm thực địa, chi phícấu hình đấu nối hiệu quả hiện đang được tích cực nghiên cứu trên toàn thế giới.Cấu hình đấu nối hiệu quả phần lớn có thể được phân loại thành ba nhóm.Các thể loại đầu tiên của ONUs được gọi là bước sóng ONUs cụ thể nhưthông tin phản hồi phân bố (DFB) và phân phối Bragg phản xạ (DBR) laser.Những laser đơn mode là ứng cử viên thích hợp như đấu nối truyền dotài sản điều chế trực tiếp tốc độ cao của họ. Tuy nhiên, do nhiệt độture trôi dạt của các tia laser (với một hệ số nhiệt độ 0,1 nm/8C), hoạt độngkiểm soát nhiệt độ và bước sóng phản hồi và giám sát mạch làcần thiết để đảm bảo rằng bước sóng phát xạ được duy trì ở định của họbước sóng, góp phần tiêu thụ điện năng cao, kích thước lớn, hệ thốngphức tạp và chi phí dưới dòng. Một lựa chọn hiệu quả để DFB và DBRlaser là bề mặt phát ra tia laser thẳng đứng khoang (VCSEL) cho phép trên wafer

90Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangthử nghiệm. Do chiều dài khoang ngắn của thường 2-5 mm, VCSELs triển lãm-tuyệt vời hành vi đơn mode và chùm ánh sáng laser của nó là tròn chứ không phải làelip, cho phép nối hiệu quả vào một sợi đơn mode. Khi khối lượngcác VCSEL là nhỏ, nó cũng thể hiện dòng ngưỡng thấp trong phạm vi phụ mA,do đó tiêu thụ điện năng rất thấp. Tuy nhiên, hệ số nhiệt độ củaVCSELs là giống như của DFB và DBRs, cần phải bước sóng stabil-hóa mạch. Trong đó liên quan, đề án tiêm-khóa cho VCSELs cóđược đề xuất để sắp xếp bước sóng phát xạ của họ vào lưới điện WDM để tránhkiểm soát nhiệt độ hoạt động hoặc theo dõi bước sóng. Thể loại thứ hai của ONUs và có lẽ là thể loại có cáctiềm năng của việc triển khai rộng rãi được biết đến như ONUs không màu. Ở đây,màu hạn đề cập đến màu sắc của bước sóng. Các bước sóng phát xạ của mộtONUs không màu là không đặc hiệu và có thể được xác định bởi các yếu tố bên ngoài nhưcác tính chất lọc của AWG trong nút từ xa hoặc bước sóng của mộttiêm / giống ánh sáng vào đấu nối. Như vậy, ONUs giống hệt nhau có thể hàng loạtsản xuất và triển khai trên mạng. ONUs không màu có thể được tiếp tụcchia thành ba loại. Trong một thể loại, mỗi ONU kết hợp rộngban nhạc nguồn quang học như đèn LED, được điều chế với các dữ liệu nguồn. Cácphổ băng thông rộng sau đó thái lát quang phổ tại AWG trong nút từ xa.Tốc độ điều chế trong cấu hình đấu nối không màu dựa trên băng thông rộngnguồn bị hạn chế do một số nguồn tiếng ồn vốn có, có tác dụng tăngnhư một chức năng của băng thông kênh quang học hẹp hơn và tăng tốc độ dữ liệu.Ngoài ra, sử dụng một ánh sáng bên ngoài quang phổ cắt băng thông rộng quang tiêmvào một laser đa như một diode laser Fabry-Perot (FP-LD) có thể dẫn đếnkích thích chỉ có một chế độ ổn định cho điều chế tốc độ cao. Tương tự như vậy,tiêm một ánh sáng giống bên ngoài vào một chất bán dẫn phản quang ampli-fier (RSOA) cho phép các thế hệ của một tần số ổn định, cường độ thấp, thấpgiai đoạn tiếng ồn nhưng công suất cao nguồn quang. Các bước sóng phát xạ của mộttiêm khóa FP-LD hoặc một RSOA bước sóng hạt giống số theo nhiệm kỳ của hạt giốnging ánh sáng. Gần đây, đề án mà loại bỏ sự cần thiết phải tập trung băng thông rộngnguồn tại văn phòng trung tâm (CO) đã được đề xuất trên cơ sở tự tiêm-khóaFP-LDS và RSOAs tự gieo hạt. Thông thường, các chương trình sử dụng một quangyếu tố thông tin phản hồi trong nút từ xa để phản ánh một phần của quang phổ thượng nguồnhoặc từ một FP-LD hoặc RSOA lại cho chính nó. Một khi tự tiêm-khóa hoặctự hạt giống đã được thành lập, các FP-LD hoặc RSOA có thể được trực tiếp modu-lated với dữ liệu nguồn. Các thể loại cuối cùng của ONUs được biết đến như ONUs nguồn miễn phí. Đặc biệt nàythể loại, ONUs không chứa nguồn quang học, với ánh sáng quang họccần thiết để truyền thượng nguồn có nguồn gốc từ Công ty TNHH Các thượng nguồndữ liệu có thể được điều chế vào các tàu sân bay hạ lưu và gửi trở lại thượng nguồn đểcác đề án cung cấp CÔNG TY TNHH-tái sử dụng thường áp dụng định dạng điều chế khác nhau chotruyền hạ lưu và thượng lưu để ngăn chặn dư hạ lưu

Công nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ động91điều chế trên các dữ liệu thượng nguồn. Gần đây, phương án đấu nối nguồn miễn phí cóđược đề xuất dựa trên dữ liệu hạ lưu được điều biến trên một sóng mang conđược bù đắp từ một tàu sân bay cơ sở băng tần. Các tàu sân bay cơ sở băng tần được sử dụng tại ONUđể điều chế các dữ liệu thượng nguồn. Thể loại này của ONUs, cùng với những người khác,sẽ được xem xét chi tiết trong chương này. Chung, những tiến bộ trong cáckhu vực nói trên đã góp phần vào sự hấp thu nhanh chóng và triển khai cácđiện tách Pons, với tương lai chứng minh WDM-Pons sau phù hợp trong gầntrong tương lai.3.2 CÔNG NGHỆ QUANG TRÊN THỤ ĐỘNG NHÀ MÁY NGOÀI3.2.1 Planar Lightwave Circuit (PLC) dựa trên quang Điện Splitter Trong một PON điện tách, một bộ chia quang điện là thiết bị thụ động trongnhà máy bên ngoài mà thể chất kết nối với CO với một sợi feeder. Nó cũngkết nối với một số ONUs thông qua một loạt các sợi phân phối. Trong những quá khứnăm, cải thiện đáng kể độ tin cậy, chi phí cho mỗi cổng, chèn mất mát, vàchia-tỷ lệ nonuniformity, đã được chứng minh với sóng ánh sáng phẳngtách mạch (PLC) dựa trên. Trung tâm của splitter là một chip PLC bao gồmcủa ống dẫn sóng quang học chế tạo trên một bề mặt phẳng, thường được làm bằng siliconhoặc thạch anh, để tạo thành một thác của Y-chi nhánh. Cho một splitter 1ÂN, một bên củaChip PLC được liên kết đến một sợi trong khi phía đối diện là liên kết thành một mảngNsợi, như thể hiện trong hình. 3.1 [1]. Số điện tách fanouts trong mộtPON thường N¼16 N¼32, nhưng với nhu cầu ngày càng tăng lên đến N¼64, do đó làm cho sự liên kết của các mảng xơ cho chip PLC hơnthách thức [2]. So với-côn dựa trên hai chóp splitter hợp nhất, PLCMảng xơChip PLCHình 3.1 Một splitter PLC được sản xuất bằng cách sử dụng hai mảng xơ và một chip PLC tất cả các liên kếttrong một gói. (Từ Tài liệu tham khảo [1])

92Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangMất chèn (dB) trên khoảng bước sóng2221Mất chèn (dB)20191817161514 1250130013501400 1450 1500 Bước sóng (nm)15501600Hình 3.2 Đo chèn mất một splitter 1Â32 PLC như một hàm của bước sóng,hiện thống nhất mất chèn (# 1,25 dB biến thể) và chèn quá thấp ít hơn (# 1,25 dB)trên giá trị lý thuyết. (Từ Tài liệu tham khảo [3])công nghệ cho phép các thiết bị chip kích thước với tiềm năng của việc tích hợp nhiềuchức năng, ví dụ WDM coupler, trên một chip duy nhất. Nó cũng cho phép một đồng đều hơnmất trên một phạm vi hoạt động rộng của bước sóng từ 1250 nm đến 1625 nm, vàhoạt động của một loạt các nhiệt độ từ A40 8C để þ80 8C [1-6]. Hình 3.2minh họa những tổn thất chèn đo từ mẫu splitter 1Â32 PLC dựa trênđã được phê duyệt bởi AT & T Labs để sử dụng trong các thử nghiệm dự án Lightspeed FTTH, cho thấymất đồng nhất trên phạm vi bước sóng rộng [3]. Bên cạnh thiệt hại thống nhất, những mất mát chèn của bộ chia PLC dựa trên là mộttham số quan trọng trong việc triển khai mạng sẽ ảnh hưởng đến hệ thốnghiệu suất và tổng chi phí cho mỗi thả. Mất chèn thấp PLC dựa trênsplitter sẽ mở rộng phạm vi và số lượng khách hàng có thể được Accommo-ngày trong cùng một PON, năng suất doanh thu cao hơn cho mỗi PON cho dịch vụcác nhà cung cấp. Bên cạnh sự mất mát chia lý thuyết do sự phân chiaquang điện tại cổng đầu vào nhau thành Nđầu ra cổng, và được đưa ra bởicông thức:Mất tách lý thuyết (dB) ¼10 Âlog10 (1 = N)Một splitter PLC dựa trên bị mất chèn dư thừa từ mảng xơ căn chỉnh-ment chip PLC, mảng xơ thống nhất do sân và chiều sâu INAC-curacies trong v-rãnh của khối mảng xơ chứa các mảng xơ, táchtỷ lệ đồng đều gây ra bởi sự không hoàn hảo trong chip PLC do sản xuất,

Công nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ động93Chip vốn có thiệt hại vật chất, và mất kết nối. Các khu vực mục tiêu cho cải thiện-triển của mất chèn trong splitter PLC dựa trên đã làm giảm kết nốithiệt hại, và cải thiện mảng xơ và chia tỷ lệ nonuniformity [1]. Cácmất kết nối có thể được cải thiện từ 0,5 dB đến 0,15 dB qua sử dụng caoferrules chất lượng và phương pháp đánh bóng tuyệt vời. Với những tiến bộ manufac-quá trình Turing của khối mảng xơ và chip PLC, tổn thất chèn từmảng xơ nonuniformity và tách-tỷ lệ nonuniformity có thể được giảm từ0,7 dB đến 0,4 dB và 1,8 dB đến 1,0 dB, tương ứng [2, 4]. Gọi chung là dư thừatổn thất chèn splitter PLC dựa trên hiện đang là 1-1,5 dB so với lý tưởngmất tách lý thuyết với một nonuniformity trong vòng 2 dB so với quy địnhphạm vi hoạt động của các bước sóng từ 1250 nm đến 1625 nm.

3.2.2 dàn trận Waveguide cách tử3.2.2.1 Giới thiệu Như đã thảo luận một thời gian ngắn trong phái. 3.1, công nghệ WDM đã được coi làmột trong những con đường nâng cấp duyên dáng nhất vượt quá thẩm quyền tách Pons để hỗ trợngười sử dụng nhiều hơn với băng thông cao hơn. Để nâng cấp trong các nhà máy bên ngoài, sức mạnhsplitter trong nút từ xa của một PON điện tách được thay thế bằng một AWG.Trong một cấu hình 1ÂN, một AWG phục vụ như một bộ định tuyến bước sóng hoặc một demulti-plexer vì một tín hiệu WDM tổng hợp đưa ra vào cổng đầu vào là separ-ated vào các kênh cá nhân bởi thiết bị [7-10]. Do có đi có lại, AWGcó thể được sử dụng như một bộ đa theo hướng ngược lại bởi các tín hiệu ngược dòng trong mộtWDM-PON. AWGs dựa trên công nghệ silic-on-silicon là hầu hết các com-monly sử dụng để giảm tác tuyên truyền thấp (<0,05 dB / cm) và chất xơ cao cuộc đảo chính-hiệu quả ling (lỗ theo thứ tự là 0,1 dB). AWGs dựa trên InPcông nghệ bán dẫn được lựa chọn khi dấu chân nhỏ và hội nhậpvới các chức năng khác trên một chip duy nhất được yêu cầu, nhưng tại các chi phí tương đốicao bước sóng nhiễu xuyên âm liền kề (ví dụ: 4 kênh AWG với một dấu chân của230 Â330 mm2 và A12 dB nhiễu xuyên âm [11]). Các sơ đồ bố trí của một 1ÂN AWG được hiển thị trong hình. 3.3 [7]. Miễn phí-tuyên truyền khu vực hoặc tấm, hoạt động như một ống kính trong khi các mảng hoạt động như một ống dẫn sónglưới. Sự khác biệt trong chiều dài giữa hai cánh tay ống dẫn sóng lân cận làkhông đổi. Các chùm tín hiệu WDM đến, bao gồm nhiều kênhcác bước sóng khác nhau tại một khoảng cách kênh liên tục, sẽ trở thành khác nhau trongkhu vực tự do tuyên truyền đầu tiên và sẽ được hướng dẫn vào mỗi ống dẫn sóng. Trongmỗi ống dẫn sóng, tín hiệu WDM kinh nghiệm một sự thay đổi giai đoạn khác nhauvì độ dài khác nhau của ống dẫn sóng. Kết quả có được là mỗikênh bước sóng sẽ được tập trung vào một cổng đầu ra cụ thể sau khi tuyên truyềnthông qua các khu vực tự do tuyên truyền thứ hai, do đó tạo thành một demultiplexer.

94Mảng ống dẫn sóngCông nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang2Khu vực tự do tuyên truyềnĐầu vàoống dẫn sóng13Sản lươngống dẫn sóngHình 3.3 Sơ đồ minh họa dàn trận ống dẫn sóng lưới bao gồm hai tự dotuyên truyền khu vực và một mảng ống dẫn sóng. (Từ TK [7])Tuy nhiên, các yêu cầu của một AWG được sử dụng trong một PON khác của mộthệ thống WDM thông thường. Bên cạnh mức độ nhiễu xuyên âm rất thấp giữa adja-kênh xu để cung cấp cách ly kênh cao, một AWG được đặt tronglưu ý từ xa của một PON phải hoàn toàn thụ động để giảm chi phí, triển lãmthấp mất cho tầm với mở rộng, cung cấp và hoạt động đáng tin cậy với ổn định nhân vậtistics trên một phạm vi nhiệt độ rộng. Một tham số quan trọng trong AWG là phạm vi quang phổ miễn phí (FSR) màxác định chu kỳ bước sóng cố định chiều rộng [12]. Lần lượt, một AWG vòng làmà trong đó bước sóng xuất hiện tại một cổng đầu ra cụ thể được đặt cách nhau bởi mộtnguyên của FSR [12]. Tài sản theo chu kỳ này cho phép hạ lưu vàbước sóng ngược dòng được gán cho một đấu nối đặc biệt để nhập và thoát khỏi thông quacùng cổng AWG. Tài sản theo chu kỳ cũng đóng một vai trò quan trọng trong một NanAWG được sử dụng trong các chương trình WDM-PON để tạo điều kiện ONUs không màu vàtái sử dụng bước sóng (Sect. 3.4 và Chap. 2, phái. 2.10), ngoài WDM-PONđề án bảo vệ (xem Chap. 6). Một Nan AWG có Nđầu vào và Nkết quả đầu ra,và khác với cấu hình 1ÂN bằng cách kết hợp thêm NA1ống dẫn sóng ở đầu vào (Hình 3.4). Cách thức mà một tín hiệu truyền quamột Nan AWG tại mỗi ống dẫn sóng đầu vào là giống với mô tả trongtrước đoạn cho các cấu hình 1ÂN. Hình 3.5 minh họa chu kỳtài sản của một Nan AWG với N¼5 [12]. Trong ví dụ, tín hiệu trên năm khác nhaubước sóng là sự cố trên mỗi trong số năm cổng đầu vào. Các bước sóng,l1, l2, . . . l5, sự cố trên đầu vào Port 1 được phân phối giữa các cổng đầu ra b, a,

e, d, c, tương ứng. Các bước sóng, l1, l2, . . . l5, nếu sự cố trên đầu vào Port 2

tuy nhiên sẽ được chu kỳ luân chuyển và phân phối giữa các cổng đầu ra a, e, d, c,

Công nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ độngỐng dẫn sóng mảng95Tấm 1Tấm thứ 2... ch1.....ch

Ống dẫn sóng đầu vàoỐng dẫn sóng đầu raHình 3.4 Sơ đồ bố trí của Nan ống dẫn sóng dàn trận lưới router. (Từ Tài liệu tham khảo [12])3 AWG bộ định tuyến Đầu vào đến cổng 1 2 3 4 5với = 5mộtbcde2154315432543214321532154123451234512345123451234512345Hình 3.5 Sơ đồ minh họa của tài sản theo chu kỳ của một ống dẫn sóng bộ định tuyến lưới dàn trận.(Từ Tài liệu tham khảo [12])và b, tương ứng [12]. Tài sản đối xứng và tuần hoàn cho phép đồng thờitruyền dẫn tín hiệu trên Nbước sóng vào Ncổng đầu vào khác nhau của AWG,với mỗi cổng đầu ra nhận được tín hiệu trên Nbước sóng khác nhau, một từ mỗicổng đầu vào. Khách sạn này cũng cho phép đồng thời multiplexing/demultiplex-ing của bước sóng một cách không chặn, việc tìm kiếm các ứng dụng trong tiện ích quangthả ghép kênh quang học và kết nối chéo.

96Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang Hai chức năng AWG cấu hình đã được đề xuất để đạt được cả haitách quang điện và định tuyến bước sóng [13, 14]. Một chức năng như vậy sẽcần thiết để WDM và điện tách Pons được phủ lên trên cùng mộtnhà máy sợi vật lý. Các cấu trúc liên kết logic điểm-điểm trên mạng WDMđược tạo điều kiện thông qua chức năng định tuyến bước sóng, trong khi điểm hợp lýcấu trúc liên kết đa điểm trên lưới điện phân tách được tối ưu hóa chophát sóng dịch vụ video, được tạo điều kiện thông qua chức năng điện tách tạiAWG. Trong [13], một PLC dựa trên 14 kênh tách quang / router trong một sự phản ánh-gõ cấu hình AWG như hình. 3.6 đã được đề xuất. Cho WDMmạng lưới với các bước sóng l1, l2, . . . lN, Một sự cố tín hiệu trên AWG sẽ lần đầu tiênđược nhiễu xạ vào sàn, sau đó chia đều trong quang điện vào mỗiống dẫn sóng. Tín hiệu trong mỗi ống dẫn sóng trải nghiệm một sự thay đổi giai đoạn khác nhauvì độ dài ống dẫn sóng khác nhau. Ở mặt cuối của AWG, mỗi tín hiệuđược phản ánh bởi một bộ lọc nhiều lớp điện môi trở lại sàn thông quaống dẫn sóng. Như các sóng tín hiệu nghiêng do sự khác biệt giữa con đườngcác ống dẫn sóng dàn trận, tín hiệu được tập trung tại một ống dẫn sóng đầu ra khác nhau,tùy thuộc vào bước sóng của nó. Ngược lại, cho che phủ điện tách lướicông việc, một tín hiệu trên một bước sóng phát sóng l0 là vụ việc trên một trong những AWG

ống dẫn sóng từ phía các bộ lọc điện môi nhiều lớp (đó là minh bạchđể l0). Các tín hiệu đi vào sàn thông qua các ống dẫn sóng đầu vào,

chia vào mỗi đầu ra. Hình 3.7 cho thấy các phép đo thực nghiệm từ một AWG hai chức năng,kết hợp sức mạnh tách chức năng 1Â14 và một bộ định tuyến bước sóng 14 kênhBộ lọc điện môi nhiều lớp Tín hiệu phát sóng 0Tín hiệu chopoint-to-pointthông tin12 ... Ống dẫn sóng dàn trậnghê taiTấm lõmĐầu vào ống dẫn sóngỐng dẫn sóng đầu ra 01 0200-1

.

..

....Thiết bị đầu cuốiHình 3.6 Sơ đồ minh họa kép chức năng phản chiếu dàn trận ống dẫn sóng lưới. (TừTài liệu tham khảo [13])

Công nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ động0

97

18Mất chèn (dB)1716151413240 = 1.3 Truyền (dB)1540 68 10 12 14Cổng ra 1550Bước sóng (nm)1560(A)(B)Hình 3.7 (A) mất Fiber-to-xơ chèn 1Â14 chức năng chia điện; (b) truyềnquang phổ của 14 kênh chức năng bước sóng router. (Từ Tài liệu tham khảo [13])chức năng. Bước sóng phát sóng l0 được phân bổ cho 1:3 mm trong khi WDMbước sóng l1, l2, . . . lNđược phân bổ cho các 01:55 mm ban nhạc. Hình 3.7 (a) lôcác khoản lỗ chèn của splitter cho thấy một độ lệch 0,2 dB trên đầu racảng, trong khi hình. 3.7 (b) cho thấy quang phổ truyền của 14 kênhbước sóng router với tổn thất chèn khác nhau, từ 5,2 dB đến 8,5 dB vàkhoảng cách kênh giữa 0,8 và 1,3 nm nm. Phễu với chiều rộng không đồng dạngnhư thể hiện trong hình chữ nhật của hình. 3.6 đã được cố ý thêm vào giao diện giữacác tấm và ống dẫn sóng để đảm bảo thống nhất thiệt hại chèn quakết quả đầu ra cho các chức năng điện tách, nhưng tại các chi phí của sự không đồng dạngkhoảng cách kênh. Tuy nhiên, cải tiến chế tạo các mặt cuốicho bộ lọc điện môi nhiều lớp dự kiến sẽ giảm tổn thất chèn phát sinhtừ tách và cả hai bước sóng chức năng định tuyến. Một chức năng kép AWG đã được đề xuất trong [14] kết hợp một AWGhoạt động xung quanh ban nhạc 01:55-mm và điều hành bộ chia quang điệnxung quanh ban nhạc 01:31-mm. Thiết bị hai chức năng được biết đến như một hai-Pons-trong-(2P1) thiết bị được hình thành trên một con chip nguyên khối duy nhất. Hình 3.8 cho thấy sche-sơ đồ matic của một thiết bị 1A8 2P1 nơi mà cả hai WDM và điện táchtín hiệu đầu vào thông qua các sợi đầu vào tương tự. Một đầu vào thô WDM coupler(CWDM-1) được sử dụng để tách hai loại tín hiệu. Các thô WDMcoupler có hai cổng kết quả đầu ra với các ban nhạc vượt qua tâm tại 01:55 mm và01:31 mm, và các tín hiệu đầu ra đang hướng đến một AWG 1A8 và 1A8 một sức mạnhSplitter, tương ứng. Một coupler thứ hai, CWDM-R, được sử dụng để cung cấp thêmcô lập của các tín hiệu 1:31 mm từ các tín hiệu 01:55-mm. Tại đầu ra của các 2P1thiết bị, một WDM thô ghép cuối cùng, CWDM-2, kết hợp mỗi demultiplexed

98Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangDWDMCWDM-2CWDM-1CWDM-RPSHình 3.8 Sơ đồ minh họa 1A8 (2P1) thiết bị hai-Pons-trong-một. Cho rõ ràng, cácquy mô theo chiều dọc đã được mở rộng bằng bốn lần. (Từ Tài liệu tham khảo [14])tín hiệu từ AWG với sản lượng của splitter điện. Hình 3.9 cho thấyphổ từ các cổng đầu ra của thiết bị 1A8 2P1 đo xung quanh01:03-mm waveband (Hình 3.9 (a)) và 1:55 mm waveband (Hình 3.9 (b)). Chobước sóng trong khoảng từ 1:26 mm để 01:36 mm, những mất mát chèn trung bình12 dB với một biến thể 2 dB xung quanh giá trị đo tại 01:30 mm. Xuyênphổ nhiệm vụ đo trong cửa sổ 1,55 m cho hai dãy quang phổ miễn phí0123Truyền (dB)4 5 6 7 8 2 3 4 5 6 7811200125013001350 1400 1520Bước sóng (nm)15401560(A)(B)Hình 3.9 Phổ từ các cổng đầu ra của một 1A8 2P1 thiết bị đo khoảng (a) 1:03-mmwaveband và (b) 01:55-mm waveband. (Từ Tài liệu tham khảo [14])

Công nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ động99với khoảng cách 3,23 nm (400 GHz) kênh, và những tổn thất chèn từ 4 dB đến6 dB. Tổn thất chèn dư thừa trong splitter quang điện và AWG dự kiếnđược giảm thêm với tối ưu hóa thiết kế [14].3.2.2.2 Athermal dàn trận Waveguide Sàn lưới Hiện AWGs kiểm soát nhiệt độ yêu cầu cung cấp điện liên tục chocác yếu tố nhiệt độ ổn định, do đó làm cho chúng không thích hợp để sử dụng trong bên ngoàimôi trường nhà máy sợi thụ động. Theo truyền thống, các yếu tố nhiệt độ ổn địnhbao gồm mát nhiệt điện và mạch điều khiển được kết hợp trong AWGđóng gói như ống dẫn sóng silica cực kỳ nhạy cảm với môi trường xung quanh tĩnh-th ời. Các bước sóng trung tâm của AWGs silica thông thường thay đổi theo nhưnhiều như 0.0125 nm/8C. Sự thay đổi bước sóng này là do nhiệt lạithay đổi chỉ số fractive và giãn nở nhiệt của chiều dài đường quang học trong silica.Đối với hoạt động thụ động trong các nhà máy bên ngoài, AWG phải thể hiện tốt nhiệt độture ổn định mà không đòi hỏi sự cần thiết phải giám sát và kiểm soát nhiệt độ. AWGs silica nhiệt độ không nhạy cảm hoặc athermal đã được exten-sively nghiên cứu. Các cuộc điều tra sớm nhất để đạt được hoạt động trong một athermalAWG được dựa trên tài liệu hướng dẫn sử dụng mà triển lãm âm nhiệthệ số phụ thuộc nhiệt độ với đối diện với silica [15-17] quang. Trong [16],một rãnh hình tam giác được hình thành trong mảng ống dẫn sóng và đầy một loại nhựa siliconevới tiêu cực hệ số nhiệt quang được thực hiện để bù đắp chonhiệt độ phụ thuộc vào sự khác biệt quang trong silica dàn trận sónghướng dẫn. Cấu trúc AWG đề xuất được hiển thị trong hình. 3.10. Các polyamide nửawaveplate lắp vào ống dẫn sóng dàn trận được thành lập để loại bỏphụ thuộc phân cực [18]. Hình 3.11 so sánh nhiệt độ phụ thuộc vàophổ truyền qua của các bước sóng trung tâm, Channel 4, trong nhiệt độphạm vi chất của 0-85 8C giữa một silica thông thường 1A8 AWG với 200 -Khoảng cách kênh GHz (Hình 3.11 (a)) và một athermal 1A8 AWG với 200 GHzkhoảng cách kênh (Hình 3.11 (b)). Sau này cho thấy nhiệt độ tối thiểu phụ thuộc-nghiệm. Mức độ nhiễu xuyên âm đo được A29 dB với tổn thất chèntừ 3,9 dB đến 4,2 dB, tùy thuộc vào các cổng ra. Hình 3.12 cho thấynhiệt độ phụ thuộc vào bước sóng thay đổi của Channel 4 trong phạm vi nhiệt độ0-85 8C, với kết quả khẳng định giảm bước sóng thay đổi từ 0,95 nmsử dụng cấu trúc AWG thông thường đến 0,05 nm bằng cách sử dụng athermal đề xuấtCấu trúc AWG. Một cải tiến hơn cấu trúc trong [16] đã được đề xuất trong [17] để giảmtổn thất vượt quá ($ 2 dB) gây ra bởi các đường rãnh hình tam giác trong ống dẫn sóng dàn trận. Nóđã chỉ ra rằng sự mất mát vượt quá tăng bình phương với chiều rộng củarãnh. Bằng cách thay thế các đường rãnh hình tam giác với nhiều rãnh nhỏchiều rộng (xem hình. 3.13), giảm tổn thất vượt quá từ 2 dB đến 0,4 dB là

100Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangSilicone rãnhỐng dẫn sóng dàn trậnSànSơi đầu vàoỐng dẫn sóngSànSơi đầu raỐng dẫn sóng đầu raHình 3.10 Sơ đồ athermal AWG với silicone nhựa đầy rãnh tam giác.(Trích từ Tài liệu tham khảo [15])0Truyền (dB)Truyền (dB)0 025507085CCCCC0 C85 C 025507085CCCCC1546 1548 1550 1552 1554 1556 1558 Bước sóng (nm)1546 1548 1550 1552 1554 1556 1558 Bước sóng (nm)(A)(B)Hình 3.11 Nhiệt độ phụ thuộc vào phổ truyền qua của Channel 4 trên nhiệt độkhoảng 0-85 8C (a) thông thường silica AWG và (b) AWG athermal với siliconnhựa chứa đầy rãnh tam giác. (Từ Tài liệu tham khảo [16])đạt được trong khi giữ lại tổn thất thấp ($ 3,5 dB), nhiễu xuyên âm thấp (<A30 dB), vàổn định nhiệt độ cao hơn (0,02 $ nm từ 0 8C 85 8C) [17]. Để giảm chi phí ngoài những liên quan đến việc loại bỏ cáckiểm soát nhiệt độ và nguồn điện, chặt và kích thước của AWGchip phải được đưa vào tài khoản. Cho một wafer kích thước cố định, một dấu chân nhỏ hơnsẽ làm giảm chi phí sản xuất, thử nghiệm, và đóng gói chung cho mỗi con chip [19].

Công nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ động1553,41553,2Bước sóng (nm)1553,01552,81552,61552,41552,2020Athermal AWG 4060Nhiệt độ (C)80100Thông thường AWG101Hình 3.12 Nhiệt độ phụ thuộc vào bước sóng thay đổi của Channel 4 trong phạm vi nhiệt độ0-85 8C. (Từ Tài liệu tham khảo [16])Thiết kế trước đó (rãnh tam giác)dThiết kế mớiw Dàn trậnống dẫn sóng(A)(B)Hình 3.13 Giảm tổn thất vượt quá bằng cách thay thế rãnh tam giác rộng lớn hơn với một sốrãnh của độ rộng nhỏ hơn. (Từ Tài liệu tham khảo [17])Một cách tiếp cận để giảm kích thước chip là để tăng sự khác biệt chỉ số tương đối Dgiữa lõi và lớp phủ. Cho AWGs kiểm soát nhiệt độ, một phần mườigiảm kích thước chip đã đạt được sử dụng 2:05%-D ống dẫn sóng, so vớithường 0:08%-D [20]. Tuy nhiên, cao-D ống dẫn sóng trong AWGs athermal sẽkết quả trong tăng tổn thất nhiễu xạ tại các chiến hào do sự giảm kích thước điểm.Trong 1:05%-D ống dẫn sóng athermal AWG, một rãnh thấp mất sửa đổi và mảngcấu trúc đã được đề xuất để giảm tổn thất nhiễu xạ bên từ 1,9 dB đến

102Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang0,4 dB [21]. Sự kết hợp của một ống dẫn sóng rộng hơn-dàn trận, không đồng đều chiakhoảng cách rãnh và ống dẫn sóng tiếp giáp với các đường rãnh, thể hiện bằng sơ đồ ởVả. 3.14, kết quả làm tăng kích thước điểm bên đó lần lượt đã làm giảm sức mạnhrò rỉ ở các rãnh do góc nhiễu xạ nhỏ hơn. Trong một 1:05%-Dcấu hình athermal AWG thể hiện bằng sơ đồ trong hình. 3.15, nhựa siliconhào điền đã được đưa vào trong khu vực sàn để giảm nhiễu xạ bênmất ($ 0,7 dB) [20]. Việc giảm tổn thất nhiễu xạ theo hướng thẳng đứng cũng rất quan trọng,đặc biệt là cho cao-D AWGs athermal. Một cấu hình bao gồm kích thước điểmchuyển đổi dựa trên một lõi phân đoạn kết hợp với silicone nhựa đầy Ống dẫn sóng dàn trận không đồng đều chia rãnh Phần ống dẫn sóng gapwith chiều rộng mơ rộngỐng dẫn sóng dàn trậnAWGHình 3.14 Sơ đồ biến đổi thấp mất rãnh và mảng cấu trúc cho một 1,5%-Dathermal AWG. (Từ Tài liệu tham khảo [21]) Mảng ống dẫn sóngNhựa chứa đầy hàoTấm thứ 2Tấm 1Tổnggóc mơ qĐầu vào ống dẫn sóngỐng dẫn sóng đầu raHình 3.15 Sơ đồ chiến hào nhựa chứa đầy silicon trong khu vực sàn 1,5%-Dathermal AWG. (Từ Tài liệu tham khảo [20])

Công nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ động103chiến hào trong khu vực sàn đã được đề xuất trong [19] (xem hình. 3.16) để giảmmất nhiễu xạ trong cả hai hướng ngang và dọc trong một athermal 2:05%-DAWG. Một mất mát nhiễu xạ của 0,9 dB đạt được như trái ngược với 2,4 dB sử dụngthường xuyên 02:05%-D cấu trúc athermal AWG. Một nhược điểm nhỏ về kỹ thuật nêu trên cho athermal AWGhoạt động là cần thiết hơn nữa để chèn một polyamide nửa waveplate trong sónghướng dẫn để loại bỏ mảng phân cực phụ thuộc [18]. Một cách tiếp cận để achiev-ing nhiệt độ đồng thời và sự phân cực vô cảm trongống dẫn sóng quá trình hình thành là để tạo thành một overcladding polymer với tiêu cựchệ số nhiệt quang trên một lõi silicon và undercladding [22]. Ống dẫn sóngcấu trúc được thể hiện trong hình. 3.17 (a). Trong thiết kế này, kích thước của lõi hình chữ nhật6 Â6mm và thương mại có sẵn fluoracrylate loại polymer được sử dụng đểhình thành overcladding polymer của một 1Â16 AWG với khoảng cách kênh100 GHz. Sự phân cực phụ thuộc vào đo bước sóng thay đổi cho kênh9 (bước sóng trung tâm) được thể hiện trong hình. 3.17 (b). Một so sánh với một AWGvới một overcladding silica cho thấy overcladding polymer giảm thiểu cácbước sóng thay đổi đến 0,05 nm. Sự thay đổi bước sóng có thể được giảm thiểu hơn nữa vớitối ưu hóa độ dày lớp phủ. Trong phạm vi nhiệt độ của 26 $ 100 8C,sự thay đổi bước sóng trung tâm của 0,98 nm trong silica overcladding thông thườngAWG đã được giảm thiểu đến 0,21 nm của overcladding polymer, đồng ý vớikết quả mô phỏng hình. 3.17 (c). Tuy nhiên, đo tổn thất chènđược 6 $ 7 dB tùy thuộc vào kênh đầu ra và mức độ nhiễu xuyên âm là A25 dB,do sự bất toàn của quá trình chế tạo [22]. Một sự thay thế để đạt được nhiệt độ đồng thời và sự phân cực trongnhạy cảm trong quá trình hình thành ống dẫn sóng là sử dụng vật liệu polymer trongcả hai cấu trúc ống dẫn sóng cũng như các bề mặt [23]. Trong [23], polymervật liệu ống dẫn sóng được sử dụng là fluoracrylate loại polyme nơi động tiêu lớn của nóchính kịp thời hệ số nhiệt quang đã tính đến hệ số tích cực lớnỐng dẫn sóng sànMảng ống dẫn sóngNhựa chứa đầyhàoĐiểm kích thướcchuyển đổiDàytrung tâmỐng dẫn sóng đầu raĐầu vào ống dẫn sóngHình 3.16 Sơ đồ chiến hào nhựa chứa đầy silicon với bộ chuyển đổi kích thước điểm dựatrên lõi phân đoạn trong khu vực sàn 2,5%-D athermal AWG. (Từ Tài liệu tham khảo [19])

104Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang0PolymerTruyền (dB)1551SiO2SiO2Si SubstrateSilica / TESilica / TMPolymer / TEPolymer / TM

155215531554 Bước sóng (nm)1555(A)Sự thay đổi bước sóng (nm)1.21.00.80.6 0.4 0.2 0.0Đo lường silicaĐo lường polymerMô phỏng polymer

(B)20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Nhiệt độ (C)(C)Hình 3.17 (A) xem cắt ngang của silica / polymer lai ống dẫn sóng, (b) so sánhđo TE / TM phân cực thay đổi của bước sóng trung tâm, Channel 9, với polymer vàsilica overcladding; (c) đo nhiệt độ phụ thuộc vào bước sóng thay đổi của Channel 9 vớipolymer và silica toàn cho. (Trích từ Tài liệu tham khảo [22])giãn nở nhiệt của chất nền polymer. Hình 3.18 (a-c) cho thấy Meas-phổ ured, sự phân cực thay đổi TE / TM, và phụ thuộc nhiệt độphổ truyền qua của Channel 4 tương ứng, một tất cả-polymer 8Â8 AWGvới khoảng cách kênh GHz 200. Mức độ nhiễu xuyên âm đo được dưới đây A30 dBnhưng với những mất mát chèn từ 5,8 dB đến 7,5 dB tùy thuộc vào cổng kênh,mà chủ yếu là do sự mất mát quang cao 0,8 dB / cm của polymerống dẫn sóng. Sự thay đổi phân cực đo được nhỏ hơn 0,02 nm trong khibước sóng thay đổi phụ thuộc nhiệt độ là +0,05 nm trên toàn bộphạm vi nhiệt độ 25-65 8C. Ngoài việc sử dụng các vật liệu có hệ số nhiệt âm có oppos-ITE đó của mảng silica ống dẫn sóng, một cách tiếp cận hoàn toàn khác nhau làkết hợp một tấm bồi thường cơ học di chuyển trong cơ cấu AWG(Hình 3.19). Trong [24], một mạch của AWG được cắt tại một trong các ống dẫn sóng sàn vào

Công nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ động0Pop (dBm)15481552 1556 1560 1551 1552 1553 1554 1546 1550 1554 1051558(A)(B)(C)Hình 3.18 Tất cả các-polymer 8Â8 AWG với khoảng cách kênh GHz 200: (a) phổ đo (b)đo TE / TM phân cực thay đổi của Channel 4 (c) đo nhiệt độ phụ thuộc vào xuyênphổ Nhiệm vụ của Channel 4 cho phạm vi nhiệt độ 25-65 8C. (Trích từ Tài liệu tham khảo [23])Sơi đầu vàoRxxDầu phù hơpSơi đầu raGóiBồi thường điaHình 3.19 Sơ đồ của một AWG athermal với nhiệt độ tấm đền bù.(Từ Tài liệu tham khảo [24])hai phần sau đó được nối với nhau bằng một tấm đền bù. Các đền bùtấm được làm từ một kim loại nhiệt hợp đồng và mở rộng vớinhiệt độ, do đó bù đắp trôi dạt trung tâm bước sóng của silicaAWG bằng cách di chuyển một phần của ống dẫn sóng sàn. Gói AWG là đầychỉ số dầu phù hợp để giảm thiểu tổn thất ở sàn ống dẫn sóng tách ra. Để giọt-ize kích thước của chip mà phụ thuộc vào chiều dài của đền bùtấm, một kim loại như nhôm với hệ số giãn nở nhiệt lớn làchọn. Hình 3.20 cho thấy quang phổ quang học của một kênh 200 GHz khoảng cách 1Â16athermal AWG dựa trên tấm đền bù. 1,2 $ 1,4 dB, đo

1060Truyền (dB)1526Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang1531153515411546Bước sóng (nm)155115551561Hình 3.20 Quang phổ của AWG athermal với tấm nhiệt độ đền bù hiệntrong hình. 3.19. (Từ Tài liệu tham khảo [24])mất chèn là ít hơn đáng kể hơn so với AWGs athermal dựa trên tiêu cựcvật liệu hệ số nhiệt. Hơn nữa, nhiễu xuyên âm đo được íthơn A30 dB và trôi dạt bước sóng đo được ít hơn+0.015 nm cho tất cả các kênh từ A5 8C 70 8C. Trong một cấu trúc tương tự như thể hiện trong hình. 3.21, một thanh kim loại, được gắn vàosợi đầu vào, hợp đồng và mở rộng với nhiệt độ ổn định bước sóng [25].A 32 kênh 100 GHz athermal AWG dựa trên cấu trúc này đã được chứng minh đểcó tổn thất thấp (5 $ 5,3 dB) và mức độ nhiễu xuyên âm tương đối thấp (À26.8 dB đến A28 dB)Chip AWGSànống dẫn sóngSơigiữBồi thường roiChipSửa chữabàiHình 3.21 Sơ đồ của một chip AWG athermal với nhiệt độ đền bùthanh. (Từ Tài liệu tham khảo [25])

Công nghệ quang học trong thực vật ngoài thụ động107trong L-, C-, S-, E-băng. Hình 3.22 (a) cho thấy quang phổ quang học trongC và L-ban nhạc của AWG athermal với thanh bù nhiệt độ.Hình 3.22 (b) cho thấy nhiệt độ phụ thuộc vào bước sóng thay đổi của bốn kênhtrong băng tần C trong phạm vi nhiệt độ từ A30 8C để þ70 8C. Những kết quả nàycho thấy một sự thay đổi bước sóng tối đa không quá 0.034 nm với một lây lan dưới0.008 nm qua các kênh cá nhân. Trong một cách tiếp cận nhiệt độ bồi thường sử dụng động cơ khícác bộ phận, một tấm lưỡng kim được gắn vào một AWG thông thường để tạo ra nhiệt độcăng thẳng phụ thuộc vào ống dẫn sóng [26]. Hình 3.23 cho thấy sơ đồ mạchminh họa một nơi x-hướng căng thẳng ex được áp dụng bởi các tấm lưỡng kim cho

lớp ống dẫn sóng tại một bán kính uốn cụ thể Rcủa lớp ống dẫn sóng đếntấm lưỡng kim. Sự căng thẳng nhiệt độ phụ thuộc vào kết quả trên ống dẫn sónglớp gây ra một sự thay đổi trong sân lưới, qua đó bù đắp cho những sóngchiều dài thay đổi do sự thay đổi nhiệt chỉ số khúc xạ. Bằng cách cẩn thận lựa chọnđộ dày, chiều rộng và chất liệu của tấm lưỡng kim, sự phụ thuộc nhiệt độ0Truyền (dB)C-bandL-band1540156015801600(A)40Bước sóng (chiều)Bước sóng (nm)20Cổng 1Cổng 9Cổng 17Cổng 25Nhiều. phù hơp với0 02.040Nhiệt độ (C)60(B)Hình 3.22 (A) phổ quang trong C và L-ban nhạc của athermal AWG sử dụng nhiệt độthanh bồi thường, (b) nhiệt độ phụ thuộc vào bước sóng thay đổi của bốn kênh trong băng tần Ctừ A30 8C để þ70 8C. (Trích từ TK [25])

108Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangMạch AWGLớp ống dẫn sóngSilicon chất nềnTấm lưỡng kimHình 3.23 Sơ đồ của AWG với tấm lưỡng kim. (Từ Tài liệu tham khảo [26])của bước sóng trung ương có thể được thực hiện bằng không. Trong [26], sự phụ thuộc nhiệt độ củachế độ TM và TE của bước sóng trung tâm của một phân cực phụ thuộc AWGvới một tấm lưỡng kim gắn được đo và được thể hiện trong hình. 3.24. Vớitấm lưỡng kim, các chế độ TM và TE đã có một sự phụ thuộc nhiệt độ trung bìnhít hơn 0.001 nm/8C và 0.004 nm/8C, so với 0.013 nm/8C cho con-ventional AWG. Một tác dụng phụ do các tập tin đính kèm của tấm lưỡng kim chochất nền silicon của AWG là sự dịch chuyển bước sóng trung tâm do ban đầucăng thẳng, mà cần phải được hạch toán trong một bố trí AWG. AWGs Athermal lên đến 40 kênh [27-30] và kênh GHz 100/200, khoảng cách bây giờ là thương mại có sẵn [27-31] với nhiễu xuyên âm thực hiện tốt-hiểm (<30 dB), thấp phân cực phụ thuộc vào sự mất mát (<0,4 dB [27]), chèn thấpmất (<2,0 dB cho loại Gaussian dải thông, <4.5 dB cho loại bán căn hộ dải thông[28]), và ổn định nhiệt độ tốt trên một phạm vi hoạt động rộng (<0,02 nmtừ 0 8C 60 8C [27]).3.3 PON TECHNOLOGIES CHO NHÀ LẮP ĐẶT3.3.1 Dòng hội và kết nối trong nhà Trong một môi trường FTTH, các kết nối cáp quang giữa các thả ngoài trờichất xơ và chất xơ trong nhà thường được thực hiện thông qua phản ứng tổng hợp hoặc chỗ nối cơ khí. Chonối cơ khí, máy hàn và đồ đạc được sử dụng để sắp xếp và kết nối

PON Công nghệ lắp đặt trong nhà1554,61091554,4Bước sóng trung tâm (nm)1554,21554,01553,81553,6 203040 6050Nhiệt độ (C)7080Chế độ TM, với tấm lưỡng kimChế độ TE, với tấm lưỡng kimChế độ TM, mà không có tấm lưỡng kimChế độ TE, mà không có tấm lưỡng kimHình 3.24 Bước sóng trung tâm của AWG là hàm của nhiệt độ. (Từ Tài liệu tham khảo [26])sợi quang học, và các vật liệu như chất kết dính trong suốt (nhựa epoxy) vàgel chỉ số phù hợp, cung cấp chỉ số kết hợp giữa các sợi kết nối.Tuy nhiên, nối cơ khí không tạo điều kiện dễ dàng ngắt kết nối vàkết nối lại, do đó làm cho phát hiện lỗi sợi và cô lập giữasợi ngoài trời và trong nhà khó khăn. Một kết nối clasp bên ngoài bao gồm mộtlắp ráp lĩnh vực (FA) kết nối cắm và kết nối một ổ cắm FA đã được đề xuất trong[32] bởi NTT Tổng công ty, trong đó kết nối và ngắt kết nối có thể dễ dàngđạt được. Hình 3.25 (a) cho thấy cấu trúc của một kết nối phích cắm và ổ cắm FA,bao gồm ferrules nối, ổ khóa chất xơ, và các bộ phận clasp. Chỉ có 25 mm củađầu hàng đầu của các sợi ngoài trời và trong nhà cần phải được đưa vào cảcắm và ổ cắm được khóa tại chỗ. Kết nối ổ cắm FA cũng làtương thích với kết nối SC. Vị trí của các kết nối trong quang họcnội tại các cơ sở của khách hàng được thể hiện trong hình. 3.25 (b), nơi kết nốigiữa các sợi ngoài trời và trong nhà không còn yêu cầu sử dụng chuyên ngànhthiết bị nối cơ khí hoặc nhiệt hạch.

110Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang FA kết nối cắm CapYếu tố nhôm Phần claspKhóa clasp đoạnFA kết nối ổ cắm CapPhần claspKhe cắm chèn sơiCánh tay quay Sơi nội bộKết nối ferrule trong một sơi(A) Cáp quang trong nhàFA kết nối cắmFA kết nối ổ cắm(B)Thả cáp quangHình 3.25 Lắp ráp lĩnh vực (FA) kết nối: (a) cấu trúc của phích cắm và ổ cắm; (b) trong quang họcnội tại cơ sở của khách hàng. (Từ Refs [32] và [33]) Kết quả từ mất kết nối và thử nghiệm mất mát trở lại, mà bảng xếp hạng các nhà phân phốition của sự mất mát trong từng trường hợp được thể hiện trong hình. 3.26 (a) và (b) tương ứng. CácMục đích là để có thấp một mất kết nối nhất có thể, và như cao một mất mát trở lại nhưcó thể để giảm thiểu quang điện phản ánh tại đầu nối. Trong kết nốithử nghiệm lặp đi lặp lại mất 500 lần sử dụng đầu nối phích cắm và ổ cắm FA, trung bìnhmất 0,26 dB được đo. Sự mất mát tối đa là 0.69 dB, đáp ứngđặc điểm kỹ thuật của 0,7 dB hoặc thấp hơn cho 1:3 mm truyền. Trong các thử nghiệm mất mát trở lạithực hiện trên 250 phép đo, tất cả các tổn thất trở lại được xác định là nhiều hơncác quy định 40 dB, với mức trung bình là 48,8 dB. Một SC uốn cong cuốn tiểu thuyếtkết nối hình. 3.27 cũng được phát triển bởi NTT sẽ được sử dụng trong nhà,với kết quả tốt trong việc giảm mối nối, lặp đi lặp lại uốn, và kiểm tra chu kỳ nhiệt [33]. Của nóxây dựng cho phép kết nối để có thể di chuyển giữa 0 độ và 90bằng cấp cho các ổ cắm điện, cho phép tăng khả năng chịu xử lý của khách hàng,khả năng làm quang hệ thống dây điện, an toàn, và một ngoại hình đẹp. Trong việc giảm tổn thất trở lại đó là cần thiết trong các mạng vận chuyểndịch vụ video tương tự, tiếp xúc vật lý góc cạnh (APC) kết nối đượcthường dành riêng cho mạng viễn thông đường dài hiện đang được

PON Công nghệ lắp đặt trong nhàThử nghiệm mất kết nối200 = 500Av. = 0,26 dBTối đa. = 0,69 dBMin. = 0.05 dBTiêu chuẩn. = 0.13 dB111150Tần số1005000.00.10.20.30.40.50.60.70.8 0.9 1.0(A)Lỗ kết nối (dB)Trơ lại thử nghiệm mất10080Tần số604020038 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 = 250Av. = 48,8 dBTiêu chuẩn. = 4.10 dBTối đa. = 66,9 dBMin. = 40,1 dB(B)Trơ lại mất (dB)Hình 3.26 (A) thử nghiệm mất kết nối và (b) thử nghiệm mất mát trở lại. (Từ Tài liệu tham khảo [32])Kết nối uốn congDi động(0-90 độ)An toàn hơn, nhỏ gọn hơn& Tốt hơn trong xuất hiệnHình 3.27 Nối SC uốn cong. (Từ Tài liệu tham khảo [33])

112Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangxem xét cho mạng truy cập với lớp phủ video (xem Chap. 2) [34, 35].Sự mất mát trở lại của APC có thể tiếp cận 65 dB. Trong khi tiếp xúc vật lý chung(PC) kết nối có một khuôn mặt sợi phẳng kết thúc, một APC được thiết kế để có một kết thúc sợiphải đối mặt ở một góc độ tiêu chuẩn của 8 độ như hình. 3.28, do đó bất kỳánh sáng phản xạ được định hướng vào lớp vỏ sợi. Việc sử dụng kết nối APCvới mất mát trở lại rất thấp là một lợi thế trong mới được triển khai Pons, nơi không phải tất cảcủa các sợi phân phối được kết nối với ONUs. Một máy tính khác s chưa chấm dứtkết nối sẽ cho kết quả trong Fresnel phản xạ cao như A14 dB, đòi hỏi mộtterminator thích hợp cho mỗi kết nối không sử dụng [34].

3.3.2 sợi cho lắp đặt trong nhà3.3.2.1 sợi Bend-Insensitive Single Mode quang Cáp sợi quang với uốn tổn thất thấp hơn sợi quang học thông thườngđược đánh giá cao phù hợp để lắp đặt cáp trong nhà do tăng mất mát uốnkhoan dung. Thông thường cáp quang chế độ đơn tiêu chuẩn đòi hỏi một uốnbán kính ít nhất 30 mm trong khi cài đặt để đáp ứng các đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn củadưới 0,25 dB/10 biến. Trong [32], một sợi silica uốn cong nhạy cảm làphát triển, nơi nghiên cứu cho thấy việc áp dụng sớm và triển khai cácsợi cong chịu có thể đạt được mức chi phí tương tự như cáp quang hiện có.Hình 3.28 Xem mặt cắt ngang của góc tiếp xúc vật lý (APC) kết nối. 8 độsợi cuối mặt hướng ánh sáng phản chiếu vào tấm ốp. (Từ Tài liệu tham khảo [34])

PON Công nghệ lắp đặt trong nhà113Mối quan hệ giữa uốn cong bán kính (mm) vàtổn thất trung bình (10 lươt 1,55 (DB)10.00Uốn cong mất (dB)1.000.100.010.001015Uốn cong bán kính (mm)Cực tiểu2025Maxima(= 50)0,25 dB

= 30 mm(Hiện tại)= 15 mmCải thiện hình cáp(A)(B)Hình 3.29 (A) đặc điểm ở Bend mất sợi kháng uốn cong; (b) so sánh thông thườngcáp quang với bán kính uốn tối thiểu là 30 mm và uốn cong chịu uốn với tối thiểubán kính 15 mm. (Từ Tài liệu tham khảo [32])Các chất xơ cũng tương thích ngược với sợi đơn mode hiện(SMFs). Hình 3.29 (a) bảng xếp hạng mất uốn trung bình trong dB đo 10biến như một chức năng của bán kính uốn cong. Theo dự kiến, nhỏ hơn bán kính uốn congcao hơn sự mất mát uốn. Như đã thảo luận trước đó, bán kính uốn 30 mmhoặc nhiều hơn là cần thiết để đạt được sự mất mát uốn cong tiêu chuẩn 0,25 dB/10 biến chocáp tiêu chuẩn thông thường, nhưng các sợi uốn cong không nhạy cảm được thể hiện để triển lãmcải thiện các đặc tính uốn cong đáp ứng các thông số kỹ thuật có bán kính uốnchỉ 15 mm. Hình 3.29 (b) so sánh chất xơ tiêu chuẩn và uốn congsợi nhạy cảm với sau này cho thấy một cài đặt sạch hơn với các phần congmà ít bị snagging vô tình của khách hàng [32]. Sợi quang uốn cong nhạy cảm bây giờ là thương mại đặc biệt cholắp đặt FTTH trong nhà. Ví dụ, sợi uốn cong nhạy cảm sản xuấtbởi StockerYale, Inc là một SMF với khẩu độ vừa phải cao hơn sốhơn thông thường SMF để đạt được một bán kính uốn cong cho phép của 10 mmở các bước sóng cụ thể của 1550 nm, 1310 nm, 780 nm và [36]. Uốn cong-không nhạy cảm SMF, PureAccess-Ultra, sản xuất bởi Sumimoto điện cóBán kính uốn cho phép của 7 mm. Một tính năng bổ sung chất xơ này là nó làcũng là một sợi nước thấp cao điểm cung cấp ổn định sự suy giảm xuất sắc trên 1310 -1626 nm. Sử dụng hydro lão hóa, sự hấp thụ nước cao điểm vào khoảng 1383 nm làgiảm đáng kể, như thể hiện trong hình. 3.30 (a), mà biểu thị sự suy giảmtính chất của sợi trên phạm vi bước sóng từ 1225 nm đến1675 nm [37]. Hình 3.30 (b) so sánh phụ thuộc bước sóng uốnthiệt hại 7,5 mm bán kính giữa SMF thông thường, PureAccess-Ultra, và nóngười tiền nhiệm PureAccess (cho phép uốn mất 15 mm) sợi, vớiPureAccess-Ultra cho thấy sự phụ thuộc nhất [37].

1140.8Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangO-band0.7Suy giảm (dB / km)0.60.50.40.30.213100.1126012001300E-bandC-bandS-bandU-bandL-bandĐỉnh thấp nước và uốn cong nhạy cảm PureAccess-Ultra138314001500162516001650 1700(A)3.07.5-mm bán kính2.5Uốn mất (dB / lươt)2.01.5Bước sóng (nm)Chất xơ SM thông thường(G.652)PureAccess1.00.50.012001300140015001,5501,650 1,6001,700PureAccess-Ultra(B)Bước sóng (nm)Hình 3.30 (A) suy giảm phổ tiêu biểu của PureAccess-Ultra, (b) uốn tính mất mát nhưmột hàm của bước sóng. (Từ Tài liệu tham khảo [37])3.3.2.2 Hole-Assisted Fiber-Dựa quang Curl dây Một loại chất xơ trong nhà đã được phát triển đặc biệt cho FTTHsử dụng là dây quang học curl [33, 37-40], được thể hiện trong hình. 3.31. Dâycó thể được kéo dài nhiều lần chiều dài và rút lại như một sợi dây điện thoạikhông ảnh hưởng đến tính chất quang học [39]. Điều này cho phép linh hoạt và đáng tin cậy

PON Công nghệ lắp đặt trong nhà Phần cong(Chiều dài 100-500 mm, đường kính 10-20 mm curl)115MU kết nốiHình 3.31 Sơ đồ dây curl quang. (Từ Tài liệu tham khảo [39])kết nối giữa các thiết bị thông tin liên lạc và các mạng cục bộ quang tạivăn phòng và nhà. Hình 3.32 cho thấy kết nối của một thiết bị đầu cuối máy tính xách tay với mộtcửa hàng quang học trong các bức tường bằng cách sử dụng dây curl quang học [39]. Dây curl quangkhai thác các tính chất của sợi lỗ hỗ trợ để đạt được uốn rất nhỏbán kính và giảm uốn thiệt hại, so với thông thường SMF. Sợi lỗ hỗ trợ có một loạt các lỗ không khí được bố trí xung quanh một silicalõi thủy tinh. Các lỗ không khí trong lớp vỏ, mà chạy xuống toàn bộ chiều dài củachất xơ, hạn chế lĩnh vực phân phối để lõi, do đó ức chế đáng kểuốn mất. Một ví dụ về cơ cấu mặt cắt của sợi lỗ hỗ trợ làhình. 3.33 (a), nơi mà các tham số clà khoảng cách giữa trung tâmSơi quang dây curlCửa hàng quang họcThiết bị đầu cuốiHình 3.32 Kết nối của thiết bị đầu cuối máy tính xách tay vào ổ cắm quang trong tường, dùng dây curl quang.(Từ Tài liệu tham khảo [39])

116Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangdLôTrung tâmmộtcS mạTấm ốpS phủ lỗS lỗ(A)trung tâmmạ

mộteff-mạlô

c2ngày(B)Hình 3.33 Mặt cắt ngang và hồ sơ chiết suất của sợi lỗ hỗ trợ. (Từ Tài liệu tham khảo [38])của lõi và lỗ tròn, mộtlà bán kính lõi, và dlà bán kính lỗ[38]. Khu vực toàn cho với nhiều lỗ trong đó chỉ số khúc xạ không phải làtròn đối xứng, tương đương với một vòng tròn mạ với đối xứngphân phối chỉ số khúc xạ, như thể hiện trong hình. 3.33 (b). Kết quả là khúc xạhồ sơ chỉ số của một sợi lỗ hỗ trợ như vậy có cấu trúc hình chữ W. Sự mất mát uốn của sợi lỗ hỗ trợ tại một bán kính cố định uốn giảmvới sự sắp xếp lỗ (c / a) và lỗ chỉ số khúc xạ, Nlỗ, như tóm tắt

bởi kết quả trong hình. 3.34 (a) [38]. Các phép đo được thu được bằng cách sử dụng một lỗchất xơ hỗ trợ đã được chế tạo bằng cách vẽ một truyền thống thực hiện 1:3-mmkhông phân tán SMF (39% cốt lõi và chỉ số khúc xạ toàn cho sự khác biệt) vớilỗ khoan chính xác trong các tấm ốp. Sợi lỗ hỗ trợ đã được đưa vào mộtuốn bán kính 10 mm ở bước sóng 1550 nm. Sự mất mát uốn làcao nhất khi Nlô ¼Nphủ, mà còn đại diện cho trường hợp của một truyền thống

SMF. Do đó, chất xơ lỗ hỗ trợ đã thấp hơn uốn mất mát so vớiSMF. Mất uốn cong tối thiểu được đo khi các lỗ trống (tức là không khí,Nlô ¼1). Hình 3.34 (b) so sánh thiệt hại uốn của sợi lỗ hỗ trợvà thông thường SMF như một hàm của bước sóng. Tại một bán kính uốn cong của10 mm, tăng không đáng kể trong uốn mất đã được quan sát với lỗchất xơ hỗ trợ. Nó cũng đã được tìm thấy rằng sự sắp xếp lỗ (c / a) ảnh hưởng đến sự mất mát nối màchủ yếu được quy cho các đường kính lĩnh vực chế độ (MFD) không phù hợp

PON Công nghệ lắp đặt trong nhà10Uốn mất (dB / m)110101010101lôlôlô

117=mạ (SMF)lô

= 1.4= 1.3= 12 = 0,4 a= 1550 nmBán kính uốn: 10 mm3/45(A)10Uốn mất (dB / m)1101010101200Bán kính uốn: 10 mm20 lươtSMFSơi lỗ hỗ trơ1300(B) 14001500Bước sóng (nm)1600Hình 3.34 Uốn đặc điểm mất sợi lỗ hỗ trợ: (a) mất uốn tínhhiệu suất như một hàm của khoảng cách lỗ bình thường, (b) bước sóng phụ thuộc của đouốn mất. (Từ Tài liệu tham khảo [38])giữa các sợi đầu vào và đầu ra. Trong hình. 3.35, các tính toán về mặt lý thuyếtMFD không phù hợp (đường liền) như là một chức năng của sự sắp xếp lỗ được so sánhgiữa SMF (Nhole ¼Nmạ) và chất xơ lỗ hỗ trợ (Nhole ¼1). Thử nghiệmđo từ hai sợi lỗ hỗ trợ (*ký tự) được đặt lên trêncốt truyện. Kết quả cho thấy không phù hợp MFD giảm khi tăng c / a,đặc biệt là với c / a >2. Mất mối nối gây ra bởi MFD không phù hợp được vẽ trongVả. 3.35 (b) như một chức năng của sự khác biệt chỉ số khúc xạ giữa Nlỗ và Nmạ

cho hai sợi lỗ hỗ trợ thu xếp lỗ khác nhau. Tương đối lớnmất được quan sát thấy ở Nlô ¼1 khi c / a ¼1.2. Do đó, vị trí của các lỗliên quan đến cốt lõi với rất quan trọng để đạt được giảm nối thấp và uốnthiệt hại. Tại một bán kính uốn thực tế của 10 mm và một sự mất mát nối dưới0,5 dB, việc bố trí lỗ (c / a) phải có ít nhất 2.

11810Sự khác biệt tương đối trong MFD (%)0Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangN= lỗ Nmạ (SMF)

Nlỗ = 1

Lỗ hỗ trơsơid= 0,4 a= 1550 nm 3c /4512(A)Mất mối nối gây ra bơi MFD không phù hơp (dB)Không khí (Nhole = 1)543210 = 0,4 a= 1550 nmNmạ

c / = 1.2c / = 2,00(B)Khúc xạ khác biệt giữa chỉ số Nlỗ và Nmạ

Hình 3.35 (A) Tính toán và thực nghiệm lĩnh vực chế độ đường kính không phù hợp như một chức năng củasắp xếp lỗ, (b) mất mối nối gây ra bởi MFD không phù hợp như một chức năng của chỉ số khúc xạsự khác biệt giữa Nlỗ và Nphủ. (Từ Tài liệu tham khảo [38])

Dây curl quang học (ví dụ từ công ty NTT [38-40] và Hitachi [40]) làbây giờ thương mại có sẵn với các tính năng mạnh mẽ chống lại nhiệt độ môi trường xung quanhthay đổi (từ A10 8C 40 8C), độ ẩm cao (lên đến 90%), áp suất vàtức thời kéo (ví dụ snagging). Ngoài ra, dây quang học curl là chống-hiểm để căng cơ khí và nhiệt độ có thể được tăng cường bởi bao bọc cáccốt lõi với một cường độ cao sợi aramid sức mạnh theo chiều dọc và nhựa nhiệt dẻođàn hồi áo khoác, như đề xuất trong [39].

PON Công nghệ lắp đặt trong nhà1193.3.2.3-Index được phân loại polymer quang cho chủ mạng Như đã thảo luận trong phái. 3.1, single-mode sợi silica thông thường đòi hỏixử lý chính xác và lắp đặt bởi nhân viên có tay nghề cao do nhỏ5 - 10 mm đường kính lõi. Một hứa hẹn cáp quang ứng cử viên để đạt được thấp -chi phí, dễ sử dụng, tuy nhiên tốc độ cao mạng tầm ngắn trong một môi trường gia đình làsợi quang chỉ số phân loại polymer (GI-POF) [41-46]. GI-POF cólõi lớn, điển hình là 0,5-1,0 mm, tạo điều kiện cho đơn giản cáp quang tới chất xơ và chất xơđể nguồn kết nối (do tiêm ánh sáng dễ dàng hơn tại nguồn), và do đó thấpphát chi phí và mối liên kết. Băng thông của một GI-POF, thườngkhoảng 2 GHz.km [43], là phụ thuộc vào hồ sơ cá nhân chỉ số khúc xạ trong lõiđược hình thành trong phôi của một quá trình trùng hợp bề-gel[44, 45]. Bằng cách kiểm soát các lõi-lớp phủ (chỉ số / bán kính) tỷ lệ trong phôithông qua quá trình trùng hợp bề-gel hoặc bằng cách kiểm soát các chất xơđường kính trong quá trình nhiệt vẽ, đường kính của lõi có thể đượcthay đổi. Hơn nữa, bằng cách thay đổi các thông số hóa học trong polymer-quá trình hóa, hồ sơ cá nhân chỉ số khúc xạ và khẩu độ số (NA) củaGI-POF có thể được thay đổi. Sự mất mát uốn của một GI-POF có thể được giảm một cách thích hợp may cácphân loại hồ sơ chỉ số, NA, và đường kính lõi [47]. Hình 3.36 (a) và (b) âm mưucác cấu chỉ số của ba GI-POFs với đường kính lõi khác nhau và NA, vàthiệt hại uốn tương ứng của họ như là một chức năng của bán kính uốn [47]. Kết quảchỉ ra rằng để giảm tổn thất uốn, đường kính lõi phải được thực hiệnnhỏ hơn nhưng Quốc hội phải được thực hiện cao hơn. Cụ thể hơn, hình. 3.37 lô cácđường kính và sự phụ thuộc NA cốt lõi của sự mất mát uốn cong ở bán kính uốn cong của5 mm. Sự mất mát uốn tăng theo cấp số nhân khi lõi có đường kính tăngngoài 150 - 200 mm hoặc khi Quốc hội giảm dưới 0,25. Với GI-POF thiết lập để-đường kính cốt lõi của 200 mm và NA 0,24, sự mất mát uốn là có hiệu quả 0 dBthậm chí dưới 5 mm Bán kính uốn, như thể hiện trong hình. 3.38 (a). Sự mất mát uốn đã được thực nghiệm xác nhận trong [47] để được gây ra bởi chế độkhớp nối từ uốn. Lần lượt, sức mạnh của chế độ khớp nối trước khi uốnảnh hưởng đến số lượng uốn mất mát, và mạnh mẽ hơn các chế độ khớp nốicao hơn sự mất mát uốn gây ra. Cường độ liên kết chế độ có thể được đánh giá bằngcông tác tuyên truyền hiệu số không đổi (Db) giữa các chế độ lân cận, mà là mộtchức năng của đường kính lõi và NA. Theo tính toán của Db, một tập hợp cácđường kính lõi và NA với cùng Db như của các sợi trong hình. 3.38 (a) làvẽ trong hình. 3.38 (b). Âm mưu cung cấp đường kính lõi và tối đatối thiểu NA ở các tỷ lệ khác nhau uốn để duy trì sự mất mát uốn thấphiệu quả 0 dB. Tính toán của Db do đó giá trị cho phép một nhân viên phùăn thiết kế các thông số ống dẫn sóng GI-POF để đạt được 0 dB mất uốn [47].Mặc dù sự mất mát uốn của GI-POF có thể dễ dàng giảm xuống 0 dB, liên tụccông việc là tập trung vào việc giảm sự suy giảm của GI-POF, đặc biệt là trong

1201.5041,502Chỉ số khúc xạ1.5001.4981,4961,4941,4921.4900Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangSơi 2:NA = 0,178,Sơi 3:NA = 0,154,Đường kính lõi = 500 Đường kính lõi = 500 Sơi 1:NA = 0,178,Đường kính lõi = 200

50(A)6.0100 150 200 250 300 350 Bán kính (mm)Sơi 3

5.0Uốn mất (dB)Sơi 2

4.03.02.01.00.0010 3020Bán kính uốn (mm)4050Sơi 1

(B)Hình 3.36 So sánh của ba GI-POFs với khác nhau đường kính lõi và khẩu độ số(NA): (a) hồ sơ chỉ số khúc xạ, và (b) uốn mất mát như một chức năng của bán kính. (Từ Tài liệu tham khảo [47])GI-POFs các loại polyme perfluorinated. Sự suy giảm báo cáo tốt nhất vẫn làvượt quá 25 dB / km ở 850 nm và 1300 nm bước sóng [48].3.4 Nguồn phát tín hiệu AT CƠ SỞ thuê bao3.4.1 Giới thiệu Trong khi phân chia bước sóng ghép mạng quang thụ động (WDM-PON)đang tích cực được phát triển để đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng tăng củangười dùng cuối trong một chi phí-hiệu quả và cách thức tương lai chứng minh, kiểm kê

Nguồn phát ở mặt bằng thuê bao1.01210.8Uốn mất (dB)NA = 0,2220.60.40.20.00100200300400500600(A)6.05.0Uốn mất (dB)4.03.02.01.00.0 0.10Đường kính lõi (mm)Đường kính lõi = 500 0.150.20NA0,250.300,35(B)Hình 3.37 (A) đường kính lõi và (b) Quốc hội mất phụ thuộc vào uốn bán kính 5 mm. (TừTài liệu tham khảo [47])nguồn phát sóng cụ thể và các chi phí liên quan đến việc oper-ation, quản trị, và quản lý của các bước sóng khác nhau, vẫn còn là mộtvấn đề lớn cần phải vượt qua trước khi triển khai thương mại-lan rộngtriển có thể đạt được. Điều này đặc biệt quan trọng tại các cơ sở thuê bao (tức là đấu nối)mà chi phí là nhạy cảm nhất. Trong đó tôn trọng, cấu hình đấu nối hiệu quảđang tích cực đang được nghiên cứu với hầu hết các đề xuất vẫn còn ở giai đoạn nghiên cứu. Chi phícấu hình đấu nối hiệu quả phần lớn có thể được phân loại thành ba nhóm:

1220.2Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangUốn mất (dB)0.10.0010(A)0.300.27 2030Bán kính uốn (mm)40505 mm uốn10 mm uốn0.24NA0.210.1815 mm uốn0.150100 200.300Đường kính lõi (mm)400500(B)Hình 3.38 (A) Uốn mất GI-POF có đường kính lõi ¼200 mm và NA ¼0,24;(B) các thông số tối ưu của ống dẫn sóng GI-POF để ngăn chặn sự mất mát uốn. (Từ Tài liệu tham khảo [47])(A) ONUs bước sóng cụ thể, (b) ONUs không màu, và (c) ONUs nguồn miễn phí,mà sẽ được mô tả trong các phần dưới đây.

3.4.2 Bước sóng-cụ thể ONUs3.4.2.1 Phân phối Phản hồi (DFB) và phân tán Bragg Phản xạ (DBR) Laser Một trong những yêu cầu quan trọng của nguồn phát trong một hệ thống WDM làcác bước sóng duy trì ổn định và cố định vào lưới WDM. Phím này

Nguồn phát ở mặt bằng thuê bao123Yêu cầu là để giảm thiểu crosstalks với các bước sóng khác và lây truyềnmất sion tại nút từ xa WDM, ví dụ Lưới ống dẫn sóng dàn trận (AWGs).Laser đa như FP-LDS bị nhóm vận tốc phân tán trong đómỗi chế độ lan truyền trong sợi ở một tốc độ khác nhau, hạn chế tốc độ bit-sản phẩm khoảng cách đến 10 (Gb / s)-km đặc biệt là ở vùng có bước sóng dài [49].Các sơ đồ của một chỉ số hướng dẫn FP-LD với một ống dẫn sóng sườn núicấu trúc được thể hiện trong hình. 3.39. Một khu vực hoạt động mỏng được kẹp giữa p-và loại n lớp toàn cho một bandgap năng lượng cao hơn, và một dòng bên ngoàitiêm là cần thiết để bơm laser trên ngưỡng phát xạ kích thích.Hơn nữa, khu vực hoạt động (tức là đạt được trung bình) được đặt bên trong một Fabry-Perotkhoang hình thành bởi hai khía cạnh của tia laser chẻ của nó mà hành động như gương [49]. TrongVả. 3.39, các bộ phận của p-type bán dẫn đã được khắc đi, để lại mộtdải hoặc sườn núi mà nhốt ánh sáng phát xạ tại chỗ có kích thước hình elip để khu vực đó.Là quang phổ thu được của laser bán dẫn thường là hàng chục Terahertz rộng,nhiều hơn một chế độ dọc của FP-LD sẽ kinh nghiệm đạt được, kết quảmột ánh sáng phát xạ có một số chế độ theo chiều dọc của khoang, như thể hiện trongcác hình chữ nhật của hình. 3.39. Chế độ chính là một trong đó trùng với hoặc gầnđỉnh cao đạt được, trong khi khoảng cách chế độ, Df , Là một chức năng của chỉ số nhóm, n,và chiều dài của khoang, L. Để so sánh, đơn mode laser như thông tin phản hồi phân bố (DFB) laservà phân phối Bragg phản xạ (DBR) laser là ứng cử viên thích hợp như ONUphát do tài sản của họ tốc độ cao trực tiếp điều chế [50]. Những laserđược thiết kế như vậy mà chế độ khoang khác nhau bị thiệt hại khoang khác nhau.Tiêm hiện tại (bơm)-InPInGaAsP (hoạt động) -InP ~ 300 LMặt cắt (gương)Cường độLasersản lượngKhoảng cách giữa các chế độc 2 ~ 10 nm(1250 GHz)Hình 3.39 Sơ đồ của một Fabry-Perot diode laser chỉ số hướng dẫn. Phổ quanghiển thị nhiều chế độ phát laser theo chiều dọc.

124Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangChế độ chính là một trong những bị mất ít nhất là đạt và vượtđiều kiện ngưỡng. Hình 3.40 cho thấy sơ đồ của một laser DFB.Nó tương tự như các FP-LD với một khu vực hoạt động mỏng kẹp giữa p- vàloại n lớp toàn cho một bandgap cao hơn. Tuy nhiên, không giống như FP-LD, cáccơ chế phản hồi trong một DFB được phân phối trên toàn chiều dài hộp bằngphương tiện của một nội bộ được xây dựng trong Bragg lưới. Lưới sắt gây ra một định kỳsự thay đổi của chỉ số chế độ đó dẫn đến các khớp nối của sóng trongvề phía trước và hướng tuyên truyền lạc hậu. Đối với laser DBR, các thông tin phản hồibằng Bragg nhiễu xạ là không liên tục trong suốt chiều dài củakhoang nhưng ở cả hai đầu của khoang. Trong cả hai loại tia laser, việc lựa chọn mộtchế độ đặc biệt (hoặc tương đương bước sóng cụ thể của ánh sáng phát xạ)phụ thuộc vào khoảng thời gian cách tử, chỉ số chế độ trung bình, và là người đầu tiên đặt hàng Braggnhiễu xạ [49]. Hình nhỏ của hình. 3.40 cho thấy một quang phổ quang học đặc trưng củaphát laser chế độ của tia laser DFB với hành vi chế độ đơn sắc ($ 1 MHzchiều rộng quang phổ). Những laser có hệ số nhiệt độ khoảng 0,1 nm/8C,và do đó yêu cầu kiểm soát nhiệt độ hoạt động và bước sóng phản hồigiám sát, ví dụ sử dụng etalons Fabry-Perot và bộ lọc Bragg, để đảm bảo rằngbước sóng phát xạ được duy trì ở các bước sóng được chỉ định của họ. Nàygóp phần tiêu thụ điện năng cao, cơ khí cồng kềnh, hệ thống phức tạp,và chi phí dưới dòng. Module DFB nhiệt du dương cũng có thể được sử dụng như ONUphát mặc dù với chi phí cao hơn, với mỗi mô-đun DFB du dươngsửa chữa điều chỉnh để phát ra ở một bước sóng khác nhau. Với thiết kế nhiệt thích hợp vàTiêm hiện tại (bơm)- InPInGaAsP (hoạt động) ARlớp phủ- InP Ghê tai(Gương phân phối) Mặt cắt(Không còn là gương)Cường độLasersản lượng1 MHz rộng đườngHình 3.40 Giản đồ của một tia laser phản hồi phân tán. Hiển thị quang phổ quang họctuyệt vời hành vi đơn mode.

Nguồn phát ở mặt bằng thuê bao125năng kiểm soát, mô-đun DFB du dương đã được chứng minh để điều chỉnh quatoàn bộ khu vực C-band trong khi duy trì sự ổn định bước sóng [51].3.4.2.2-dọc khoang bề mặt phát sáng Laser (VCSEL) Một bước sóng cụ thể thay thế đầy hứa hẹn để DFB và DBR laser làtia laser bề mặt phát ra dọc khoang (VCSEL). Do chiều dài khoang ngắn củathường 2-5 mm, VCSELs triển lãm tuyệt vời hành vi đơn mode trong đó ưu-giảm thiểu sự phân tán [52]. Hình 3.41 cho thấy sơ đồ của một VCSEL trong đónhiều lớp mỏng bán dẫn được trồng mọc ghép trên chất nền. Cáckhu vực hoạt động của VCSEL bao gồm một số giếng lượng tử có cát-wiched giữa hệ số phản xạ cao (> 99,5%) Gương DBR mà đến lượt mình làmlên của 10-50 cặp của các lớp bán dẫn có chiết suất khác nhau [53].Ánh sáng phát laser từ VCSEL được phát ra theo hướng thông thường đối với hoạt độnglớp máy bay và có một chùm tròn tạo điều kiện khớp nối hiệu quả vào mộtsingle-mode sợi. VCSELs có lợi thế chi phí cơ bản trên cổ truyềncạnh phát laser (ví dụ như DFB và DBR) vì chi phí thấp của họ nhà sản xuất chếing, đóng gói, xếp thẳng, và thử nghiệm [54]. VCSELs cũng có thể được sản xuất tại1-D và 2-D mảng để tối đa hóa mật độ gói và hiệu suất băng thông.Do khối lượng khoang của một VCSEL là nhỏ, nó thể hiện dòng ngưỡng thấp trongphạm vi phụ mA ở nhiệt độ phòng. Do đó, tiêu thụ điện năngthấp. VCSELs bước sóng dài (bước sóng 1310 nm và 1550 nm) đã quỷstrated để truyền trực tiếp điều chế dữ liệu 10 Gb / s trên một khoảng cách màso sánh với các mạng truy cập [55]. Tiếp tục giảm chi phí của việc sử dụng máy phát VCSEL trong ONUs, một WDM-PON chương trình khai thác mà việc sử dụng quang học tiêm-khóa (OIL) đãđề xuất để có khả năng đạt được hoạt động VCSEL làm mát [56]. Quang injec-tion-khóa cho phép các bước sóng VCSEL để được xuất hiện đó của chủlaser và lưới DWDM trong một phạm vi lệch hưởng nhất định. Cùng với hợpchìm nhiệt, bước sóng VCSEL bị khóa vào cảng AWG cụ thểđược cung cấp bởi CO [57]. Vì vậy, sử dụng VCSELs tiêm bị khóa như thượng nguồnKhu vực hoạt động0,25 mmHình 3.41 Sơ đồ của một laser bề mặt phát ra dọc khoang (VCSEL) với circu-lar chùm đầu ra.

126Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangphát triển các ONU khoan dung bước sóng và khả năng tương thích vớicác nhà cung cấp khác nhau và hệ thống lưới điện với DWDM hơi khác nhau. Quang injec-tion-khóa cũng đã được chứng minh là cải thiện hiệu suất tia laser bao gồm trongnhăn băng thông điều chế, và giảm chirp quang học, tiếng ồn laser, vàbiến dạng phi tuyến [58]. Hình 3.42 cho thấy sơ đồ của một WDM-PONthực hiện DẦU-VCSELs. Tại CO, chủ DFB laser, hoặc trực tiếp hoặcbên ngoài được điều chế với dữ liệu hạ lưu, được nhiệt độ điều chỉnh để phát racác bước sóng khác nhau trên lưới điện DWDM. Những bước sóng này là lần đầu tiên đaplexed và sau đó demultiplexed tại nút từ xa cho tiếp tân tại ONUs.Laser DFB truyền tín hiệu hạ lưu cũng phục vụ một chức năng thứ hai làlaser quang học tổng thể để VCSELs tiêm khóa ONU nô lệ vào WDMlưới điện. Tại mỗi ONU, một bộ chia quang chia quang điện của demulti-tín hiệu hạ lưu plexed để nuôi một bộ tiếp nhận hạ lưu và tiêm một khóanô lệ VCSEL. Các DẦU-VCSEL sau đó trực tiếp điều chế với dữ liệu thượng nguồnvà truyền dữ liệu trở lại CO Chương trình này do đó loại bỏ sự cần thiết phảicác nguồn bên ngoài quang tiêm khóa, bộ điều biến bên ngoài, và có khả năngổn định bước sóng mạch. Kết quả thử nghiệm sơ bộ từ một uni-hướng WDM-PON (xem hình. 3.42) cho thấy ưu đãi DẦU-VCSELquyền hạn phun thấp (<A20 dBm) và phản ứng mạnh mẽ chỉ cho người vận chuyểnbước sóng, và không phải là dữ liệu điều chế của tín hiệu hạ lưu [56]. Trong thực tế, hai chiều mạng quang học được nhiều ưa thích do giảmquản lý và tiết kiệm chi phí chất xơ. Tuy nhiên, với quang tiêm khóa, cácCODFB 1RX 111NMộtWG11, 2, ..., N1MộtWGĐấu nối 1DFBRX1, 2, ..., NNNĐấu nốiNNTín hiệu hạ lưutừ chủ DFB N Tín hiệu ngươc dòngtừ slave VCSEL NNăngsplitter Nhận chodữ liệu hạ lưu132NVCSEL NDữ liệu thương nguồnNHình 3.42 WDM-PON sử dụng điều chế trực tiếp DẦU-VCSELs như đấu nối các máy phát. Môinô lệ VCSEL, nằm ở ONU là tiêm bị khóa bởi tín hiệu hạ lưu điều chế xuyênqua đường từ một laser DFB chủ đặt tại CO (Từ Tài liệu tham khảo [56])

Nguồn phát ở mặt bằng thuê bao127chủ (hạ lưu) và nô lệ (thượng nguồn) bước sóng giống hệt nhau. Thượng nguồnthực hiện ở người nhận CO có thể được khả năng suy thoái của Rayleightán xạ gây ra tiếng ồn cường độ của DFB laser chủ [59]. Lãi képvấn đề là ánh sáng tổng thể là không CW nhưng được điều chế với dữ liệu hạ lưu.Một nghiên cứu được thực hiện trên đó 25 km hai chiều WDM-PON mà sử dụngDẦU-VCSELs như đấu nối các máy phát. Các hiệu ứng tán xạ ngược Rayleigh làphân tích bằng cách thay đổi các tín hiệu ngược dòng tham số để Rayleigh tán xạ ngượctỷ lệ (SRR) trong khi vẫn giữ tỷ lệ tuyệt chủng (ER) của hạ lưu vàtín hiệu ngược dòng liên tục. Hình 3.43 (a) cho thấy các phép đo BER củaLog (BER)SRR = 10,1 dBSRR = 12,1 dBSRR = 13,4 dBSRR = 16,1 dB(A)Log (BER)Quang điện nhận đươc (dBm)ER = 2.25 dBER = 2.81 dBER = 3.63 dBER = 4,3 dBER = 6.14 dB(B)Quang điện nhận đươc (dBm)Hình 3.43 Đường cong BER thượng nguồn cho các giá trị khác nhau (a) tín hiệu ngược dòng để Rayleightỷ lệ tán xạ ngược (SRR) với tỷ lệ tuyệt chủng hạ lưu liên tục (ER) ¼4,5 dB; (b)ER hạ lưu tại một SRR liên tục ¼13,4 dB.

128Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang2,5 Gb / s tín hiệu ngược dòng từ VCSEL quang tiêm khóa 2,5 Gb / stín hiệu hạ lưu cho các giá trị khác nhau của SRR. BER thượng nguồn làm giảm vớigiảm SRR, gây hình phạt điện và sàn lỗi. Kết quả cũng cho thấyrằng ảnh hưởng của Rayleigh tán xạ ngược có thể được giảm đáng kể để đạt đượctruyền lỗi (tại BER <10A9 ) Nếu SRR cao hơn 13,4 dB, mộtgiá trị dễ dàng đạt được trong một mạng thực tế. Duy trì SRR và thượng nguồnER 13,4 dB và 4,5 dB tương ứng, ER hạ lưu sau đó đã được thay đổi vớicác đường cong BER ngược dòng tương ứng với hình. 3.43 (b). Trong khi lỗitruyền đạt được trong mọi trường hợp, tăng ER hạ lưu làm thoái hóahiệu suất thượng nguồn. Trong trường hợp xấu nhất, sự gia tăng nguy cơ tuyệt chủng ở hạ lưutỷ lệ từ 2,25 dB đến 6.14 gánh chịu dB $ 3 dB suy thoái trên BER thượng nguồn. Hình 3.44 lô sức mạnh tối thiểu cần thiết để đạt được BER <10A9 như mộtchức năng của ER hạ lưu cho cả hai tín hiệu lên và xuống. Cácđường liền và dấu gạch ngang đại diện cho các phụ thuộc ER quang học tương đối của cả haitín hiệu thượng nguồn và hạ nguồn trong một mạng hai chiều và một chiềuback-to-back thiết lập (tức là không có Rayleigh tán xạ ngược hoặc hình phạt truyền),tương ứng. Kết quả cho thấy một hình phạt sức mạnh của <2 dB từ 25 km của truyềnvà Rayleigh tán xạ ngược, nhưng quan trọng hơn, một tuyến tính và nhỏ phụ thuộc-diện của các tín hiệu ngược dòng trên ER hạ lưu so với cao hội chợ-phụ thuộc nential của tín hiệu về phía hạ lưu hạ lưu ER [60]. Đối với hoạt động không màu, VCSELs du dương giống hệt nhau có thể được đặt tại mỗiĐấu nối. Du dương VCSELs với điều chỉnh liên tục trong các bước sóng 1530-1620-nmQuang điện min (dBm) để đạt đươc BER <101234567Thương nguồn một chiềuNhiều hướng hạ lưuHai chiều ngươc dòngHai chiều hạ lưuTỷ lệ tuyệt chủng của các tín hiệu hạ lưu (dB)Hình 3.44 Nhận được điện quang tại BER ¼10A9 như một chức năng tuyệt chủng hạ lưutỷ lệ. Rắn dòng: hai chiều 25 km truyền với các hiệu ứng tán xạ ngược Rayleigh. Dấu gạch ngangdòng: một chiều truyền back-to-back.

Nguồn phát ở mặt bằng thuê bao129chế độ đã được chứng minh [61]. Kể từ khi bước sóng phát xạ nô lệ VCSELthường phụ thuộc vào hiện thiên vị của nó hoặc nhiệt độ tản nhiệt, một'''' đào tạophiên có thể được yêu cầu để tìm ra khoảng bước sóng có thể khóa. Điều này có thể được thực hiệnvới sự hỗ trợ của một bảng nhìn lên, hoặc bằng cách hình thành một vòng phản hồi vớiđo của VCSEL nô lệ phản ánh quyền lực thông qua cảng 3 của quangtuần hoàn trong hình. 3.42 hoặc điện áp ngã ba của nó trong khi quét VCSEL nô lệbước sóng. Buổi tập cần phải được thực hiện một lần duy nhất khi đấu nối làbắt đầu lên hoặc không thường xuyên như tình hình trở nên cần thiết, tương tự như khởi động lạicủa một máy tính cá nhân.

3.4.3 không màu ONUs Các bước sóng phát xạ của thể loại này của ONUs là không đặc hiệu mặc dù nócó thể được chọn lọc xác định bởi các yếu tố bên ngoài như các thuộc tính lọccủa AWG trong nút từ xa hoặc bước sóng của một ánh sáng tiêm / seedingvào đấu nối. Sự linh hoạt này do đó cho phép chính xác cùng một màu ONUcấu hình được triển khai trên mạng, tạo thuận lợi cho sản xuất hàng loạt. Trongvăn học, tồn tại nhiều chương trình tạo thuận lợi cho các tính năng không màu trongONUs, và các chương trình cũng có thể được phân loại thành ba nhóm chínhmô tả dưới đây.3.4.3.1 không màu ONUs Dựa trên kỹ thuật quang phổ-slicing Các ONUs không màu trong thể loại này lợi ích từ việc phổ-cắtkỹ thuật để tạo ra các kênh bước sóng thượng nguồn duy nhất cho truyền tải.Trong kỹ thuật này, sự kết hợp của một nguồn băng thông rộng và các bộ lọc quang họckhai thác quang phổ cắt quang phổ của một nguồn quang băng thông rộng vàohẹp và các kênh truyền hình duy nhất cho truyền thượng nguồn. Sớm nhất ủng hộposals được thực hiện dựa trên một nguồn quang băng thông rộng tại mỗi ONUvới quang phổ-cắt xảy ra tại AWG trong nút từ xa [62-64]. Docắt quang phổ, chỉ có một dải hẹp của thái lát phổ nhận được tại COtừ mỗi đấu nối, mặc dù dữ liệu thượng nguồn được điều chế trên toàn bộphổ băng thông rộng. Hình 3.45 cho thấy sơ đồ của một WDM-PON với một đèn LED được thực hiện như là nguồn quang băng thông rộng trong mỗi ONU[62]. Đề xuất khác cho nguồn quang băng thông rộng tại đấu nối bao gồmLED superluminescent (SLED) [63, 64], và erbium pha tạp chất xơ khuếch đại(EDFA) như khuếch đại phát xạ tự phát (ASE) nguồn ánh sáng [65], vàđa FP-LDS [66]. Trong một số đề xuất khác, một nguồn băng thông rộng tập trung duy nhất là implemen-ted trong CO thay vì phân phối nguồn quang băng thông rộng trên

130Headend (HE) hoặcVăn phòng trung tâm (CO)MFLCông nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang10 kmNút từ xa (RN)1.3/1.5WDMDEMUXREC Đấu nốiSCM hoặc TDMLED1.3/1.5WDMREC1waveguidebộ định tuyến lưới(WGR)Hình 3.45 Sơ đồ của WDM-PON với băng thông rộng nguồn quang (LED) trong ONU.(Từ Tài liệu tham khảo [62])mạng, do đó làm giảm chi phí thành phần tại mỗi ONU [67]. Tương tự như vậy,quang phổ của nguồn quang băng thông rộng tập trung được cắt thành nhiềuhẹp và độc đáo kênh tại nút từ xa, với mỗi một phân phốihướng tới một đấu nối riêng biệt. Tại đấu nối, các quang phổ hẹp lát sóngbên ngoài là kênh chiều dài điều chế với các dữ liệu thượng nguồn sẽ được gửi trở lạicác CO Với tất cả các kỹ thuật quang phổ-slicing đề cập ở trên, chỉ có một hẹpmột phần của nguồn băng thông rộng được sử dụng một cách hiệu quả để vận chuyển dữ liệu. Kết quả là,việc truyền tải tốc độ bit và khoảng cách này được giới hạn bởi các quang phổ-cắt caomất mát, đó là tiếp tục phức tạp bởi các cường quốc khởi động thấp của đèn LED vàXe trượt tuyết. Người ta có thể tăng dải thông của AWG để giảm cắt quang phổthiệt hại, nhưng sẽ lần lượt gặp gỡ các vấn đề phân tán và sẽ hạn chế số lượngngười sử dụng hỗ trợ trong mạng. Một đề xuất gần đây hình. 3.46 mục tiêu tạikhắc phục các vấn đề quyền lực bằng cách sử dụng một supercontinuum băng thông rộng tập trungnguồn ánh sáng để đạt được truyền hai chiều 10 Gb / s trên 40 km khoảng cách[67]. Các supercontinuum băng thông rộng nguồn ánh sáng băng thông rộng tập trung xâysists của laser tích cực chế độ khóa, một EDFA, một bộ điều khiển phân cực, mộtsợi tinh thể quang tử phi tuyến, và C-band băng qua bộ lọc để hạn chếrộng phổ của supercontinuum với băng tần C sử dụng tàu sân thượng nguồn.Do đó, một supercontinuum C-band được phân phối hạ lưu và spec-trally cắt tại nút từ xa vào nhiều kênh thượng lưu mà sau đó đượcđiều chế với dữ liệu thượng nguồn của ONUs.

Nguồn phát ở mặt bằng thuê baoCOThương nguồn các tàu sân bayAMLLEDFAPCC-Band Bộ lọcDCF L-MUXPCF

131RN C-DEM UX

BLSLD1LD2LDNPD1PD2PDN

Đấu nốiPDHạ lưu các tàu sân bayWDMSMF 40 kmWDM L-DEM UXWDMWDMMod. C-DEM UXDCFEDFASMF 40 km C-MUX

Hình 3.46 Thiết lập thử nghiệm của WDM-PON với trung supercontinuum băng thông rộngnguồn sáng. (Từ Tài liệu tham khảo [67])3.4.3.2 quang học tiêm-bị khóa và bước sóng-hạt ONUs không màu3.4.3.2.1 ngoài tiêm-khóa và độ dài sóng Seeding Tốc độ điều chế trong cấu hình đấu nối không màu dựa trên diện rộngnguồn ban nhạc / đa được hạn chế do một số nguồn tiếng ồn vốn có nhưtiếng ồn phân vùng chế độ, tiếng ồn cường độ, và tự phát-tự phát tiếng ồn nhịp.Những ảnh hưởng trên sự gia tăng tín hiệu quang học như một chức năng của gần hơn và hẹp hơn-kênh băng thông [67, 68]. Ngoài ra, sử dụng một ánh sáng quang học bên ngoàitiêm vào một laser đa như một FP-LD có thể dẫn đến sự kích thích củachỉ có một chế độ ổn định cho điều chế tốc độ cao, với tất cả các chế độ khác hỗ-nhấn [69]. Tiêm quang học của laser đa (laser nô lệ) sử dụng bên ngoàinguồn quang (laser chủ) có thể khóa các bước sóng của các chế độ chính đócủa laser chủ, tạo điều kiện cho hoạt động không màu và làm mát mà không có tem-ổn định perature. Trong một WDM-PON, quang tiêm-khóa của FP-LDS đã được đề xuất đểchức năng như ổn định, không màu, và làm mát máy phát ONU [70-73]. Hầu hết cáccác đề án đề xuất khai thác sử dụng một nguồn quang băng thông rộng tập trungcó băng thông rộng phổ sản lượng quang phổ cắt tại nút từ xa đểcung cấp nhiều đèn tiêm tổng thể cho nhiều nô lệ FP-LDS. Ngoàitạo điều kiện phát không màu trong ONUs, tiêm khóa FP-LDS cũng cóđược đề xuất như máy phát không màu trong CO Một ví dụ được thể hiện trongVả. 3,47 với CO và đấu nối hai chiều (BiDi) thu được dựatrên tiêm khóa FP-LDS và photodiodes pin [72]. Các yêu cầu của một

132Văn phòng trung tâm (CO)1• • •Xuống BiDi TRx1Xuống BiDi TRx2Xuống BiDi TRx3Xuống BiDi TRx4CO1CO21CO3CO4Lênvòi nước

Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangLên BLSLênSLD LênBPFCách lyVOA1 3 dBcouplerXuống vòi nước SMF25 kmRN3RN4Lên BiDi TRX3Lên BiDi TRX4Xuống BLSXuốngSLDXuốngBPFThuê baoNút điều khiển từ xa (RN)RN1RN2• • •1Lên BiDi TRX1Lên BiDi TRX2• • •40CO AWG 40RN AWG

Hình 3.47 Sơ đồ hai chiều không màu (BiDi) thu phát dựa trên FP-LDStiêm bị khóa bởi ánh sáng quang phổ cắt lát từ một băng thông rộng siêu luminesent LED (SLED).(Từ Tài liệu tham khảo [72])photodiode trong một PON tương tự như trong bất kỳ mạng quang học: cao sensitiv-ity, tiếng ồn thấp, phản ứng nhanh, độ tin cậy cao, và cũng có hiệu quả chi phí [74]. TrongNgoài ra, hội nhập của nó trong một mạch chế độ chụp nhận, như đã thảo luận ở Chương. 4, làquan trọng để đảm bảo rằng các máy thu có khả năng xử lý gói tin của một rộngphạm vi hoạt động của quang điện (vì khoảng cách truyền dẫn), đặc biệt là trong mộtđiện-chia thời gian chia sẻ PON. Cho các mục đích chi phí, p-i-n diode tách sóng quang lànhiều ưa thích đặc biệt đối với việc thực hiện tại ONUs. Tuy nhiên, trận tuyết lởdiode tách sóng quang (APDs) đang được chấp nhận rộng rãi trong tốc độ cao Pons. Một chútHạn chế đến việc sử dụng của APD là cần thiết cho một nguồn điện áp cao đểcung cấp một điện áp phân cực ngược lại 20-40 V. Tuy nhiên, APD có nộităng hiện thông qua quá trình oxy hóa tác động, mà làm cho nó dung nạpcó thể chống lại tiếng ồn nhiệt, và do đó, rất phù hợp để sử dụng trong một unamp-lified và nhiệt môi trường tiếng ồn hạn chế như Pons. Đề cập trở lại hình. 3.47, tất cả các FP-LDS hoặc nằm ở CO hoặc ONUs làtiêm bị khóa bởi lát quang phổ có nguồn gốc từ quang băng thông rộngnguồn (BLSs) đặt tại CO Cả hai BLSs cho hạ lưu và thượng lưutiêm bao gồm một SLED và một bộ lọc dải thông quang học để hạn chế rộngphổ nhạc cho ban nhạc bước sóng mong muốn. Một ly được sử dụng để ngăn chặnthông tin phản hồi vào SLED. Hai ban nhạc riêng biệt, C và E þban nhạc, được phân bổcho truyền thượng nguồn và hạ nguồn, tương ứng. Những đặc biệtban nhạc là đủ xa để cho phép việc sử dụng các bộ lọc WDM với thông số kỹ thuật thư giãntại CO và ONUs, nhưng cũng đủ gần để lọc bước sóng chính xácbằng cách sử dụng (FSR) của AWGs athermal. Ánh sáng băng thông rộng của cả hai là BLSsđưa ra vào sợi trung chuyển qua một coupler 3 dB. Ánh sáng băng thông rộng để• • •

Nguồn phát ở mặt bằng thuê bao133tiêm khóa thu BiDi hạ lưu được quang phổ cắt bởi AWG tạiCO, trong khi đó đối với các máy thu phát BiDi thượng nguồn là quang phổ cắt bởiAWG tại RN. Là kết quả của tiêm quang bên ngoài, bước sóng của mỗiBiDi thu phát được xác định bởi bước sóng của quang phổ đến thái látánh sáng tiêm. Hình 3.48 (a) và (b) cho thấy quang phổ của hạ lưu và thượng lưuBLS và kết quả tiêm đèn quang phổ cắt đo ở đầu vào vàcổng đầu ra của RN và CO AWGs, tương ứng. Các phép đo đượcthực hiện mà không kết nối bất kỳ thu phát BiDi vào mạng. MôiGaussian AWG có 40 dải phổ (1535-1566 nm) trong băng tần C, và tương tự,40 dải phổ (1431-1460 nm) gần E þban nhạc. Những mất mát chèn đoĐiện (dB)(A)14001450150015501600Điện (dB)(B)14001450150015501600Hình 3.48 Quang phổ của ánh sáng tổng tiêm và tiêm đèn phổ-lát Meas-ured tại các cảng đầu vào và đầu ra của (a) nút từ xa AWG và (b) AWG văn phòng trung tâm.(Từ Tài liệu tham khảo [72])

134Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangcả hai AWGs là 3 dB. Giữa hai AWGs, các sai lệch dải thông làchỉ <0.02 nm và <0.01 nm trong C và E þban nhạc, tương ứng. Các nhẹsự khác biệt giữa hai nhóm là do các đặc điểm nội tại củaAWGs. Tuy nhiên, hình phạt phát sinh từ sai lệch nhỏ nàythực nghiệm đã được chứng minh là không đáng kể [72]. Thử nghiệm WDM-PON sử dụng như vậyphổ-lát tiêm khóa FP-LDS như đấu nối các máy phát đã được thực hiệndo Korea Telecom [75], với một số nhà cung cấp thiết bị băng thông rộng nhưFujitsu Mạng Truyền thông [76] và Corecass [77] phù hợp sau đây nhưng vớibộ khuếch đại bán dẫn quang phản chiếu (RSOA) là đấu nối không màumáy phát của sự lựa chọn. Trong cả hai loại máy phát đấu nối không màu, hiệu quảtiêm quang và bước sóng giống có thể được kiểm soát cẩn thận với chọn lọction của sự thiên vị bằng laser hiện tại, chỉ số điều chế, và sức mạnh tiêm quang. Tương tự như vậy, tiêm một ánh sáng giống bên ngoài vào một RSOA cho phépthế hệ của một tần số ổn định, cường độ thấp, pha tiếng ồn thấp chưa caonguồn năng lượng quang học. Các bước sóng phát xạ của một RSOA hạt sau đó củaánh sáng giống [78-81]. Một ví dụ về việc triển khai RSOAs bước sóng hạt giống số nhưmáy phát không màu trong một WDM-PON được hiển thị trong hình. 3.49. Tại CO, khôngánh sáng phân cực băng thông rộng từ một SLED hướng vào 10 km sợi nạpthông qua một coupler 3 dB. Các bước sóng hạ lưu và ánh sáng băng thông rộng (vì thếcác bước sóng thượng nguồn), nằm trên hai wavebands riêng biệt, L và C, tôn trọng-ively. Ánh sáng băng thông rộng là phổ thái lát bởi AWG tại nút điều khiển từ xavà được định hướng vào đấu nối sau khi di chuyển qua 10 km phân phốichất xơ. Tại đấu nối, một bộ lọc WDM thô được sử dụng để tách các hạ lưubước sóng (trong băng L) và ánh sáng quang phổ thái lát (trong C-band), vớiTx_1SLED10 km10 km3 dBTx_MUXMUX

RxRx_1RSOABSĐấu nốiANRx_OLTHình 3.49 Sơ đồ không màu phản chiếu khuếch đại quang học bán dẫn (RSOA)bước sóng hạt của ánh sáng quang phổ cắt lát từ một SLED băng thông rộng. (Từ Tài liệu tham khảo [81])

Nguồn phát ở mặt bằng thuê bao135sau hướng vào một RSOA. Sau đó các RSOA bước sóng hạt giống số có thể được trực tiếpđiều chế với dữ liệu ngược dòng sau đó được gửi trở lại thượng nguồn đến CO So với SOA trong đó có một cấu trúc ống dẫn sóng đi du lịch với haimặt phản chiếu thấp, một SOA phản chiếu có một khía cạnh phía trước được phủ mộtlớp phủ chống phản xạ-phản xạ rất thấp cho ánh sáng để nhập cảnh, xuất cảnh, và một phía saumặt được tráng phủ lớp phản xạ cao để phản chiếu ánh sáng đầu vào. Hình3.50 cho thấy một ví dụ về một indium phosphide dựa trên RSOA nguyên khối từCIPhotonics với một cấu trúc ống dẫn sóng đó là cong để ngăn chặn sự phản xạtừ các khía cạnh trước khi tạo điều kiện phản xạ khá cao từ các khía cạnh sau[82]. Tiến bộ đang được thực hiện cho các cấu trúc của RSOAs để tăng năng điều chỉnhtốc độ hóa bằng cách giảm ngã ba và parasitics điện dung với multiquantumcũng [83] và chấm công nghệ lượng tử [76]. Bước sóng hạt giống số RSOA cókhả năng đạt tốc độ truyền tải cao trên một khoảng cách dài hơntiêm khóa FP-LD do suất đầu ra cao và miễn dịch đối với chế độ của nótiếng ồn phân vùng [83]. Quan trọng hơn, khi hoạt động theo bão hòa tăngđiều kiện, RSOAs có một biên độ ép tài sản vốn có hỗ-nhấn tiếng ồn cường độ dư thừa của ánh sáng giống (tức là quang phổ cắt ASEánh sáng) [83].3.4.3.2.2 tự tiêm-Locked FP-LDS và tự gieo hạt phản quang SOA Gần đây, đề án trên cơ sở tự tiêm khóa FP-LDS và tự gieo hạtRSOAs đã được đề xuất trong [84, 85] để loại bỏ các yêu cầu về tập trungS4700 5,0 kV 7,3 mm 110 SE (U)500 Hình 3.50 Khối indium phosphide dựa trên RSOA có architec-ống dẫn sóng congture. (Từ Tài liệu tham khảo [82])

136Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangnguồn băng thông rộng tại Công ty TNHH Trong [84], tín hiệu ngược dòng từ mỗi FP-LD làphản xạ trở lại tại nút từ xa để khóa tiêm chính nó. Như hình. 3.51,các thông tin phản hồi được cung cấp bởi một sợi Bragg lưới (FBG) với bước sóng Braggtâm tại dải thông của ống dẫn sóng lưới cổng router. Nhiệt độhệ số FBG là giống như của ống dẫn sóng silica lướibộ định tuyến, và do đó các bước sóng Bragg sẽ luôn luôn theo dõi của ống dẫn sóngbộ định tuyến lưới cảng. Tự tiêm khóa FP-LD trực tiếp điều chế với mộtdc cân bằng giao diện mã hiệu đảo ngược để giảm tác động dữ liệu khuôn mẫu.Hơn nữa, một sự chậm trễ lưu thông quang học bao gồm một coupler 1:99 được thực hiệnở phía trước của FP-LD để loại bỏ các sự mạch lạc giữa ánh sáng phản xạ vàtự tiêm-khóa tín hiệu ngược dòng. Giống FP-LDS có thể được sử dụng ở tất cả cácONUs kể từ khi bước sóng truyền được xác định bởi FBG và sónghướng dẫn đặc điểm quang phổ cách tử router. Hình 3.52 cho thấy quangRN1SMF 10 kmOLT1WGRmFBGSMF 99 1Đấu nốiPCFP-LDPRBSGiao diện CMIHình 3.51 WDM-PON với tự tiêm khóa điốt laser Fabry-Perot (FP-LDS).(Từ Tài liệu tham khảo [81])0Quang điện (dBm)1520153015401550Bước sóng (nm)15601570Hình 3.52 Phổ quang học của tự tiêm khóa FP-LD. (Từ Tài liệu tham khảo [81])

Nguồn phát ở mặt bằng thuê bao137quang phổ của một FP-LD đã được tiêm bị khóa bằng cách riêng của nó phản ánh ánh sángbước sóng khác nhau (sử dụng một FBG du dương), thể hiện hoạt động không màu. Trong đề án RSOA tự gieo đề xuất trong [85], các RSOA tại mỗi ONUphát ra một quang phổ ASE theo hướng thượng nguồn mà sau đó được quang phổ thái látbởi AWG trong nút từ xa. Một phần của ánh sáng này được phản ánh trở lạiRSOA qua một con đường phản xạ bao gồm một coupler, một tuần hoàn quang học, và mộtbăng qua bộ lọc (BPF), như thể hiện trong sơ đồ của đề xuấtWDM-PON trong hình. 3.53. BPF đảm bảo rằng chỉ có một bước sóng cao điểmphản xạ trở lại để gieo hạt RSOA trong trường hợp phạm vi quang phổ tự do củaAWG là nhỏ hơn so với băng thông quang học của quang phổ ASE. BPF làcũng được sử dụng để phản chiếu ánh sáng quang phổ cắt của tất cả các ONUs, loại bỏ trực tiếptương ứng giữa các AWG và Nbộ lọc bước sóng tĩnh. Một quan trọngđiểm cần lưu ý là theo dõi nhiệt độ nghiêm ngặt giữa các AWG và BPFlà không cần thiết như FSR của AWG và dải thông của BPF sẽ luôn luôntrùng để mang lại một hạt giống bước sóng trên mỗi cổng đầu ra. Một khi tự gieo hạt cóđược thành lập, RSOA có thể được điều chế trực tiếp với dữ liệu thượng nguồn đểđược truyền đến OLT. RSOAs giống hệt nhau có thể được sử dụng ở tất cả các ONUs nhưgieo hạt và do đó truyền các bước sóng được chỉ định bởi của AWGđặc điểm quang phổ. Hành vi không màu được thể hiện trong hình. 3,54 màcho thấy quang phổ quang học chồng chéo của các kênh thượng nguồn tự hạt giống.Mỗi kênh của phổ chồng lên nhau được đo bằng cách sử dụng cùng một RSOAkết nối với một AWG cổng đầu vào khác nhau theo hướng thượng nguồn.

3.4.4 ONUs Nguồn miễn phí Dựa trên bước sóng Đề án tái sử dụng Trong thể loại này của ONUs, không có nguồn quang học được thực sự thực hiện tạiĐấu nối. Thay vào đó, các tàu sân bay quang từ CO để truyền hạ nguồnThiết bị đầu cuối đường quang (OLT) D1, U1 TX / RX 1

MộtWGXanút (RN)sơi trung chuyển2 13RX: thuTX: phátBPF: ban nhạc vươt qua filterBPFD: bước sóng hạ lưuU: bước sóng ngươc dòng

Ống dẫn sóng dàn trận lưới: AWGFSR: phạm vi quang phổ miễn phíMộtWGD1, U1

Đấu nối 1Phân chia sơiĐấu nốiWDMbộ lọcDHạ lưu RXURSOATXDWDMbộ lọcUD, UTX / RXThương nguồn RXThương nguồn dữ liệu

Hình 3.53 Sơ đồ của WDM-PON với tự gieo SOA phản chiếu. (TừTài liệu tham khảo [85])

138Quang điện (dBm)Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang1552 1553 1554 1555 1556 1557 1558 1559 1560 1561 1562 Bước sóng ngươc dòng (nm)Hình 3.54 Quang phổ chồng chéo 1,25 Gbps tự hạt giống số kênh thượng nguồn. (TừTài liệu tham khảo [85])tái sử dụng để truyền thượng nguồn. Như một chương trình tái sử dụng bước sóng để tạo điều kiệnONUs nguồn miễn phí lần đầu tiên được đề xuất và thực nghiệm đã chứng minh vào năm 1994trong kiến trúc RITE mạng (xem hình. 3.55) trong đó laser có thể điều chỉnh ở CObước qua một loạt các bước sóng trong thời gian cho mỗi bước sóng tương ứng-ing cho một đấu nối khác nhau [86]. Một nửa thời gian trong mỗi gói tin một cụ thểbước sóng được sử dụng để mang dữ liệu hạ lưu từ CO, trong khi vẫn còn-ing nửa là CW. Tại mỗi ONU, một bộ chia quang điện chia tương ứng-ing sức mạnh của các bước sóng hạ lưu vào hai con đường, một cho hạ lưuphát hiện dữ liệu và các khác để được remodulated bởi một bộ điều biến bên ngoài vớidữ liệu thượng nguồn, sau đó được đưa trở lại về phía CO Trong [86], cả haidữ liệu hạ lưu và thượng lưu được sóng mang con ghép vào các tàu sân bayVăn phòng trung tâm2T1Nút điều khiển từ xa1Quangmạngđơn vị RMODBộ định tuyếnR2Đấu nốiRMOD12Hình 3.55 RITE-net kiến trúc. Phần CW của mỗi gói hạ lưu là remodu-lated với dữ liệu thượng nguồn tại đơn vị mạng quang học. (Từ Tài liệu tham khảo [86])

Nguồn phát ở mặt bằng thuê bao139bước sóng cho phép chia sẻ hiệu quả của một máy thu CO mà không gói con-tention trong miền thời gian. Trong đề án tái sử dụng bước sóng được đề xuất trong [87, 88], CO có Nlaserliên tục truyền dữ liệu phía hạ lưu Nbước sóng để NONUs. Cáctín hiệu hạ lưu được mã hóa trong các định dạng cung cấp liên tục quang chủ ýdạng sinh như tần số quang học chuyển keying (FSK) định dạng [87] và trở lại đảo ngượcbằng không (I-RZ) [88]. Các định dạng cho phép remodulation của hạ lưutàu sân bay với dữ liệu ngược dòng trong biên độ chuyển dịch keying (ASK) định dạng (tức là cường độđiều chế) sử dụng một bộ điều biến cường độ bên ngoài vào đấu nối, do đó simpli-fying cấu hình đấu nối. Cường độ quang liên tục trên hạ lưucung cấp dịch vụ giảm thiểu những ảnh hưởng còn lại của dữ liệu hạ lưu trên thượng nguồndữ liệu điều biến cường độ. Đề án đề xuất trong [89] khai thác các lợi ích của mộttàu sân bay hạ lưu với cường độ quang học liên tục để quang tiêm khóakhông màu FP-LDS có thể được điều chế trực tiếp với dữ liệu nguồn. Cácđịnh dạng hạ lưu được sử dụng là khác biệt giữa giai đoạn chuyển keying (DPSK). Nàychương trình do đó loại bỏ sự cần thiết cho nguồn băng thông rộng tại CO như trái ngượcđể chương trình FP-LD không màu được mô tả trong phần trước [72]. Để so sánh, các đề xuất trong [90, 91] chọn để thực hiện hạ lưudữ liệu ở định dạng ASK tại một ER quang đủ thấp. Đề cập đến hình. 3,56, tạimỗi ONU, thay vì một bộ điều biến cường độ, một chất bán dẫn phản xạkhuếch đại quang học được hướng vào bão hòa được sử dụng để trực tiếp remodulateCORNONTsRSOAThuSML 1SơiCouplerRSOASML 2SMLRSOAThuSML: Single-mode bằng laserRSOA: bán dẫn phản quang khuếch đại quang họcHình 3.56 WDM-PON sử dụng phản chiếu các bộ khuếch đại bán dẫn quang học để khuếch đại vàbước sóng remodulate hạ lưu mang tín hiệu hạ lưu (ASK định dạng) cho thượng nguồntruyền. (Từ Tài liệu tham khảo [90])

...

...

...

...AWGAWGThuAWGThuNhận 1

140Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangbước sóng hạ lưu với dữ liệu ngược và tại một ER quang học cao.So với các chương trình sử dụng bộ điều biến cường độ bên ngoài, cũng RSOAcung cấp khuếch đại để bù đắp cho sự mất mát chuyến đi vòng quanh phát sinh do việctàu sân bay hạ lưu, do đó có khả năng tăng khoảng cách và phạm vimạng. Ngoài ra, khi lái xe vào bão hòa, ép biên độảnh hưởng của RSOA cho phép điều chế của tín hiệu hạ lưu đượcđàn áp [79]. Tầm quan trọng của sự đàn áp phụ thuộc rất nhiều vàoER của tín hiệu hạ lưu và cũng vào sức mạnh đầu vào tại RSOA [90].Có nghĩa là, nếu tín hiệu hạ lưu có ER cao và được đưa vào RSOA tại mộtđiện cao đầu vào, ER hạ lưu còn lại sẽ xuất hiện như những biến động trên'' 1'' cấp các dữ liệu ngược dòng qua quá trình remodulation, do đó de-phân loại hiệu suất thượng lưu tại Công ty TNHH Trong trường hợp này, các demultiplexer tạiCO có thể được lệch cộng hưởng tiêu cực để giảm ER hạ lưu còn lại vàcải thiện hiệu suất thượng nguồn [92]. Hình 3.57 cho thấy phổ quangcủa nguồn laser DFB hạ lưu tại CO, đó là trực tiếp điều chế với1,25 Gb / s dữ liệu NRZ. Phổ quang cho thấy đoạn nhiệt-chirp chiếm ưu thếđặc với hai đỉnh liên quan đến'' 1'' và'' 0'' cấp (12,1 GHzkhoảng cách) cho tỷ lệ tuyệt chủng của 6 dB. Đặc tính dải thông của một trongcác cổng đầu ra của một demultiplexer tiêu cực và lệch (À18.7 GHz từtần số trung tâm) được đặt trên quang phổ. Các demultiplexer do đóbộ lọc ra các thành phần quang phổ liên quan đến mức độ'''' 1, do đó làm giảm0Công suất đầu ra (dBm)Với điều chếNếu không có điều chế

01 cấpVà lệch DMUX dải thông160Mất chèn (dB)0 độ04080120 Tần số sai lệch so với 193,20 THz (GHz)Hình 3.57 Phổ quang học của đoạn nhiệt-líu lo nguồn laser DFB trực tiếp điều chế với1,25 Gbps tín hiệu NRZ. Chồng lên phổ là đặc tính dải thông của động tiêutively lệch cộng hưởng (À18.7 GHz) demultiplexer. (Từ Tài liệu tham khảo [92])

Tóm tắtTx / RX 1OLTFeeder sơiTx / RX N Hạ lưu dữ liệuRF (fs GHz)141Đấu nối 111Đấu nối NBaseband hạ lưu phát hiện

AWGAWGFBGHồ sơ tx của FBG123 .... LaserThương nguồnphát hiệnModRNModThương nguồn dữ liệuHình 3.58 Chương trình tái sử dụng bước sóng WDM-PON sử dụng sợi đa kênh Bragg lướiđể lọc ra các tàu sân bay hạ lưu cho remodulation với dữ liệu nguồn. (Từ Tài liệu tham khảo [93])sự khác biệt giữa năng lượng quang phổ'' 0'' và'' 1'' cấp của hạ lưutín hiệu, và cải thiện hiệu suất thượng nguồn. Đề án tái sử dụng bước sóng được đề xuất gần đây đã xem xét lại việc sử dụngsóng mang con để phân biệt giữa các tín hiệu hạ lưu và thượng lưu tạiĐấu nối, trong đó lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1994. Trong [93-95], dữ liệu ở định dạng ASK làsóng mang con ghép vào các tàu sân bay hạ lưu tại Công ty TNHH Tại mỗi ONU, mộtthụ động lọc notch quang học được sử dụng để lọc ra các tàu sân bay hạ lưu cho cơ sở-ban nhạc remodulation với dữ liệu nguồn. Chính xác cùng một notch quang thụ độngbộ lọc có thể được sử dụng ở tất cả các ONUs nếu nó được thực hiện bằng cách sử dụng sợi đa kênhBragg lưới (xem hình. 3,58) hoặc một giao thoa chậm trễ với kỳ sắc-đặc tính lọc. Ngoài ra, thay vì sử dụng một bộ lọc ở mỗi ONU, mộtchậm trễ giao thoa có thể được sử dụng tại nút từ xa đồng thời táchtất cả các hãng quang hạ lưu từ sóng mang con RF [95]. So với [86]yêu cầu sử dụng thiết bị điện tử RF bổ sung cho phục hồi dữ liệu trên RFsóng mang con, sử dụng bộ lọc quang thụ động để tách các sóng mang con RF từcác tàu sân bay cơ sở băng tần cho phép phát hiện cơ sở băng tần sử dụng thông thường cơ sở-thu băng [93].3.5 TÓM TẮT Môi trường truy cập mạng đặc biệt nhạy cảm với sự thay đổi trongvốn và chi phí hoạt động do đặc trưng chia sẻ chi phí thấp. Đểngày, công nghệ quang học đã được phát triển để giảm vốn tổng thểvà chi phí hoạt động cho mạng lưới, với mục tiêu đạt được dễ dàngcài đặt, quản lý, nâng cấp, thân thiện với khách hàng, độ tin cậy cao

142Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quangcũng như hiệu suất tốt. Một số trong những phát triển gần đây và đang diễn ra trongkhu vực nghiên cứu này đã được xem xét trong chương này. Hiện nay, hầu hếtmạng truy nhập quang được triển khai dựa trên các yếu tố trung tâm của một thụ độngsplitter điện tại nút từ xa để phát sóng thông tin cho tất cả các thuê bao.Công nghệ PLC đã được cải thiện đáng kể hiệu suất của quang điệnsplitter, cho phép kích thước nhỏ chip, độ tin cậy cao, và chi phí thấp cho mỗi cổng đượcđạt được. Khu vực mục tiêu của nghiên cứu là trong quá trình sản xuất củakhối mảng xơ và chip PLC, chủ yếu là để giảm tổn thất chèn quaxử lý giảm lỗ kết nối, và cải thiện các mảng xơ và táchtỷ lệ đồng nhất. Với công nghệ hiện nay, có thể đạt được tổn thất chèn dư thừasplitter PLC dựa trên là 1-1,5 dB trên sự mất mát chia lý thuyết lý tưởng vớimột nonuniformity của vòng 2 dB trong phạm vi quy định của điều hành sóngđộ dài từ 1250 nm đến 1625 nm. Nhu cầu ngày càng tăng về băng thông vượt ra ngoài đó được cung cấp bởikhả năng chia sẻ của các mạng truy nhập PON điện chia hiện tại, sẽ nhất thiết-sitate việc sử dụng WDM để cung cấp băng thông dành riêng cho các thuê bao. Mộtcông nghệ quang học quan trọng trong đó có một chi phí trực tiếp mang về việc triển khaicủa WDM-Pons là AWG athermal. Như đã thảo luận, hoạt động có athermalđạt được bằng cách sử dụng hai kỹ thuật, cụ thể là sự kết hợp của hướng dẫn mater-ials rằng triển lãm hệ số nhiệt quang âm tính với nhiệt độ ngược lạiphụ thuộc vào silica, và sự kết hợp của một đền bù-cơ độngsation tấm trong cấu trúc AWG. AWGs Athermal lên đến 40 kênh tại 100 /Khoảng cách kênh 200 GHz hiện nay thương mại có sẵn với nhiễu xuyên âm tốthiệu suất (<30 dB), phân cực phụ thuộc vào tổn thất thấp (<0,4 dB), và thấpmất chèn (<2,0 dB cho loại Gaussian dải thông, <4.5 dB cho loại bán căn hộdải thông), và nhiệt độ ổn định trong một phạm vi hoạt động rộng (<0,02 nmtừ 0 8C 60 8C). Sự phát triển của công nghệ quang học tại trang web cài đặt của Modem cócũng được nhanh chóng với việc giới thiệu các kết nối uốn cong và góc cạnh (chodễ dàng và nhanh chóng kết nối và ngắt kết nối), và khách hàng chịu trong nhàsợi quang học. Trong số các sợi quang mới là silica-cong-insensitivedựa trên sợi đơn mode với bán kính uốn 15 mm, dây curl quang dựatrên công nghệ cáp lỗ hỗ trợ và GI-POF. Với GI-POF, cácmất uốn đã được chứng minh dễ dàng giảm xuống 0 dB, mặc dù liên tụccông việc hiện đang tập trung vào việc giảm sự suy giảm quang học của nó mà vẫn còn trongvượt quá 25 dB / km tại bước sóng 850 nm và 1300 nm. Phát triển cho sợi trong nhà Instal-lations, những sợi mới cho phép khả năng làm hệ thống dây điện quang với linh hoạt vàkết nối đáng tin cậy, an toàn, và cài đặt sạch hơn với các phần cong cóít bị snagging vô tình của khách hàng. Sự gia tăng trong nghiên cứu của đấu nối các máy phát / cấu hình để giảm thiểu inven-chi phí thổ đã dẫn đến sự phát triển của ONUs không màu cho phép cho hàng loạtsản xuất và triển khai trên mạng. Các bước sóng phát xạ của

Tài liệu tham khảo143mỗi ONU không màu là không đặc hiệu và được xác định bởi các thuộc tính lọcAWG trong nút từ xa hoặc bước sóng của một ánh sáng tiêm / gieo hạt vàocác ONU. Trực tiếp điều chế nguồn quang băng thông rộng như đèn LED, trong đóđược quang phổ thái lát tại AWG trong nút từ xa, đã được đề xuất như mộthình thức ONUs không màu. Do tốc độ điều chế vốn đã thấp của cáccác giải pháp trước đó, giải pháp thay thế dựa trên tiêm khóa FP-LDS vàRSOAs bước sóng hạt giống đã được đề xuất. Các bước sóng phát xạ của mộttiêm khóa FP-LD hoặc một RSOA bước sóng hạt giống số theo nhiệm kỳ của hạt giốnging ánh sáng, có nguồn gốc từ một hẹp lát ánh sáng từ một băng thông rộngnguồn quang học nằm ở CO Gần đây hơn, các chương trình mà loại bỏ sự cần thiết phảinguồn băng thông rộng tập trung đã được đề xuất sử dụng tự tiêm-khóavà cấu hình tự gieo hạt mà thường sử dụng một thông tin phản hồi quang elem-ent trong nút từ xa. Mặt khác, cấu hình đấu nối nguồn miễn phí cóđược đề xuất để tái sử dụng các tàu sân bay hạ lưu quang gửi từ CO chođiều chế ngược dòng. Để giảm thiểu ảnh hưởng của điều chế hạ lưutrên các dữ liệu, các chương trình khác nhau thượng nguồn bao gồm cả việc áp dụng các modu-khác nhauđịnh dạng lation cho truyền hạ lưu và thượng lưu, cũng như việc sử dụngsóng mang con đã được đề xuất. Có thể hình dung rằng sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ quang học cho thụ độngmạng quang học sẽ tiếp tục tăng phía trước để đảm bảo chi phí cạnh tranhvới các công nghệ truy cập hiện tại. Đã có, những tiến bộ ở trên-men-khu vực nhắc tới đã góp phần đáng kể vào sự thành công và sự hấp thu rộng rãiquyền lực tách Pons, đặc biệt là ở các nước châu Á, với việc triển khai cácWDM-PON tương lai chứng minh làm theo trong tương lai gần.THAM KHẢO[1] K. Okamoto, mạch'' Planar Lightwave cho FTTH và GMPLS,'' trong Proc. của APOC Năm 2006, giấy 6351-28, Kwangju, Hàn Quốc. 03-ngày 07 tháng chín năm 2006.[2] I.-B. Sohn, M.-S. Lee, J.-Y. Chung'' Fabricatiom của tách quang thụ động và liên kết kỹ thuật bằng tia laser femto giây,'' IEEE PTL, vol.17, số 11, pp2349-2351, tháng Mười năm 2005.[3] E. Edmon, K.G. McCammon, R. Estes, J. Lorentzen,'' Chương 2: băng thông rộng của ngày hôm nay công nghệ truy cập sợi và cân nhắc triển khai tại SBC,'' Truy cập băng thông rộng quang học và FTTH, ed. Chin-Lớn Lin, Chap. 3, p17, (John Wiley & Sons, 2006).[4] Liên minh quang Products, Inc, PLC Splitter bảng dữ liệu, có sẵn từ http:// www.afop.com / pdf / Couplers, 20WDMs%,% 20Splitters/PLC% 20Splitter% 20Premium.pdf[5] R. Gritters, H. Taguchi, và A. Geraci,'' bình Chen Loss PLC Splitters để nâng cao PON hiệu suất,'' trắng giấy từ Seikoh Gaiken Hoa Kỳ, sản phẩm sợi quang tin tức http:// www.fpnmag.com/scripts/ShowPR.asp?PUBCODE ¼025 & ACCT ¼0004717 & PHÁT HÀNH ¼ 0312 & RELTYPE ¼PR & PRODCODE ¼0000 & PRODLETT ¼Một[6] K.A. McGreer, H. Zu, C. Hồ, N. Kheraj, Q. Zhu, M. Stiller, và J. Lâm,'' Planar LightWave mạch cho các ứng dụng PON'' Proc. của OFC, giấy NWD4, Tháng Ba, năm 2006.

144Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang [7] M.K. Smit,'' Tiến bộ trong thiết kế và công nghệ AWG'' Proc. năm 2005 IEEE IEEE / Sư Tử Hội thảo về sợi quang và Passive Components, pp26-31, Tháng Sáu, năm 2005. [8] M.K. Smit,'' mới tập trung và thành phần planr phân tán dựa trên quang học theo từng giai đoạn mảng'' Đắc cử. Lett., Vol.24, số 7, pp385-386, Tháng Ba, năm 1988. [9] H. Takahashi, S. Suzuki, K. Kato, và I. Nishi,'' Trận tuyến được dàn-ống dẫn sóng lưới cho sóng phân chia chiều dài đa / demultiplexer với độ phân giải nanomet,'' Đắc cử. Lett., vol.26, số 2, pp87-88, tháng một, năm 1990.[10] C. Dragone,'' Một kênh quang NxN sử dụng một sắp xếp phẳng của hai ngôi sao cuộc đảo chính- lers'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.3, số 9, pp812-815, Tháng Chín, năm 1991.[11] Y. Barbarin, X.J.M. Leijtens, E.A.J.M. Bente, C.M. Louzao, J.R. Kooiman, và M.K., Smit,'' demultiplexer AWG có kích thước nhỏ chế tạo trên InP bằng cách sử dụng một đôi etch Quá trình'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.16, số 11, pp2478-2480, tháng Mười năm 2004.[12] A. Kaneko, T. Goh, H. Yamada, T. Tanaka, và L. Ogawa,'' Thiết kế và các ứng dụng của mạch phẳng LightWave silica,'' IEEE Tạp chí chủ đề được lựa chọn trong Quantum Elec- tronics, vol.5, số 5, pp1227-1236, Tháng Chín / Tháng Mười 1999.[13] Y. Inoue, A. Himeno, K. Moriwaki, và M. Kawachi,'' Silica dựa trên dàn trận-ống dẫn sóng mạch lưới splitter như quang học / router,'' Đắc cử. Lett., vol.31, số 9, pp726-727, April 27, 1995.[14] Y.P. Li, L.G. Cohen, C.H. Henry, E.J. Laskowski, và M.A. Cappuzzo,'' diễn và áp dụng một khối Hai Pons-In-One thiết bị,'' truyền thông quang học, 1996. ECOC 96. Hội nghị thứ 22 châu Âu trên, vol.2, pp123-126, ngày 15-ngày 19 tháng 9, năm 1996.[15] Y. Inoue, A. Kaneko, F. Hanaw, H. Takahashi, K. Hattori, và S. Sumida,'' Athermal silica dàn trận-ống dẫn sóng lưới (AWG) đa'', Proc. của 11 quốc tế Hội nghị Quang học tích hợp và quang Fibre Truyền thông, và 23 châu Âu Hội nghị Truyền thông quang học, vol.5, pp33-36, tháng 9 năm 1997.[16] Y. Inoue,'' Athermal silica dàn trận-ống dẫn sóng lưới (AWG) đa'' Đắc cử. Lett., vol.33, số 23, pp1945-1947, Tháng Mười Một, 1997.[17] A. Kaneko, S. Kamei, Y. Inoue, H. Takahashi, và A. Sugita,'' Athermal silica dàn trận-ống dẫn sóng lưới (AWG) đa / Demultiplexers với thiết kế mới mất rãnh thấp'' Đắc cử. Lett., vol.36, số 4, pp318-319, tháng 2 năm 2000.[18] Y. Inoue, Y. Ohmori, M. Kawachi, S. Ando, T., Sawada., Và H. Takahashi,'' phân cực chế độ chuyển đổi với polyimide nửa waveplate trong PLC silica,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.6, số 5, pp626-628, tháng, năm 1994.[19] K. Maru, Y. Abe, M. Ito, H. Ishikawa, S. Himi, H. Uetsuka, và T. Mizumoto, '' 2,5%-D athermal silica dàn trận ống dẫn sóng lưới sử dụng tại chỗ kích thước con- bộ biến đổi dựa trên lõi phân đoạn,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.17, số 11, pp2325- 2327, tháng Mười năm 2005.[20] K. Maru, K. Matsui, H. Ishikawa, Y. Abe, S. Kashimura, S. Himi, và H. Uetsuka, '' Super-cao-D athermal ống dẫn sóng dàn trận lưới với hào nhựa chứa đầy trong sàn khu vực'' Đắc cử. Lett., vol.40, số 6, pp374-375, tháng 3 năm 2004.[21] S. Kamei, K. Iemura, A. Kaneko, Y. Inoue, T. Shibata, H. Takahashi, và A. Sugita, '' 1,5%-D athermal dàn trận-ống dẫn sóng lưới đa / demultiplexer với sự mất mát rất thấp thiết kế rãnh, vol.17, số 3, pp588-590, tháng 3 năm 2005.[22] D. Kim, Y. Han, J. Shin, S. Park, Y. Park, H. Sung, Lee S., và Y. Lee,'' ngăn chặn các nhiệt độ và sự phân cực phụ thuộc bởi overcladding polymer trong AWG silica đa,'' quang Truyền thông Hội nghị, năm 2003. OFC 2003 vol.1, pp61-62, 23-ngày 28 Tháng Ba, 2003.[23] N. Keil, hộ gia đình Yao, C. Zawadzki, J. Bauer, M. Bauer, C. Dreyer, và J. Schneider, '' Athermal tất cả-polymer dàn trận-ống dẫn sóng đa lưới'' Đắc cử. Lett., vol.37, 9, pp579-580, ngày 26 tháng 4 năm 2001.

Tài liệu tham khảo145[24] J. Hasegawa, và K. Nara,'' mất mát thấp (/ SPL sim/1.4 dB) 200 GHz-16ch athermal AWG mô-đun nhỏ gọn cho tàu điện ngầm / truy cập mạng, Hội nghị Truyền thông'' quang, 2005. Digest kỹ thuật. OFC / NFOEC vol.2, p3, 06-ngày 11 Tháng 3, 2005.[25] L. Leick, M. Boulanger, J.G. Nielsen, H. Imam, và J. Ingenhoff'' AWGs Athermal cho không màu WDM-PON với A40 8C để þ70 8C và hoạt động dưới nước,'' Proc. của OFC, PDP31 Postdeadline giấy, Tháng Ba, năm 2006.[26] N. Ooba, Y. Hibino, Y. Inoue, và A. Sugita,'' Athermal silica dàn trận-ống dẫn sóng lưới đa sử dụng tấm lưỡng kim nhiệt độ bù'' Đắc cử. Lett., vol.36, số 21, pp1800-1801, tháng 10 năm 2000.[27] NEL, trang web NTT Công ty Điện tử: http://www.nel-world.com/products/ lượng tử ánh sáng / ather_awg.html[28] trang web Furukawa Electric Co, Ltd: http://www.fitel.com/news/060301.htm[29] Hitachi Cable, Ltd http://www.hitachi-cable.co.jp/en/product/news/20020320.html[30] Website Công ty NeoPhotonics: http://www.neophotonics.com/products/ nei.php? proid ¼42[31] Website Công ty Gemfire: http://www.gemfirecorp.com/Resources/ATHERMAL% 2003 2005_output.pdf[32] H. Hayashida, M. Yasunaga, T. Ema, K. Nakazawa, Y. Hoshino, H. Tanaka, và Y. Oda, '' Giảm chi phí cho lần đầu tiên một dặm đường FTTH,'' Proc. của OFC, WP2 giấy, tháng 3 năm 2005.[33] H. Shinohara, mở rộng băng thông rộng tại Nhật Bản'''' Proc. của OFC, Plenery Talk, tháng 3 năm 2005.[34]'' kết nối trong mạng FTTH,'' giấy trắng, có sẵn từ www.adc.com/Library/ Literature/103178AE.pdf[35] SC Zimmel'' PON triển khai các góc đánh bóng kết nối,'' giấy trắng, có sẵn từ http://www.adc.com/Library/Literature/1326454.pdf[36] StockerYale, Bend Insensitive sợi BIF1550-L2, BIF-RC-1550-L2, Bảng dữ liệu có sẵn từ http://www.stockeryale.com/o/fiber/products/bif-1550-l2_bif-rc-1550-l2.pdf[37] H. Sakabe, H. Ishikawa, Y. Tanji, M. Terasawa, M. Itou, và T. Ueda,'' Thực hiện Uốn cong nhạy cảm sợi chế độ đơn và ứng dụng của nó vào các mạng truy nhập quang,'' SEI Đánh giá kỹ thuật, No.59, pp32-36, tháng 1 năm 2005.[38] K. Nakajima, K. Hogari, J. Zhou, K. Tajima, và I. Sankawa'' thiết kế sợi Hole-có hỗ trợ thiệt hại uốn nhỏ và nối'' IEEE Phot. Technol. Lett, vol.15, số 12, pp1737-1739, Tháng 12 năm 2003.[39] K. Hiramatsu, S. Tomita, T. Kurashima, và E. Araki,'' dây cáp quang curl linh hoạt,'' Xem xét NTT kỹ thuật, vol.2, số 5, pp57-61, tháng Năm, 2005.[40] A. Fujioka, K. Osono, Y. Endo, và H. Akahoshi,'' Vật liệu chính cho điện tử Thông tin du lịch- tin và Truyền thông Thiết bị'' Hitachi Review, vol.55, no.1, pp21-25, 2006, có sẵn từ http://www.hitachi.com/ICSFiles/afieldfile/2006/04/25/r2006_01_101.pdf[41] Y. Koike, E. Nihei, và T. Ishigure'', băng thông cao (2 GHz km) lõi lớn (0,5-1,0 mm) Cáp quang GI polymer'' Laser và Hội nghị thường niên Electro-Optics Xã hội, năm 1993. Sư Tử '93 Kỷ yếu Hội nghị. IEEE, pp349-350, 15-ngày 18 Tháng 11, năm 1993.[42] Y. Koike, và E. Nihei, sợi quang'' Polymer,'' quang Truyền thông, năm 1996. OFC '96, pp59-60, 25 tháng 2-tháng ba 1, năm 1996.[43] Y. Koike, T. Ishigure, và E. Nihei,'' cao băng thông được phân loại chỉ số polymer quang chất xơ,'' J. Lightwave Technol., Vol.13., pp1475-1489, tháng Bảy, 1995.[44] T. Ishigure, A. Horibe, E. Nihei, và Y. Koike,'' cao băng thông, độ mở ống kính cao số phân loại chỉ số sợi quang polymer'' J. Lightwave Technol., Vol.13, số 8, pp1686-1691, Tháng Tám, năm 1995.[45] T. Ishigure, M. Satoh, O. Takanashi, E. Nihei, T. Nyu, S. Yamazaki, và Y. Koike, '' Sự hình thành hồ sơ cá nhân chỉ số khúc xạ trong phân loại chỉ số polymer sợi quang cho truyền dữ liệu gigabit,'' J. Lightwave Technol., vol.15., pp2095-2100, tháng Mười năm 1997.

146Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang[46] Y. Watanabe, Y. Takano, T. Tsukamoto, Y. Matsuyama, Y. Hioki, và T. Hisano,'' The hệ thống dây quang học mới cho mạng LAN trong cơ sở và khu dân cư sử dụng perfluorinated GI-POF,'' Hội nghị truyền thông sợi quang và triển lãm năm 2002. OFC 2002 pp629-630, 17-ngày 22 Tháng 3, 2002.[47] K. Makino, T. Ishigure, và Y. Koike,'' Waveguide thiết kế tham số của chỉ số xếp loại POFs uốn giảm thất thoát,'' J. Lightwave Technol., Vol.24, số 5, pp2106-2114, tháng 2005.[48] WR trắng, LL, Jr Blyler, R. Ratnagiri, và M. Park,'' Sản xuất perfluorinated sợi quang nhựa, Hội nghị Truyền thông'' quang năm 2004. OFC năm 2004, giấy THI1.[49] G.P. Agrawal, bán dẫn laser và khuếch đại từ Lightwave Công nghệ: Com- ponents và thiết bị, Chap. 5, p179 (Wiley-Interscience, 2004).[50] U. Troppenz, J. Kreissl, W. Rehbein, C. Bornholdt, T. Gaertner, M. Radziunas, A. Glitzky, U. Bandelow, và M. WOLFRUM'', điều chế trực tiếp InGaAsP Phản hồi 40 Gb / s thụ động DFB Laser,'' Proc. của ECOC, Postdeadline Giấy Th4.5.5 năm 2006.[51] Furukawa Electric Co, Ltd, Full C-band nhiệt du dương DFB mô-đun laser với màn hình bước sóng tích hợp, có sẵn từ http://www.furukawa.co.jp/fitel/eng/active/ pdf/Cooled/OD-YAH46001C.pdf., Tháng 12 năm 2004.[52] C. Chang-Hasnain,'' Tiến bộ và triển vọng của bước sóng dài VCSELSs'' IEEE Opt. Commun. Mag., vol.41, ppS30-S32, 2003.[53] VERTILAS GmbH,'' Giới thiệu về VCSELs,'' có sẵn từ http://www.vertilas.com/ technologie_einfuhrung.php[54] VERTILAS GmbH,'' VCSELs cho các ứng dụng dữ liệu / Viễn thông,'' có sẵn từ http://www.vertilas.com/produkte_daten_.php[55] W. Hofmann, G. Gohm, M. Ortsiefer, E. Wong, và MC Amann,'' làm mát tốc độ cao 1,55 um VCSELs cho CWDM mạng truy nhập,'' Hội nghị châu Âu IEE trên quang Thông tin liên lạc (ECOC), postdeadline giấy Th4.5.4, Cannes, Pháp, tháng 9 năm 2006.[56] E. Wong, X. Zhao, CJ Chang-Hasnain, W. Hofmann, và MC Amann,'' quang học Tiêm-Locked 1,55 um VCSEL như truyền thượng nguồn trong WDM-Pons,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.18 (22), pp2377-2373, tháng Mười năm 2006.[57] L. Chrostowski, C. Chang, và CJ Chang-Hasnain,'' làm mát tiêm bị khóa 01:55 mm VCSELs du dương như DWDM phát,'' trong Proc. Cáp quang truyền thông trao- nghiệm, vol.2, pp753-754, tháng 3 năm 2003.[58] L. Chrostowski, X. Zhao, và CJ Chang-Hasnain'', hiệu suất của lò vi sóng quang học VCSELs tiêm bị khóa,'' IEEE Trans. Lò vi sóng. Lý thuyết công nghệ cao., Số đặc biệt về Lò vi sóng Photonics, vol.54, pp788-795, tháng 2 năm 2006.[59] W.S. Jang, H.C. Kwon, và S.K. Han'', ngăn chặn các Rayleigh tán xạ ngược trong một hai chiều WDM liên kết quang học sử dụng cắt bớt điều chế trực tiếp,'' IEE Proc. Optoelectron., 151 (4), pp219-222, 2004.[60] E. Wong, X. Zhao, CJ Chang-Hasnain, W. Hofmann, và MC Amann,'' tuyệt chủng tỷ lệ phụ thuộc của 1,55 um VCSELs tiêm bị khóa bởi các tín hiệu hạ lưu trong một WDM- PON'' Proc. trong ECOC, giấy We3.P.161, Cannes, Pháp, tháng 9 năm 2006.[61] W. Yuen, G.S. Li, R.F. Nabiev, M. Jansen, D. Davis, và CJ Chang-Hasnain,'' điện- đồng minh-bơm trực tiếp điều chế VCSEL du dương cho các ứng dụng DWDM tàu điện ngầm,'' GaAs Hội nghị chuyên đề công nghệ vi mạch. Đào., pp51-52, tháng 10 năm 2001.[62] M. Zirngibl, C.H. Joyner, L.W. Stulz, C. Dragone, H.M. Presby, và I.P. Kaminow, '' LARnet, một mạng lưới truy cập router địa phương,'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.7, số 2, pp215-217, tháng Hai năm 1995.[63] K.-Y. Liou, U. Koren, EC Burrows, JL Zyskind, K. Dreyer,'' Một hệ thống truy cập WDM kiến trúc dựa trên cắt quang phổ của một đèn LED khuếch đại và mạch trễ ghép và

Tài liệu tham khảo147[64][65][66][67][68][69][70][71][72][73][74][75][76][77][78]mã hóa của tám kênh bước sóng cho 64 thuê bao,'' IEEE Phot. Technol. Lett.,vol.9, số 4, pp517-519, tháng 4 năm 1997.S.S. Wagner, và T.E. Chapuran'', băng thông rộng mật độ cao truyền dẫn WDM sử dụngđiốt superluminescent'' Đắc cử. Lett., vol.26, số 11, pp696-697, May 24, 1990.W.T. Holloway, A.J. Keating, và D.D. Sampson, nguồn'' nhiều bước sóng cho phổ-truy cập mạng WDM thái lát và LAN,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.9, số 7,pp1014-1016, tháng Bảy năm 1997.S.L. Woodward, TL Iannone, K.C. Reichmann, và NJ Frigo,'' A PON quang phổ thái látsử dụng Fabry-Perot laser,'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.10, số 9, pp1337-1339,Tháng 9 năm 1998.Bo Zhang, Chinlon Lin, Li Huo, Zhaoxin Wang, và Chun-Kit Chan,'' A đơn giản caotốc độ WDM PON sử dụng một nguồn sáng supercontinuum băng thông rộng tập trung chokhông màu ONUs, Hội nghị Truyền thông'' quang năm 2006 và quốc gia 2006Sợi quang kỹ sư Hội nghị, p3, 05-ngày 10 tháng 3 năm 2006.C.F. Lam, MD Feuer, và NJ Frigo,'' hiệu suất của pin và APD thu trong caotốc độ WDM hệ thống truyền tải dữ liệu sử dụng quang phổ phát xạ tự phát cắt látnguồn'' Đắc cử. Lett., vol.36, no.18, pp1572-1574, ngày 31 Tháng Tám 2000.H. Sanjoh, H. Yasaka, Y. Sakai, K. Sato, H. Ishii, và Y. Yoshikuni,'' nhiều bước sóngnguồn ánh sáng với khoảng cách tần số chính xác bằng cách sử dụng laser bán dẫn chế độ khóa vàmột ống dẫn sóng dàn trận lưới lọc,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.9, số 6, pp818-820,Tháng 6 năm 1997.H.D. Kim, S.G. Kang, và C.H. Lee'' Một nguồn WDM chi phí thấp với một ASE tiêmLaser bán dẫn Fabry-Perot,'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.12, pp1067-1069, tháng tám2000.D.J. Shin, D.K. Jung, J.K. Lee, J.H. Lee, Y.H. Choi, Y.C. Bang, H.S. Shin, J. Lee, S.T.Hwang, và YJ Oh,'' 155 Mbit / s truyền dẫn sử dụng ASE phun Fabry-Perot tia laserdiode trong WDM-PON trên phạm vi nhiệt độ 708C,'' IEE trúng tuyển. Lett., vol.39,pp1331-1332, 2003.D.J. Shin, Y.C. Keh, J.W. Kwon, E.H. Lee, J.K. Lee, M.K. Công viên, J.W. Công viên, K.Y.Oh,S.W. Kim, I.K. Yun, H.C. Shin, D. Heo, J.S. Lee, H.S. Shin, H.S. Kim, S.B. Công viên, D.K.Jung, S. Hwang, YJ Oh, DH Jang, và CS Shim,'' chi phí thấp WDM-PON vớithu phát hai chiều không màu,'' J. Lightwave Technol., Vol.24, pp158-165, tháng 1 năm 2006.Soo-Jin Park, Chang-Hee Lee, Ki-Tae Jeong, Hyung-Jin Park, Jeong-Gyun Ahn, và Kil-Hồ Sông'' Fiber-to-the-nhà dịch vụ dựa trên bước sóng phân chia-ghép kênh thụ độngmạng quang học,'' J. Lightwave Technol., Vol.22, số 11, pp2582-2591, tháng 11 năm 2004.G.P. Agrawal, Chương 7 nhận quang từ Công nghệ sóng ánh sáng: Linh kiện vàThiết bị, Chap. 7, p253 (Wiley-Interscience, 2004).G.Y. Kim, J. Seo, M.J. Kang, S.B. Koh, H.K. Seo, S.T. Lee, S.G. Jong, và Jeong Ki-Tae,'' FTTH thử nghiệm thực địa của khóa phun dựa trên hệ thống WDM-PON'' Proc. của SPIE, vol. 6354,2006.Meghan Fuller, Lightwave Tháng Mười, 2006. '' SOA vẫn đang chờ cơ hội lớn'', có sẵn từhttp://lw.pennnet.com/display_article/275513/13/ARTCL/none/none/SOAs_stiCorecess, Inc'' Corecess Intros DWDM-PON'', ngày 13 tháng 9 năm 2006, có sẵn từ http://www.lightreading.com / document.asp? DOC_ID ¼ 103.644, http://www.corecess.com/eng/main.aspS.-B. Công viên, D.K. Jung, D.J. Shin, H.S. Shin, I.K. Yun, J.S. Lee, Y.K. Oh, và Y.J. Oh,'' Trình diễn của WDM-PON với khoảng cách 50 kênh GHz sử dụng phổ-látphản chiếu các bộ khuếch đại bán dẫn quang học,'' Đắc cử. Lett., vol.42, no.20, pp1172-1173,Ngày 28 tháng 9 năm 2006.

148Công nghệ quang học trong thụ động truy cập mạng quang[79] P. Healey, P. Townsend, C. Ford, L. Johnston, P. Townley, I. Lealman, L. Rivers, S. Perrin, và R. Moore,'' phổ cắt WDM-PON sử dụng bước sóng hạt giống số phản xạ SOA,'' IEE trúng tuyển. Lett., vol.37, pp1181-1182, 2001.[80] S.H. Shin, O.K. Jung, D.J. Shin, S.B. Công viên, J.S. Lee, L.K. Yun, S.W. Kim, Y.H. Oh, và CS Shim,'' 16 / SPL lần / 1,25 Gbit / s WDM-PON dựa trên ASE tiêm R-SOA trong 60 / Nhiệt độ DEG SPL / C,'' Hội nghị Truyền thông quang năm 2006 và 2006 Quốc gia quang kỹ sư Hội nghị, p3, tháng 3 năm 2006.[81] F. Payoux, P. Chanclou, M. Moignard, và R. Brenot'' Gigabit truy cập quang học sử dụng WDM PON dựa trên cắt phổ và SOA phản chiếu,'' trong Proc. Hội nghị châu Âu Giao (ECOC), vol.3, pp455-456, tháng 9 năm 2005.[82] CIPhotonics, Inc Tài liệu:'' SOA-RL-OEC-1550-1,55 um bán dẫn phản xạ khuếch đại quang học (SOA),'' có sẵn từ http://www.ciphotonics.com/PDFs_29Aug06/ SOA_RL_OEC_1550_G.pdf[83] H.C. Shin, J.S. Lee, I.K. Yun, S.W. Kim, H.I. Kim, H.S. Shin, S.T. Hwang, Y.J. Oh, K. Oh, và CS Shim,'' phản SOA tối ưu hóa cho 1,25 Gbit / s WDM-Pons,'' Laser và điện quang học Xã hội, 2004. Sư Tử năm 2004. Hội nghị thường niên lần thứ 17 của IEEE, vol.1, 07-ngày 11 tháng mười một, pp308-309, 2004.[84] S. Hann, Tae-Young Kim, và Chang-Soo Park,'' tín hiệu ngược dòng trực tiếp điều chế truyền sử dụng một tự tiêm khóa FP LD cho WDM-PON'' Communi-quang cation, 2005. ECOC năm 2005. Hội nghị thứ 31 châu Âu trên, vol.3, pp451-452, ngày 25-ngày 29 Tháng Chín, 2005.[85] E. Wong, K.-L. Lee, và T. Anderson,'' chi phí thấp WDM Mạng quang thụ động Với Trực tiếp điều biến tự gieo hạt phản quang SOA,'' Đắc cử. Lett., vol.42 (5), pp299-300, tháng ba 2006.[86] N.J. Frigo, TL Iannone, P.D. Magill, T.E. Darcie, M.M. Thăng trầm, B.N. Desai, U. Koren, T.L. Koch, C. Dragone, H.M. Presby, và G.E. Bodeep,'' A bước sóng phân chia nhiều plexed mạng quang thụ động với các thành phần chi phí chia sẻ'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.6, số 11, pp1365-1367, tháng 11 năm 1994.[87] Đặng Ning, Chun-Kit Chan, Lian-Kuan Chen, và F. Tông,'' dữ liệu remodulation trên tín hiệu OFSK hạ lưu để truyền ngược dòng trong WDM mạng quang thụ động,'' Đắc cử. Lett., vol.39, số 24, pp1741-1743, ngày 27 tháng 11 năm 2003.[88] Guo Wei Lu, Ning Đặng, Chun-Kit Chan, và Lian-Kuan Chen,'' Sử dụng hạ lưu tín hiệu ngược-RZ cho thượng nguồn dữ liệu lại điều chế trong một mạng quang thụ động WDM'' Hội nghị truyền thông sợi quang học, 2005. Digest kỹ thuật. OFC / NFOEC, vol.5, p3, 06-ngày 11 Tháng Ba, 2005.[89] Wai Hung, Chun-Kit Chan, Lian-Kuan Chen, và F. Tông,'' Một đơn vị mạng quang học cho Truy cập mạng WDM với DPSK hạ lưu và thượng lưu dữ liệu Ook remodulated sử dụng tiêm khóa tia laser FP,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.15, no.10, pp1476-1478, Tháng 10 năm 2003.[90] W.R. Lee, M.Y. Công viên, S.H. Cho, J. Lee, C. Kim, G. Jung, và B.W. Kim Hùng, '' Hai chiều WDM PON dựa trên tăng bão hòa phản chiếu SOA,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.17, pp2460-2462, 2005.[91] J.J. Koponen và MJ Soderlund,'' A song WDM mạng quang thụ động với 01:16 chia điện sử dụng phản chiếu SOA remoduator tại đấu nối,'' Proc. trong OFC, MF99, OFC, 2003.[92] W. Lee, S.H. Cho, M.Y. Công viên, J.H. Lee, C. Kim, G. Jung, và B.W. Kim'' Bước sóng bộ lọc lệch hưởng để cải thiện cung cấp dịch vụ tái sử dụng trong vòng lặp lại WDM-PON'' Đắc cử. Lett., vol.42, số 10, pp596-597, May 11, 2006.

Tài liệu tham khảo149[93] M. Attygalle, N. Nadarajah, và A. Nirmalathas,'' Một kỹ thuật mới để tái sử dụng bước sóng trong WDM-PON'' laser và điện quang học Xã hội, 2005. Sư Tử năm 2005. 18 năm Cuộc họp của IEEE, pp224-225, tháng 10 năm 2005.[94] M. Attygalle, N. Nadarajah, A. Nirmalathas'' tái sử dụng bước sóng Đề án cho miễn phí mã nguồn Các đơn vị mạng quang WDM thụ động trong quang Networks,'' Proc. ngày 31 châu Âu Hội nghị về truyền thông quang học, TU3.5.3 giấy, năm 2006.[95] Z. Xu, YJ Wen, M. Attygalle, X. Cheng, W.-D. Zhong, Y. Wang, và C. Lu,'' Nhiều kênh tàu sân bay tái sử dụng WDM thụ động quang Networks, Proc. ngày 31 châu Âu trao- nghiệm về truyền thông quang học, giấy, Th4.3.2 năm 2006.

Trang này cố ý để trống

Chương 4

Thu phát cho thụ độngMạng quangYongmao Frank Chang và Badri GomatamVitesse Semiconductor, Camarillo, California4.1 GIỚI THIỆU Mạng truy nhập quang đã nhận được sự chú ý đáng kể để tiềmTIAL để giảm bớt những hạn chế băng thông trong những dặm cuối cùng [1-5]. Nó có đãđược công nhận là một công nghệ quan trọng cho việc triển khai băng thông cao.Gần đây, đúng chất xơ-to-the-nhà (FTTH) lần dưới các hình thức khác nhau của pas-mạng quang học passive (Pons) cuối cùng đã được thực hiện ở nhiều nước châu Á.Được biết, đã có hơn 100.000 thuê bao FTTH mới mỗi thángchỉ tính riêng trong Nhật Bản. Công nghệ này cũng được nhanh chóng thúc đẩy các thị trường mới ở BắcMỹ và châu Âu, Trung Đông và châu Phi (EMEA) khu vực [6]. Thu phát quang học là chìa khóa để truyền thông quang học kể từ khi họ thực hiện cácnhiệm vụ cơ bản của chuyển đổi tín hiệu quang học-to-điện. Thu phát quang họcdựa vào việc sử dụng laser bán dẫn và thiết bị dò, kết hợp vớimạch tích hợp (IC), và công nghệ bao bì mới để cung cấp chi phíphương tiện hiệu quả để truyền và nhận tín hiệu kỹ thuật số tương tự và hơncáp sợi quang. Thu phát (truyền và nhận) được coi là đáng kể compon-ENT của chi phí trong các mạng FTTH. Cho các hệ thống nhạy cảm về giá, cóáp lực to lớn để phát triển chi phí thấp, hiệu suất cao, và nhỏ gọn xuyênceivers hoạt động theo chế hệ thống thực tế. Chương này mô tảcác khối xây dựng, công nghệ liên quan của họ, đánh giá hệ thống, vàcác vấn đề liên quan đến các thiết bị phát như vậy và nhận, hoặc chỉ đơn giản là thu phát.151

152Thu phát cho Passive Optical Networks

4.1.1 Bối cảnh lịch sử Sự tăng trưởng to lớn gần đây trong lưu lượng IP đã nhấn mạnh các tình tiết tăng nặnglag khả năng truy cập mạng, làm cho'' dặm cuối cùng'' nút cổ chai giữakhu vực địa phương và hệ thống đường trục. Hôm nay, người ta tin rằng dựa trên đồngtruy cập mạng (modem cáp và nhiều loại đường dây thuê bao kỹ thuật số hoặcDSL) không cung cấp hoặc băng thông tối thiểu hoặc yêu cầu truyền tải điệnkhoảng cách sion cho việc cung cấp các dịch vụ tương lai của giọng nói, dữ liệu và các chương trình videonhư IPTV và HDTV. Để giải quyết vấn đề này, Pons được xác định là mộtđầy hứa hẹn, chi phí-hiệu quả, và giải pháp truy cập tương lai an toàn [1]. Truy cập đầy đủ dịch vụMạng PON có thể cung cấp giao thông vận tải gigabit hiệu quả với chất lượng đảm bảo củaDịch vụ (QoS) cho khách hàng [7], thông qua fiber-to-the-premises/curb khác nhau /nút / kinh doanh / home / người sử dụng (FTTx) kịch bản. Ngày nay hệ thống PON được phổ biến ở châu Á (Nhật Bản và Hàn Quốc). Tổng sốsố người sử dụng FTTH ở một mình Nhật Bản đã vượt quá 7 triệu với gia tốctốc độ tăng trưởng đạt trên 100.000 người sử dụng mỗi tháng. PON thu đã nhậpvào giai đoạn chi phí thấp và khối lượng cao khối lượng sản xuất. Diễn biến mớicông nghệ quang học, và khả năng tích hợp nhiều chức năng trong một đơnIC, cả hai cho các nhu cầu kỹ thuật số và analog, hai hướng để lái xe tiếp tục xuốngchi phí. Hình 4.1 minh họa một hệ thống PON điển hình, bao gồm một dây quangthiết bị đầu cuối (OLT), nhiều đơn vị mạng quang học (ONUs) và một quang thụ độngsplitter kết nối OLT đến ONUs. Theo hướng hạ lưu, các OLTchương trình phát sóng gói hạ lưu liên tục cho mỗi ONUs trong năm 1480 - để1ONU # 1TDMA thượng nguồn (1310 nm):burst-mode1• • • 32OLT2ONU # 2ONU # 3•• •ONU #0-20 kmHình 4.1 Kiến trúc mạng PON chung cho các kịch bản FTTx.Thời gian bảo vệ3Chia thụ động123• • •Hạ lưu (1490 nm):Liên tục và phát sóng

Giới thiệu153Dải bước sóng 1500 nm. Bởi vì mỗi nút nhận toàn bộ tín hiệu ban đầu,mỗi gói hạ lưu chứa một tiêu đề xác định đấu nối mà nênnhận được gói tin. Giao thông hạ lưu có thể sử dụng mã hóa để hạn chế mỗiĐấu nối để giải mã chỉ có một phần là nghĩa vụ phải nhận được. Mỗi ONU được đồng bộ hóa với OLT bằng cách chiết xuất đồng hồ từgiao thông hạ lưu. Một số Pons có thể được cấu hình để thay đổi băng thông alloca-tions để ONUs cá nhân trên bay, tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng. Điều này cho phéptàu sân bay để tận dụng tốt hơn các hệ thống của họ và cũng cung cấp người dùng cao cấp với hơnbăng thông. Như đã giải thích ở Chương. 2, một số hệ thống sử dụng 1550-nm bước sóngcửa sổ trong hạ lưu cho CATV chương trình truyền hình dịch vụ lớp phủ. Các khía cạnh thách thức hơn là giao thông ở thượng nguồn, nơi mà một OLT thu thậptất cả lưu lượng thượng nguồn từ nhiều ONUs trong cửa sổ 1310-nm trong một'' đapoint-to-point'' thời trang. Để tránh va chạm dữ liệu giữa ONUs, tăng-giao thông dòng được quản lý bởi một phân chia thời gian-đa truy cập (TDMA) chương trình.OLT phân bổ khe thời gian truyền, tức là Gates, cho mỗi ONU. Khi mộtONU nhận được frame Gate, đấu nối sẽ truyền MAC khung vớiđược tốc độ trong các khe thời gian được phân bổ. Toàn bộ hệ thống được synchron-hoá để các dữ liệu từ ONUs khác nhau sẽ không can thiệp với nhau. Như mộtKết quả, các OLT luôn nhận được một dòng bùng phát các gói dữ liệu được phân cách bởi một sốbảo vệ thời gian mà không có tín hiệu được truyền bởi bất kỳ đấu nối.

4.1.2 PON Transceiver tiến hóa Chất xơ vào mạng truy cập xung quanh những năm 1990 [1]. Ban đầu, tốc độ bit làthấp hơn so với 100 Mbps. Này sau đó đã được nâng cấp lên 150 Mbps và 600 Mbpscùng với hệ thống phân cấp của SDH. Chương trình ghép ban đầu được dựatrên chế độ chuyển không đồng bộ tế bào (ATM), mà sau này được thay thế bởi Ether-các gói tin mạng. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn đầu tiên của PON đã được thành lập như làKhuyến nghị G.983 loạt bởi ITU-T vào năm 1998 [8]. Gần như đồng thời,hệ thống PON độc lập tại 100 Mbps được phát triển và đưa vào thương mạisử dụng, mặc dù tại các khu vực hạn chế, như các hệ thống hiệu quả chi phí. Trong 3 hoặc 4 năm qua, tốc độ dữ liệu PON đã vượt quá 1 Gbps và IEEE802.3 ủy ban thành lập 802.3ah (EPON tiêu chuẩn) trong tháng 6 năm 2004 [9]. Nhiềucác nhà khai thác tại Nhật Bản (đặc biệt là NTT) đã giới thiệu hệ thống tuân thủ cáctiêu chuẩn như gigabit Ethernet-PON (GE-PON) cho các ứng dụng lĩnh vực sản. VềĐồng thời, ITU-T G.984 thành lập hàng loạt các tiêu chuẩn G-PON lên đến1,244 Gbps tốc độ thượng nguồn và lên đến 2,488 Gbps tốc độ hạ lưu [10]. Quangthu tuân thủ các tiêu chuẩn đã được phát hành bởi chip vàcác nhà cung cấp mô-đun và phát triển hơn nữa của các thiết bị truyền dẫn quang trongphù hợp với thông số kỹ thuật được tiêu chuẩn hóa đã thúc đẩy rất nhiều đơn xin FTTH-vận hành. Mô tả chi tiết của kiến trúc PON khác nhau có thể được tìm thấy trong Chap. 2.

154Thu phát cho Passive Optical Networks

4.2 Yêu cầu hệ thống PON Các đặc tính hiệu suất của một hệ thống TDM-PON thông thường làxác định bởi băng thông trung chuyển nó cung cấp, hiệu quả băng thông của nó, splittertỷ lệ, và tầm khác biệt nó hỗ trợ. Phần này bàn về vật lýthông số kỹ thuật và các yêu cầu mà lớp PON thu phát cần phải thực hiệnvới.

4.2.1 Hệ thống PON Ngân sách điện và Thông số kỹ thuật Bảng 4.1 liệt kê các tỷ lệ phân chia ngân sách và năng lượng cho ba loại PON. BPONhỗ trợ 16 hoặc 32 ONUs và phân bổ băng thông ngược dòng năng động [8]. Cả haiBPON và G-PON thông qua cả ba lớp (A, B, C) của ITU-T G.982-quy địnhngân sách năng lượng, tức là 20, 25, và 30 dB giữa OLT và ONU một. G-PONnâng cấp BPON với tốc độ dữ liệu cao hơn được chia sẻ bởi 16-64 hoặc thậm chí 128 nút. Của nótốc độ cao cho phép tàu sân bay để chia băng thông để phục vụ một số lượng lớnONUs hơn BPON, nhưng cũng gây áp lực cao hơn trong ngân sách quyền lực. Các tiêu chuẩn IEEE 802.3ah định 10 km và 20 km truyền phântances [9, 11-13]. Các thông số kỹ thuật lớp vật lý được gọi làBảng 4.1Ngân sách điện PONmột

Loại phòng và giao thứcBPONTỷ lệ phân chia32 maxNgân sách năng lượngMất kênh (chỉb)Quang học A: 20 dBQuang học B: 25 dBLớp C quang học: 30 dBMất kênh (chỉb)Quang học A: 20 dBQuang học B: 25 dBLớp C quang học: 30 dBPX10 Mỹ: 23 dBPX10 DS: 21 dBPX20 Mỹ: 26 dBPX20 DS: 26 dBGPON64 maxEPON16 danh nghĩa32 phépmộtb

Ngoài ra còn tồn tại một ngân sách BTH lớp trong lĩnh vực triển khai. Nó là nằm giữaloại B và C với một mất mát tổng thể giữa tối thiểu là 10 dB và tối đa28 dB.Phân tán và tiếng ồn liên quan đến con đường quang học hình phạt được quy định là ít hơn1 dB cho cả BPON và G-PON.

Yêu cầu hệ thống PON1551000BASE-PX10 và 1000BASE-PX20. EPON hỗ trợ ít nhất 16 chia tách sợi,một hiệu suất quá ranh giới tối thiểu này là chấp nhận được và tối đaPON chia tỷ lệ không quy định rõ bởi vì nó phụ thuộc vào thiệt hại sợi liên kết thực tếvà khả năng lớp vật lý. Trong thực tế, hầu hết EPONs được triển khai với một 01:32tỷ lệ phân chia, với một số thử nghiệm thực hiện cho 1:64 1:128 hoặc thậm chí tỷ lệ phân chia tùy thuộc vàongân sách liên kết có sẵn và cấu hình sợi thực vật [14]. Ngân sách liên kết quang học được xác định bởi các thành phần hoạt động các nhà cung cấp cá nhân-Laser, thu, và chip PON. Thiết bị BPON truyền thống có thườngquang học B được sử dụng, nhưng nó đã xác định rằng một số các mạng PON củaĐộ dài truyền 20 km đã thực sự kéo dài ngân sách để giới hạn,buộc các nhà sản xuất thiết bị hoạt động để tăng ngân sách liên kết đến 26,5 dB.Những ngân sách tăng, cùng với một yêu cầu có thể tăngtỷ lệ phân chia của G-PON, dẫn đến sự gia tăng ngân sách lớp B để cho phép một28 dB mất ngân sách do đó, việc thành lập BTH loại quang học [15, 16]. Với ống kính loại A thường được kết hợp với chất xơ-to-the-lề đường (FTTC) appli-cation, lớp B và BTH quang học cung cấp ngày nay FTTP Pons với tầm tốt nhấtvà chia tỷ lệ. Tuy nhiên, bất chấp sự gia tăng khả năng, lớp BTHquang đã không leo thang với mức giá cao hơn của lớp C trong khi hỗ trợngân sách mất PON tốt hơn, nhờ tiếng ồn thấp xuyên trở kháng IC, mà kết quảtrong những cải tiến gần đây trong sự nhạy cảm nhận. Trong thực tế, triển khai EPON-ments cũng đã BTH tương đương ống kính vào tài khoản. Trong tương lai, tuy nhiên,sự cần thiết phải vận chuyển khoảng cách lớn hơn (30 km hoặc 40 km) và phân chia cao hơntỷ lệ (1:128) cuối cùng có thể buộc các nhà sản xuất thiết bị sử dụng lớp-Cquang học tương đương.

4.2.2 Vật lý-Layer Thông số kỹ thuật Thông số kỹ thuật chủ yếu là lớp vật lý có liên quan đến vật lý trungphụ thuộc (PMD) lớp, trong đó bao gồm bộ chuyển đổi quang / điện và đồng hồvà phục hồi dữ liệu (CDR). Lớp vật lý qua lưu lượng truy cập dữ liệu từ vật lýtrung bình lớp 2 và ngược lại. Lớp PMD quy định cụ thể các máy phát quangvà thu với điện truyền tải và các giá trị độ nhạy thu cho mỗingân sách năng lượng và tốc độ truyền tải. Để giữ cho chi phí thu phát quang thấp,sửa lỗi (FEC) cho phép thực hiện một lựa chọn, mặc dù ở một mất mát nhẹthông lượng dữ liệu (Chap. 2). Bảng 4.2 tóm tắt các tiêu chuẩn ITU-T G.983.2 BPON [8]. Kể từ khi G-PONdự kiến sẽ thay thế BPON với giá cao, yêu cầu của nó được thiết lập để đượcphần nào phù hợp với những người BPON [17-19]. Trong khi G-PON nhằm mục đích chứa các dịch vụ đầy đủ, EPON chủ yếu nhằm mục đíchtruyền khung Ethernet. ITU-T đã cố gắng để có một lớp vật lý chungđặc điểm kỹ thuật với EPON, nhưng tính phổ biến của các đặc điểm kỹ thuật không hoàn hảo

156Thu phát cho Passive Optical NetworksBảng 4.2Tiêu chuẩn ITU-T G.983.3 BPONMặt hàngCông nghệTỷ lệ bit (Mbps)Bước sóng (nm)Hạ lưuATM với WDM155/6221,480-1,5001,539-1,5651,550-1,560A3 để À7.5A2.5 để TH2± 0.5 để TH4> 10<1.8À28.5À28.5À31.5> 72 chữ sốThượng nguồnATM với WDM1551,260-1,3601,260-1,3601,260-1,360À7.5 0À5.5 để TH2A3.5 để TH4> 10<5.8À28.5À31.5À34.5> 72 chữ sốCông suất đầu ra (dBm)Ban nhạc cơ bảnNâng cao băng (op1)Nâng cao băng (op2)Lớp ALớp BLớp CTỷ lệ tuyệt chủng (dB)MLM Laser tối đa RMS chiều rộng (nm) (cho ban nhạc cơ bản)Độ nhạy thu (dBm)Lớp ALớp BLớp CCID miễn dịchvì IEEE đã được xem xét sử dụng chỉ thu phát Ethernet.Bảng 4.3 so sánh các yêu cầu lớp vật lý của ITU-T G-PON vớiTiêu chuẩn IEEE EPON [9, 10, 19].

4.2.3 Yêu cầu PON Burst-Mode Thời gian Truyền burst-mode trong hệ thống PON áp đặt hướng thượng nguồnyêu cầu nghiêm ngặt về thời gian cả hai ONU và OLT. Hình 4.2 cung cấp mộtphác thảo của các định nghĩa thời gian cho lớp vật lý bật chế độ thượng nguồntruyền từ một máy phát đấu nối với bộ thu OLT [19]. Truy cập thượng nguồn nhiều và hành vi phá chế độ yêu cầu đấu nốimáy phát phải tạo ra tín hiệu bùng phát thời gian gated trong thời gian được phân bổkhe bởi lớp MAC được giao. Điều này có nghĩa mức năng lượng laser và tuyệt chủngtỷ lệ phải được ổn định trong một thời gian ngắn, và sau đó vẫn chưathay đổi trước khi khe thời gian hoàn thành. Trong các khe thời gian được phân bổ choONUs khác, một máy phát đấu nối nên vẫn còn tắt và không phải gửiánh sáng ngược dòng hoặc thậm chí tiếng ồn ở mức độ thấp. Nếu không điều này sẽ tạo ra cuộc đàm phán chéovà làm phiền các dịch vụ thượng nguồn hoạt động. Điều này đòi hỏi đấu nối nhanh chóng truyền-chuyển đổi ter, mà phải là bình thường trong vòng subnanosecond tăng và giảm thời gian,sau khi một kết nối đầu tiên với mạng điện lên hoặc xuống hoặc điện.

Yêu cầu hệ thống PONBảng 4.3Yêu cầu lớp vật lý của tiêu chuẩn ITU-T G-PON và IEEE EPONMụcLớp MACVụKhungKhoảng cáchChi nhánhTỷ lệ bitFSAN / ITU-T G-PONDịch vụ đầy đủ (Ethernet,TDM, POTS)Khung GEM10/20 km (Logical: 60 km)64 (Logical: 128)Lên: 156 M, 622 M, 1,25 Gbit / sXuống: 1,25 G, 2,5 Gbit / sTranh giành NRZIEEE EPONDữ liệu EthernetKhung Ethernet10 / (20) km16 hoặc hơn1,25 Gbit / s (Up và Xuống)157PHY lớpBăng thôngLựa chọn. mấtBước sóng 15/20/25 dB Xuống: 1480-1500 nm Lên: 1260-1360 nm (Có sẵn video tín hiệu lớp phủ)Ngược dòng thời gian bùng nổ Guard: 25,6 ns Lời nói đầu: 35,2 ns (điển hình) Dấu phân cách: 16.0 ns (điển hình)1 gigabit / giây (8B10B mã hóa)15/20 dBXuống: 1480-1500 nmLên: 1260-1360 nm (Có sẵn video tín hiệu lớp phủ)Lần lượt Laser on / off: 512 ns (tối đa)Thiết lập và AGC CDR khóa: 400 ns (tối đa) Tóm lại, có hai yêu cầu cơ bản cho một máy phát đấu nối.Thứ nhất, nhanh chóng chuyển đổi và khởi tạo là rất quan trọng trong tỷ lệ phân chia cao,đặc biệt đối với phục hồi nhanh chóng của lưu lượng truy cập sau một thất bại mạng màđồng thời ảnh hưởng đến một số ONUs. Thứ hai, theo dõi nhanh chậmđiện trôi dạt cũng là cần thiết, đó là quan trọng để truyền gói dữ liệu dài.Từ ONUxTừ ONU1Tx_enableLời nói đầuNhàn rỗiGói FGTôiGóiTx_disableTLD: OFFONU_TxT OFFOLT_RxT ONTLR TCRTtotalChiều dài kheTDSRTDL

Khe cắm đầuHình 4.2 Lớp vật lý burst-mode định nghĩa thời gian. TÔN ÀTX turn-on thời gian; Ngêi ÀTxturn-off thời gian; TDSR ÀRx năng động thời gian phục hồi độ nhạy cảm; TLR ÀThời gian phục hồi mức Rx;TCR ÀThời gian phục hồi rx đồng hồ; TDL ÀThời gian phân cách Rx.

158Thu phát cho Passive Optical Networks Người nhận OLT là cần thiết để đạt được độ nhạy cao (tức là thấp nhậnnăng lượng cho hoạt động lỗi), một phạm vi rộng và phản ứng nhanh chodễ dàng và linh hoạt trong triển khai mạng. Như hình. 4.1, mỗi ONUcó thể có một tổn thất truyền tải rất khác nhau đối với OLT, tùy thuộc vào cách xanó được tách ra từ OLT. Vì vậy, các OLT có thể nhận được tín hiệu bùng phát trong nhanhtiếp với các biến thể lớn tín hiệu cấp và sự khác biệt giai đoạn từ bùng nổ đếnnổ. Kịch bản hiệu suất trường hợp xấu nhất xảy ra khi một vụ nổ yếu sau mộtmạnh hoặc ngược lại [20]. Người nhận OLT phải có một phản ứng nhanhbiên độ dao động và thời gian giải quyết ngắn, tức là một hoạt động burst-mode đểnhanh chóng khôi phục tín hiệu bùng phát. Bảng 4.4 tóm tắt các thông số kỹ thuật thời gian burst-mode cho BPON,G-PON, và EPON. Như thể hiện, cả hai BPON và G-PON dựa vào rất nghiêm ngặtyêu cầu đồng bộ hóa. Trong BPON, một khung thượng nguồn gồm 53 thời giankhe cắm, gồm 3 byte lớp vật lý phần mở đầu (PLP) và 1-byte theo chu kỳdự phòng kiểm tra (CRC) trong chi phí [21]. Khi hai khe thời gian liên tiếpđược trao cho ONUs khác nhau, những 4 byte, tương đương khoảng 205,8 ns, củatrên không phải là đủ để vô hiệu hóa các tia laser trong các đấu nối đầu tiên, bậtlaser trong đấu nối thứ hai, và thực hiện tăng thu và đồng hồ resynchroni-zation tại OLT. G-PON quy định cụ thể các thông số tương tự như thời gian chặt chẽ [19]. Ví dụ, trong G-PONvới tỷ lệ 1,244 Gbps, thời gian bảo vệ 32-bit (25,6 ns) được phân bổ cho laser trên vàlaser đi, 44-bit lời mở đầu lần (35,4 ns) được phân bổ trong các nguyên cần thiết chogiành quyền kiểm soát và phục hồi đồng hồ. Bảng 4.5 liệt kê chi tiết kỹ thuật quan trọng của lớp BBảng 4.4G-PON và EPON bật chế độ thời gian so sánhThượng nguồnDữ liệutỷ lệ (Mbps)155,52622,081,244.16(2,488.32) Tổng(Gþpþd) (Bit) 32 6496 (77,2 ns) 192 Tagc (ns)Nhận AGC thiết lập400400Lời nói đầuthời gian (Tp) (Bit) 10 (64 ns)28 (44,8 ns)44 (35,2 ns)108 (43,2 ns)Dấu phân cáchthời gian (Td) (Bit)16202020Tx Enable (Bit) 2 816 (12,9 ns) 32Tx Vô hiệu hoá (Bit) 2 816 (12,9 ns)

32Thời gian bảo vệ(Tg) (bit)6163264Tiêu chuẩnEPONPX10PX20Tx Enable (Ns)512512Tx Vô hiệu hoá (Ns)512512 Tcdr (ns)CDR khóaTcga (bit)Nhóm mã sự sắp hàng3232

Yêu cầu hệ thống PONBảng 4.5Thông số PMD chính của G-PON lớp B 1,244 Gbps thượng nguồn [10, 20]Mặt hàngĐơn vịSợi đơn159Tỷ lệ bitBước sóngODNb

Có nghĩa là quyền lực đưa raTối đa cho phép TxTối đa Tx vô hiệu hóaTỷ lệ tuyệt chủngĐộ nhạy tối thiểuTình trạng quá tải tối thiểuTình trạng quá tải tối thiểuRX phạm vi hoạt độngRX phạm vi hoạt động với PLMLiên tiếp chữ số giống hệt nhau miễn dịchChiều dài trên khôngThời gian bảo vệmộtbcd

Mbit / snmdBdBmbitbitdBdBmdBmdBmdBdBbitbytebyteĐấu nối TX (giao diện quang Oru)một

1,244.16 1,260-1,360Lớp B: suy giảm phạm vi 10-25 phút A2, max TH3 16 16 > 10OLT RX (giao diện quang Olu)một

A28 @ BER ¼10A10 A7

A13c

21d

15 Hơn 72 12 4Giao diện quang Oru và Olu được quy định trong ITU-T G.983.1.Mạng lưới phân phối quang (ODN), class A: 5-20 dB, ODN lớp C: 15-30 dB.Sử dụng cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng (PLM) tại đấu nối máy phát.Trong đó có 1 dB phạt quang trong ODN cho trường hợp xấu nhất.

G-PON PMD lớp theo hướng thượng nguồn theo quy định tại ITU-T khuyến-tảng G984.2 [10]. Trong nhiều trường hợp, phạm vi hoạt động của các tín hiệu đến từ ONUs khác nhauđòi hỏi một thời gian dài nhận giải quyết hơn so với thời gian bảo vệ được phân bổ. Để giảmphạm vi điều chỉnh tăng cần thiết, BPON và G-PON thực hiện một quyền lựccơ chế san lấp mặt bằng (PLM), trong đó OLT chỉ thị ONUs cá nhânđiều chỉnh quyền hạn của mình để truyền tải các mức tín hiệu nhận được bởi OLTtừ ONUs khác nhau được đóng đủ. Vì lợi ích của sự hoàn chỉnh, Bảng 4.6 liệt kê các giao diện PMD quang học chínhcác thông số cũng như thời gian và tín hiệu các vấn đề trong tổng số 20 km EPON lớp vật lýthông số kỹ thuật thượng nguồn.1. Fabry-Perot (F-P) laser được giả định. Các cho phép tối đa RMS dòng quang phổ chiều rộng được liệt kê trong Bảng 802.3ah 60,4 [9].2. Mạng lưới phân phối quang (ODN) PX10: 0,5-10 km; 5-20 dB. PX20: 0.5-

20 km; 10-24 dB.3. Bao gồm cả hình phạt phân tán màu được dự kiến sẽ được dưới đây 1,5 dB khi tất cả các thông số liên kết là đồng thời giá trị ở trường hợp xấu nhất. Các

160Thu phát cho Passive Optical NetworksBảng 4.6Thông số PMD chính của IEEE 802.3ah EPON 20 km 1,25 Gbps thượng nguồn [9, 22]Mô tảĐơn vịSợi đơnĐấu nối Tx (giao diện quang học TP2) 1,25 1,260-1,360 phút A1; max TH4 > 6 > À0.22 512 512 1.8ODN đường lên: 0,5 m đến 20 km (b) phút 10, tối đa 24OLT Rx (giao diện quang học TP3) 1EÀ12 max A6 <A27 À26.2 A45 <À24.4 <400 > 21Tốc độ bitKhoảng bước sóng trung tâm (a)Điện lauching trung bìnhTỷ lệ tuyệt chủngTung ra OMAMax Tx cho phépMax Tx vô hiệu hóaTối đa TDPPhạm vi suy giảmBERĐiện Rx trung bìnhMax Rx nhạy cảm (c)Độ nhạy tối đa trong OMATín hiệu phát hiện ngưỡngCăng thẳng Rx nhạy cảmTreceiver_settlingRx phạm vi hoạt động (d)GBDnmdBmdBdBmnsnsdBdBdBmdBmdBmdBmdBmnsdB hình phạt phân tán sắc là một thành phần của truyền và phân tán hình phạt (TDP).4. Rx phạm vi hoạt động còn được gọi là lớn sinh / mềm.Nó nên được đề cập rằng EPON sử dụng phương pháp khác nhau để lựa chọn vật lýlớp thời gian tham số. Ban đầu trong 802.3ah lực IEEE nhiệm vụ, một sốlựa chọn thay thế cho nổ chế độ đặc điểm kỹ thuật thời gian đã được xem xét,trong đó có đề nghị sử dụng rất ngắn laser trên, laser-off, AGC, và CDRtái định cư lần, tương tự như các thông số kỹ thuật G-PON. Sau khi phân tích sâuvà các cuộc tranh luận, IEEE 802.3ah tiêu chuẩn thông số thời gian thoải mái, và quy địnhcác thông số sau: laser vào thời gian 512 ns, thời gian laser tắt của 512 ns,và nhận thời gian giải quyết không quá 400 ns (thương lượng). Lý do làcác ONUs, là thiết bị hàng loạt triển khai, phải đơn giản và không tốn kém nhưcó thể. Vì vậy, các thành phần PMD nên có năng suất cao (trong đó sẽ giảm

chi phí), và không nên uỷ quyền thực hiện các giao diện kỹ thuật số,nếu không sẽ là bắt buộc nếu ONUs được yêu cầu thương lượng tia laser on / offlần. Thiết bị OLT có thể tốn kém hơn khi chỉ có một thiết bị duy nhất được sử dụngmỗi mạng EPON. Do đó, OLT được phép đàm phán và điều chỉnh của nócác thông số thu như thời gian nhận giải quyết.

Công nghệ thu phát161 Thời gian đã chỉ ra rằng đặc điểm kỹ thuật vật lý thoải mái của EPON tạo điều kiện của nótriển khai rộng rãi. Có rất nhiều nhà cung cấp cho quang EPON. Bình-quả hoạt động và năng suất của máy thu phát EPON đang gia tăng trong khi chi phí là de-nhăn. Đồng thời, các nhà cung cấp của G-PON thu phát đang đấu tranh vớicác yêu cầu quang học đòi hỏi nhiều hơn về các đặc điểm kỹ thuật ITU-T [14, 23, 24].Các thông số thời gian thắt chặt hơn và phạm vi hoạt động rộng lớn hơn làm cho G-PONbật chế độ điện tử kỹ thuật nhiều thách thức hơn BPON và EPON của họcác đối tác. Cho đến nay chỉ có một vài G-PON 1,244 Gbps chipset OLT ở thượng nguồnthương mại có sẵn. Tuy nhiên, PON là một lựa chọn công nghệ mạnh mẽ chođáp ứng nhu cầu của khách hàng đối với băng thông cao. Trong khi hệ thống G-PON làcó sẵn vào đầu năm 2006, các nhà khai thác FSAN sự đồng thuận về chính G-PON yêu cầu-triển các thiết bị được tạo điều kiện 2006 G-PON có sẵn từ nhiều nhà cung cấpvà sẵn sàng cho việc triển khai ở Bắc Mỹ bắt đầu vào đầu năm 2007.4.3 TECHNOLOGIES TRANSCEIVER Thu phát quang học được phân loại theo các bước sóng, tốc độ dữ liệu, đạt, đóng gói-lão hóa các loại, giao diện điện và quang học, nhiệt độ dao động, vvsản xuất sau một quá trình từ ống kính rời rạc để subassembly quangvà chip tích hợp để mô-đun lắp ráp và thử nghiệm. Hình 4.3 cho thấy khác nhauthu phát quang học đang được sử dụng với các hệ thống truy nhập quang. Thông thườngcông nghệ thu phát dựa trên chip quang điện tử rời rạc, thành phần,và cáp đồng trục đóng gói [19] vẫn là động lực chính trong ngành công nghiệp. Caochi phí thu phát là một trong những rào cản lớn để triển khai hàng loạt. PON là các thiết bị thu phát hai chiều sử dụng các bước sóng khác nhau đểtruyền và nhận tín hiệu giữa một OLT tại một văn phòng trung tâm (CO) vàONTs tại cơ sở người dùng cuối. Hiện nay có hai loại tiêu chuẩn của trans-ceivers: các diplexer và thu phát triplexer, tương ứng. Cho diplexer SFPDiplexer SFFDiplexer Triplexerthu phátHình 4.3 Khác nhau PON diplexer và triplexer thu phát cho các hệ thống truy cập quang học, lịch sựcủa LuminentOIC Inc

162Thu phát cho Passive Optical Networksthu phát, các bước sóng được chỉ định phù hợp với ngành công nghiệp độcARDS, cụ thể là, bước sóng 1310 nm cho thượng nguồn và 1490 nm cho vùng hạ lưubước sóng. Cho thu triplexer, các bước sóng 1550 nm được phân bổcho tương tự phát sóng video lớp phủ theo hướng hạ lưu (Chap. 2). Nó làCũng có thể là tín hiệu video kỹ thuật số được thực hiện trên hạ lưu 1490-nmbước sóng sử dụng video trên công nghệ IP. Thông qua nhanh chóng của FTTH, điều quan trọng là để giảm chi phí của quangthu phát. Đặc biệt, chi phí hệ thống PON tổng thể là trọng hơn đối vớicác đấu nối, như chi phí OLT được chia sẻ giữa số lượng người dùng FTTH. Vì vậy, cácĐấu nối thu phát nên là mục tiêu chính để giảm chi phí bất cứ khi nào có thể.Tóm lại, những thách thức công nghệ trong thu phát quang học cho PONhệ thống tồn tại trong các lĩnh vực sau:.Cao sản lượng quang điện và độ nhạy cao OLT tại CO để bù đắp các khoản lỗ được giới thiệu bởi các splitter quang học và các sợi truyền kết nối cơ sở thuê bao..Bật chế độ công nghệ truyền dẫn quang học cho các liên kết ngược dòng..Đóng gói hiệu quả chi phí của các thiết bị quang học..Tích hợp nhiều chức năng kỹ thuật số và tương tự thành một vi mạch duy nhất.

4.3.1 Thu Xây Dựng Hình 4.4 minh họa các khối xây dựng chức năng thu phát trong PONđiều khoản của chipset lớp vật lý cho cả hai liên tục chế độ và bật chế độhoạt động [20, 22]. Đây cũng là cơ sở phát PON khác nhau, thu,Đấu nối1310 nm

OLTTosaWDMSERBM-LD(FP laser)Sơi đơn 20 kmROSA(APD-BM-TIA)

Bài-ampBMCDRDESMACDESCDRBài-amp

MAC1490 nm

ROSA(APD-TIA)WDM

Tosa(F-P laser)

LDSERHình 4.4 Khối chức năng tính năng của máy thu phát quang học cho thấy cả hai phía hạ lưu vàhướng thượng nguồn. Theo hướng thượng nguồn, một máy phát đấu nối bao gồm một chế độ chụptrình điều khiển laser (BM-LDD), và một tia laser FP ở dạng subassembly quang truyền (Tosa); cácThu OLT bao gồm một mã PIN hoặc sạt lở photodiode (PIN hoặc APD), BM-trans-trở kháng(BM-TIA) ROSA (nhận subassembly quang học), một hạn chế sau khuếch đại (post-amp) và mộtbật chế độ đồng hồ / phục hồi dữ liệu (BM-CDR) đơn vị.

Công nghệ thu phát163và hệ thống con. Phía đấu nối bao gồm một máy thu hạ lưu (Rx) và mộtphát thượng nguồn (Tx), trong khi phía OLT bao gồm một Tx và hạ lưumột máy thu thượng nguồn Rx. Thượng nguồn Tx chứa một trình điều khiển tia laser BM (BM-LDD)và laser FP trong Tosa truyền subassembly quang (Tosa) hình thức. Cácthượng nguồn Rx có chứa một mã PIN hoặc APD / TIA trong nhận subassembly quang(ROSA) định dạng, một bộ khuếch đại hạn chế (sau amp) và sự bùng nổ chế độ đồng hồ / dữ liệuphục hồi (BM-CDR) đơn vị. Đối với cả hai ONU và OLT, máy phát vàphần thu được kết hợp vào một sợi quang duy nhất mặc dù một bước sóngchia-ghép kênh (WDM) coupler. Ba chip burst-mode được xác định là enablers chính cho PON thượng nguồnbật chế độ truyền dẫn: một BM-LDD với nhanh và chính xác mức năng lượng được xâytrol, độ nhạy cao và PIN phạm vi rộng hoặc APD / TIA với thufront-end sau amp và BM-CDR cho phục hồi nhanh chóng của tín hiệu dữ liệu nhận được.Những chipset PON là bộ phận quan trọng và thách thức kỹ thuật để đạt đượchiệu năng hệ thống tối ưu. Xem xét hình. 4,4 trong một cách khác, các khối thu phát có thể được nhómthành hai khối chính, là một trong những khối quang học và khác là khối điện[25]. Khối quang học bao gồm hai TO-CAN-loại LD và PD (Hình 4.7),một bộ lọc WDM và một vỏ kim loại, mà cũng được gọi là quang học hai chiềusubassembly (BOSA), vì nó là phổ biến mà những thiết bị này được lắp ráp và thử nghiệmhoàn toàn. Bộ lọc WDM là 45 độ nghiêng chùm ánh sáng tới đểnó có thể riêng biệt (hoặc kết hợp) thượng nguồn (1310 nm) và hạ lưu (1490 nmhoặc 1550 nm) tín hiệu (Hình 4.9). Khối điện tử bao gồm analog bộ phận giống hình lá cấpIC. Có xu hướng để tích hợp liên tục hạn chế sau khuếch đại vớitrình điều khiển tia laser bật chế độ trên một vi mạch duy nhất. Hội nhập cấp cao hơn sẽkết hợp các CDR và SerDes (serializer / deserializer) chức năng với PONXử lý MAC.

4.3.2 Phát quang và nhận thiết bị Thiết bị phát quang thường bao gồm phân phối thông tin phản hồi (DFB) hoặcF-P tia laser điốt [26-28]. DFB laser có khả năng single-mode laser vớigiúp đỡ của một lưới phân phối trên các khu vực hoạt động. DFB laser triển lãm caohiệu quả trên một phạm vi nhiệt độ rộng, cấu trúc thiết bị này đặc biệthữu ích cho các hệ thống PON đặc biệt là ở phía OLT. DFB laser (thườnglàm mát) có thêm một ngưỡng thấp hiện nay, một phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng,một mặt chế độ đàn áp tỷ lệ cao (40 dB điển hình), và đáp ứng tốc độ cao(0.12-ns tăng và giảm thời gian, 20-80%). FP laser được sử dụng để giảm chi phí của mô-đun quang đặc biệt trênBên đấu nối. Cho các hệ thống PON, kể từ khi phát đấu nối cũng cần cao-quangsản lượng điện (để nhận mã PIN rẻ hơn và ít nhạy cảm có thể được sử dụng ở

164Thu phát cho Passive Optical NetworksOLT), công suất đầu ra của laser FP có thể cao hơn so với DFB.Để tăng sản lượng điện quang phóng từ mặt trước của laser,thiết kế bằng laser FP có thể được tối ưu hóa mà không cần sử dụng một ly và mộthiệu quả của 0,45 W / A có thể đạt được với một nguồn công suất quang tại 20 mW25 8C. Điện dung của thiết bị có thể được tối ưu hóa để cho phép tốc độ caođiều chế 1,25 Gbps. Hình 4.5 cho thấy đường cong L-I của DFB điển hình vàF-P laser, tương ứng. Cao độ nhạy thác diode tách sóng quang (APDs) được sử dụng trong máy thu quangtại OLTs vì ONUs thường được trang bị với nguồn quang điện năng thấp hơnđể kiểm soát chi phí. Khi một APD có thành kiến gần điện áp phân tích của mình,khuếch đại quang điện xảy ra, làm cho nó có thể để có được tốt hơnđộ nhạy quang. Thông thường, InGaAs dò được thông qua vì đủbáo động trong phạm vi bước sóng từ 1,0 mm 1,6 mm cho sự hấp thukhu vực và một cấu trúc phẳng InGaAs-InP được sử dụng mà áp dụng cho InPkhu vực sạt lở. Một APD điển hình cho các ứng dụng gigabit PON có một hoạt độngđường kính khoảng 35 mm, báo động của 0.9A / W ở bước sóng 1310 nm vàmột băng tần 2,5 GHz. Hình 4.6 cho thấy đường cong V-I như mộtAPD. Sự cố điện áp khoảng 60 V, và một yếu tố nhân của 10 hoặclớn hơn ở một quang điện sự cố 0.3 mW là có thể đạt được. Hiện nay, phát quang và nhận các thiết bị vẫn còn dựa vào độc lập TO-Lon hoặc dựa trên bao bì đồng trục [27]. TO kỹ thuật đóng gói đã thực hiệnđáng kể tiến triển gần đây. Các kỹ thuật đóng gói đã được rút rahơn và nhiều hơn nữa sự chú ý đối với máy phát và máy thu do hấp dẫn của họ1508CSản lương điện quang (mW)25 8CSản lương điện quang (mW)70 8C2008C25 8C70 8C151010550020(A) 406.080LD hiện tại (mA)1000010(B)20 30 40 50 LD hiện tại (mA)6070Hình 4.5 Đường cong L-I điển hình (a) DFB-LD và (b) F-P LD.

Công nghệ thu phátIE-4IE-5IE 6APD hiện tại (A)IE-7IE 8IE 9IE-10IE-11IE-120102030405060 170Nhân yếu tố10 APD hiện tại(Không có đầu vào quang học)100 APD hiện tại(0.3 đầu vào)10.000165APD áp dụng điện áp (V)Hình 4.6 APD V-I đường cong và yếu tố nhân.lợi thế về chi phí thấp, kích thước nhỏ, và dễ sử dụng. TO tia laser mô-đunsử dụng rộng rãi thay vì mô-đun laser bướm trong truyền tốc độ cao, xuyênceivers, bộ thu, nhỏ và yếu tố hình thức (SFF) mô-đun. Hình 4.7 (a) cho thấy TO-CAN gói laser DFB. Các phi cầuống kính giúp bạn đạt được một hiệu quả cách ly quang tuyệt vời của khoảng 65%.Một bức ảnh màn hình diode (PD) được gắn ở mặt sau của DFB laser đểđể phát hiện nguồn công suất quang từ laser DFB và kiểm soát tia laser DFBđể giữ sức mạnh liên tục sản lượng quang học trong trường hợp nhiệt độ tia laserthay đổi. Một ly quang học được sử dụng để ngăn chặn tiếng ồn tạo ra dothông tin phản hồi quang. Kích thước và chi phí của cách ly quang học đã được giảmlắp nó vào cuối đầu vào quang học của sợi quang nơi đường kính củachùm phóng từ DFB laser trở nên tối thiểu. Hình 4.7 (b) cho thấy TO-CAN cấu trúc của một APD với preamplifierIC nhúng. Vì APD có đường kính hoạt động lớn, một khớp nối quang họchiệu quả gần như 100% có thể đạt được và liên kết quang học đơn giản com-so với một diode laser (LD). Một thiết bị quang học quan trọng là coupler WDM hình. 4.4,đó là một thành phần quang học với số lượng lớn dựa trên lớp phủ can thiệp nhiều(Lọc màng mỏng) công nghệ. Chức năng của nó là để tách thượng nguồn và xuốngdòng tín hiệu trong một hệ thống PON. Thông thường, các bộ lọc WDM được gửilên trên chất nền như một tấm kính, cắt thành hình vuông chip với kích thước của một sốmm, và được đặt trên một subassembly quang học (OSA) (Hình 4.8). Một mớicông nghệ gần đây đã được báo cáo [29], theo đó một bộ lọc WDM được lắng đọng trên cáckhía cạnh của một sợi đánh bóng ở góc 30 độ trực tiếp để giảm thiểu các bộ lọcYếu tố nhân1000

166DFB-LDTheo dõi PDThấu kính phi cầuThu phát cho Passive Optical NetworksCách ly quangSơi(A)Preamplifier ICDFB laser TO-CANAPDỐng kínhSơi(B)APDHình 4.7 Sơ đồ cấu trúc bao bì TO-CAN cho DFB (a) và APD (b). Của họhình ảnh được hiển thị trên bên phải.kích thước. Bằng cách này, các bộ lọc WDM, chiếm phần chủ yếu củaChi phí OSA, đã được thực hiện đơn giản bằng quá trình lắp ráp chất xơ trong một gói.Sợi khớp nối với các LD đã được thực hiện trong rãnh omega trong nhựađúc bằng mông-khớp nối một sợi đánh bóng ở 30 độ. Hình 4.8 cho thấybước sóng truyền đặc trưng quang phổ và một bức ảnh của WDMbộ lọc hình thành của các khía cạnh chất xơ. Nó cung cấp 20 dB cô lập giữa tối đabước sóng 1360 nm trong ban nhạc thượng lưu và các bước sóng tối thiểu1480 nm trong ban nhạc hạ lưu. Hơn nữa, để đạt được cả thấpnói chuyện qua từ máy phát bước sóng 1310 nm, và cô lập cao giữa0Truyền (dB)20 dB1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1550 1600 Bước sóng (nm)1360 nm1480 nm

Hình 4.8 Đặc trưng phổ truyền qua (trái) và bức ảnh (bên phải) của WDMbộ lọc hình thành trên một khía cạnh chất xơ [29]. Hai đường cong đại diện cho hai phân cực ánh sáng khác nhau.

Công nghệ thu phát167ánh sáng kỹ thuật số ở hạ nguồn và tín hiệu video hạ lưu của 1550 nm đếnyêu cầu 40 dB hoặc nhiều hơn, một bộ lọc băng qua với một ban nhạc qua 1480 nm đến1500 nm có thể được lắp ở phía trước của PD ngoài các bộ lọc sợi kết thúc.

4.3.3 Hai chiều quang Subassembly (BOSA) Các subassembly quang hai chiều (BOSA) chiếm một phần lớntổng chi phí của PON thu phát riêng của mình. Công nghệ đương nhiệm sử dụng chophát triển BOSA ngày nay được dựa trên công nghệ lắp ráp số lượng lớn-quang sử dụngbộ lọc màng mỏng (TFFs) [30-33], mà dựa vào rời rạc TO-CAN đóng góicác thành phần. Bây giờ công nghệ này đang đối mặt với cạnh tranh gay gắt từ mới nâng cao công nghệnologies dựa trên mạch tích hợp cao phẳng LightWave (PLC) và tự độnglắp ráp động giao phối [34-39]. Một trong những thách thức phải đối mặt với số lượng lớn quang TFFcông nghệ diplexer / triplexer là sự liên kết của laser, máy dò, và bộ lọcthường đòi hỏi một quá trình hoạt động, trong đó tất cả các thành phần phải được hỗ trợ lênkhi lắp ráp. Này thêm phức tạp và chi phí. Tuy nhiên, PLC, với nóhứa để lắp ráp thụ động, năng suất và chi phí tốt hơn, tiếp tục thách thức nàycông nghệ thông thường.4.3.3.1 Bulk-quang Technology hội Thông thường hai-TO-CAN-loại BOSA bao gồm một LD CAN, một PD CAN,và một bộ lọc WDM. Trong hai-TO-CAN-loại cấu hình BOSA này, LD và PDđang tích cực liên kết với một SMF độc lập. Liên kết hai bước này pro-cess là tốn thời gian và làm cho các BOSA tốn kém. Do đó, một cách tiếp cận giảm chi phí là để đơn giản hóa quá trình lắp ráp bởithực hiện các chức năng BOSA thành một đơn TO-CÓ THỂ gói [30-33]. Cảtrần LD và PD chết được tích hợp vào chip BOSA sử dụng một bề mặt-mountmicrolens silicon trên chất nền silicon. Này đơn TO-CAN-loại BOSA giảmtổng số lượng linh kiện và chi phí một phần tương ứng so với trad-itional hai-TO-CAN gõ. Một lần duy nhất liên kết hoạt động giữa các BOSAchip và một SMF là bắt buộc. Quá trình liên kết đơn giản hóa này là chi phí kháclợi thế. Hình 4.9 cho thấy sơ đồ hệ thống quang học của một gói BOSA. Cácliên kết chính xác của các microlens Si trên bề mặt được thực hiện bởi thể chấtliên hệ với microlens lốp trên Si V-rãnh (không được hiển thị trong hình vẽ).Ánh sáng phát ra (1310 nm) từ chip LD được chuẩn trực bởi một Si gần đómicrolens. Chùm tia chuẩn trực đi qua bộ lọc WDM và tập trungvào SMF bởi ống kính bóng bên ngoài trên nắp niêm phong. Hạ lưu

1681490 nm nhận (Kỹ thuật số)Gương lưỡng sắc

Thu phát cho Passive Optical NetworksCáp quang 1310 nmphát1550 nm nhận (Analog)Ống kính hình cầuHình 4.9 BOSA sơ đồ cho ba bước sóng dựa trên công nghệ màng mỏng.chùm tia quang học của năm 1490 nm từ SMF được chuẩn trực bởi ống kính bóng, vàthể hiện qua các bộ lọc WDM. Chip PD được đặt trên chất nền siliconhướng xuống dưới. Chùm tia chuẩn trực là tập trung bởi một off-trục Si viống kính và chuyển hướng đến chip PD trên của gương ở khía cạnh kết thúcV-rãnh. Chip BOSA được mở rộng đến một triplexer bằng cách thêm một WDM thứ haibộ lọc, một microlens Si thứ ba, và một PD thứ hai cho các tín hiệu video. Các BOSA TO-CAN có thể được chế tạo đủ nhỏ để phù hợp với một công ướctế SFF gói thu phát. Trong việc phát triển một BOSA nhỏ gọn như vậy, hai điềuphải được đưa vào tài khoản. Chế tạo và vị trí lệch chi tiết củabộ phận quang học có thể gây ra sự thay đổi tổng thể hiệu quả khớp nối. Đây là com-pensated bởi quá trình liên kết hoạt động duy nhất. Ống kính bóng trên nắp niêm phongphục vụ như một ống kính hình ảnh giữa LD và SMF, và SMF và PD. Này được chia sẻcấu hình ống kính hình ảnh và các bộ phận chính xác liên kết dựa trên bề mặtcông nghệ gắn kết (SMT) nhận ra một lần LD và PD đường dẫn quang học liên kếtbằng cách chủ động theo dõi sản lượng điện LD vào SMF mà không cần giám sátPD hiện tại. Xem xét khác là để chăm sóc tuyệt vời của cuộc đàm phán chéo quang học và điện tửgiữa truyền và nhận. Để ngăn chặn nói chuyện qua quang học, một TO-CANnắp ống kính bóng được chế tạo có bề mặt bên trong được kết thúc với phản xạ thấplớp phủ. Phát thải LD từ khía cạnh phía sau sẽ được hấp thụ bởi bề mặt gắn kếttheo dõi PD trên một chất nền Si. Khi PD màn hình không được sử dụng bởi LD lái xemạch, đưa nhựa màu đen ở mặt sau-khía cạnh hiệu quả hấp thụ phân tánánh sáng. Cho qua điện nói chuyện, giao pin của một BOSA như vậy có thể khônghoàn hảo, bởi vì các chân cho truyền và nhận được liên kết song song.Nhưng, những chân có thể được ngăn cách bởi lớp đất trong bảng mạch đểnói chuyện qua điện có thể bị dập tắt một cách hiệu quả. Để ngăn chặn chéo điệnnói chuyện bên trong BOSA, đường dây liên kết của LD để pin, preamplifier để pin, vàPD preamplifier được thiết kế để làm cho một góc với nhau với như xa mộttách càng tốt. Hình 4.10 thể hiện một BOSA trong TO-CAN với lái xe

Công nghệ thu phát169Hình 4.10 Các BOSA trong TO-CÓ THỂ gói với lái xe mạch [32].mạch [32]. Độ nhạy máy thu tối thiểu được tìm thấy là À28.5 dBm tại một chút-tỷ lệ lỗi của 10A12, Đó là rất tốt. Chi phí thiết kế BOSA này giảmbằng cách giảm một phần số sử dụng và đơn giản hóa quá trình lắp ráp.4.3.3.2 Planar Lightwave mạch (PLC) PLC đã là chủ đề của hoạt động R & D trong nhiều năm [40]. PLC làchế tạo với công nghệ chế biến cùng sử dụng để làm IC điện tử.Không giống như các hội đồng số lượng lớn-quang truyền thống, nơi mà ánh sáng được hướng dẫn qua một loạt cácống kính và bộ lọc trong không gian tự do, trong cách tiếp cận PLC, tín hiệu quang đi quaống dẫn sóng trên một chip, nhiều trong cùng một cách tín hiệu điện được chuyển quamột vi mạch điện tử. Với lời hứa này, PLC hiện nay đang nổi lên để cạnh tranh vớisố lượng lớn-quang trong diplexers BOSA và triplxers cho FTTH [34]. Thành phần PLC truyền thống đã được sử dụng rộng rãi để chế tạo dàn trậnống dẫn sóng lưới (AWG) và các thiết bị tách quang [40]. Mặc dù AWGsđã chứng minh mình trong các ứng dụng DWDM đòi hỏi một số lượng lớnbước sóng khoảng cách chặt chẽ, AWGs thông thường đã thể hiện mình khákhông phù hợp cho các ứng dụng FTTH. Kích thước chip lớn của một AWG làm cho nótốn kém cho các ứng dụng FTTH, và phạm vi miễn phí-quang phổ của mộtAWG thường là quá nhỏ để trang trải các khoảng bước sóng PON đầy đủ (1260 -1565 nm). Những thiếu sót đòi hỏi sự phát triển của bộ lọc PLC mớicông nghệ, chẳng hạn như cách tử cầu phân tán [35]. Nói chung, có hai loại cạnh tranh của PLC phương pháp tiếp cận cho FTTHthị trường: PLC bên ngoài bộ lọc và PLC nhúng lọc như những ngườiLưới cầu tính năng phân tán [35]. Trong PLC bên ngoài bộ lọc, chip chứa ống dẫn sóng chỉ để định tuyến ánh sángđến các bộ phận khác nhau của chip, và không có nhúng bước sóng lọc thảikhả năng (xem hình. 4.11). Thay vào đó, hố sâu được khắc vào chip, vào mà

170Thu phát cho Passive Optical NetworksTheo dõi PD 1.31 LDMU ferruleSơi quang1.31/1.55 Bộ lọc WDM1,31 1,55 Silicon V rãnhNền tảng PLC1,55 PDLái xe LDMU đựngNhiều lớphội đồng quản trị dây inPreampBài-ampYếu tố hình thức nhỏ gói pluggableHình 4.11 Cấu hình mạch quang với các bộ lọc bên ngoài.TFFs được giảm chính xác, liên kết, và ngoại quan tại chỗ. Các TFFs thực hiệntất cả các chức năng WDM tách / kết hợp các bước sóng. Về bản chất,Nền tảng PLC hoạt động như một công nghệ bao bì mới để đơn giản hóa sự liên kếtvà lắp ráp TFFs. Cách tiếp cận này, cùng với một phương tiện hiệu quả đểgắn laser và thiết bị dò lên cùng một chip, cung cấp một số lượng lớncách tiếp cận để sản xuất chip thu phát FTTH. Hình 4.11 cho thấy một cấu hình mạch quang với các bộ lọc bên ngoài [42].Nó bao gồm một mạch WDM trên một chất nền PLC với một bộ lọc phim điện môi mỏngcài đặt trong một cross-chi nhánh mạch ống dẫn sóng quang học. Ngoài ra chip trần của mộtPhát 1310-nm LD và 1550 nm nhận PD được đặt trên đối diệnmặt của chất nền từ ánh sáng Vonk từ LD có thể được ngăn chặnxâm nhập vào PD bằng cách đặt một bộ lọc WDM giữa chúng. MU (mộtyếu tố hình thức nhỏ nối) ferrule được kết nối với PLC với một sợi ngắncố định trong một V-groove chế tạo trên bề mặt. LD, PD, và MU là ferrulegắn trên bề mặt PLC chỉ đơn giản là từ trên cao và điều này là phù hợp với khối lượngsản xuất. Chết trần hoặc IC và chất nền PLC được đặt trên một inbảng mạch (PCB) được thiết kế để cô lập các LD và PD điện và do đó

Công nghệ thu phát171đạt được tích hợp nhỏ gọn. Công nghệ này được áp dụng cho một Gbps sợi đơnMô-đun SFP. Bên ngoài bộ lọc công nghệ PLC này đã trưởng thành trong những năm gần đây, và các sản phẩmdựa trên cách tiếp cận hiện nay thường có sẵn. Tuy nhiên, thách thức chínhtrong kiến trúc này vẫn còn năng suất, và do đó chi phí. Mặc dù liên kết thụ động trongCách tiếp cận này giúp đơn giản hoá quá trình lắp ráp, LD và PD chip được sử dụng có xu hướngtốn kém vì cấu trúc tùy chỉnh được yêu cầu cho các khớp nối quang học hiệu quả vớiống dẫn sóng. Do đó cách tiếp cận dựa trên ống dẫn sóng này vẫn còn có vấn đề chi phí của nócấu trúc. Nhúng lọc PLC phương pháp tiếp cận có tích hợp để cấp độ tiếp theonhúng công nghệ bước sóng lọc [35, 43] trực tiếp vào chip quang học.Công nghệ lọc tiên tiến WDM, chẳng hạn như cách tử Bragg (như hình. 4.12),có thể được chế tạo trên chip chính nó bằng cách kết hợp thành các bước xử lý thường xuyênsản xuất wafer. Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết cho bất kỳ TFFs bên ngoài, rất nhiềuđơn giản hóa lắp ráp và đóng gói các bước tiếp theo. Kết quả là một caothiết kế tích hợp PLC mà không cần ống kính bên ngoài hoặc bộ lọc của loại nào. Thấpchi phí và hiệu quả cao của phương pháp này sẽ phức tạp rất nhiều bởi thực tế là tất cảchip được thực hiện trong một hình thức wafer, nơi một tấm wafer silicon 6-inch có thể chứa hơn500 triplexers dựa trên phân tán Cầu Sàn lưới [34].321Một cổngBragg lướiĐiện trong1490 nmCổng BL1LCLGCổng C1550 nm1310 nmCổng DNền tảng PLCBragg lướiB = ~ 1490 nm

~ 1490 nmDFB LDGiám sát PDFB LDBragg lướiB = ~ 1490 nm

~ 1550 nmAnalog PD~ 1310 nmECLKỹ thuật số PDHình 4.12 Tính khả thi của lưới lọc WDM sự hỗ trợ trên một nền tảng PLC (trên) vàsơ đồ khái niệm (dưới) của một triplexer sử dụng cấu trúc này [43].

172Thu phát cho Passive Optical Networks

4.3.4 PON Transceiver Module PON thu phát vẫn đại diện cho một khu vực rất tích cực trong nghiên cứu công nghiệp vàphát triển do các cơ hội thị trường rất lớn. Vì PON point-to-tính chất đa điểm, PON bật chế độ thu phát phải đối mặt với nhiều độc đáo char-acteristics đáp ứng yêu cầu. Mặc dù quan tâm rộng rãi, vẫn còn khôngthỏa thuận đa nguồn PON thu phát có liên quan (MSA) được xác định để hỗ trợ nàyứng dụng. Các nhà cung cấp mô-đun quang học bình thường cộng tác với các nhà cung cấp hệ thốngtrên cơ sở từng trường hợp cụ thể trong thông số kỹ thuật cho các hệ thống khác nhau. VìẢnh hưởng EPON, SFF và SFP MSA [44] đã đạt được một số phổ biến, trong khi kháccác yếu tố hình thức như GBIC [45] và thiết kế độc quyền triplexer vẫn còn tồn tại cho điều nàyứng dụng [46]. Từ khả năng tương thích hệ thống và có thể dùng lại quan điểm EPON / G-PON,module thu phát có thể được chia thành các khối BOSA, subassembly điện(ESA), nhà ở và quản lý nhiệt. Các mô-đun BOSA phải đáp ứng xuyênquang điện mitter, và độ nhạy thu, vv cân nhắc về phía ESAbao gồm bật chế độ vật lý phương tiện truyền thông phụ thuộc (PMD) hiệu suất lái xe,tín hiệu điều khiển hệ thống chấp nhận được, độ nhạy thu cao, và sức mạnh thuphạm vi hoạt động. Những tác động cross-talk giữa máy phát và máy thu mạchcũng cần phải được kiểm tra. Một khía cạnh quan trọng nhất là các mục kiểm tra cụ thểchẳng hạn như phát ON / OFF và thời gian nhận thời gian giải quyết. Nó có tầm quan trọng chủ chốtcho thiết kế hệ thống để duy trì hiệu năng hệ thống và sử dụng hệ thống dữ liệu chuyên nghiệpkhả năng cessing. Về phía cơ khí, nhiều vấn đề quan trọng cần được xem xét,chẳng hạn như nhiệt, EMI, nhiệt độ, hiệu ứng độ ẩm, vv Hình 4.13 là một sơ đồ khối gương mẫu và bức ảnh của một diplexermodule thu phát được phát triển để sử dụng đấu nối. Kể từ khi thu phát ONU mod-ULE đã được kết hợp trong bộ máy ONT lắp đặt tại một thuê baotiền đề, nó được thiết kế phù hợp với các tiêu chuẩn SFF rẻ hơn. LChoặc loại SC bím tóc được bình thường thông qua như là chấm dứt kết nối quang học.Và các mô-đun cắm vào một kết nối 2Â5 hoặc 2a7 chân cho kết nối điệntrên một bảng mạch hoạt động từ một nguồn cung cấp điện 3,3 V +5%. ONU module thu phát hình. 4.13 bao gồm một trường hợp, một LC hoặcSC kết nối ổ cắm và một bảng mạch in, một OSA và một mạch điều khiển.OSA là vi quang học dựa trên, và có một bộ lọc dải thông quang học, một bức ảnhphát hiện (PD), một điện xuyên trở kháng khuếch đại (TIA) IC trên máy thubên, và một diode laser FP và màn hình PD ở phía bên truyền. Một WDMnhiều thành bộ truyền và nhận trên một sợi đơn. Sử dụng một tùy chỉnhthiết kế vi mạch, được tích hợp một preamplifier xuyên trở kháng và hạn chếbộ khuếch đại, thiết bị này nhận ra các chức năng 2R của OSA một mình, và đạt đượcgiảm số lượng thành phần và tiêu thụ điện năng thấp hơn khoảng 0,8 W. Hình 4.14 cho thấy một sơ đồ khối gương mẫu và bức ảnh của một triplexermodule thu phát cho đấu nối. Dựa trên sự cần thiết phải cài đặt mật độ cao

Công nghệ thu phát173GNDCổng quangTx LDWDM1310 nm Rx PD1490 nmTIALaserlái xeTx Dcnăng RxATCSP

LD và PD chipLaser trong TO-CANLọc ChipTín hiệu TxTO-CANOSAPhát hiện trong TO-CAN Tín hiệu RxSơiMô-đunHình 4.13 Hai chiều đấu nối mô-đun diplexer thu phát.Cổng quang Tx LD1310 nmWDM Rx PD1490 nm Rx PD1550 nmTIAATCLaserlái xeSPGNDTx Dcnăng RxTIA

LD và PD chipLaser trong TO-CANPhát hiện tương tựLaserBộ lọc WDMSơiPhát hiện trong TO-CANDò kỹ thuật sốTO-CANSOSAMô-đunHình 4.14 Hai chiều đấu nối mô-đun triplexer thu phát.

174Thu phát cho Passive Optical Networksbảng bên trong thiết bị truyền dẫn giá đỡ chiều cao của thu phátmô-đun cho các OLT phải là 8,5 mm hoặc ít hơn, phù hợp với thu phátkích thước cho các tiêu chuẩn đầy đủ dịch vụ truy cập mạng ATM-PON. LC-SC-typePigtail đã được thông qua như là chấm dứt kết nối quang học. Trong GE-PON, OLT cần một DFB laser có một 1.490-nm duy nhất theo chiều-chế độ dinal bước sóng với công suất đầu ra cao. Vì lý do này, trong một OSATO-CAN gói đã được thông qua như laser truyền và một khớp nối caothiết kế hiệu quả đã được thông qua sử dụng một ống kính aspheric. Phía người nhận cócùng một cấu trúc như OSA cho đấu nối, có một sợi với bộ lọc WDM, nhậnPD, và nhận được khuếch đại với một hội đồng liên kết thụ động trong một nhựagói. Bộ khuếch đại nhận cho OLT bao gồm một vi mạch tùy chỉnh thiết kếthực hiện thu nổ 2R chức năng với một preamplifier xuyên trở khángvà hạn chế khuếch đại.ĐIỆN TỬ 4.4 Burst-MODE Hệ thống PON yêu cầu đặc biệt truyền burst-mode và tiếp nhận [47] là một trongcác công nghệ chủ chốt cho việc định hướng thượng nguồn (từ thuê bao trung ươngvăn phòng). Điều này là cần thiết vì nhiều thuê bao chia sẻ cùng một sợi quangsử dụng phương pháp TDMA. Các thành phần chính cho một hệ thống như vậy là PONsự bùng nổ chế độ phát trong đấu nối vào cuối thuê bao và sự bùng nổ-chế độ thu bên trong OLT tại CO Burst chế độ truyền và nhận đượcthường nhận ra với IC bằng cách tận dụng chi phí thấp và năng lượng thấp CMOSquá trình.

4.4.1 thường vs Burst-Mode dữ liệu Hình 4.15 cho thấy ba loại định dạng tín hiệu dữ liệu kỹ thuật số trong giao tiếp-vận hành. Hình 4.15 (a) là các dữ liệu nổi tiếng chế độ liên tục. Một nhị phân se-dãy liên tục gửi đi với một tỷ lệ xấp xỉ cân bằng của 1s đến 0, vàkhoảng cách giữa bất kỳ hai biểu tượng logic là hạn chế nghiêm ngặt. Ví dụ như8B10B và 64B66B mã dòng thường được sử dụng trong điểm-điểm dữ liệu liên kết appli-cation như gigabit Ethernet và các hệ thống 10-gigabit. Hình 4.15 (b) là được biết đếnnhư các dữ liệu burst-mode, nơi tỷ lệ 1s đến số 0 và khoảng cách giữa cácquá trình chuyển đổi logic không hạn chế. Trình tự có biên độ tương tự chonhững biểu tượng cùng một logic. Trong hình. 4.15 (c), biên độ tín hiệu có thể thay đổi từphá vỡ gói gói tin, và một thời gian bảo vệ thường được sử dụng giữa khác nhauvụ nổ. Sau này hai loại mô hình thường xuất hiện trong chế độ burst-nhiều-mạng truy cập như PON. Nhiệm vụ cho một người nhận burst-mode là để phục hồimô hình (b) hoặc (c) một cách chính xác và ngay lập tức.

Điện tử burst-mode175(A)(B)(C)Hình 4.15 Định dạng dữ liệu trong thông tin liên lạc kỹ thuật số: (a) dữ liệu liên tục chế độ, (b) burst-modedữ liệu, (c) bùng nổ dữ liệu gói [47]. Truyền thông thường và nhận chỉ thích hợp cho liên tụcchế độ truyền dữ liệu là AC khớp nối thường được sử dụng. Mạch AC-coupledcó thể cung cấp độ nhạy thu cao dễ dàng hơn. Tuy nhiên, do cácnạp và xả thời gian của các tụ liên quan đến AC-coupledđường dẫn tín hiệu, tốc độ thay đổi biên độ trung bình trong các dữ liệu nhận được là công ướctionally giới hạn khoảng thời gian vào thứ tự của mili giây (ms) để micro(Ms), và không được phép thay đổi nhanh chóng theo thời gian. Hoạt động của một máy thu burst-mode là rất khác so với mộtthu truyền thống. Sự khác biệt chính là người nhận burst-mode làthường DC-coupled và thiết lập ngưỡng của mạch phải thuthích ứng với biên độ của tín hiệu nhận được trong một thời gian rất ngắn. Thứ hai, đồng hồvà phục hồi giai đoạn của một máy thu nổ chế độ phải được thực hiện rất nhanh chóng trongnano giây (ns) khoảng thời gian (thường là trong vòng một phần nhỏ của một gói tin xuyênthời gian nhiệm vụ).

4.4.2 Burst-Mode Transmitter (BM Tx) BM-Tx tại một đấu nối bao gồm hai khối quan trọng [20, 48-53]: laserdiode cư trú trong một gói Tosa hoặc BOSA và trình điều khiển laser diode IC (LDD)cung cấp các thiên vị DC yêu cầu và dòng điều chế để các diode laser.Các IC điều khiển phải được điện năng tiêu thụ thấp vì nó phải chạy từ mộtpin dự phòng trong thời gian mất điện, chi phí thấp để có thể cạnh tranh vớiĐối với cơ sở hạ tầng dựa trên đồng, và ổn định trong một nhiệt độ rộngdao động bởi vì nó có thể được đặt ngoài trời.

176Thu phát cho Passive Optical Networks Tính chất bùng nổ của truyền thượng nguồn làm tăng yêu cầu đặc biệt chomạch điều khiển laser. Trong một chương trình TDMA, BM-LDD phải tạo ra thời gian gateddòng thiên vị và dòng điều khiển giữa ít nhất là 1 mA và 160 mA trong tiểu nstăng và giảm thời gian [48]. Thời gian gated thiên vị hiện tại được cung cấp bởi BM-LDD ngăn ngừa sựDiode laser từ phát ra năng lượng còn lại đáng kể trong thời gian nhàn rỗi của mình. Khác-khôn ngoan, nếu một số quyền lực còn lại được phát ra từ tất cả các ONUs không hoạt động, nó sẽ xây dựngtại đầu vào máy thu OLT và kết quả trong thu hẹp không mong muốn của Rx độngphạm vi. Sự tuyệt chủng năng lượng laser trong trạng thái nhàn rỗi phải có ít nhất A25 dBđể A30 dB dưới sức mạnh trong sự bùng nổ dữ liệu. Cho nhanh chóng chuyển đổi xem xét-ation, tuy nhiên, laser hiện nay có thể không được tắt hoàn toàn trong thời gian nhàn rỗinhà nước do turn-on hiệu ứng chậm trễ và méo nhiệm vụ chu kỳ. Hiện hànhGiải pháp là giữ laser xu hướng rất gần với ngưỡng hiện tại của nó. Trong nàytuyệt chủng cách cao thu được và lượt về sự chậm trễ có thể tránh được cùng một lúc[54]. Sức mạnh xu hướng cao hơn là không mong muốn vì nó làm giảm tỷ lệ tuyệt chủng,trong khi thấp hơn có thể đẩy laser vào chế độ phát xạ tự phát (cái gọi làdưới ngưỡng xu hướng), dẫn đến sự biến dạng trong điều chế quang học. BM-LDD là cần thiết để kiểm soát diode laser để duy trì ổn định trung bình quangsức mạnh và tỷ lệ tuyệt chủng trên một phạm vi nhiệt độ rộng (ví dụ: A40 80 8C).Hình 4.16 cho thấy đặc điểm nhiệt độ của tia laser FP điển hình vềLI đường cong (tức là cường độ quang vs tia laser hiện hành). Như hình. 4.16, cáccông suất đầu ra quang học phụ thuộc vào ổ đĩa hiện tại, ngưỡng, và độ dốc hiệu-ciency của laser, mà là một chức năng mạnh mẽ của cấu trúc laser và điều hànhnhiệt độ. Để bù đắp năng lượng laser và biến đổi tỷ lệ tuyệt chủng donhiệt độ, điều khiển điện tự động nhanh (APC) mạch là bắt buộc.APC đếm trên những phản hồi tham khảo từ một photodiode màn hình (PD) tronggói LD (thường nằm ở mặt sau của laser). Các thuật toán APCT1T2> T1Quang điệnCơ sơ trên ngưỡngThiên vị dưới ngưỡng024 6810 12Chuyển tiếp hiện tại (mA)1416Hình 4.16 Đặc điểm nhiệt độ của tia laser FP điển hình như đường cong LI.

Điện tử burst-mode177thực hiện hai loại chức năng tích cực ổn định cả cao và thấp quang họccấp (cái gọi là hai chế độ điều khiển công suất laser). Trong laser nhàn rỗi nhà nước (không có dữ liệuburst được truyền), các mạch phát hiện cao điểm giám sát điện năng nhàn rỗi, và mộtvòng phản hồi được thành lập để giữ điện năng nhàn rỗi với thiên vị bằng laser gần của nóngưỡng. Trong laser trạng thái hoạt động trong quá trình truyền dữ liệu của vụ nổ, đỉnh caomạch phát hiện chuyển sang giám sát sản lượng trung bình quang điện của cụm quaback-khía cạnh giám sát PD và vòng phản hồi được thành lập để giữthiên vị laser và điều chế hiện tại để mức tham chiếu mong muốn, do đó một đáng tin cậyvà quang điện liên tục được truyền đi. Hình 4.17 minh họa sơ đồ khối của một trình điều khiển tia laser burst-mode điển hìnhIC [49]. Các tín hiệu đầu vào có thể được áp dụng trong điện áp thấp CMOS (LVCMOS) hoặcđiện áp thấp tích cực emitter-coupled logic (PECL) định dạng. Trong thiết kế này,tín hiệu dữ liệu được predistorted trong việc bồi thường chậm trễ lượt về (TODC) khốitrước khi lái xe các diode laser với giai đoạn điều khiển laser (LDS) để nóđền bù cho sự chậm trễ lượt về của diode laser, sau đó có thể được vận hànhmà không có sự thiên vị hiện tại. Tín hiệu từ photodiode màn hình được đưa trở lạivào so sánh cao điểm (PC), mà so sánh photodiode cao điểm hiện tạivới một giá trị tham khảo. Phần kỹ thuật số (DIG) điều khiển trên trạng thái hiện tại củacác LDS và cũng cung cấp các cuối cùng của cuộc sống (EOL) báo động. Giao diện giữaVDDTrì hoãn comp.Laser IC điều khiểnPEOLBáo độngNăngPD LDSơiDữ liệuCTODCLDS6bKhungPCCLKDIGPCHơnđầuPCP / CPECL CMOS chuyển đổiTODC Turn-về bồi thường chậm trễGiai đoạn lái xe LDS LaserPC so sánh ĐỉnhKhối DIG kỹ thuật số (truy cập)Máy phát điện đồng hồ CLKHình 4.17 Sơ đồ khối của một burst-mode tia laser điều khiển điển hình vi mạch [49].

178Thu phát cho Passive Optical NetworksBM-LDD và diode laser là DC-coupled để tránh những phản ứng chậmgiới thiệu bởi AC-khớp nối. Hình 4.18 so sánh mạch LDS cho liên tục và bật chế độ oper-ations. Mạch LDS chế độ liên tục như hình. 4.18 (a) được thiết kế đểduy trì một hiện thiên vị không đổi, tức là không đổi nguồn công suất quang trung bình.Và không có nhu cầu để có thể nhanh chóng thay đổi xu hướng. Đó là lý do tại sao hầu hết cáclái xe liên tục không thể xử lý dữ liệu nổ. Tuy nhiên, LDS có mạch xây dựng đểđiều chỉnh các diode laser với tốc độ dữ liệu, mà là rất nhanh và thường ở Gbpstỷ lệ. Mạch tương tự có thể được áp dụng để điều chỉnh sự thiên vị hiện tại cùng mộttốc độ. Như hình. 4.18, mạch điều khiển laser có thể được thiết kế để có ngắnTÔN và Ngêi hiệu suất trong khoảng vài ns. Từ quan điểm này,lái xe bật chế độ không có nhiều cao cấp phức tạp hơn liên tụcchế độ điều khiển. Hình 4.19 cho thấy hai triển khai tiêu chuẩn của chức năng APC trong mộtbật chế độ điều khiển bằng laser. Mạch APC dựa trên phản hồi từ màn hìnhphotodiode là cần thiết. Trong cách tiếp cận đầu tiên (trên cùng) chuyển đổi băng rộng I / Vvà phát hiện cao điểm thường tiêu thụ một lượng điện năng đáng kể. Hơnhơn, phát hiện cao điểm tương tự có một thời gian giữ hạn chế có thể dẫn đếnmức năng lượng không chính xác vào đầu của cụm [49]. Hình 4.19 (dưới) cho thấy một mạch APC thay thế với ít điện năng hơntiêu thụ và cũng giúp loại bỏ các vấn đề liên quan đến thời gian giữ hạn chế.Mạch APC này hoạt động trên sự bùng nổ bùng nổ-by-chứ không phải là một cơ sở bit-by-bit vàdo đó không cần nhanh và mạch điện-đói. Trong dữ liệu đầu tiênVCCVCCTHPTHNBFP450BFP450

Dữ liệuDữ liệuDataP

ImodIbiasDataNCho phép

Hình 4.18 So sánh (a) liên tục và (b) giai đoạn điều khiển bằng laser burst-mode.

Điện tử burst-modeVDDSơiLDPD-Dữ liệuLái xe+Trên-hiện tạiVrefCông suất đỉnh Đỉnhphát hiệnI / V179Băng rộngVDDSơiLDPD6Lên / xuốngtruy cậpu / d-+Vpcc / kc / kVrefkThiết lập lạiDữ liệuCươngDữ liệuLái xeTrên-hiện tạiHình 4.19 Sơ đồ khối của hai mạch APC điển hình.vỡ, dung photodiode, Cương, là sạc sẵn với một điện áp được biết đến. Sau đó,trong bùng nổ dữ liệu, điện dung này được tính bởi hiện tại từphotodiode và đồng thời thải ra bởi xung hiện tại tạo rabởi các dữ liệu và tài liệu tham khảo mã nguồn hiện tại. Vào cuối của cụm, điện áptrên điện dung được so sánh với nguồn điện áp precharge, với một Clockedso sánh. Tùy thuộc vào kết quả, một truy cập kiểm soát sản lượng laserđiện được bước lên hoặc xuống. Vì mức công suất lựa chọn được lưu trữ bởi mộtkỹ thuật số lên / xuống truy cập, thời gian giữ của nó có thể là vô hạn. So với bit-by-bit phương pháp kiểm soát điện thông thường, sự bùng nổ-by-phương pháp bật điều chỉnh chậm hơn. Nhưng ngay cả điều này'''' chậm thời gian thích ứng chỉ là mộtvài phần nghìn giây, mà là rất nhanh so với các khoảng thời gian của nhiệt độthay đổi và tuổi thọ của laser. Sau khi hệ thống điện-up, vài gói đầu tiênđược truyền ở mức năng lượng đó là quá thấp vì truy cập có chưađiều chỉnh chính nó vào các giá trị chính xác. Nhưng điều này chỉ xảy ra lần đầu tiên đấu nốiđược cung cấp lên và có thể được đưa về chăm sóc tại thời gian cài đặt bằng cách truyền mộtloạt ngắn của vụ nổ giả (trong thời gian mất điện đấu nối được hỗ trợ bởi mộtpin dự phòng và truy cập giá trị còn hiệu lực). Hiệu suất quang học và thời gian của một nhận BM-Tx cho EPON [22] làhình. 4.20, trong đó một sơ đồ mắt lọc, mô hình gói bùng phát, laser

180Thu phát cho Passive Optical NetworksBurst trênC2

T cho phép2C2

30%C2

Laser nổ trên (2 ns / div)Biểu đồ mắt (lọc) 1,25 Gb / sC2

Bật tắtThiên vị raC2

T vô hiệu hóaGói dữ liệu bằng laser cho phép / vô hiệu hóaLaser bật tắt (2 ns / div)Hình 4.20 Hiệu suất quang học và thời gian của một EPON BM-Tx: (trên cùng bên trái) mắt quangsơ đồ sử dụng 4-Thompson để lọc 1,25 Gbps; số bên trong hộp là GbE mắtmặt nạ lợi nhuận. Tín hiệu bùng phát quang (dưới cùng bên trái) với thiên vị Laser on / off. Laser đoburst-trên và thời gian bật tắt được hiển thị ở phía bên phải [22].burst-trên và các mẫu bật tắt được hiển thị. Mắt sơ đồ được đo bằngPRBS 27 À1 dữ liệu với hơn 30% lợi nhuận mắt. Đo tia laser điện năng nhàn rỗi làđo được <A47 dBm. Thời gian bật tắt laser là ít hơn 2 ns, trong khi burst-trênthời gian được ước tính là ít hơn 8 ns (lưu ý: thời gian trì hoãn do sợi Pigtail đượcchưa được hiệu chỉnh). Hình 4.21 cho thấy đo gương mẫu của sơ đồ mắt hơn một rộngphạm vi nhiệt độ (A40 80 8C). Vì các mạch APC, ổn định truyền-ted quang điện với ít nhất 25% lợi nhuận mắt và trên tỷ lệ tuyệt chủng 10 dBđược duy trì. Lưu ý truy tìm một chút đôi cho sơ đồ mắt tại A40 8C là dovới trở kháng không phù hợp nhỏ giữa BM-LD và laser FP. Vì thời gian phản ứng nhanh của mình trong phạm vi ns, ngày nay off-the-shelf burst-chế độ IC điều khiển tia laser thường có thể được xây dựng cho nhiều giá từ 155 Mbps đến1,25 Gbps như là một phần phổ quát để trang trải các yêu cầu của hương vị khác nhau PONnhư BPON, EPON, và G-PON. Trình điều khiển tia laser độc lập có thể kiểm soátsự thiên vị và điều chế dòng qua vòng lặp APC duy trì mục tiêu

Điện tử burst-mode18111C12

25%2

27%33

Biểu đồ mắt quang tại CBiểu đồ mắt quang tại 80 CHình 4.21 Sơ đồ mắt quang tại A40 8C và 80 8C trường hợp nhiệt độ với công suất quangtrên 0 dBm và ER trên 10 dB. Các số trong hộp là GbE mắt mặt nạ lợi nhuận.tỷ lệ tuyệt chủng bằng cách đền bù cho lão hóa laser, nhiệt độ và điện ápthay đổi. IC điều khiển laser được dùng để lái xe DFB và FP laser, và có khả năngmột cách độc lập lái xe 100 mA điều chế hiện tại và 80 mA thiên vịhiện hành. Để giảm chi phí đấu nối mô-đun, bộ khuếch đại hạn chế liên tụchạ lưu thường được tích hợp với trình điều khiển tia laser burst-mode để tạo thànhmột chip duy nhất.

4.4.3 Burst-Mode Receiver (BM Rx) Những thách thức của BM nhận là để nhanh chóng khôi phục lại mức logic đó củavụ nổ tín hiệu cá nhân. Nguyên tắc chung là sử dụng phương pháp DC-coupledđể khi mỗi gói tin bùng nổ đến, các mạch đầu tiên đo mức công suất của nó;sau đó điều chỉnh ngưỡng cho phù hợp. Bật chế độ nhận có thể được chia thànhhai loại [47] theo cấu trúc của nó: (1) feedforward cấu hình [55],và (2) cấu hình thông tin phản hồi [56] như hình. 4.22. Trong việc thực hiện nguồn cấp dữ liệu về phía trước, một preamplifier DC-coupled thông thườngcó thể được sử dụng. Tín hiệu nhận được là lần đầu tiên khuếch đại bởi preamplifier này và sau đóchia thành hai nhánh. Chi nhánh đầu tiên của đầu ra từ các preamplifier làDC-cùng với một bộ khuếch đại khác biệt. Chi nhánh thứ hai là thức ăn được chuyển tiếp vàomột mạch phát hiện cao điểm để trích xuất các thông tin biên độ nhậngói tin. Từ đầu ra của máy phát hiện cao điểm, mức ngưỡng thích hợp có thểđược thiết lập thích nghi ở phía trước của bộ khuếch đại khác biệt. Tại đầu ra củabộ khuếch đại khác biệt, các gói dữ liệu biên độ phục hồi đã sẵn sàng để biết thêmchế biến. Trong cấu hình thông tin phản hồi, tín hiệu phục hồi biên độ được thực hiện tronggiai đoạn preamplifier. Một đầu vào / đầu ra xuyên trở kháng khuếch đại với

182Cấu hình feed-forwardVDDTín hiệu quang học đầu vàoThu phát cho Passive Optical NetworksMức sản lương không đổiTrướcVrefL.A.DCVrefKiểm soát ngưỡng(A)Cấu hình thông tin phản hồi VDDTín hiệu quang học đầu vàoBù đắp adj.PreampZ+A1Z +A2 CSCPD+ A3 Điện ápđạt đươc ampVTQuyết định mạch+D +D-VTPhát hiện cao điểm(B)Hình 4.22 Ăn về phía trước và triển khai ý kiến phản hồi của máy thu burst-mode quang.một mạch phát hiện cao điểm được sử dụng để tạo thành một vòng phản hồi. Các phát hiện cao điểmmạch xác định ngưỡng phát hiện tức thời cho các tín hiệu đến.Đầu ra của preamplifier là DC-cùng với một khác biệt sau khuếch đại cho

Điện tử burst-mode183khuếch đại thêm. Theo như thực hiện phần cứng có liên quan,hoạt động cho cấu hình thông tin phản hồi là ổn định hơn loại thức ăn về phía trước,từ một vòng phản hồi cho phép người nhận để làm việc đáng tin cậy hơn, nhưng một differen-tial đầu vào / đầu ra preamplifier là cần thiết. Trong cấu hình nguồn cấp dữ liệu về phía trước, mộtpreamplifier DC-coupled thông thường có thể được sử dụng trong các máy thu, tuy nhiên,mạch cần phải được thiết kế cẩn thận để tránh dao động trong nhận. Bật chế độ thu cũng đã được xếp vào văn học theocách ngưỡng được thiết lập. Trong cách tiếp cận đầu tiên, ngưỡng BM-nhận làthích nghi được xác định theo các tín hiệu đầu vào [47]. Do đó nó còn được gọi làkiểm soát ngưỡng tự động (ATC) phương pháp. Trong cách tiếp cận thứ hai, người nhậnngưỡng được xác định hoàn toàn từ các lĩnh vực thông qua một lời nói đầu tự độngkiểm soát được matic (AGC) kỹ thuật, và không thay đổi trong lĩnh vực tải trọng. Hình 4.23 cho thấy sơ đồ khối [57] của một burst-mode IC khuếch đại, màbao gồm một bộ khuếch đại giới hạn, một bộ đệm đầu ra, và một mạch ATC. Nó có thể hoạt độngtrên þ3.3 V cung cấp duy nhất áp. Mạch ATC bao gồm một máy dò cao điểm, mộtMạch DC-phản hồi, một mạch 1/2, và một mạch đặt lại. Như trong ATCphản ứng mạch trong hình. 4.23, các phát hiện cao điểm cảm nhận một'' mức độ đầu vào'' 1tín hiệu, trong khi các mạch DC-phản hồi giữ một'' 0'' cấp. Mạch 1/2 tạo ramột mức ngưỡng ở trung tâm của hai cấp độ này. Để xóa các phát hiện cao điểmđầu ra, các mạch thiết lập lại một cách nhanh chóng thải một tụ điện cao điểm giữ với exter-nal thiết lập lại tín hiệu. Rõ ràng là các mạch ATC dựa vào một độ chính xác caophát hiện cao điểm để đạt được cả độ nhạy cao và đáp ứng nhanh. Bật chế độ thu được yêu cầu hoạt động trên phạm vi hoạt động rộng, cóphản ứng nhanh từ bit đầu tiên của một gói tin, và chấp nhận tín hiệu siêu thấpTín hiệuđầu vàoGiới hạnampSản lươngđệmTín hiệusản lươngPhát hiện cao điểm ATCsản lươngDC phản hồi Đỉnhphát hiện1/2 DCthông tin phản hồiThiết lập lạitín hiệuThiết lập lạiThiết lập lạitín hiệuCao điểm giữtụ điệnDC-thông tin phản hồi tụ điệnTín hiệusản lươngDi động 1Bảo vệ thời gian Di động 2(Phần mơ đầu)

Hình 4.23 Sơ đồ khối của một preamplifier burst-mode IC sử dụng ATC (trái) vàphản ứng của mạch ATC (bên phải) [56].

184Thu phát cho Passive Optical Networkstỷ lệ tuyệt chủng [58-65]. Để đạt được hành động này, preamplifier phải nhận raburst-by-bật kiểm soát được, đó là, tăng cao cho tín hiệu nhỏ, và tăng thấptín hiệu lớn. Đồng thời, nó là cần thiết rằng một preamplifier burst-modenhận chấp nhận các tín hiệu tỷ lệ tuyệt chủng thấp, và độ nhạy cao. Nếu một tín hiệu lớn với một tỷ lệ tuyệt chủng thấp là đầu vào cho một AGC thông thườngpreamplifier, dạng sóng đầu ra sẽ có một sự thiên vị lớn, như thể hiện trong hình. 4,24 (a).Biên độ của tín hiệu đầu ra cũng được siết chặt, dẫn đến khó khăn trong việcphân biệt đối xử giữa'' 0'' và'' 1'' đúng cách. Để giải quyết vấn đề xuống cấptỷ lệ tuyệt chủng trong tín hiệu đầu ra, một cách tiếp cận tế bào AGC [60] được đề nghịkiểm soát xuyên trở kháng tế bào đạt được bằng cách di động theo biên độ của đầu vàotín hiệu. (Dưới đây là một tế bào có ý nghĩa giống như một vụ nổ gói.) Hình 4.24 (b)cho thấy phản ứng của một tế bào AGC cho tín hiệu bùng nổ với tỷ lệ tuyệt chủng thấp.Dòng G1 trong đồ thị đại diện cho lợi ích xuyên trở kháng cho một tế bào tín hiệu lớn;dòng G2 cho một tế bào tín hiệu nhỏ, trong đó có tăng cao hơn so với một tín hiệu lớndi động. Bằng cách duy trì tăng trong cùng một tế bào, các'' độ'' 0 là không lớn nhưrằng trong một preamplifier thông thường. Điều này cải thiện khả năng của mạchphân biệt đối xử đúng giữa'' 0'' và'' 1''. Vì vậy, phương pháp này cho phépthu để phục hồi tín hiệu bùng nổ ngay cả với tỷ lệ tuyệt chủng thấp. Hình 4.25 (a) cho thấy cấu hình preamplifier tế bào AGC. Mạch nàybao gồm một máy dò dưới cấp (BLD), một mạch tăng kiểm soát (GCC), một thiết lập lạimạch, và một (Transistor Dòng Effect) FET kết nối song song với một thông tin phản hồiđiện trở. Hình 4.25 (b) cho thấy phản ứng của mỗi khối đầu vào bùng nổ tín hiệu.Các BLD nhanh chóng phát hiện các mức đáy của Amp3, và một mạch giữ trongĐiện áp đầu raĐiện áp đầu raĐăng nhập khuếch đại hoạt độngBiên độgiảmTín hiệu đầu raG2G1Tín hiệu đầu ra G1G2Đầu vào hiện tạiĐầu vào hiện tạiTín hiệu đầu vào (tỷ lệ tuyệt chủng thấp)Tín hiệu đầu vào (tỷ lệ tuyệt chủng thấp)(A)(B)Hình 4.24 Việc so sánh (a) một AGC thông thường và (b) một tế bào-AGC cho burst-modeđầu vào tuyệt chủng tỷ lệ thấp [60].

Điện tử burst-modeOUT (BLD đầu vào)AMP1 AMP2 Amp3BLD đầu raTRÊNRfVGSGiành quyền kiểm soát mạch(GCC)Dưới cấp phát hiện(BLD)Thiết lập lạiG1Thiết lập lạiMức độ ban đầuGCC đầu raOUT185TăngG2(A)(B)Hình 4.25 Cấu hình và hoạt động của tế bào nguyên tắc AGC dựa preamplifier IC.BLĐ giữ mức này. Tùy thuộc vào cấp độ này, GCC tạo ra một hằng sốđiện áp trong khi hoạt động trong cùng một tế bào, và xác định điện áp cơ sở củaFET, được kết nối song song với điện trở phản hồi để giảm tổng sốkháng phản hồi. Như tăng hiện hành vi mạch đầu vào (do đầu vào cao hơnquang điện), điện áp cơ sở của FET cũng tăng, dẫn đến thấpxuyên trở kháng. Vì vậy, xuyên trở kháng có thể được thay đổi bằng cách đầu vào hiện tại.Với sự thay đổi của các tế bào, tín hiệu đặt lại được đưa ra vào BLD, đầu ra củaGCC và xuyên trở kháng tăng trở lại mức ban đầu. Kết quả là, một caophạm vi hoạt động được thực hiện với tín hiệu tỷ lệ tuyệt chủng thấp. Nó nên được đề cập rằng thu burst-mode mô tả ở trên là tất cảdựa trên việc triển khai DC-coupled. Cách tiếp cận này có rất thấp burst-chế độ hình phạt. Thiết bị như vậy là rất thích hợp cho BPON và G-PON màxác định các thông số thời gian rất chặt chẽ. Ví dụ, trong G-PON với 1,244-Gbpstốc độ dữ liệu, thời gian bảo vệ 32-bit (25,6 ns) được phân bổ cho laser trên và laser tắt, 44 -lần bit lời mở đầu (35,4 ns) được phân bổ trong các nguyên cần thiết cho việc kiểm soát tăngvà phục hồi đồng hồ. Như đã biết, EPON đã chỉ định một người nhận thư giãnthời gian giải quyết là 400 ns, cho phép AC-coupling [25, 66] được thực hiện trongứng dụng thực tế với đủ ngắn hằng số thời gian. Khi một AC-coupledmạch với một hằng số thời gian nhỏ được áp dụng cho người nhận, phản ứng nhanh có thểthu được. Hình 4.26 mô tả sơ đồ khối của AC-coupled so với DC-cùng burst-mode thu. Trong hình. 4.26, mạch AC-khớp nối bao gồmmột tụ điện đơn interstage, một trở kháng đầu ra kết hợp preamplifier, và mộtđầu vào trở kháng kết hợp hạn chế khuếch đại.

186Phát hiệnZT ACcùngVoutPhát hiệnQuyết định mạch Đồng hồphục hồiIinVrefMức công suất trung bìnhTIAQuyết định ZT DCLimit cùng mạch khuếch đại Đồng hồphục hồiTrung bình năngVref Đỉnhphát hiệnIinMức công suất trung bìnhTIA Giới hạnbộ khuếch đạiThu phát cho Passive Optical NetworksHình 4.26 So sánh AC-coupled (trái) so với DC-coupled (phải) bật chế độ thu.

Giám sát thu kỹ thuật số-Chẩn đoán100.0mv

187<100 ns240-bit Preample Payload PRBS 2 ^ 7Thời gian bảo vệ (40 bit 0 của)100.0mv50.00ns/div

Hình 4.27 Một ví dụ về 1,25 Gbps BM APD / TIA đầu ra sơ đồ mắt (trái) và giải quyếtđo thời gian (bên phải) [22]. Hình 4.27 cho thấy một ví dụ về sơ đồ mắt và thời gian giải quyết cho một nhận1,25 Gbps BM APD-TIA. Này BM APD / TIA bên trong một gói phần mềm ROSA cóđộ nhạy cao của À36.0 dBm, với tình trạng quá tải trên A1.5 dBm đối với đoBER 10A12. Thời gian giải quyết của nó được đo được ít hơn 100 ns, thấp hơncần 400 ns.4,5 TRANSCEIVER DIGITAL-ĐOÁN GIÁM SÁT Gần đây, đã có mối quan tâm mới trong ngành công nghiệp trong hoạt độnggiám sát của các mạng quang học truy cập. Mục đích của giám sát quang học nàyyêu cầu là cung cấp một công cụ hiệu quả chi phí đối với thời gian chết thấp nhất củamạng, bằng cách cho phép các nhà khai thác phải có chẩn đoán tốt nhất và xe tải ít hơncuộn. Hầu hết các mẫu thiết kế của máy thu phát quang điện tử theo yêu cầu trongSFP [44] và GBIC [45] Hiệp định mô-đun đa nguồn (MSA) (mặc dù cóvẫn không có PON thu phát MSA tại thời điểm viết bài), mà được thêm gần đâykỹ thuật giao diện kỹ thuật số chẩn đoán theo dõi tăng cường theo quy định tạicác tài liệu SFF-8472, Chẩn đoán kỹ thuật số Giám sát Giao diện cho quangThu phát, sửa đổi 9,5 [67]. Giao diện này cho phép thời gian thực truy cập vào thiết bịthông số hoạt động và điều kiện, và nó bao gồm một hệ thống phức tạp củabáo động và cảnh báo cờ, trong đó cảnh báo người sử dụng khi hoạt động đặc biệtcác thông số nằm ngoài phạm vi bình thường của nhà máy thiết lập. Như kỹ thuật số chẩn đoán-chức năng giám sát [68-70] cung cấp một người dùng với thông tin quan trọng liên quan đếntình trạng của các tín hiệu truyền và nhận, cho phép cô lập lỗi tốt hơnvà phát hiện lỗi. Chẩn đoán kỹ thuật số thu phát thông thường giám sát nhiệt độ mô-đun, lạiđiện ceiver, thiên vị phát hiện, và điện máy phát. Ngoài những

188Thu phát cho Passive Optical Networkscác thông số mô-đun, đó cũng là một cần phải theo dõi những thất bại liên kết sợi, bị suy giảmations, và các kết nối xấu mà không làm phiền các dịch vụ nhiều đang diễn ra. Sợilỗi có thể được phát hiện bằng cách sử dụng thời gian quang reflectometry miền (OTDR) [71-75].Phương pháp tiếp cận OTDR nhúng gần đây nonintrusive đã được đề xuất [76, 77]giám sát từ xa với sức khỏe của mạng truy cập, mà sẽ được mô tả trongphần này.

4.5.1 Mô-đun Thông số giám sát Hiện SFP và GBIC MSA thông số kỹ thuật xác định một bản đồ bộ nhớ 256-bytetrong EEPROM, có thể truy cập qua một giao diện nối tiếp 2 dây tại địa chỉ 8-bit1010000X (A0h). Giao diện kỹ thuật số chẩn đoán theo dõi mới làm cho việc sử dụngđịa chỉ 8-bit 1010001X (A2h), vì vậy bộ nhớ ID nối tiếp ban đầu được xác địnhbản đồ vẫn không thay đổi. Giao diện giống hệt, và do đó hoàn toàn ngượctương thích với cả hai kỹ thuật GBIC và SFP MSA. Điều hành vàthông tin chẩn đoán được theo dõi và báo cáo của một chẩn đoán kỹ thuật sốbộ điều khiển thu phát (DDTC), được truy cập thông qua một chiếc xe buýt nối tiếp 2 dây. Cácchi tiết của giao diện đầy đủ và đặc tính vật lý của nó có thể được gọicác thông số kỹ thuật MSA [44, 45]. Để thực hiện các thông tin kỹ thuật số chẩn đoán theo dõi và có ý nghĩa hơnđể đảm bảo tính thống nhất từ nhà cung cấp để nhà cung cấp, các MSA xác định tối thiểuyêu cầu độ chính xác của các thông số theo dõi. Thiết kế hệ thống phải đảm bảorằng họ đáp ứng các yêu cầu trên được xác định điều hành cung cấp điện vànhiệt độ dao động, trong khi giảm thiểu tác động chi phí. Thông thường, đầu ra của các giá trị vật chất của mỗi tham số là một điện áp tương tựhoặc hiện tại từ bộ khuếch đại xuyên trở kháng, người lái xe laser, hoặc saubộ khuếch đại. Các kỹ sư sử dụng tương tự để chuyển đổi kỹ thuật số (ADC) để số hóa nhữnggiá trị vật chất. Với các giá trị số hóa, một vi điều khiển sau đó có thể quá trìnhdữ liệu như là một phần của một vòng điều khiển, kích hoạt báo động, hoặc chỉ ghi lại các dữ liệu vào sổ đăng ký.Khả năng cung cấp dữ liệu chính xác cho vi điều khiển phụ thuộc vào độ chính xácdữ liệu tương tự đo, các nguồn tiếng ồn, cùng với độ chính xác ADC. Vì PON thu phát đã hạn chế không gian hội đồng quản trị và nhạy cảm về giá,luôn luôn có sự đánh đổi trong việc lựa chọn một độ phân giải cao và độ chính xác caoADC và một điện áp tham chiếu ổn định. Những khó khăn này buộc các nhà thiết kế để xác địnhtôi yêu cầu tối thiểu cho ADC và điện áp tham chiếu, được đưa racác đặc điểm đến tín hiệu được biết đến, để đáp ứng yêu cầu độ chính xác.4.5.1.1 Nhiệt độ giám sát SFP GBIC hiện có và yêu cầu MSA theo dõi chính xác của tuyệt đốinhiệt độ trong một môi trường không có chương trình kiểm soát nhiệt độ hoạt động, với

Giám sát thu kỹ thuật số-Chẩn đoán189phạm vi hoạt động rộng, và với hơn 3 8C sự thay đổi tổng thể. Bất cứ điều gìcảm biến để lựa chọn, tính chính xác, sự ổn định, khả năng lặp kết quả cảm biếnhơn nhiệt độ và điện năng cung cấp biến thể là các yếu quan trọng nhấttố. Nếu giám sát điện áp so với mối quan hệ nhiệt độ là phi tuyến, cácmức độ chính xác đề cập đến tính chính xác trong việc đo lường chính xác nhấtgóc. Là một ví dụ phân tích [70], giả định một mối quan hệ tuyến tính giữanhiệt độ tuyệt đối và điện áp cảm biến của ADC, với độ chính xáccủa DTEMP. Điện áp tín hiệu đến 500 mV đến 1 V đại diện cho tem-

perature 0 8C và 100 8C, tương ứng. Người ta có thể giả định rằng DTEMP ¼ AE1%(So với điện áp đầu vào), và DVREF ¼ AE1%. Một ADC với 10-bitđộ phân giải cải thiện độ chính xác theo dõi nhiệt độ hơn 1 8Chơn một ADC 8-bit (Hình 4.28). Một sự thay đổi như vậy là đáng kể, đủ để thực hiện mộtsự khác biệt cho một yêu cầu chính xác của 3 8C trong tài liệu SFP MSA. Cácsự khác biệt giữa 10 - và 12-bit ADC, mặt khác, là trong vòng0,25 8C. Cải thiện từ một oversampling của chín lần là 0,5 8C. Khitính chính xác của sự biến đổi điện áp tham chiếu là trong 0,25%, độ chính xác76Lỗi nhiệt độ (C)54(Blue)(Blue)(Màu đỏ) (Màu hồng)(Màu xanh)

3(Màu hồng)(Màu xanh)

210020406080100120140Nhiệt độ (C)Hình 4.28 Kiểm tra lỗi nhiệt độ ở độ phân giải ADC khác nhau. Các trục y cho thấygiá trị tuyệt đối của các lỗi tối đa. Các lỗi tổng thể cho việc theo dõi nhiệt độ + Y 8C.Các đường màu xanh, hồng, và xanh lá cây đại diện cho 8 -, 10 - và 12-bit ADC, tương ứng. Những đường liềnđại diện cho các trường hợp trong đó mức độ chính xác của cả hai cảm biến nhiệt độ và điện áptham chiếu là trong 1%, và các đường đứt nét đại diện cho một 0,5% mức độ chính xác. Dòng rắn màu đỏlà một ADC 10-bit mà không có oversampling [70].

190Thu phát cho Passive Optical Networkscải thiện một 10-bit ADC là từ 0.7 8C ở nhiệt độ thấp 1,65 8C khinhiệt độ cao. Cải thiện như vậy tương đương với việc thay đổi độ phân giảiADC 8-10 bit. Vì vậy, một ADC với 10-bit hoặc độ phân giải cao hơn vàmột điện áp tham chiếu ổn định là những yếu tố quan trọng không kém cho chính xác nhiệt độgiám sát ture. Khi ổn định tín hiệu đến là trong 0,5%, mộtcó thể thư giãn yêu cầu ổn định cho điện áp tham chiếu đến 0,5% là tốt,và vẫn có thể đạt được một 3 8C độ chính xác trên toàn bộ nhiệt độ hoạt độngphạm vi.4.5.1.2 nhận-Power Giám sát SFP và GBIC MSA yêu cầu người nhận điện theo dõi accur-ACY được trong vòng 3 dB. Có nhiều yếu tố tác động đến tính chính xác củangười nhận giám sát quang điện. Các yếu tố quan trọng nhất là vari-ation của bộ tách sóng quang báo động quá nhiệt, cung cấp điện áp, vàlão hóa. Giả sử một máy dò với một báo động 0,9 A / W để thực hiện phân tích này,phân tích [70] cho thấy các lỗi được giới thiệu bởi một 8-bit ADC có thể cao như3.83 dB. Độ phân giải ADC cần phải được 10 bit hoặc cao hơn để đạt được cácđộ chính xác cần thiết 3 dB. Các oversampling chín lần trong 10-bitADC có thể cải thiện độ chính xác 1 dB, mà quan trọng là khi người nhậnđang hoạt động ở mức độ nhạy cảm. Khi giám sát năng lượng đầu vào thu,sự thay đổi tham chiếu điện áp là ít quan trọng hơn so với các biến thể củatối hiện ngẫu nhiên từ các thiết bị ở mức độ nhạy [70].4.5.1.3 Giám sát phát hiện tại Bias MSA (SFP hoặc GBIC) yêu cầu hiện tại cho máy phát thiên vị hiện tạigiám sát là độ chính xác tốt hơn so với 10%. Truyền thiên vị hiện nay mon-itoring thường là chính xác hơn nhiệt độ và máy thu năng lượng màn hình-ing, bởi vì nó không bao gồm một phạm vi rộng năng động. Tuy nhiên, các nguồn kháclỗi phải được xem xét, chẳng hạn như sự biến động của các xu hướng hiện tại bản thânkhi điện áp thiên vị kiểm soát là tĩnh. Bù đắp cũng tồn tại giữa các kiểm soátđiện áp và điện áp giám sát, bởi vì người ta phải suy ra thiên vị thực tế hơnkhông trực tiếp đo lường nó để ngăn chặn sự can thiệp với việc thực hiện cáclaser bán dẫn. Nếu chúng ta giả định rằng sự thay đổi tổng thể mặc định từ thực tế hiện nay chảythông qua chip laser để giám sát điện áp là 3% và tỷ lệ VBIAS THỨđể Ibias là 1 V 100 mA, phân tích [70] cho thấy giám sát thiên vị hiện tạiđộ chính xác từ một 8-bit ADC là biên ở dòng cao và trở thành dramat-ically tồi tệ hơn ở dòng thấp. Độ chính xác ở mức thấp thiên vị hiện tại là tồi tệ hơn vìgiá trị tuyệt đối của tín hiệu nhỏ hơn. Do đó, sự đóng góp tiếng ồn tương đối

Giám sát thu kỹ thuật số-Chẩn đoán191tăng. Tình trạng như vậy có thể có mặt trong laser làm mát hoạt động ở mức thấpnhiệt độ môi trường. Nhìn chung, các kỹ thuật oversampling giúp nhưnhiều nhất là 5% trong điều kiện thấp hiện nay. Tuy nhiên, sự thiên vị xấp xỉhiện tại cho laser cạnh phát ra là ít hơn 10 mA, gần ngưỡng của nó hiện tại,nên độ chính xác không phải là một mối quan tâm lớn. Một cải tiến trên điện áp tham chiếu5% chỉ đóng góp 0,5% độ chính xác theo dõi.4.5.1.4 phát điện giám sát Yêu cầu MSA hiện tại cho việc theo dõi phát điệnlà 1 dB. Hầu hết laser bán dẫn hiện nay vẫn dựa vào back-khía cạnh màn hình-ing. Hình 4.29 cho thấy đặc điểm điển hình giữa các lái xe bằng lasergiám sát hiện tại và sản lượng điện quang hiện tại và cho 1310-nm vàĐiốt laser 1550 nm [78]. Có thể thấy rằng sức mạnh truyền là dễ dàng hơn đểgiám sát hơn ba tham số được đề cập trước đây nếu mối quan tâm duy nhất làback-khía cạnh giám sát hiện hành. Điện áp máy phát điện theo dõi thường dao động từ vài hun-mV Dred một số volt. Nếu module đang chạy dưới APC, APCvòng lặp chính nó giới thiệu một số lỗi. Một lỗi có thể phát sinh thêm từ nhiệtkhông thẳng hàng của bộ tách sóng quang back-khía cạnh, hoặc sự thay đổi trong báo độngcác bộ tách sóng quang hơn nhiệt độ và điện áp cung cấp. Giả sử một mặc địnhlỗi nguồn 2%, kết quả phân tích lỗi từ máy phát hiện thiên vị-mon-itoring cũng tương tự như đối với việc giám sát phát-back-khía cạnh năng lượng.Mặc dù một 8-bit ADC có vẻ đủ tốt cho máy phát điện mon-itoring, một 10-bit ADC hoạt động tốt hơn vì nó cho phép một biên độ 0,5 dB chotheo dõi lỗi [70].0.5Công suất đầu ra sơi (mW)1.3 5Công suất đầu ra sơi (mW)Giám sát hiện tại (mA)43210 2040Lái xe hiện tại (mA) 0600.51,55 5432102040Lái xe hiện tại (mA) 060Giám sát hiện tại (mA)0.40.30.20.100.40.30.20.10Hình 4.29 Laser công suất đầu ra và giám sát hiện tại so với hiện nay lái xe.

192Thu phát cho Passive Optical Networks

4.5.2 sợi OTDR Giám sát Thông thường, giám sát chất xơ được thực hiện bởi các phép đo OTDR tạiphía OLT một cách xâm nhập [71-75]. Dữ liệu OLT OTDR, tuy nhiên, bịtừ giảm độ nhạy do tách cao và tổn thất từ sự mơ hồ dosự chồng chất của OTDR dấu vết nguồn gốc từ các chi nhánh sợi khác nhau.Tiểu mục này giới thiệu các nguyên tắc OTDR và mô tả một cuốn tiểu thuyết nhúng-cách tiếp cận OTDR ded [76, 77, 79], được tích hợp giám sát chất xơ không tốn kémchức năng vào một module thu phát đấu nối.4.5.2.1 Nguyên tắc hoạt động OTDR Ví dụ, hình. 4.30 cho thấy một hệ thống OTDR trong hộp rải rác trongkết hợp với một kiến trúc WDM-PON điển hình [74] đó là dựa trên một trong haiDFB LDS hoặc bước sóng bị khóa F-P LDS. Đề án đề xuất bao gồm mộtbăng thông rộng nguồn sáng (BLS), một du dương băng qua bộ lọc (BPF), một LD FP, mộttuần hoàn quang học, một máy thu OTDR, và các bộ phận điện khác. Một LD F-PCOdữ liệudữ liệudữ liệudữ liệuTXRXTXRXTXRXTXRX

RN1 3 km

ONTsRXTXRXTXRXTXRXTX

C-band S-band BLSBLS23,4 km4 km5,2 kmAWG Xungmáy phát điệnBộ điều khiểnL-band BLS214Hình 4.30 Một ví dụ OTDR du dương để theo dõi trong dịch vụ của đứt gãy sợi trong WDM-PON [74].AWGF-P LD Du dương BPF3PIN-PDAmp20 km34S / C CWDMPCC / L CWDMLỗiGPIBDao độngKích hoạt

Giám sát thu kỹ thuật số-Chẩn đoán193AR-phủ để nâng cao hiệu quả tiêm ASE. Laser có chiều dài khoang600 mm. AWG có khoảng cách 100 kênh GHz với một loại Gaussian quaban nhạc. Các du dương BPF có băng thông 3 dB của 0,56 nm. Tín hiệu là OTDRcùng vào sợi trung chuyển của gần WDM-PON vào trang web OLT qua C / LBộ lọc WDM mà đi C và S ban nhạc và ban nhạc phản ánh L (cho các đầu vào ởcổng thông thường). Trong thí nghiệm, OTDR xung bước sóng được chỉ định trong L-band, trong khitín hiệu ngược dòng là trong băng tần C và tín hiệu hạ lưu trong S-band. Tuy nhiên,một AWG duy nhất được sử dụng cho các nút điều khiển từ xa, vì nó có truyền kỳđặc. Một ban nhạc OTDR khác nhau từ các ban nhạc tín hiệu cho phép trong dịch vụgiám sát không đáng kể với nói chuyện qua. Nguyên tắc hoạt động có thể được giải thíchnhư sau. Bộ điều khiển điều chỉnh BPF du dương với bước sóng mục tiêu.Ánh sáng từ L-band BLS sau đó đã được phổ-lát của BPF du dương vàtiêm vào F-P LD. Sau đó chúng tôi có được một sản lượng bán single-mode từFP LD được điều chế trực tiếp bởi một loạt các xung điện. F-P LDđầu ra được lọc bởi BPF du dương để ngăn chặn chế độ bên còn lại vàcùng vào sợi feeder. Ánh sáng tán xạ ngược từ sợi truyềnđã được phát hiện bởi các bộ tách sóng quang PIN và xử lý để tìm vị trí lỗi, nhưtrong một OTDR thông thường. Một dao động và một máy tính đã được sử dụng như một A / Dchuyển đổi và một bộ xử lý tín hiệu, tương ứng. Hình 4.31 cho thấy kết quả phát hiện lỗi sợi từ xung OTDR. Trongdấu hiệu lỗi tại các địa điểm khác nhau đã được quan sát. Lỗi tínhcác vị trí phù hợp với độ dài của sợi thả, đó là 3 km, 3,4 km, 4 km,và 5,2 km từ nút điều khiển từ xa, tương ứng. Đỉnh cao ở 20 km là kết quảtừ phản ánh tại AWG.4.5.2.2 ONU-nhúng OTDR Quy mô lớn của các hệ thống PON hiện đại giúp bạn theo dõi chất xơ hiệu quả chi phítừ phía ONU mong muốn, để giảm chi phí vận hành và bảo trì. Quatích hợp chức năng OTDR thành các module thu phát quang học, nhúngOTDR trở thành một phần của mạng, có thể được truy cập bởi cácHệ thống quản lý PON để giám sát và kiểm tra chất lượng của lớp vật lý. Sơ đồ khối của một đấu nối burst-mode truyền (BM-TX) với em-phân lớp chức năng OTDR nonintrusive được hiển thị trong hình. 4.32. Nó chứa cáclưu lượng dữ liệu đầu vào (DataIn), một phát cụm cho phép (BEN) tín hiệu, và mộtOTDR dấu vết đầu ra. Một mô-đun tia laser bước sóng 1310 nm với back-khía cạnh màn hình PD(MPD) tạo ra các vụ nổ dữ liệu và MPD giám sát quang điện phát ra.Khi tín hiệu BEN chỉ ra rằng không có vụ nổ dữ liệu được truyền ngược dòng (nhàn rỗicửa sổ), quang học front-end được chuyển từ chế độ truyền tải vào chế độ OTDR,và LD (chuyển từ phía trước thiên vị đến thấp hoặc bằng không thiên vị) và / hoặc hành động MPD

194Công suất (dBm)OTDR dấu vết

Thu phát cho Passive Optical NetworksCông suất (dBm)OTDR dấu vết0

24 dBCh. 1510 2015Khoảng cách (km)25300

Ch. 2510 2015Khoảng cách (km)2530

(A)Công suất (dBm)

(B)Công suất (dBm)OTDR dấu vếtOTDR dấu vết0

Ch. 3510 1520Khoảng cách (km)25300

Ch. 4510 1520Khoảng cách (km)2530

(C)(D)Hình 4.31 Kết quả phát hiện lỗi sợi cho các địa điểm lỗi ở (a) 3 km, (b) 3,4 km, (c) 4 km,và (d) 5,2 km từ nút điều khiển từ xa bằng cách sử dụng thiết lập từ hình. 4.30.DataInBENBurst-mode dữ liệu Txđiều khiển bằng laserDữ liệu nổ OTDRđơn vị chuyển đổiMô-đun Lasermà không cần cách ly (1310 nm)Phản ánh quangNổ OTDR xác nhậnOTDR tương tự front-endOTDR dấu vết OTDRDSP lõiA / D Băng thông(DC ~ một vài MHz)Hiện có dữ liệu Tx chức năngChức năng OTDRTín hiệu quang họcTín hiệu dữ liệu điệnTín hiệu điều khiển điệnHình 4.32 Nhúng OTDR vào đấu nối burst-mode truyền. OTDR tương tự front-end

băng thông bị hạn chế đến 5 MHz [76].

Giám sát thu kỹ thuật số-Chẩn đoán195như một bộ tách sóng quang OTDR. Vì vậy, các tán xạ ngược gây ra bởi sự bùng nổ dữ liệu có thểđược mua lại với tái sử dụng tối đa các thành phần và chi phí tối thiểu. Dữ liệuvụ nổ truyền qua Modem có độ dài biến và quang điện hạn chếphù hợp với thông số kỹ thuật G-PON, và không thể được sử dụng như là một kích thích chocổ điển OTDR xung phản ứng. Tuy nhiên, từ các thông số được biết, các dữ liệuchiều dài vỡ (quy mô ms) và chiều dài của sợi được thử nghiệm (km), BM-TXcó thể phát hiện xem sự bùng nổ dữ liệu là đủ miễn là kích thích cho bước đáp ứngOTDR. Nếu điều này xảy ra, đo OTDR chỉ phụ thuộc vào trạng thái sợivà sức mạnh kích thích đấu nối, và không vào độ dài dữ liệu nổ. Tiêu cực nàyđáp ứng bước (NSR) cách tiếp cận cung cấp một cách mới để sử dụng lại giao thông bùng nổ dữ liệuthực hiện giám sát chất xơ thực sự nonintrusive [76]. Hình 4.33 minh họa ba triển khai chi phí thấp để nonconventionaltích hợp các chức năng OTDR trong khối ONU [77]. Phương pháp tiếp cận đầu tiênsử dụng một quang coupler 10/90 để phản ánh riêng biệt từ ánh sáng truyền qua, nhưng điều nàyphương pháp đòi hỏi ống kính chuyên dụng bổ sung (coupler) và làm giảm ngân sách liên kết.Cách tiếp cận thứ hai sử dụng các diode laser như một photodectector để phát hiện cácOTDROUT

SauampOTDR RXTIAOTDR PINDATAIN

Laserlái xeLaserdiode Quangcoupler1310 nmTruyền cho phép

Thượng nguồnbật chế độ TXXuốngsông CDRHạ lưu RXNăngkiểm soátWDMSơiSauamp Hình ảnhdiode + TIAĐấu nối quang họcQuang coupler mua lạiMua lại diode laserBack-khía cạnh photodiode mua lạiDATAOUTCLKOUT

1490 nmhoặc 1550 nmHình 4.33 ONU chặn sơ đồ với OTDR chức năng tích hợp [77].

196Thu phát cho Passive Optical Networksphản ánh (echo) trong trường hợp tia laser không có sự cô lập. Cách tiếp cận này là kinh tếnhưng đòi hỏi phải ăn chay chuyển đổi của các trình điều khiển laser và OTDR Rx. Tương tự như vậy,phương pháp thứ ba đo phản ánh bằng cách sử dụng PD trở lại khía cạnh kết nối vớidiode laser. Nó vẫn còn có vấn đề như thế nào mạnh mẽ phương pháp này sẽ được. Mô phỏng vàkết quả thực nghiệm cho thấy phương pháp này có thể mang lại OTDR độ chính xác tốtcho vị trí thay đổi đột ngột suy giảm như sự thúc đẩy phản ứng cổ điểntán xạ ngược, mà không có những nhược điểm của một kỹ thuật xâm nhập. Những lợiđuợc những ưu điểm của phương pháp này là hiển nhiên:1. Nhúng giám sát nhà máy sợi nonintrusive trong máy phát đấu nối.2. Không có hình phạt trên hiệu suất mạng và không can thiệp với các MAC.3. Sử dụng FP hoặc VCSEL phát mà không cần cách ly quang. Không cần thành phần quang học thêm, nhưng cần số lượng hạn chế tốc độ cao Elec- tronics được tích hợp trong chip điều khiển tia laser với chi phí cận biên.4. Không truyền tín hiệu OTDR cụ thể là cần thiết, và các tín hiệu yêu cầu xử lý có thể được xử lý trong thời gian nhàn rỗi của một vi điều khiển off-chip.5. Thông tin về tình trạng của nhà máy sợi có thể thu được liên tục, và được sử dụng để chứng minh hiệu suất nhà máy sợi, hoặc để kích hoạt bảo dưỡng phòng ngừa hoặc sửa chữa hành động.6. Suy thoái nhà máy sợi có thể phát hiện rất lâu trước khi xảy ra lỗi truyền dẫn hoặc dịch vụ không đúng.HỆ THỐNG TRANSCEIVER 4,6 PON ĐÁNH GIÁ Đối với một hệ thống truy cập PON, việc truyền và nhận của quang học khác nhaubước sóng bidirectionally qua một sợi đơn phức tạp chẩn đoán quangvà các phép đo của PON module thu phát. Như được mô tả trong chương. 2, được giao dịchkiến trúc itional PON thông qua một cấu hình point-to-multipoint. Từnhiều người sử dụng đấu nối được kết nối với một OLT, một ghép kênh miền thời gian chia sẻ(TDM) kênh được sử dụng theo hướng hạ lưu. Ở thượng nguồn, TDMAcách tiếp cận được sử dụng để cho phép mỗi ONU để truyền tải lưu lượng truy cập của nó trong thời gian được phân bổkhe thời gian. Đây là khác biệt đáng kể từ tàu điện ngầm thông thường hay đường dàimạng quang học, mà thường dựa trên bước sóng point-to-point-connections và do đó có sự phân biệt rõ ràng giữa các mạng khác nhaulớp. Cho các mạng, hiệu suất lớp vật lý của các liên kết thông thườngcó thể được kiểm tra sử dụng các mẫu PRBS tiêu chuẩn phân biệt các giao thức lớp cao hơndo tính chất liên tục chế độ của họ. Vì lý do này, và kinh tế khác, vẫn còn thiếuphù hợp hoàn toàn PON thiết bị kiểm tra. Các nhà cung cấp hệ thống truy cập buộc phảixây dựng quy trình PON cụ thể của riêng họ chẩn đoán [20, 22, 62, 80-83].

PON thu phát hệ thống đánh giá197Trong thực tế, kiểm tra hệ thống thu phát PON phải đưa vào tài khoản bùng phátbản chất của dữ liệu và sự chênh lệch về khoảng cách từ mỗi đấu nối để OLT. Trong khiquá trình OLT nhận đặc tính nhạy cảm, biên độ tín hiệu vàgiai đoạn đồng hồ có thể khác nhau từ gói để gói. Do đó, các gói tin kế tiếp cóđược xem xét với một sự khác biệt lớn trong quang điện và giai đoạn đồng hồliên kết để bắt các trường hợp xấu nhất. Nói cách khác, các OLTnhận được coi như là một phần của một hệ thống PON kết hợp với một số ONUsvà không chỉ như là một liên kết nhận độc lập point-to-point. Hình 4.34 cho thấy một thiết lập hệ thống tiêu biểu cho PON thu phát thử nghiệm mô-đun,mà giống như một thực hiện lĩnh vực thực tế của một hệ thống PON. Nó bao gồm haiCấu hình ONUs trong trường hợp xấu nhất. Một được đặt gần OLT vàthứ hai xa xuống liên kết. Người nhận OLT có để nắm bắt một yếu thượng nguồnnổ mà sau một mạnh mẽ hơn. Độ nhạy OLT có thể được đánh giába kịch bản: đo liên tục chế độ, đấu nối đơn burst-mode Meas-lường, và đấu nối đo burst-chế độ kép. Param-quan trọng nhấteters trong một burst-mode đánh giá nhận là nhạy cảm, phạm vi hoạt động, vàthời gian đáp ứng. Hệ thống năng động, được định nghĩa là tỷ lệ mạnhcác tín hiệu quang học yếu nhất có thể được nhận bởi OLT burst-modengười nhận với đặc điểm kỹ thuật thực hiện bảo đảm. Các hình phạt burst-mode[20, 22, 46, 66, 84] về sự khác biệt nhạy cảm giữa ba thử nghiệm cáckịch bản được coi là nhân vật chủ chốt của công đức để xác minh hệ thống thực hiện-hiểm của máy thu phát PON.

4.6.1 G-PON thu phát hệ thống đánh giá ITU-T G984.2 [10, 20] đề nghị phân bổ kiểm tra lớp vật lýmô hình và trên không tại 1,244 Gbps được minh họa trong hình. 4.35. Chiều dài nổcó thể được miễn là 125 ms, thường được dùng như PRBS tải trọng. Tổng số bắt buộcchiều dài trên tại 1.244 Mb / s là 96 bit bao gồm thời gian bảo vệ (bắt buộc32 bit), thời gian mở đầu (44 bit), và thời gian phân cách (20 bit). Chiều dài củathời gian bảo vệ được xác định bởi thời gian turn-on/turn-off laser, thay đổi thời gian gây rabằng cách: (1) biến thể nhỏ trong sự chậm trễ sợi, (2) sự chậm trễ tuyên truyền cáp quangcân bằng granularity xác định bởi quá trình khác nhau, và (3) APDvà thời gian xả bóng bán dẫn. Lời mở đầu có thể được chia thành hai phần, ampli-phục hồi tude để xác định ngưỡng và giai đoạn đồng hồ liên kết cho đồng hồphục hồi giai đoạn. Như đã giải thích trước đó, nhanh chóng khai thác các ngưỡng quyết địnhvà giai đoạn đồng hồ từ một lời mở đầu ngắn ở đầu mỗi kết quả gói trong mộtphạt nhạy cảm, cái gọi là burst-mode phạt. Thách thức trong G-PON bật chế độ thu là để hoạt động trên một rộngphạm vi hoạt động trong khi khôi phục dữ liệu trong một thời gian rất ngắn. Trong trường hợp một yếugói sau một gói tin mạnh mẽ với thời gian tương tự như trong hình. 4,35, lỗi bit

198BMTX như ONU # 1 PPG(LVPECL)BM-LD + FP tia laserBM RX ROSA(APD / TIA)+ Post-amp(BM, TT)CDR / DMUX(BM, 10-bit) MUX(10-bit)ED PPG(LVPECL)ONU # 2(SFF)Thu phát cho Passive Optical NetworksHình 4.34 Burst-mode cấu hình thiết lập thử nghiệm điển hình bao gồm hai ONUs. Một gói tin yếu từ BM-Tx như ONU # 1 theo sau là một mạnh mẽgói dữ liệu từ mô-đun SFF thương mại Tx như ONU # 2 mô phỏng các trường hợp xấu nhất điều kiện [22].

PON thu phát hệ thống đánh giá199Bùng nổ mạnh mẽ 1 mức "1" Tuyệt chủngtỷ lệ> 10 dBLaser "tắt"Mức "0"TX vô hiệu hóa(<16 bit)TX cho phép biên độ(<16 bit) phục hồi Dữ liệuphục hồiDấu phân cáchphát hiệnDấu phân cách(20 bit) Tải trọng(Tối đa 125 Nổ yếu 2 mức "1"Mức "0"Thời gian bảo vệ (32 bit)Lời nói đầu (44 bit) Phân bổ burst-mode trên khôngcho các chức năng OLT (96 bit @ 1244 Mbit / s)Hình 4.35 Một thượng nguồn mô hình thử nghiệm burst-mode G-PON điển hình khi các gói dữ liệu mạnh mẽ từBM-Tx như ONU # 1 được theo sau bởi các gói dữ liệu yếu từ ONU # 2. Thời gian bảo vệ trên khôngbao gồm 32 bit bắt buộc, lời mở đầu 44 bit, và thời gian giới hạn 16-20 bit.tính chỉ với một phần payload của gói yếu như một chức năng củaquang điện của gói tin mạnh mẽ vào nhận OLT. Hình 4.36 cho thấysố đo của burst-mode BER và phạt nhạy cảm thực hiện cho một DC-cùng G-PON APD thu tại 1,244 Gbps [20]. Rõ ràng là một sự nhạy cảmphạt phát sinh. Nguyên nhân chính của hình phạt nhạy nổ-chế độ này làturn-off đuôi từ chip APD và TIA mâu thuẫn với yêu cầu nghiêm ngặtthời gian bảo vệ ngắn và chiều dài đoạn đầu. Trường hợp xấu nhất đo độ nhạyvề À30.5 dBm tại BER của 10-10 khi điện quang của gói tin mạnh mẽđạt A9 dBm, gần với sức mạnh tình trạng quá tải của APD. Đại nàysents khoảng 2-dB trường hợp xấu nhất burst-mode phạt độ nhạy thu và dy-namic phạm vi khoảng 21,5 dB. Ảnh hưởng của thời gian bảo vệ trên burst-modehình phạt cũng được hiển thị trong hình. 4.36 là một chức năng của điện quang học củatrước gói. Phạt nhạy cảm của $ 1,5 dB do đuôi của một mạnh mẽgói tin tại A12 dBm đã được quan sát với thời gian bảo vệ của 32 bit (25,6 ns). Mộtcải thiện 1,4 dB trong Rx nhạy cảm có thể khi thời gian bảo vệ lànới lỏng để 64 bit (51,2 ns). Nó nên được đề cập rằng G-PON lợi dụng việc thực hiệncủa PLM (cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng) để thư giãn phạm vi hoạt động 21 dB specifi-cation của người nhận OLT. PLM cho phép ONUs hoạt động tại ba rời rạcchế độ công suất đầu ra. Ví dụ, đối với một đường lên 1,244 Gbps, sau đâycó nghĩa là tung ra quyền hạn đã được xác định: (1) Chế độ bình thường: tối thiểu /

20045610 (BER)

789Thu phát cho Passive Optical NetworksTế bào bằngPstrong = dBmPstrong = dBmPstrong = dBmPstrong = dBm101112 Công suất quang trung bình (dBm)3Phạt nhạy (dB)Thời gian bảo vệ = 25,6 nsThời gian bảo vệ = 51,2 ns210Quang điện trung bình của gói tin mạnh mẽ (dBm)Hình 4.36 Đo điển hình của chế độ burst-BER (trên) và hình phạt nhạy cảm (dưới)thực hiện cho một DC-coupled G-PON OLT Rx tại 1,244 Gbps.tối đa ¼ À2/þ3 dBm, như đã nêu trong Bảng 4.7, (2) Chế độ 1 ¼Bình thường A3 dB;và (3) Chế độ 2 ¼Bình thường A6 dB. Chế độ PLM có thể được thiết lập tại địa phương trong ONUthu phát thông qua một giao diện ngoại vi nối tiếp (SPI) theo tín hiệu điều khiểnđến từ các lớp MAC. Đối với các thủ tục PLM chi tiết, có thể tham khảoG984.2, Phụ lục II [10]. Tóm lại, PLM hoạt động như sau. OLT Rxđầu tiên đo công suất trung bình nhận và so sánh nó với hai ngưỡngđiện áp. Sau đó nó quyết định liệu các tín hiệu quang đến là quá thấp hoặc quácao hoặc trong phạm vi. Khi một ONU nhận được tin nhắn từ OLT đếnchuyển đổi từ một chế độ khác, nó làm cho điện phát ra của nó trong phạm vi củachế độ mới và sau đó tiếp tục gửi dữ liệu thượng nguồn. Một lợi thế của việc sử dụng PLM là giảm phạm vi hoạt động đòi hỏi-chữa 5-6 dB (từ 21 dB đến 15 dB) cho người nhận OLT. Một lợi thế

PON thu phát hệ thống đánh giáBảng 4.7201Nhà nước-of-the-art G-PON thông số hiệu suất thu phát cho các liên kết ngược dòng 1,244 Gbps, so với thông số kỹ thuật G.984.2 của ITU-T [10]Tham sốTỷ lệ bitODN (loại B)Có nghĩa là quyền lực đưa ra(Không có PLM)Tỷ lệ tuyệt chủngLiên tiếp giống hệt nhauchữ số miễn dịchĐộ nhạy thuNhận tình trạng quá tảiPhạm vi hoạt độngTrên khôngThời gian bảo vệĐo (không có PLM) 1,244 > 15 phạm vi khác biệt dB1 dB khoan dung hơn A40 8C 80 8C> 1072À31.6 (W / o WDM)À4.7 (W / o WDM) 26.9 12 4Spec. 1,24410 phút tối đa 25phút A2 max TH31072A28 (Với WDM) A7 21 12 4Đơn vịGbit / s dBdBmdBbitdBmdBm dBbytebytelà nó làm tăng tuổi thọ laser và giảm điện năng tiêu thụ của ONUskhi làm việc trong chế độ 1 và / hoặc chế độ 2. Nó cũng làm giảm khả năng mạnh mẽ quangphản xạ do gần đó ONUs. Hình 4.37 cho thấy hiệu suất đường lên BERcho 1,25 Gbps G-PON OLT Rx được thử nghiệm ở chế độ PLM khác nhau. ONUđiều chỉnh ra mắt điện được điều khiển bởi OLT như sauba chế độ: Pavg ¼0,5 dB (bình thường), Pavg ¼ A2.5 dBm (độ 1), vàPavg ¼ À5.5 dBm (chế độ 2). Chèn 20 km sợi giới thiệu một sự phân tánBật chế độ BER@1.25 Gbit / s (Với 20 km cáp quang và PLM)BER (Đăng nhập)Công suất quang đầu vào (dBm)

Pavg = 5,5 dBm không có chất xơPavg = 2,5 dBm không có chất xơPavg = 2,5 dBm với 20 km cáp quangPavg = 0,5 dBm với 20 km cáp quangHình 4.37 1,25 Gbps G-PON hiệu suất đường lên với PLM.

202Thu phát cho Passive Optical Networkshình phạt, gây ra sự nhạy cảm nhận để làm suy giảm 0,9 dB khi PLMchế độ được thiết lập để chế độ 1. Bảng 4.7 liệt kê các hoạt động G-PON OLT thu nhà nước-of-the-artthông số có thể đạt được từ một APD DC-kết hợp với chế độ burst-TIA vàhạn chế chipset khuếch đại cho tốc độ liên kết thượng nguồn của 1,244 Gbps [85]. Cho com-sự so sánh, cùng một bảng cũng liệt kê các yêu cầu đặc điểm kỹ thuật G.984.2 của ITU-T.Hai ONUs được đo bằng 8-bit xung tín hiệu đặt lại. OLT đạt đượcĐộ nhạy Rx của À31.6 dBm và phạm vi hoạt động của trên 26,9 dB là nhiềutốt hơn so với đặc điểm kỹ thuật của G.984.2 A28 dBm (với một nm WDM 1310/1490)như thể hiện trong Bảng 4.7.

4.6.2 Máy thu phát EPON Các đặc điểm kỹ thuật EPON cho phép thu phát AC-coupled burst-mode cho OLTlý do đơn giản và kinh tế [25]. Các burst-mode đo lường nhậnthiết lập sử dụng hai ONUs hình. 4.34 cũng thường được sử dụng đểđặc trưng thu EPON. Các EPON burst-mode mô hình thử nghiệm có thểđịnh nghĩa với một thời gian bảo vệ của 512 ns, chuỗi lời mở đầu của <400 ns và xâymô hình tinuous kiểm tra ngẫu nhiên (CRPAT) hoặc liên tục mô hình thử nghiệm jitter (CJTP)trọng tải (8 b/10 B mã hóa) của nhiều 3.360 bit. Module EPON đang được đánh giá hệ thống rộng rãi trong ngành công nghiệp [22, 25,86-91]. Hình 4.38 (a) cho thấy đặc tính BER của một EPON burst-modeThu OLT ở nhiệt độ phòng [25]. Độ nhạy của máy thu này với PINphotodiode được thay đổi rất ít (ít hơn 0,5 dB) như nhiệt độ thay đổi từ08C 70 8C. Các đường thẳng đại diện cho hiệu suất BER liên tụcChế độ P2P. Độ nhạy thu tại một BER của 10A12 là À26.0 dBm dưới 1,25-Gbps liên tục chế độ PRBS dòng dữ liệu từ ONU # 1 tới OLT. Khácdấu vết trong đồ thị cho thấy đặc điểm P2MP BER với độ dài đoạn đầu của512 bit và 960 bit, tương ứng. Trong cả hai trường hợp P2MP, sự nhạy cảm nhậnđáp ứng các chuẩn IEEE 802.3ah giá trị quy định của À24.0 dBm. Độ nhạy 1.1 dBsự khác biệt giữa hai kết quả đo burst-mode đã được quan sát,do sự khác biệt chiều dài đoạn đầu. Biểu đồ này cũng cho thấy sự bùng nổ-chế độ hình phạt là 1,6 dB giữa liên tục chế độ so với P2MP burst-mode.Trong trường hợp lời nói đầu ngắn, các OLT burst-mode nhận có một A1.5 dBmđiện quá tải, và một À24.4 nhạy cảm dBm tại BER của 10A12 , Do đó,hệ thống dải động là 22,9 dB. Nó đáp ứng thành công các khuyến nghịcủa IEEE802.3ah. Hình 4.38 (b) cho thấy rõ ràng sự bùng nổ chế độ miền thời gian thực hiện thu-hiểm trong trường hợp thời gian lời mở đầu của 512 bit. Thu bật chế độ này có thể thích ứng với cácđột ngột thay đổi mức năng lượng, nói cách khác, nó có 22,9 dB của hệ thống năng độngdao động trong thời gian bảo vệ của 32 bit. Trong trường hợp của quyền lực mạnh mẽ quyền lực yếu

PON thu phát hệ thống đánh giá0.01203P2MP, 960bit lời mơ đầuP2MP, 512bit lời mơ đầuP2P, liên tục chế độONU # 2-1,5 dBm4BER567 8 9 10 111E-123Hệ thống dải động(A)Quang điện nhận đươc (dBm)Đầu vào dạng sóng quang họcGói mạnh mẽ và lâu (-1,5 DBm)Gói yếu và ngắn (-24,4 DBm)Hệ thống dải động bằng 22,9 dBGói mạnh mẽ và lâu (-1,5 DBm)Đầu ra dạng sóng điện Dữ liệu(1518 byte) Idles (435,2 ns)Tấn + Lời nói đầu Dữ liệu(64 byte) Idles(435,2 ns) Dữ liệu(1518 byte)(B)Hình 4.38 (A) Đo liên tục chế độ (P2P) so với burst-mode BER. (B) đầu vào vàđầu ra cho burst-mode nhận.

204Thu phát cho Passive Optical Networksquá trình chuyển đổi, mức công suất gói yếu được phục hồi chậm hơn so với các đối diệntrường hợp do ảnh hưởng AC-khớp nối. Hình 4.39 cho thấy đường cong BER burst-mode của một máy thu EPON OLTdựa trên APD photodiode. Các phép đo BER được thực hiện trêntải trọng của gói tin yếu từ BM-Tx như ONU # 1, với thay đổi quangsức mạnh của ONU # 2. Lỗi bit chỉ tính trong gói yếu. Rõ ràngcho thấy một sự nhạy cảm rất tốt về A36 dBm, hình phạt không đáng kể do BMgói tin, và khoảng 2-dB bật chế độ hình phạt khi đấu nối # 2 có công suất cao nhưA6 dBm. Bản tóm tắt của một nhà nước-of-the-art EPON thu phát hiệu suất [22] làđược đưa ra trong Bảng 4.8. Hiệu suất hệ thống chứng minh ở đây vượt quáthông số kỹ thuật được quy định trong tiêu chuẩn IEEE 802.3ah [9]. Cho APD / TIAnhận, sức mạnh tình trạng quá tải đo cho BM Rx này là hơn A1.5 dBm, cáccao nhất cho một máy dò APD. Cần lưu ý rằng, để truy cập Ethernet quang học, kinh tế bằng laser FPđiốt được đề nghị cho khoảng cách lên đến 20 km tiêu chuẩn sợi đơn modePhạm vi nhiệt độ (SMF-28) trên mở rộng. Trong lịch sử, hoạt động ở sóngđộ dài gần cửa sổ phân tán thấp của SMF-28 đã không phải là một vấn đề. Nhưngyêu cầu nhiệt độ mở rộng và biến đổi bước sóng áp đặt một nghiêm ngặtBật chế độ đường cong BER với hai ONUsCM (PRBS7 hoặc CRPAT)BM; ONU # 2 (A)BM; ONU # 2 (-27 dBm)BM; ONU # 2 (-12 dBm)BM; ONU # 2 (-6 dBm)1e-41e-5Tỷ lệ lỗi bit1e-7BM-Tx ONU # 1 với OLT BMRxThay đổi thương mại SFF Tx ONU # 2 Quang điện1e-91e-111e-13 Quang điện thu (dBm)Hình 4.39 Đường cong bật chế độ BER cho các gói dữ liệu yếu như một chức năng của các mức công suất củacác gói tin mạnh 1,25 Gbps, cho thấy sự xuống cấp của OLT Rx nhạy cảm doảnh hưởng của các gói dữ liệu mạnh mẽ.

PON thu phát hệ thống đánh giáBảng 4.8205Một nhà nước-of-the-nghệ thuật tóm tắt hiệu suất EPON thu phát đường lên so với Tiêu chuẩn IEEE 802.3ahParamet ERSTỷ lệ bitBERLaser bật tắtLaser bật trênĐộ nhạy RxRx quá tảiGiải quyết thời gianPhạm vi hoạt độngĐo1,2510-122<8À34.0 (A)> A1.5<100> 28 (B)IEEE 802.3ah1,2510-12512512A27A640021Đơn vịGbpsnsnsdBmdBmnsdBBao gồm 2 dB BM phạt do ảnh hưởng mạnh mẽ gói. Giá trị đo được giới hạn bởi 2 tối đaMức công suất đấu nối trong thiết lập.

ngân sách phân tán [92, 93]. Chúng tôi đã làm một loạt các thí nghiệm chứng minh đáng kểhạn chế hệ thống không thể do hình phạt phân tán khác nhau [22]; đohình phạt phân tán có thể cao như 3 dB dưới nhiệt độ cao. Giới hạn nàyHệ thống EPON để làm việc, hoặc trong phạm vi nhiệt độ giảm (0-70 8C) hoặcđếm trên laser DFP dành cho tốn kém hơn.

4.6.3 Tác động của Analog CATV Overlay Cần lưu ý rằng PON thu phát cũng có thể hỗ trợ một video RFche phủ sử dụng thêm các bước sóng 1550 nm ở vùng hạ lưu [10]. Nàyđặt trọng tâm vào các thông số cách ly quang giữa analog vàbước sóng hạ lưu kỹ thuật số ở người nhận đấu nối, và xác định chất lượngYêu cầu các bộ lọc ONT WDM [80, 94]. Đo BER của kỹ thuật sốtín hiệu và cung cấp dịch vụ-to-noise (CNR) của tín hiệu video được che phủ là khả thi vớiKiểm tra BER và phân tích mạng. Đó là yêu cầu mà các lớp phủ của dải bước sóng thêm để không can thiệp vàoviệc truyền dữ liệu. Hình 4.40 (a) cho thấy tác động của CATV cross-talkthành phần trên suy thoái BER của tín hiệu kỹ thuật số [80]. Đo lườngđề cập đến sự nhạy cảm của Rx A30 dBm. CATV thành phần tiếng ồn trong khoảngA50 dBm để A30 dBm được thêm vào và các đường cong BER nhận được vẽ trong khithiết lập các mức công suất kỹ thuật số để mức độ nhạy cảm, mức độ nhạy cảm của nó A1 dB, vàmức độ nhạy cảm þ1dB. Rõ ràng là hơn 40 dB cô lập là cần thiết để duy trìtác động không đáng kể. Với thực tế là các kênh truyền hình analog là nhạy cảm nhất với tiếng ồn,đo trên các tàu sân bay tương tự cũng được thực hiện. Hình 4.40 (b) cho thấy

206Thu phát cho Passive Optical NetworksTiếng ồn điện CATV (@ 622 Mb / s)1e-021e-031e-041e-051e-06BER1e-071e-081e-091e-101e-111e-12Điện tín hiệu CATV trung bình (dBm)Tiếng ồn điện kỹ thuật số (@ 622 Mb / s)504540CNR (dB)353025201510RX Power = MIN + 1 dBmRX Power = MINRX Power = MIN điện 1 dBmRX Power = nhạy + 1 dBmRX Power = Độ nhạy (-30 dBm)RX Power = nhạy 1 dBm(A)(B)Trung bình điện tín hiệu kỹ thuật số (dBm)Hình 4.40 (A) tác động của tín hiệu CATV trên BER của người nhận kỹ thuật số. (B) Ảnh hưởng của kỹ thuật sốtín hiệu qua nói chuyện trên CNR của máy thu CATV.tác động của các tín hiệu kỹ thuật số nói chuyện qua về sự xuống cấp CNR của CATVnhận. Sử dụng một máy thu CATV có một CNR ¼44 dB tại A6 dBm, trung bìnhđiện tín hiệu kỹ thuật số trong phạm vi A50 dBm để A30 dBm được thêm vào, và người nhận

Tóm tắt và Outlook207Đường cong CNR được vẽ trong khi thiết lập các mức công suất CATV để tối thiểumức độ nhạy cảm (ví dụ: A6 dBm), mức độ nhạy cảm A1 dB, và mức độ nhạy cảm þ1 dB.CNR suy thoái được quan sát với tăng sức mạnh tín hiệu hạ lưu dữ liệu, vàgiới hạn của CNR 41 dB đạt được tại A42-dBm kỹ thuật số nói chuyện qua.4.7 TÓM TẮT VÀ TRIỂN VỌNG Chương này đã nêu ra những yêu cầu hệ thống, cho phép công nghệ, vàphương pháp đánh giá hệ thống bao gồm các khía cạnh khác nhau của hiện tạitình trạng thu phát quang học trong bối cảnh ứng dụng PON. PON xuyênceivers là các thiết bị độc đáo hai chiều sử dụng bước sóng khác nhau để truyền tảivà nhận tín hiệu giữa OLT và ONUs qua một sợi đơn. Cácloại khác nhau của Pons, tức là BPON, EPON, và G-PON, mặc dù tất cả các phần củakế hoạch bước sóng tương tự, khác nhau trong việc truyền tải tốc độ bit lên và hạ lưu,đạt, tỷ lệ phân chia, và bật chế độ năng động, trong đó tác động thông số kỹ thuậtcủa thu phát tương ứng. Yêu cầu hệ thống của họ được quyết định bởi các liên kếtngân sách một sức mạnh tổng thiệt hại kênh, hình phạt điện, và lợi nhuậnyêu cầu. Vì lý do này, các hệ thống PON tiên tiến như PX20EPON, lớp B và BTH G-PON, hoặc thậm chí trong tương lai WDM-PON và 10G Ponsvẫn còn bị chi phối bởi các thành phần quang điện tử đắt tiền trong khi hiệu suất cao-hiểm và tính năng bổ sung là cần thiết để đáp ứng các hệ thống nghiêm ngặt đặc tảvận hành. Bên cạnh đó, PON point-to-multipoint kiến trúc nâng cao sự cần thiết của PONphương pháp thử nghiệm cụ thể khác với phương pháp thử nghiệm quang học thông thường đểmô tả các thông số lớp vật lý của module thu phát quang. Một trong những vấn đề quan trọng cho thu PON là tỷ lệ hiệu năng / chi phíđo bằng thông số kỹ thuật và chi phí đơn vị của quang xuyênceivers. Dòng chính của công nghệ PON thu phát hiện vẫn còn đếm trênthiết bị quang điện riêng biệt, độc lập TO-lon, đóng gói và cáp đồng trụcBOSAs được lắp ráp và kiểm tra bằng tay và tích cực. Mặc dù thườngcoi lao động, và khó khăn để mở rộng quy mô với tăng đáng kể khốiume, cải tiến liên tục của PON thường này thu phát technol-ogy về tích hợp hội đồng quản trị cấp làm cho nó vẫn là công nghệ hiện hành củalựa chọn [19]. Công nghệ PLC đang nổi lên ống dẫn sóng dựa trên, trong đó hứa hẹnmonolithically tích hợp các thành phần hoạt động và thụ động vào cùng một phụstrate ở cấp độ chip, đang được phát triển chuyên sâu. Nó được dự kiến sẽ làgiải pháp cuối cùng để đạt được các yêu cầu sản xuất khối lượng với chi phí mong muốn;mặc dù trước đó nó chưa nhất thiết phải đặt ra những thách thức trước mắt và những tác động trênchi phí và hiệu suất của máy thu phát quang học hiện có. Rõ ràng là cơ hội kinh doanh rất lớn của Pons triển khai kinh tếbuộc nỗ lực nghiên cứu và phát triển chuyên sâu cho sáng tạo và đột phácông nghệ trong nhiều lĩnh vực của công nghệ thu phát, mà hứa

208Thu phát cho Passive Optical Networksthay thế các BOSAs hiện tại làm chip rời rạc và các bộ phận với một caotích hợp các giải pháp dựa trên tích hợp lai hoặc monolithical. Các mớicông nghệ cuối cùng sẽ giúp giảm số lượng các thành phần rời rạc,nâng cao năng suất sản xuất, tăng thông lượng sản xuất, vàgiảm chi phí tổng thể, và như vậy. Một khu vực hoạt động đáng nhắc đến làđột phá trong công nghệ laser InP [95-97]. Vì nó cũng được biết rằng một dàitầm PON bao gồm khoảng cách truyền dẫn 20 km trình bày phân tán nghiêm trọngsuy yếu liên quan cho hạ lưu 1490 nm và 1550 nm tín hiệu [92, 93]để tốn kém DFBs hẹp linewidth hoặc làm mát hoặc làm lạnh, phảisử dụng. Hình phạt điện phân tán gây ra cũng là một vấn đề đối với thượng nguồntín hiệu xung quanh 1310 nm trong G-PON chạy ở 2,5 Gbps, làm tăngtổng chi phí của các đấu nối thu phát đáng kể. Thông thường đơn sóngchiều dài laser DFB yêu cầu cách ly quang để giảm tiếng ồn không mong muốn thông tin phản hồivào hộp laser cho hoạt động ổn định. Họ là như vậy, tốn kém và đóng gópđể phần đáng kể chi phí trong các mô-đun BOSA. Những phát triển mới nhấttrong chi phí thấp, nguồn laser ly miễn phí về laser chế độ rời rạc [96] vàđạt được kết DFB-[97] đáp ứng nhu cầu này và các yêu cầu của thị trường. Trong đặclar, các cuộc biểu tình gần đây của Vitesse và Eblana Photnonics của ly miễn phílaser sản xuất trên một dây chuyền làm việc chế tạo vi mạch điện tử sử dụng tiêu chuẩnCông cụ xử lý vi mạch có thể dẫn đến các điện tử loại hiệu suất nhất quán trongxây dựng các thiết bị laser diode [96]. Những thách thức công nghệ quan trọng trong thu phát PON là: (1) ở thượng nguồnbật chế độ công nghệ truyền dẫn quang, (2) đầu ra phát quangsức mạnh cũng như độ nhạy thu quang học để đáp ứng các liên kết hệ thống tăngyêu cầu ngân sách, và (3) tỷ lệ ngày cao hơn. Burst-mode IC thiết kế vẫnđại diện cho một trong những khu vực hoạt động nghiên cứu, mà đòi hỏi laser burst-modelái xe mạch với APC thức ăn về phía trước, và bật chế độ mạch tiếp nhận quangbằng phương tiện của ATC và phương pháp liên tục và / hoặc di động-AGC. Một độ nhạy caoPIN hoặc APD cùng với tiếng ồn thấp preamplifier IC và hạn chế vi mạch khuếch đại[93, 98] là yếu tố quan trọng để cải thiện độ nhạy quang học và năng động rộng của nóphạm vi. Hơn nữa, với tăng mức độ tích hợp lượng tử ánh sáng và nhỏ gọn hơnlắp ráp đầu cuối quang thu phát quang học, sự gia tăng điện vàchéo quang nói chuyện [99] giữa việc truyền và nhận các kênh sẽ trở thànhmột thách thức đáng kể. Vấn đề cross-talk là đặc biệt quan trọng đối vớikênh video trong thu phát triplexer. Mặc dù hệ thống 1 Gbps PON như EPON và G-PON đã đạt đượcphổ biến, hệ thống PON nhanh hơn nhiều có nhu cầu trong khu vực mà nhiềungười dùng doanh nghiệp cần dung lượng lớn đường dây thuê bao. Theo quan điểm của xu hướng này, WDM-Hệ thống PON [101, 102] rằng các dịch vụ tốc độ cao multiplex bằng WDMkênh cũng như các hệ thống PON 10-Gbps hiện đang được nghiên cứu chuyên sâu.Gần đây, IEEE 802.3 [103] đã bắt đầu lực lượng đặc nhiệm 802.3av tích cực phát triểnTiêu chuẩn EPON 10-Gbps. Các mục tiêu của 10-G lực lượng đặc nhiệm EPON là

Tài liệu tham khảo209phát triển cả hai hoạt động tốc độ đường truyền 10 Gbps đối xứng và bất đối xứng nơihoạt động đối xứng sẽ hoạt động ở tốc độ 10 Gbps trong cả hạ lưu vàhướng thượng nguồn. Sự phát triển này rõ ràng là đặt ra thậm chí nghiêm ngặt hơnthách thức trong burst-mode IC phát triển [104, 105] và đòi hỏi nhiều hơnhấp dẫn thiết kế thu phát. 10-Gbps thu phát chi phí-hiệu quả, cómột khả năng rằng các yếu tố hình thức module cắm nhỏ mới gọi là SFPþđược quy định bởi Ủy ban SFF (SFF 8431), có thể đóng một vai trò quan trọng trongphát triển hệ thống PON tương lai [106].THAM KHẢO [1] J.R. Stern, C.E. Hoppitt, D.B. Payne, M.H. Reeve, và K.A. Oakley,'' TPON-một thụ động mạng quang học cho điện thoại,'' Hội nghị châu Âu thứ mười bốn trên quang Communi- cation (ECOC'88), vol.1, pp203-206, Brighton, Anh, tháng Chín, 1988. [2] P.E. Màu xanh lá cây,'' sợi đến nhà: điều băng thông rộng lớn tiếp theo,'' IEEE Comm. Mag., pp100-106, Tháng Chín, năm 2004. [3] P.E. Màu xanh lá cây, Fiber to the Home: The New trao quyền; Wiley-Interscience, 2006. [4] W. Diab và H. Frazier,'' Ethernet trong First Mile: Truy cập cho mọi người'' Tiêu chuẩn Mạng lưới thông tin, IEEE báo chí, năm 2006. [5] M. Beck, Ethernet trong First Mile, McGraw-Hill, ISBN 007145506X, tháng sáu, năm 2005. [6] M. Aabrams, P.C. Becker, Y. Fujimoto, V.o 'Byrne, và D. Piehler'' FTTP việc triển khai trong Hoa Kỳ và Nhật Bản lựa chọn-Thiết bị và mệnh lệnh cung cấp dịch vụ,'' J. Lightwave Technol., Vol.23, pp236-245, tháng một, năm 2005. [7] JD Angelopoulos, H. Leligou, T. Argyriou, S. Zontos, E. Ringoot, và TV Caenegem, '' Vận chuyển hiệu quả của các gói tin với QoS trong một FSAN canh G-PON'' IEEE Comm. Mag., vol.42, số 2, pp92-98, Tháng Hai, năm 2004. [8] của ITU-T Rec. G.983.1, Study Group 15, hệ thống truy cập băng thông rộng quang'' dựa trên thụ động mạng quang học,'' Tháng Mười, 1998. [9] IEEE tiêu chuẩn cho công nghệ thông tin, Ethernet IEEE 802.3ah trong Mile Nhiệm vụ đầu tiên Lực lượng, D3.3, ngày 19 tháng 4 năm 2004.[10] ITU-T Rec. G.984.2. '' Mạng Gigabit có khả năng thụ động quang học (G-PON): phương tiện vật lý phụ thuộc (PMD) đặc điểm kỹ thuật lớp,'' Tháng Ba, 2003.[11] M. Hajduczenia, H. da Silva, và P. Monteiro;'' EPON so với APON và G-PON: một so sánh hiệu suất chi tiết,'' vol.5, số 4, p298, J. mạng quang học, Tháng Tư, năm 2006.[12] A. Girard,'' FTTx PON Công nghệ và thử nghiệm'' EXFO Electro-Optical Engineering Inc, 2005.[13] G. Kramer, B. Mukherjee, và A. Maislos'' Ethernet Mạng quang thụ động,'' Chap. 8, McGraw-Hill Professional, ISBN: 0071445625, Ngày xuất bản: Tháng 3 năm 2005, có sẵn từ http://networks.cs.ucdavis.edu/ $ mukherje / liên kết / gk_wiley_bc.pdf[14] G. Kramer,'' gì tiếp theo cho Ethernet PON?'' Hội nghị quốc tế lần thứ 5 về Internet quang (COIN 2006); MoB2-1.[15] ITU-T Rec. G.984.2 sửa đổi,'' mới Phụ lục III-Công nghiệp thực hành tốt nhất 2,488 Gbit / s hạ lưu, 1,244 Gbit / s ngược dòng G-PON,'' Tháng Hai, năm 2006.[16] K. Kim,'' Trên sự phát triển của các giải pháp FTTH PON dựa trên'' Khoa học thông tin, vol.149, số 1-2, pp21-30, tháng một, năm 2003.[17] T. Tatsutay, Y. Yoshida, và Y. Maeda,'' Tiêu chuẩn của G-PON (Gigabit Passive Mạng quang học) trong ITU-T'' NTT Tech. Rev, vol.1, số 7, pp89-93, Tháng Mười, năm 2003.

210Thu phát cho Passive Optical Networks[18] F. Effenberger'', chi phí năng lực giao thức Cân bằng trong hệ thống PON'' NFOEC'2002, p1606.[19] W. Huang, X. Li, C. Xu, X. Hồng, C. Xu, và W. Liang,'' thu phát quang cho cáp quang tới the-cơ sở ứng dụng: Yêu cầu hệ thống và công nghệ cho phép,'' J. Lightwave Technol. vol.25, pp11-27, 2007.[20] X.Z. Qiu, P. Ossieur, J. Bauwelinck, Y.C. Yi, D. Verhulst, J. Vandewege, B. De Vos, và P. Solina, phát triển'' của G-PON nguyên mẫu phụ thuộc vào phương tiện truyền thông vật lý hướng'' J. Lightwave Technol., Vol.22, pp2498-2508, tháng Mười năm 2004.[21] P. Vetter et al.,'' Nghiên cứu và trình diễn các phần mở rộng tiêu chuẩn FSAN BPON,'' 14 Hội thảo quốc tế về dịch vụ và truy cập địa phương (ISSLS2002) tại Seoul, Hàn Quốc, trên 14-ngày 18 Tháng Tư, 2002.[22] Y. Chang và G. Noh,'' 1,25 Gb / s đường lên bật chế độ truyền: Yêu cầu hệ thống và thách thức chẩn đoán quang học của EPON chipset lớp vật lý cho phép băng thông rộng mạng truy nhập quang Ethernet,'' OFC / NFOEC '06 Giấy JThB84.[23] M. Fuller,'' G-PON thiết bị điện tử bật chế độ thu chứng minh đầy thách thức,'' Lightwave, PennWell, Vol.23, số 5, pp14-17, May, 2006.[24] J. Redd và C. Lyon,'' thách thức đánh dấu thiết kế nhận G-PON FEC,'' Lightwave, PennWell, Vol.23, số 5, pp11-14, May, 2006.[25] J. Kwon, J. Lee, J. Baek, J. Cho, J. Seo, S. Park, J. Lee, Y. Oh, và D. Jang'' AC-coupled bật chế độ OLT SFP cho các hệ thống PON Ethernet gigabit,'' IEEE Phot. Công nghệ cao. Lett., vol.17, số 7, p1519, tháng Bảy, 2005.[26] H. Oohashi, '' Tổng quan trên công nghệ InP cho các mô-đun truy cập mạng quang và họ độ tin cậy,'' Hội nghị quốc tế thứ mười trên Indium Phosphide và liên quan Vật liệu, năm 1999. IPRM, vol.1999, pp375-380 (NTT Photonics Labs).[27] S. và H. Kaneko Haneda,'' các thiết bị quang học cho các hệ thống truy cập mạng quang'' Mitsubishi Electric ADVANCE, vol.114, pp17-19, Tháng sáu, 2006.[28] A. Behfar, M. Green, A. Morrow, và C. Stagarescu'' diplexer Monolithically tích hợp chip cho các ứng dụng PON'' OFC 2005 giấy OTuM5.[29] M. Iwase, Y. Ishikawa, T. Komatsu, J. Kasahara, N. Hattori, M. Miura, N. Nakamura, và K. Odaka'' module thu phát quang cho gigabit Ethernet hệ thống PON FTTH,'' Furukawa Review, số 28, P8, 2005.[30] D. Shimura, M. Uekawa, R. Sekikawa, K. Kotani, Y. Maeno, H. Sasaki, và T. Takamori, '' Siêu subassembly quang nhỏ gọn tích hợp sử dụng diode laser và silicon microlens cho thành phần quang học với chi phí thấp,'' trình bày tại Linh kiện điện tử công nghệ Conf., Las Vegas, NV, năm 2004, giấy s05P7.[31] D. Shimura, R. Sekikawa, K. Kotani, M. Uekawa, Y. Maeno, K. Aoyama, H. Sasaki, T. Takamori, K. Masuko, và S. Nakaya,'' hai chiều subassembly quang với prealigned microlens silicon và diode laser,'' IEEE Phot. Công nghệ cao. Lett., vol.18, số 16, pp1738-1740, tháng tám, 2006.[32] K. Masuko, T. Ori, T. Tanaka, M. Inoue, H. Sasaki, M. Uekawa, Y. Maeno, K. Kotani, D. Shimura, R. Sekikawa, và T. Takamori, '' A chi phí thấp PON thu phát sử dụng đơn TO- THỂ gõ vi BOSA,'' trình bày tại Linh kiện điện tử công nghệ Conf., pp1082-1086, Tháng sáu, 2006.[33] H. Sasaki, M. Uekawa, Y. Maeno, K. Kotani, D. Shimura, R. Sekikawa, T. Takamori, T. Ori, K. Masuko, và Y. Katsuki;'' Một chi phí thấp vi BOSA sử dụng microlens Si tích hợp trên băng ghế dự bị Si quang học cho các ứng dụng PON'' OFC 2006, giấy OWL6.[34] M. Pearson,'' PLC sẵn sàng để thay số lượng lớn-quang trong FTTH,'' Lightwave, PennWell, Vol.23, số 2, p15, Tháng Hai, năm 2006.[35] M. Pearson, S. Bidnyk, A. Balakrishnan, và M. Gao'' PLC nền tảng cho chi phí thấp quang học thành phần truy cập,'' Hội nghị thường niên lần thứ 18 của laser IEEE và điện quang học Xã hội, năm 2005, pp660-661, Giấy WX1, 22-ngày 18 tháng mười, năm 2005.

Tài liệu tham khảo211[36] T. Kurosaki et al., '' 1:03 = 1:55 mm full-duplex module thu phát quang WDM cho ATM-PON (PDS) hệ thống sử dụng PLC-lai-hội nhập và công nghệ CMOS-IC,'' GIAO DỊCH IEICE trên Điện tử, vol.E82-C, số 8, pp1465-1474.[37] T. Kurosaki et al.'' Full duplex 1300/1550-nm-WDM module thu phát quang học cho Hệ thống ATM-PON sử dụng PLC-lai-hội nhập và công nghệ vi mạch CMOS,'' ECOC'98, tiêu hóa kỹ thuật, vol.1, pp631-632, năm 1998.[38] C. Xu, X. Hồng, và W. Huang;'' Thiết kế tối ưu hóa tích hợp BiDi triplexer quang bộ lọc dựa trên mạch sóng ánh sáng phẳng,'' Lựa chọn. Điểm kinh nghiệm., Vol.14, số 11 p4675, tháng, năm 2006.[39] Y. Inoue, M. Ishii, Y. Hida, M. Yanagisawa, và Y. Enomoto, thành phần'' PLC được sử dụng trong Mạng truy cập FTTH,'' NTT Technol. Rev, vol.3, số 7, pp22-26, Tháng Bảy, năm 2005.[40] KA McGreer, H. Xu, C. Hồ, N. Kheraj, Q. Zhu, M. Stiller, và J. Lâm;'' Planar mạch sóng ánh sáng cho các ứng dụng PON'' OFC / NFOEC năm 2006, giấy NWD4.[41] H. Blauvelt, A. Benzoni, J. Byrd, M. Downie, C. Grosjean, S. Hutchinson, R. Monzon, M. Newkirk, J. Paslaski, P. Sercel, D. Vernooy, và R. Wyss,'' hiệu suất cao phẳng LightWave mạch triplexer với lắp ráp quang thụ động,'' OFC / NFOEC 2005 OThU7.[42] T. Haslumoto, A. Kanda, R. Kasalnml, I. Ogawa, Y. Shuto, M. Yanagisawa, A. Ohki, S. Mino, M. Ishui, Y. Suzuki, R. Nagasc, và T. Kitagawa,'' Một sợi đơn hai chiều Mô-đun 1,25 Gb / s quang thu phát SFP với gói sử dụng PLC,'' trong Proc. Điện tử. Compon. và Technol. Conf., pp279-283, 2003.[43] J.H. Bài hát và các cộng sự.'' Bragg lọc WDM lưới hỗ trợ cho triplexer quang tích hợp thu phát,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.17, số 12, pp2607-2609, Tháng Mười Hai, 2005.[44] Yếu tố Small Form cắm (SFP) Transceiver Multisource Hiệp định (MSA), ngày 14 tháng 9, 2000.[45] chuyển đổi giao diện Gigabit (GBIC). Số tài liệu SFF: SFF-0053, rev. 5.5, ngày 27 tháng 9, 2000.[46] Luminent Inc triplexer thu phát kỹ thuật, có sẵn từ http://www.luminentoic.com/ tải / OFC_FTTx.pdf[47] C. Su, L. Chen, K. Cheung;'' Lý thuyết bật chế độ thu và ứng dụng của nó trong quang học mạng multiaccess,'' J. Lightwave Technol., vol.15, số 4, pp590-606, tháng Tư, năm 1997.[48] J. Bauwelinck, Y. Martens, P. Ossiieur, K. Noldus, XZ Qiu, J. Vandewge, E. Gilon, và A. Ingrassia'' Chung, và thông minh CMOS 155 Mb / s bật chế độ thiết kế chip điều khiển bằng laser và hiệu suất,'' ESSCIRC năm 2002, 28 châu Âu Solid-State Circuits Hội nghị, Flor- nghiệm, Ý, pp495-498, 24-ngày 26 Tháng 9, 2002.[49] E. Sackinger, Y. Ota, TJ Gabara, và WC Fischer,'' A 15 mW, 155 Mb / s CMOS bật chế độ điều khiển laser với kiểm soát quyền lực tự động và cuối cùng của cuộc sống phát hiện,'' IEEE J. Solid-State Circuits, vol.35, số 2, pp269-275, Tháng Hai, năm 2000.[50] Dieter Verhulst, Yves Martens, Johan Bauwelinck, Xing-Zhi Qiu, và Jan Vandewege, '' Liên tiếp mạch bằng không và phát hiện một bit nhanh cho 1,244 Gbps bật chế độ tia laser lái xe,'' IEICE Trans. trên Điện tử, vol.E87-B, số 8, pp2377-2379, Tháng Tám, năm 2004.[51] J. Bauwelinek, D. Verhulst, P. Ossieur, và J. Bauwelinek,'' DC-coupled burst-mode phát cho 1,25 Gbit / s ngược dòng PON''. Đắc cử. Lett., vol.40, số 8, pp501-502, 2004.[52] X. Qiu, J. Vandewege, Y. Martens, J. Bauwelinck, P. Ossieur, E. Gilon, B. Stubbe,'' A bật chế độ tia laser phát nhanh với kiểm soát quyền lực kỹ thuật số cho một 155 Mb / s ngược dòng PON'' IEICE giao dịch trên Truyền thông, vấn đề đặc biệt'' Tiến gần đây trong Quang điện tử và Truyền thông,'' vol.E86-B, số 5, pp1567-1574, tháng, năm 2003.[53] Y. Oh, L. Quân, G. Lee et al.'' Burst chế độ máy phát cho 1.25Gb / s Ethernet PON các ứng dụng,'' trong ESSCIRC, năm 2004, công nghệ. Giấy tờ, pp283-286, Tháng Chín, năm 2004.[54] X.Z. Qiu, J. Vandewege, F. Fredricx, và P. Vetter,'' Burst truyền chế độ trong PON hệ thống truy cập,'' NOC'2002, Hội nghị châu Âu lần thứ 7 về Mạng & Comm quang., Darmstadt, Đức, pp127-132, 18-ngày 21 tháng 6, năm 2002.

212Thu phát cho Passive Optical NetworksChế độ [55] Y. Ota và RG Swartz,'' Burst thu quang tương thích với động lớn phạm vi,'' J. Lightwave Technol., vol.8, pp1897-1903, Tháng Mười Hai, 1990.[56] C.A. Eldering'' quyết định lý thuyết của hình phạt nhạy cảm của burst-mode cáp quang nhận,'' J. Lightwave Technol., vol.11, pp2145-2149, Tháng Mười Hai, 1993.[57] S. Ide, H. Nobuhara, N. Nagase, A. Hayakawa, K. Mori, và M. Kawai, '' þ3.3V PON thu IC với một tốc độ cao ATC mạch,'' trong Proc. IEEE Int. Solid-State mạch Conf. (ISSCC), (ISSCC), pp244-245, Tháng Hai, năm 1997.[58] P. Ossieur, Y.C. Yi, J. Bauwelinck, X.-Z. Qiu, J. Vandewege, và E. Gilon,'' DC-coupled 1,25 Gbit / s bật chế độ tự động nhận với bồi thường bù đắp'' Điện tử. Lett., vol.40 (7), pp447-448, tháng Tư, 2004.[59] P. Ossieur, D. Verhulst, Y. Martens, W. Chen, J. Baauwlinck, X. Qiu, và J. Vandewege, '' A 1,25 Gb / s bật chế độ thu cho các ứng dụng G-PON'' IEEE J. Solid-State Circuits, vol.40, pp1180-1189, tháng, năm 2005.[60] S. Yamashita et al.'' Tiểu thuyết tế bào AGC kỹ thuật cho burst-mode CMOS preamplifier với phạm vi hoạt động rộng và độ nhạy cao cho các hệ thống ATM-PON'' IEEE J. Solid-State Mạch, vol.37, pp881-886, tháng Bảy, 2002.[61] JM Baek et al.'' Chi phí thấp và hiệu suất cao APD bật chế độ thu sử dụng TIA thương mại 1.25-Gb / s EPON,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.17, số 10, p2170, Tháng Mười, 2005.[62] Q. Lê, S. Lee, Y. Oh, H. Kang, và T. Yoo,'' A nhận vụ nổ chế độ cho 1.25Gb / s Ethernet PON với AGC và tín hiệu thiết lập lại nội bộ tạo ra,'' IEEE J. Solid-State Circuits, vol.39, pp2379-2388, Tháng Mười Hai, 2004.[63] nươc CHXHCN Cho, S.K. Yang, J.S. Ma, S.D. Lee, J.S. Yu, A.G. Choo, T.I. Kim, và J. Burm, '' Ngăn chặn các nhân sạt lở ở ngoại vi của ngã ba khuếch tán bằng cách thả nổi vòng bảo vệ trong một phẳng In-GaAs-InP thác photodiode,'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.12, số 5, pp534-536, tháng, năm 2000.[64] Lê Q., Y. Oh, và S. Lee'' tích hợp preamplifier khác biệt cho 155Mb / S ATM-PON hệ thống với phản ứng nhanh, độ nhạy cao và phạm vi rộng,'' trong Proc. Châu Á-Thái Bình Dương Lò vi sóng conf. (AMPC), vol.2, pp478-481, tháng Mười năm 2002.[65] H. Ishikawa, M. Soda, T. Takeuchi, H. Kaneko, và T. Suzaki'' 2,4 Gbit / s nhỏ gọn mô-đun thu quang với một chip IC 3R,'' trong Hội nghị truyền thông sợi quang học, vol.2 năm 1996 OSA kỹ thuật Digest Series (Hội quang học của Mỹ, 1996), Giấy FC3.[66] S. Han và M. Lee,'' Burst chế độ hình phạt của máy thu quang AC-cùng tối ưu hóa cho 8B / Dòng mã 10B,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.16, số 7, pp1724-1726, tháng Bảy, 2004.[67] SFF-8472 Đặc điểm kỹ thuật chẩn đoán cho giao diện giám sát cho quang Xcvrs, sửa đổi 9.1, Tháng Ba, năm 2002.[68] Finisar Appl. Ghi chú;'' chẩn đoán kỹ thuật số Giám sát Giao diện SFP quang xuyên ceivers,'' có sẵn từ http://protocoltransport.com/finisar/optics/wdmmain/pdf/ AN-2030RevDDKFinal9_26_02.pdf.[69] Avago Appl. Lưu ý 5016'' chẩn đoán kỹ thuật số Giám sát Interface (DMI) trên Avago Doanh nghiệp và lưu trữ cáp quang thu phát: ứng dụng và thực hiện'' AN5016; Tháng sáu, 2006.[70] Z. Công,'' chức năng kỹ thuật số chẩn đoán theo dõi cho thu phát quang điện tử,'' EDN (Vitesse) Tháng bảy, 2007.[71] C.-H. Yeh và S. Chi,'' quang giám sát chất xơ lỗi cho các mạng quang thụ động trong Cửa sổ hoạt động S-band,'' Lựa chọn. Điểm kinh nghiệm., Vol.13, pp5494-5498, 2005.[72] I. Sankawa'', lỗi vị trí kỹ thuật cho trong dịch vụ mạng cáp quang nhánh,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.2, pp766-768, 1990.

Tài liệu tham khảo213[73] C.K. Chen, F. Tông, L.K. Chen, J. Song, và D. Lâm,'' A giám sát thụ động thực tế chương trình cho các mạng quang thụ động khuếch đại nhánh quang học,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.9, pp526-528, năm 1997.[74] J. Park, J. Baik, và C. Lee,'' kỹ thuật lỗi phát hiện trong một WDM-PON'' Lựa chọn. Điểm kinh nghiệm., vol.15, pp1461-1466, 2007.[75] Y. Koyamada, T.K. Horiguchi, và S. Furukawa,'' tiến bộ gần đây trong công nghệ OTDR để duy trì mạng lưới cáp quang,'' trong công nghệ. Đào., IOOC'95, FA1-4, Hồng Kông, 1995.[76] W. Chen, B.D. Mulder, J. Vandewege, X.Z. Qiu, J. Bauwelinck, và B. Baekelandt,'' A kỹ thuật mới cho chi phí thấp nhúng giám sát chất xơ không xâm nhập của P2MP quang mạng truy cập,'' OFC'07, giấy OThE4.[77] B. De Mulder, W. Chen, J. Bauwelinck, J. Vandewege, và X.-Z. Qiu,'' Nonintrusive giám sát chất xơ của các mạng quang học TDM,'' J. Lightwave Technol., vol.25, pp305-317, 2007.[78] H. Nakanishi, T. Okada, Y. Yamaguchi, K. Hirayama, Y. Iguchi, A. Yamaguchi, N. Yamabayashi, và Y. Kuhara'', phát triển hai chiều 1:03 = 1:55 mm quang thu phát mô-đun phù hợp với tiêu chuẩn Ethernet,'' SEI Tech. Rev, Số 54, P99, tháng sáu, 2002.[79] H. Schmuck, J. Hehmann, M. Straub, và Th. Pfeiffer,'' nhúng kỹ thuật OTDR cho giám sát hiệu quả chi phí chất xơ trong các mạng truy nhập quang,'' trong Proc.of các ECOC'06, tháng Chín, 2006.[80] giấy Broadlight Inc trắng, thách thức chẩn đoán'' quang trong các mạng BPON.''[81] X.Z. Qiu, P. Ossieur, J. Bauwelinck, Y.C. Yi, D. Verhulst, S. Verschuere, Z. Lou, W. Chen, Y. Martens, X. Yin, và J. Vandewege,'' FSAN G-PON Upstream Burst-Mode lây truyền Các thí nghiệm sion,'' trong Proc. Hội nghị châu Âu về truyền thông quang học 30 (ECOC 2004), pp398-399, Tháng Chín, năm 2004.[82] Lou, Z., S. Verschuere, T. Yi, D. Verhulst, X. Qiu, và J. Vandewege,'' Lab giường thử nghiệm phát triển để đánh giá việc thực hiện đường lên GigaPON,'' Hội nghị IEEE / Sư Tử Benelux chương năm 2003.[83] C. Lee, H Kim, S. Kang, và M. Lee,'' Một đánh giá có hệ thống về chế độ burst-dữ liệu truyền trong mạng truy nhập quang thụ động,'' 1996 Hội nghị quốc tế về Com- trao đổi thông Công nghệ Kỷ, vol.1, pp578-581, tháng 5-7, 1996.[84] P. Ossieur, X. Qiu, J. Bauwelinck, và J. Vandewege,'' nhạy tính hình phạt cho thu bật chế độ sử dụng diode tách sóng quang thác,'' IEEE J. Lightwave Technol., Vol.21, số 11, pp2565-2575, tháng Mười năm 2003.[85] Vitesse Semiconductor Corp, thông tin liên lạc nội bộ.[86] J. Nakagawa, M. Nogami, M. Noda, Y. Kato, T. Uo, và K. Motoshima'' mới phát triển thu phát quang OLT cho các hệ thống GE-PON với các chuẩn IEEE 802.3ah'' trong Proc. ECOC, vol.3, pp746-747, 2004.[87] K. Nishimura, H. Kimura, M. Watanabe, T. Nagai, K. Nojima, K. Gomyo, M. Takata, M. Iwamoto, và H. Asano,'' A CMOS bật chế độ thu phát quang học 1.25Gbit / s cho Ethernet hệ thống PON'' Matsushita Electr. Ind Công ty TNHH, Osaka, Nhật Bản trong: VLSI Cir- cuits, 2004. Digest của giấy tờ kỹ thuật, pp414-417, 2004 Hội nghị chuyên đề gia: 17-19, 2004.[88] J. Seo, S. Han, S. Lee, Lee M. và T. Yoo,'' A 1,25 phát hiện cao điểm nhạy cảm cao Gb / s trong quang burst-mode nhận sử dụng công nghệ CMOS 0.18um,'' Truyền thông Technol- ogy Kỷ yếu năm 2003. ICCT, vol.1, pp644-646, tháng Tư, 2003.[89] H. Ishizaki, H. Okada, T. Tanaka, và Y. Arai, phát triển'' của truyền dẫn quang mô-đun cho các mạng truy cập,'' OKI đánh giá kỹ thuật, vol.69, số 2, p76, tháng Tư, 2002.

214Thu phát cho Passive Optical Networks [90] T. Tanaka, Y. Yoshida, và Y. Maeda, phát triển'' của một Ethernet Gigabit Passive Mạng quang học (GE-PON) Hệ thống'' NTT Tech. Rev, vol.1, số 7, p89, Tháng Mười, năm 2003. [91] M. Kao, Y. Cheng, S. Cheng và C. Shaw,'' nhỏ-form-pluggable PON burst-mode thu phát,'' CLEO, giấy CThT14, tháng, năm 2004. [92] G.P. Agrawal, P.J. Anthony, và T.M. Thần'', hình phạt phân tán cho 1:03 mm LightWave hệ thống laser bán dẫn với đa'' J. Lightwave Technol., vol.6, pp620-625, May, 1988. [93] G.P. Agrawal, Tách sóng quang từ Công nghệ sóng ánh sáng: Linh kiện và thiết bị, Chap. 7, pp253, Wiley-Interscience, 2004. [94] R. Schoop, F. Fredricx, T. Koonen, và C. Hardalov, '' WDM Yêu cầu cách ly cho CATV trong BPON,'' Hội nghị châu Âu về truyền thông quang học 28, ECOC năm 2002, vol.4, PP1-2, năm 2002. [95] K. Terada et al.'' Isolator miễn phí mô-đun DFB-LD với điều khiển TEC sử dụng wafer silicon hội đồng quản trị,'' IEEE 5 chuyên đề Hội nghị về hoạt động điện của Bao bì điện tử, Năm 1996, pp71-73, 28-ngày 30 Tháng 10, năm 1996. [96] Eblana Quang tử, giấy trắng,'' sản phẩm quang học Chi phí-hiệu quả cho G-PON vật lý yêu cầu lớp'', tháng, năm 2005. [97] K. Nakamura et al.'' Quang phản hồi chịu 01:03 mm được-coupled laser DFB cho module vi BOSA ly miễn phí,'' OFC'2006, giấy OMK5. [98] B. Razavi, Thiết kế mạch tích hợp cho truyền thông quang học, pp87-91, New York: McGraw-Hill, 2003. [99] S. Kim, S. Park, J. mặt trăng, và H. Lee,'' Một thiết kế-nhiễu xuyên âm thấp 1,25 Gbps quang mô-đun triplexer cho các hệ thống FTTH,'' ETRI Journal, Vol.28, số 1, pp9-16, Tháng Hai, năm 2006.[100] A. Banerjee, Y. Park, F. Clarke, H. Song, S. Yang, G. Kramer, K. Kim, B. Mukherjee, '' Bước sóng-chia-ghép mạng quang thụ động (WDM-PON) công nghệ truy cập băng thông rộng: tổng'' J. mạng quang học, vol.4, số 11, p737, tháng Mười năm 2005.[101] M. Choudhary và B. Kumar,'' Phân tích tiếp theo kiến trúc PON thế hệ cho quang mạng truy cập băng thông rộng,'' có sẵn từ http://hosteddocs.ittoolbox.com/ MC120606.pdf[102] D. Shin et al.'' Chi phí thấp WDM-PON với thu phát hai chiều không màu,'' J. Lightwave Technol., Vol.24, số 1, p158-165, tháng một, năm 2006.[103] chuẩn IEEE 802.3av, 10G EPON lực lượng đặc nhiệm, có sẵn từ http://www.ieee802.org/3/ av / index.html.[104] M. Nogawa, K. Nishimura, S. Kimura, T. Yoshida, T. Kawamura, M. Togashi, K. Kumozaki, và Y. Ohtomo,'' A 10 Gb / s burst-mode CDR IC trong 0.13 / SPL mu / m CMOS,'' ISSCC Dig. Công nghệ cao. Giấy tờ, pp228-229, tháng 2 năm 2005.[105] Hội nghị quốc tế IEEE Solid-State Circuits, 2005. Digest của giấy tờ kỹ thuật ISSCC 2005, vol.1, pp228-595, Tháng Hai, năm 2005.[106] S. Nishihara et al.,'' A 3R thu 10,3125-gigabit / giây SiGe BiCMOS bật chế độ cho 10G- Hệ thống EPON,'' OFC'07, giấy PDP8, Tháng Ba, năm 2007.[107] S. Bhoja, A. Ghiasi, Y. Chang, B. Mayampurath, M. Dudek, S. khoa iNano, và E. Tsumura, '' Thế hệ tiếp theo 10 GBaud mô-đun dựa trên mới nổi SFP þvới EDC dựa trên máy chủ,'' IEEE Comm. Mag., vol.45, số 3, ppS32-S38, Tháng Ba, năm 2007.

Chương 5

Khác nhau, và năng độngPhân bổ băng thôngNoriki Miki và Kiyomi KumozakiNTT mạng truy nhập Hệ thống Dịch vụ phòng thí nghiệm5.1 khác nhau,5.1.1 Mục đích của Khác nhau Kể từ khi một số đơn vị mạng quang học (ONUs) được kết nối với một dây quangchấm dứt (OLT) giao diện trong một mạng quang thụ động hệ thống (PON), mộtphương pháp để multiplex tín hiệu từ mỗi ONU là bắt buộc. Một trong những phương pháp này làphân chia thời gian truy cập nhiều (TDMA) tách các tín hiệu vào các khe thời gianđể họ không va chạm. Các phương pháp khác ngoài TDMA bao gồm bước sóngphân chia nhiều truy cập (WDMA) tách các tín hiệu quang học vớibước sóng và phân chia mã đa truy nhập (CDMA) được sử dụng rộng rãitrong các hệ thống điện thoại di động. Do thực tế rằng phương pháp TDMA là nhấtđắt tiền bây giờ, hệ thống PON sử dụng phương pháp TDMA là những người duy nhấtđã được tiêu chuẩn hóa và thương mại đưa vào truy cập quang hệHướng dẫn thanh toán [1-3]. Bây giờ, chúng ta hãy giải thích cụ thể hơn về phương pháp TDMA trong đó bao gồmKhác nhau. Thứ nhất, OLT đo sự chậm trễ chuyến đi vòng quanh (RTD) để đấu nối. Nhưhình. 5.1, thời gian truyền tín hiệu của mỗi ONU được điều chỉnh phù hợp-ing để RTD này để các tín hiệu từ ONUs cá nhân đến thời điểm khác nhauvà không trùng nhau. Phương pháp TDMA nhiều thành các tín hiệu từ khác nhauONUs trong các khe thời gian không chồng lấn. Ý thức cung cấp dịch vụ truy cập nhiều vớiphát hiện va chạm (CSMA / CD) giao thức được sử dụng trong thế hệ đầu Ethernet là mộtphương pháp nổi tiếng mà cũng tách tín hiệu người sử dụng theo thời gian. CSMA / CDphương pháp cũng có thể được phân loại như là một giao thức TDMA trong một ý nghĩa rộng hơn.215

216RTD1 / 2Khác nhau, và giao động băng thôngOLT đầu vàodữ liệu # 1dữ liệu # 2dữ liệu # 1dữ liệu # 2Thời gianONU # 1 đầu radữ liệu # 1dữ liệu # 1Thời gianĐấu nối 2 đầu radữ liệu # 2dữ liệu # 2Thời gianRTD2 / 2Hình 5.1 Phân chia thời gian truy cập nhiều. Với phương pháp CSMA / CD, nếu thiết bị đầu cuối khác đang truyền tín hiệu, mộtthiết bị đầu cuối phải chờ đợi cho việc truyền tải để hoàn thành. Nó có thể truyền dữ liệu riêng của mìnhngay lập tức nếu thiết bị đầu cuối khác không truyền tín hiệu. Nếu dữ liệu unfortu-nately va chạm với các tín hiệu từ thiết bị đầu cuối khác, máy phát chờ đợi cho mộtchiều dài thời gian ngẫu nhiên và truyền lại dữ liệu. Lý do tại sao chậm trễ ngẫu nhiên làsử dụng là để giảm thiểu xác suất của vụ va chạm khác. Khi chậm trễ ngẫu nhiên vàtruyền lại được lặp đi lặp lại, khả năng tiếp tục va chạm trở thànhgiảm thiểu theo cấp số nhân. Phương pháp này không yêu cầu phải đo RTDvà nếu khoảng cách là trong vòng vài trăm mét, nó có chậm trễ rất thấp vàhiệu quả cao. Tuy nhiên, nếu khoảng cách đến vài chục cây số như trongmạng cáp truy cập, nó sẽ mất nhiều thời gian để phát hiện nếu thiết bị đầu cuối kháctruyền các tín hiệu hoặc nếu có một vụ va chạm. Vì vậy, sẽ có mộtxu hướng của vụ va chạm thường xuyên và truyền lại, và bất lợi này sẽ gây ra mộtgiảm đáng kể hiệu quả và gia tăng mạnh mẽ trong sự chậm trễ. Khác nhau, được thực hiện để loại bỏ sự cần thiết cho dữ liệu truyền lại, do đóbằng cách sử dụng băng thông hiệu quả và giữ thời gian trễ tối đa chotối thiểu bằng cách ngăn chặn các tín hiệu từ nhiều ONUs từ va chạm.

5.1.2 Khác nhau, Thủ tục Tổng quan Khoảng cách giữa OLT và ONU thường khác với đấu nối đểĐấu nối. Trừ khi mỗi RTD được xác định một cách chính xác, thời gian truyềnkhông thể được thiết lập. Với ý nghĩ đó, nếu chúng ta mới được kết nối một ONU, chúng tôiđầu tiên phải đo RTD. Bởi lệnh của hệ điều hành (OPS), các

Khác nhau,217OLT tự động và thường xuyên làm cho có sẵn các cửa sổ khác nhau cho sự chậm trễđo lường (như hình. 5.2) và xác định một đấu nối để truyền tín hiệu chotrì hoãn đo. Chiều dài của cửa sổ khác nhau, được thiết lập theokhoảng cách giữa OLT và ONU. Nếu đấu nối nằm trong khoảng5-10 km từ OLT, chiều dài của cửa sổ khác nhau, sẽ cần phải cóít nhất (10-5 km) Â2 / (300.000 km/sec/1.5) ¼50 mili giây, theo thời gian nócần cho ánh sáng đi du lịch qua lại giữa OLT và ONU. Trong nàybiểu hiện, 1,5 là chiết suất của sợi quang. Có hai cách để xác định đấu nối cho Khác nhau. Một quy định cụ thể phương phápchỉ có một đấu nối đã đăng ký và các phương pháp khác quy định cụ thể tất cả các đăng kýONUs. Trong phương pháp đầu tiên, một đấu nối với một số ID duy nhất được quy định trongtiến từ OPS. Trong phương pháp thứ hai, OLT không biếtsố ID duy nhất của mỗi ONU. Trong trường hợp này, chúng ta cũng phải đưa vào tài khoảnrằng một số ONUs có thể truyền tín hiệu để đo lường sự chậm trễ đồng thờivà rằng RTD là gần đủ cho các tín hiệu để chồng lên nhau. Một trong nhữngphương pháp để giảm va chạm trong quá trình khác nhau, là để truyền tín hiệu cho sự chậm trễđo lường với một sự chậm trễ ngẫu nhiên, tương tự như phương pháp được sử dụng trong Ethernet.Phương pháp này được áp dụng cho cả G-PON [2] và EPON [3]. Ngay cả khi một vụ va chạmkhông may xảy ra ở nơi đầu tiên, nó có thể thực hiện một sự chậm trễ biện pháp-chữa mà không có va chạm bằng cách lặp lại việc truyền tải hai lần hoặc ba lần, vvKể từ khi truyền dữ liệu người dùng chưa được bắt đầu trước khi khác nhau, xong,độ trễ không được tăng lên. Chỉ thời gian từ kết nối với Modem để thực sựtruyền thông bắt đầu là hơi kéo dài. Tất nhiên, sự chậm trễ ngẫu nhiên sử dụngđể tránh những ganh đua không được bao gồm trong RTD đo.Cửa sổ khác nhau,dữ liệu # 1dữ liệu # 2RTD mới đấu nốidữ liệu # 1Thời giandữ liệu # 1Thời giandữ liệu # 2Thời gianTín hiệu cho sự chậm trễ đo lườngHình 5.2 Khác nhau, cửa sổ.OLT đầu vàoONU # 1 đầu raĐấu nối 2 đầu raSản lương đấu nối mớiThời gian

218Khác nhau, và giao động băng thông Sau khi được đo RTD, thời gian truyền của đấu nối phải đượcđiều chỉnh và có thêm một điểm cần lưu ý. Đó là khoảng thời gian(Hoặc thời gian bảo vệ) giữa các tín hiệu được truyền bởi một ONU nhất định và nhữnglây truyền qua ONUs khác. Phải có đủ thời gian bảo vệ để cáctín hiệu từ ONUs khác nhau không va chạm. Khoảng thời gian bảo vệ này được gọi làtrên không vỡ (BOH). Các yếu tố sau ảnh hưởng đến kích thước của bùng nổtrên:1. Lỗi trong RTD đo: RTD đo đi kèm với lỗi và chúng tôi phải dự đoán lỗi gây ra bởi cảm giác bồn chồn đồng hồ và lượng tử hóa của RTD giá trị.2. Thay đổi trong RTD: Sự thay đổi trong RTD là khoảng 36 ps/km/8C, do sự phụ thuộc nhiệt độ của chỉ số khúc xạ và giãn nở nhiệt của sợi quang. Ngoài sự thay đổi trong thời gian tuyên truyền tín hiệu, chúng ta cũng phải xác định chính xác sự biến động của thời gian xử lý trong thiết bị.3. ON / OFF thời gian của laser: Thời gian công suất phát ổn định (laser trên thời gian) khi laser đấu nối được bật và thời gian cho hiệu quang giảm xuống một mức độ mà không cản trở việc đấu nối tiếp nhận tín hiệu tiếp theo khi laser được chuyển sang OFF (laser giảm thời gian) phải được thực hiện có sẵn.4. Thời gian thiết lập nhận: Chúng ta phải đưa vào tài khoản thời gian tiêu chuẩn cần thiết để cho phép khai thác của đồng hồ và dữ liệu từ các tín hiệu nhận được OLT. Điều này bao gồm thời gian cần thiết để điều chỉnh mức thu như điều khiển tự động (AGC) thời gian giải quyết, đồng bộ hóa thời gian chút nhận được tín hiệu, và thời gian đồng bộ hóa mã.Khi BOH được kéo dài, nó dẫn đến sự suy giảm hiệu quả vàkhi nó được rút ngắn, mặt khác, chi phí của các thành phần tăng.Yêu cầu thực hiện một thiết kế mà sẽ đưa vào tài khoản này trade-off.Những người quan tâm đến số tiền cụ thể của BOH nên tham khảo cácgiấy trong [4]. Trong phần sau đây chúng tôi sẽ giới thiệu các bước khác nhau, cụ thể hơn con-cerning G-PON và EPON.

5.1.3 Khác nhau, Nghị định thư của G-PON ITU-T Rec. G.983.2 B-PON và người kế nhiệm của nó ITU-T Rec. G.984.3 G-PONsử dụng một thủ tục Khác nhau, tương tự. Ở đây, chúng tôi sẽ giới thiệu chỉ Khác nhauthủ tục của G-PON. Các thủ tục khác nhau, G-PON là đặc trưng chia thành hai giai đoạn.Trong giai đoạn đầu tiên, đăng ký số serial cho đăng ký đấu nối vàphân bổ ONU-ID cho đấu nối được thực hiện.

Khác nhau,219 Số serial là một ID đấu nối cụ thể và phải được duy nhất toàn. CácONU-ID, mặt khác được sử dụng cho việc kiểm soát, giám sát và kiểm traĐấu nối. Vì vậy, nó có thể là duy nhất chỉ trong vòng PON riêng của mình. Các bước thực hiện trong giai đoạn đầu như sau (Hình 5.3):1. OLT xác định tất cả các đấu nối hiện giao để ngăn chặn thượng nguồn xuyên nhiệm vụ (đấu nối tạm dừng).2. Các quy định cụ thể OLT đấu nối mà không có một ONU-ID để truyền số (Serial_number yêu cầu).3. Khi nhận được yêu cầu truyền số, một đấu nối mà không có một ONU-ID truyền số (SN-truyền) sau khi chờ đợi một thời gian ngẫu nhiên (tối đa 50 mili giây).4. OLT gán một ONU-ID để đăng ký một ONU có nối tiếp số đã nhận được bình thường (giao thông đấu nối-ID).Trong giai đoạn tiếp theo, RTD được đo cho mỗi ONU đăng ký mới.Hơn nữa, giai đoạn này cũng được áp dụng cho ONUs mà bị mất tín hiệu của họ trongthông tin liên lạc. Các bước cụ thể như sau (Hình 5.4):5. OLT xác định tất cả các ONUs hiện giao để ngăn chặn thượng nguồn truyền (đấu nối tạm dừng).6. Bằng cách sử dụng số serial đăng ký, OLT định một ONU chỉ cụ thể truyền tín hiệu để đo lường sự chậm trễ (Khác nhau, yêu cầu).7. ONU trong đó có một số phù hợp với số quy định truyền tín hiệu để đo lường sự chậm trễ (Khác nhau truyền), mà bao gồm các ONU-ID được giao trong giai đoạn đầu tiên.Cửa sổ khác nhau,dữ liệu # 2(1) đấu nối tạm dừngONU # 1(2) Serial_number yêu cầudữ liệu # 1Thời gian(4) Chỉ định ONU-IDThời gianOLTONU # 2(3) truyền SNMới đấu nốiChậm trễ ngẫu nhiênHình 5.3 G-PON khác nhau, giai đoạn 1: quá trình số.Thời gianThời gian

220Khác nhau, và giao động băng thôngCửa sổ khác nhau,dữ liệu # 2(5) đấu nối tạm dừng(6) Khác nhau yêu cầuONU # 1RTD mới đấu nốidữ liệu # 1 Thời gian(8) Ranging_time tin nhắnThời gianOLTONU # 2(7) Khác nhau, truyền tảiMới đấu nốiThời gian(9) Thời gian trễsự ngang nhauHình 5.4 GPON khác nhau, giai đoạn 2: đo sự chậm trễ.8. OLT đo RTD theo thời gian mà tín hiệu cho sự chậm trễ đo lường đã được nhận. Hơn nữa, sau khi xác nhận rằng combin- ation của số và đấu nối-ID là chính xác, nó sẽ thông báo cho Sự ngang nhau Chậm trễ (¼ Teqd ÀRTD) để đấu nối (tin nhắn Ranging_time). Ở đây, là Teqd số lượng liên tục và thiết lập giá trị tối đa RTD trong PON. Cho Ví dụ, trong trường hợp của 20 km RTD tối đa, Teqd là 200 mili giây.9. ONU ghi nhớ những sự Cổ trễ nó nhận được và trì hoãn việc subse- quent thượng nguồn truyền tải thời gian bởi giá trị này.Thông qua quá trình này, tất cả dao động đấu nối trở thành tương đương với một RTD của Teqd(¼ gốc RTD þCân bằng Delay).

5.1.4 Khác nhau, Nghị định thư của EPON Trong trường hợp của EPON tiêu chuẩn hóa bởi IEEE 802.3, tất cả các thông điệp điều khiển choPON (MPCPDU) có một Dấu thời gian và phương pháp này được đặc trưng bởi sựKhác nhau, và đồng bộ hóa đồng hồ sử dụng Dấu thời gian này. Hơn nữa, EPON là khác nhau từ G-PON trong đó các địa chỉ MAC Ethernetđược sử dụng thay cho số, liên kết ID hợp lý (LLID) được sử dụng ở vị trí củaONU-ID, và LLID được phân công và RTD được đo trong một giai đoạn duy nhất. Khác nhau, các thủ tục trong EPON là như sau:1. OLT tạm dừng việc phân bổ băng thông ngược dòng cho tất cả ONUs hiện nay giao tiếp để tạo ra một khu vực thời gian trống (cửa sổ Khác nhau). Thời gian bắt đầu thời gian của cửa sổ Khác nhau này được gọi là StartTime.

Phân bổ năng động băng thông (DBA)2212. OLT truyền tin Discovery GATE với StartTime. GATE là một thông báo đến đấu nối ra thông báo khoảng thời gian mà trong đó dữ liệu thượng nguồn có thể được truyền đi. GATE sử dụng cho khác nhau, được gọi là Discovery GATE.3. Một đấu nối mà không có LLID giao đầu tiên thiết lập thời gian địa phương với giá trị của Dấu thời gian của Discovery GATE nhận được. Sau khi chờ đợi một ngẫu nhiên thời gian Twait từ StartTime quy định tại Discovery GATE, nó phát đi một tin nhắn yêu cầu đăng ký. Giá trị tối đa đợi ngẫu nhiên là cũng quy định trong Discovery GATE. ONU giờ địa phương (¼ StartTime þ chậm trễ ngẫu nhiên) được viết trong Dấu thời gian của ký yêu cầu.4. Đối với một yêu cầu Đăng ký được nhận bình thường tại OLT, các OLT tính toán RTD ¼Giờ địa phương OLT ÀDấu thời gian của ký Yêu cầu ¼ (StartTime þTdownstreatm þTwait þTupstream) À (StartTime þTwait) ¼ Tdownstream þTupstream. Tdownstream và Tupstream đại diện cho hạ lưu và thượng lưu chậm trễ truyền dẫn tương ứng. OLT cũng phân bổ một LLID mới cho đấu nối, và ghi nhớ những sự LLID và RTD kết hợp với địa chỉ MAC của ONU đó. Sau đó nó phát đi một ký tin nhắn để đấu nối đó.5. ONU đó nhận được tin nhắn đăng ký, ghi nhớ những sự LLID và trả về một tin nhắn Đăng ký Ack đến OLT để kết thúc Khác nhau.Sau đó, OLT truyền StartTime sửa chữa bằng cách trừRTD từ StartTime của mục tiêu và truyền nó cho đấu nối mỗi khi nóphân bổ băng thông của GATE. Trái ngược với sự điều chỉnh G-PON làm cho sử dụng RTD ở phía bên đấu nối,EPON làm cho sửa chữa ở phía OLT.5.2 NĂNG ĐỘNG BĂNG THÔNG CẤP (DBA)5.2.1 DBA Tổng quan Trong phái. 5.1, chúng tôi mô tả các phương pháp ngăn ngừa sự chồng chéo về thời gian phân bổkhe cắm. Trong phần này, chúng tôi sẽ mô tả làm thế nào để phân chia băng thông. Phân bổ băng thông cố định (FBA) là phương pháp đó sẽ phân bổ determin-cửa sổ truyền istic trong một chu kỳ xác định cho ONUs cá nhân. VớiFBA, trong khi băng thông và sự chậm trễ là ổn định, nó không phải là hiệu quả kể từ khi băng thôngđược tiêu thụ ngay cả khi không có lưu lượng thượng nguồn. Ngược lại, giao đất DBAbăng thông cho mỗi ONU theo nhu cầu giao thông ở thượng nguồn và yêu cầu. Mặc dù nó được thiết kế cho hiệu quả tốt hơn, nếu các DBA không phải là một cách thích hợpđược thiết kế để đáp ứng các chi tiết kỹ thuật dịch vụ, nó có thể dẫn đến tăng chậm trễ hoặc thậm chíhiệu quả sử dụng băng thông bị hư hỏng.

222Khác nhau, và giao động băng thôngRGRGR dữ liệuThời giandữ liệuThời gianG: GrantR: Yêu cầuR dữ liệuThời gianOLTĐấu nốiSử dụng thiết bị đầu cuốiHình 5.5 Phân bổ băng thông năng động.Hãy để chúng tôi đầu tiên cung cấp một lời giải thích đơn giản về cách hoạt động DBA (Hình 5.5).1. Các cửa hàng đấu nối giao thông ngược dòng nhận được từ người sử dụng trong bộ đệm.2. Tiếp theo, khối lượng dữ liệu được lưu trữ trong bộ đệm được thông báo cho OLT như một yêu cầu tại một thời điểm theo quy định của OLT.3. OLT xác định thời gian bắt đầu truyền tải và thời gian có sẵn (¼ truyền cửa sổ) để đấu nối như một khoản trợ cấp, có tính đến thông báo khối lượng và thông số kỹ thuật dịch vụ.4. ONU chờ đợi cho thời gian cấp và sau đó truyền OLT-quy định khối lượng dữ liệu.Tại điểm 3, thông số kỹ thuật dịch vụ đề cập ở đây đề cập đến đảm bảo min-băng thông imum, băng thông tối đa, thời gian trễ tối đa, vv Bằng cách này,các liên kết trực tiếp DBA thông số kỹ thuật dịch vụ. Đặt nó trong một cách khác, mộtthiết kế hoàn toàn khác nhau là cần thiết nếu các dịch vụ khác nhau. Ở đây, chúng tôiđưa ra giả thuyết dịch vụ đích và các ví dụ về thiết kế DBA dựa trêngiả thuyết.

5.2.2 Dịch vụ mục tiêu Hệ thống phải đáp ứng các chức năng và hiệu suất cần thiết cho thânviding dịch vụ đích và cũng phải được thiết kế với chi phí tối thiểu. Đây làbởi vì nếu hệ thống cho người dùng nói chung và số lượng người dùng vượt quá10.000.000, sự khác biệt của một vài đô la cho mỗi người dùng sẽ hiển thị như là một sự khácdiện của hàng chục triệu đô la đầu tư. DBA phụ thuộc phần lớn vàothông số kỹ thuật dịch vụ và các dịch vụ thay đổi, DBA không có lựa chọn nào khácthay đổi đáng kể. Do đó, DBA phải được thiết kế với các định nghĩa rõ ràngcác dịch vụ mục tiêu.

Phân bổ năng động băng thông (DBA)223 Ngày nay, nhu cầu lớn nhất cho FTTH là dịch vụ truy cập Internet. Cácđặc điểm chung của các dịch vụ truy cập Internet được tóm tắt như sau:1. Vận chuyển các gói dữ liệu chiều dài thay đổi của Internet Protocol (IP) giữa người sử dụng và các nhà cung cấp dịch vụ.2. Giao diện người sử dụng mạng (UNI) có ái lực cao với IP và Ethernet (100Base-TX hoặc 1000Base-T) là phổ biến nhất trong cơ sở sử dụng.3. Băng thông phải được phân phối một cách công bằng giữa các người dùng không giống như một mạng LAN hệ thống phân phối mà băng thông trên một-đến trước được phục vụ trước cơ sở.4. Hơn nữa, gần đây, đã có một nhu cầu để cung cấp dịch vụ bổ sung với băng thông đảm bảo và sự chậm trễ (QoS), chẳng hạn như thoại qua IP (VoIP).Bây giờ chúng ta có một cái nhìn sâu sắc hơn về đặc điểm của giao thông truy cập Internet. Nó cũng được biết rằng lưu lượng truy cập Internet rất bùng phát. Chúng ta có thểhiểu rõ hơn điều này khi chúng ta nghĩ về truy cập Web. Một người dùng tảidữ liệu từ một trang web, hiển thị nó trên / màn hình máy tính của mình và xem nó. Thời gianrằng người dùng xem màn hình không rút ngắn ngay cả khi tốc độ của Internettruy cập tăng và thời điểm rút ngắn tải dữ liệu. Cao hơntốc độ của các liên kết truy cập Internet, tương ứng ít tỷ lệ phần trămthời gian để tải dữ liệu, và bùng phát hơn là giao thông. Hơn nữa, ngay cảlưu lượng truy cập từ P2P (peer-to-peer) gõ các ứng dụng chia sẻ tập tin, màchiếm một phần lớn các lưu lượng truy cập Internet ngày nay, là bùng phát, vìdữ liệu không liên tục truyền nhưng truyền chỉ khi có yêu cầu.Trong khi đó, nội dung trực tiếp để di chuyển hình ảnh đã tăng lên gần đây;nhưng đây là những lưu lượng truy cập không đổi tỷ lệ chỉ vài Mbps mà tiếp tục cho mộtvài giờ và không có nhiều người dành cả ngày xem trực tiếpdi chuyển hình ảnh. Cụ thể, có bao nhiêu dữ liệu được người dùng truyền trong một ngày? Chúng ta có thể tham khảobáo cáo tháng 11 năm 2005 trên những phát hiện về người sử dụng Internet giao thông ở Nhật Bản [5].Những điểm quan trọng được trích dẫn trong bài viết Nhật Bản này là:'' Khi chúng ta định nghĩa nặngngười sử dụng như là một người tạo ra 2,5 GB lưu lượng truy cập trong một ngày (trung bình 230 kbps), cáctỷ lệ người sử dụng nặng là bốn phần trăm của toàn bộ, và tương đương với haiphần trăm người sử dụng ADSL, mười phần trăm của người sử dụng FTTH tương ứng. Lưu lượng sử dụngbốn phần trăm này người sử dụng nặng chiếm khoảng bảy mươi lăm phần trămtoàn giao thông (thượng nguồn).'' Lưu lượng thượng nguồn của người sử dụng nặng quy định tại Điều này chỉ là 230 kbps trêntrung bình mỗi ngày. Ngay cả khi chúng tôi thu thập 32 người sử dụng nặng, tổng lưu lượng truy cập chỉ đạt7.4 Mbps. Bằng cách tham gia vào tính chất rất bùng phát của lưu lượng truy cập trong thực tế, chúng ta hãychúng tôi tính toán thời gian truyền dữ liệu của một ngày. Khi chúng ta định đề rằng thượng nguồnthông lượng của dịch vụ FTTH là từ 10 Mbps và 100 Mbps, nó sẽ là2,5 Mbps Gbytes/10 -100 Mbps ¼2000 -200 [giây]. Điều này có nghĩa rằng ngay cả một nặngngười sử dụng chỉ truyền dữ liệu khoảng vài phút đến vài chục phútmỗi ngày. Nếu thông được chia sẻ bởi 32 người bao gồm cả người sử dụng nonheavy, chúng ta có thể

224Khác nhau, và giao động băng thôngthấy rằng có một tỷ lệ đáng kể thời gian mà trong đó một người duy nhấtcó thể chiếm băng thông đầy đủ thượng nguồn. Vai trò gì chơi cho DBA như lưu lượng truy cập cao bùng phát? DBA cải thiệnkinh nghiệm của các truy cập bằng cách rút ngắn thời gian chờ đợi của truyền dữ liệu người dùng thông quatăng tỷ lệ cao nhất. Nếu tỷ lệ cao nhất là mười lần, thời gian truyền của một tập tincó thể chỉ là một phần mười. Một dịch vụ mà có thể truyền tải một tập tin trong một phần ba thời gian(Hoặc 1/30) với ít nhất là 30 Mbps và nếu có, 100 Mbps (hoặc 1 Gbps) là dễ dàng hơn đểsử dụng hơn một mà chỉ có thể hỗ trợ 30 Mbps tất cả các thời gian. Mặt khác, nó làcó thể cho một tàu sân bay để giảm chi phí bằng cách DBA thi đua một đắt tiềntập hợp liên kết chuyển đổi hỗ trợ QoS, ngoài việc giảm tốn kémsợi quang học có một PON đạt được. Kể từ khi Internet đã luôn luôn-về kết nối có thể với chi phí thấp bằng cáchnhiều người sử dụng chia sẻ các đường dây thuê bao cơ bản đắt tiền, nó vẫn tiếp tục phát triển mạnhkhi ngày càng nhiều người sử dụng được thêm vào. Với điều này trong tâm trí, hệ thống PON sử dụng DBAmô tả ở đây có nghĩa là để cung cấp một truy cập Internet dễ dàng và kinh tếdịch vụ với tốc độ cao tốt bằng cách chia sẻ sợi quang với hàng chục người sử dụng.

5.2.3 Yêu cầu của DBA Phần này minh họa các yêu cầu của DBA với một mạng ví dụcấu hình mà cung cấp một dịch vụ đích trong các hình thức lớp 2 cung cấp liên kếtcho các ISP như hình. 5.6. Ở đây, chúng ta phải nhận thức được rằng các chính sách QoS có thểISP1ISP2Lớp 2đường hầmNội dung máy chủASPLớp 2đường hầmĐóng mạng lớp 3Nút cạnhOLTOLTĐấu nốiĐấu nốiĐấu nốiĐấu nốiĐấu nốiĐấu nốiHình 5.6 Một cấu hình mạng ví dụ trong đó cung cấp Layer-2 dịch vụ liên kết với các ISP.

Phân bổ năng động băng thông (DBA)225khác nhau cho mỗi ISP. Ngoài ra, nếu số lượng lớp 2 liên kết trong giao thôngkiểm soát tăng lên, nó sẽ mang theo một chi phí và hiệu quả của băng thôngsẽ giảm kể từ khi bùng nổ trên không được mô tả trong phái. 5.1.2 sẽ tăng lên.Khi chúng ta xem xét những yếu tố này, có thể thấy rằng cách chia điều khiển giao thôngthành hai lớp sẽ là thích hợp. Đây là tiền đề để làm cho nó có thểchia sẻ băng thông công bằng giữa các người dùng bằng cách lập kế hoạch liên ONU vàthực hiện kiểm soát giao thông của cơ sở cơ sở lớp / dòng chảy độc lập bởi mỗiISP sử dụng lập lịch nội bộ đấu nối. Tài liệu tham khảo [6] và [7] thảo luận nội bộ đấu nốischedulings cho các hệ thống PON với DBA chi tiết. Nếu có thể để chia sẻ băng thông giữa các người dùng khá và hiệu quảbằng cách giới hạn số lượng người dùng cung cấp chỗ ở trên một liên kết, nó sẽ có thểđể đảm bảo băng thông tối thiểu cho người sử dụng và sự chậm trễ cho giao thông ít hơnbăng thông được đảm bảo tối thiểu. Do đó, sự công bằng, hiệu quả, vàsố lượng người dùng chia sẻ băng thông là yếu tố quyết định mức tối thiểuđảm bảo băng thông cho mỗi người dùng. Đảm bảo băng thông tối thiểu và hạn chếđộ trễ tối đa là rất cần thiết cho việc cung cấp dịch vụ với thông qua bảo lãnhđặt và sự chậm trễ (QoS) như VoIP. Trong ITU-T, các điều kiện về chất lượng khác nhaudịch vụ IP được chuẩn hóa và tình trạng chậm trễ nghiêm ngặt nhất end-to-endtối đa là 100 [9] msec cho thời gian thực, jitter nhạy cảm, và tương tác caocác ứng dụng như VoIP. Khi thiết kế một hệ thống, DBA phải được thiết kếdựa trên các thiết lập thời gian trễ tối đa phân bổ cho các truy cập PONphần của mạng, mà là một phần của sự chậm trễ end-to-end 100 msec nam-nhắc tới trước đây. Hơn nữa, đối với các giao thức TCP, được sử dụng rộng rãi trongInternet, thời gian trễ trung bình phải được giảm càng nhiều càng tốt để đạt đượcmột thông lượng cao [8]. Chúng tôi tóm tắt các yêu cầu cho một thuật toán DBA như sau, dựa trênviệc sử dụng các gói tin Ethernet chiều dài thay đổi:A. Công bằng: Phân bổ băng thông giữa những người sử dụng công bằng.B. chậm trễ thấp: Có thể đạt được thời gian trễ tối đa dưới định giá trị chậm trễ và giảm thiểu độ trễ càng nhiều càng tốt.C. Hiệu quả cao: có thể tăng hiệu quả của băng thông và tăng tỷ lệ cao điểm càng nhiều càng tốt.Kể từ khi chúng tôi tập trung vào dịch vụ truy cập Internet mà sử dụng Ethernet làgiao diện mục tiêu, từ phần sau trở đi, chúng tôi sẽ nghiên cứu cụ thể DBAphương pháp dựa trên EPON. Trong EPON, các gói tin Ethernet không phân mảnh đểgiữ nó đơn giản và hiệu quả. Vấn đề này ảnh hưởng đến sự công bằng vàhiệu quả của việc chia sẻ băng thông. Chúng tôi sẽ làm rõ vấn đề này trong phái. 5.2.5, vàgiới thiệu một giải pháp cho nó trong phái. 5.2.6. DBA chính nó có thể được áp dụng cho B-PONvà G-PON. Tuy nhiên, với B-PON, chúng ta phải lưu ý rằng tốc độ của nó là thấpbản chất và hiệu quả giảm do chi phí lớn khi encap-sulating các gói tin Ethernet chiều dài thay đổi trong các tế bào ATM cố định chiều dài [4].

226Khác nhau, và giao động băng thôngMặt khác, trong G-PON, các gói tin Ethernet có thể được phân mảnh bằng cách sử dụngGEM đóng gói [2]. Nó làm cho thiết kế DBA dễ dàng hơn nếu lắp ráp gói /disassemblers được thực hiện.

5.2.4 kiểm soát giao thông cơ bản-Fair Queuing Trong phần này, chúng tôi sẽ mô tả Fair Queuing là kỹ thuật cơ bản củađiều khiển giao thông [10]. Fair Queuing làm cho phân bổ băng thông công bằng nhất có thể. Cácnguyên tắc của Fair Queuing được mô tả trong hình. 5.7. Các gói tin đầu vào được phân loạido phân loại và nhập vào hàng đợi riêng biệt. Phân loại táchgói tin đến nhóm đó sẽ được phân bổ băng thông đầu ra công bằng. Như mộtVí dụ, khi các gói dữ liệu được phân loại dựa trên địa chỉ thiết bị đầu cuối, sản lượngbăng thông tương đối phân bổ cho từng thiết bị đầu cuối với một địa chỉ khác nhau. Trong nàytrường hợp, số lượng hàng đợi và số lượng thiết bị đầu cuối phải phù hợp. Trong trường hợpcủa DBA để kiểm soát liên ONU, về các yêu cầu nêu trongGiáo phái. 5.2.3 các gói tin đầu vào được phân loại theo người sử dụng và phân phối cho cáctương ứng với hàng đợi. Đương nhiên, số lượng các hàng đợi và số lượng người dùngphải phù hợp. Về phía lối ra của hàng đợi, lên lịch và đọc hàng đợi trong mộtround-robin cách thức và kết quả đầu ra các gói dữ liệu từ mỗi hàng đợi để đạt đượcsự công bằng. Thậm chí nếu người dùng truyền một lượng lớn lưu lượng truy cập so với những người dùng khác,/ giao thông của mình là hướng vào một hàng đợi riêng biệt theo phân loại tại đầu vào. Nàylàm cho nó có thể để thiết kế thời gian chờ đợi tối đa cho đầu ra. Tóm lại,thời gian trễ tối đa trong điều kiện tồi tệ nhất sẽ xảy ra khi tối đa độ dàicác gói tin được lưu trữ trong tất cả các hàng đợi.dữ liệuHàng đơi # 1Hàng đơi # 2Phân loạidữ liệuHàng đơi # 3Sản lươngHàng đơi # 4Lịchdữ liệuHình 5.7 Nguyên tắc của Fair Queuing.

Phân bổ năng động băng thông (DBA)227 Trong bài tập này, đó là hoạt động của lịch nắm giữ chìa khóa để công bằng.Sau đây là tổng quan về xếp hàng công bằng trọng điển hình (còn gọi làxử lý chung chung) hoạt động của lịch:1. Thiết lập một trọng lượng wi [Bit] trong mỗi hàng đợi nơi'' i'' đại diện cho số hàng đợi.2. Thực hiện việc lập kế hoạch round-robin mà đi xung quanh mỗi hàng đợi tuần tự lúc đầu. Mỗi hàng đợi được chọn để nhận được wi bit hầu như trong một lần lặp của round-robin.3. Khi tích lũy được một số của hàng đợi của các bit để truyền tải Si vượt quá hàng đợi của đầu của dòng chiều dài gói di , Nghĩa là khi một gói tin đầy đủ đã được lưu trữ trong hàng đợi, xếp hàng đổ mà gói tin và làm giảm chiều dài gói từ Si .4. Bỏ qua các vòng tròn đổ cho hàng đợi mà chưa hoàn toàn lưu trữ một gói tin.Đây là một ví dụ đơn giản cho thấy cách lịch này hoạt động. Đầu tiên, chúng tôi giả địnhmà w1 là 2 và w2 là 1, và hàng đợi đầu tiên được nhận các gói tin 3000-bit và

hàng đợi thứ hai gói 1000-bit. Ở đây, chúng ta bỏ qua lời nói đầu của Ethernet vàkhoảng cách interframe để đơn giản hóa việc giải thích.1. Ban đầu, S1¼2 và S2¼1.2. Các vòng tròn ảo được lặp 1000 lần, kết quả S1¼Năm 2002 và S2¼1001. Các gói 1000-bit đầu tiên sau đó được truyền từ thứ hai xếp hàng. Điều này làm giảm S2-1.

3. Các vòng tròn ảo được lặp hơn 500 lần, dẫn đến S1¼3002 và S2¼501. Các gói 3000-bit đầu tiên sau đó được truyền từ hàng đợi đầu tiên. Điều này làm giảm S1-2.

4. Các vòng tròn ảo được lặp hơn 500 lần, dẫn đến S1¼1002 và S2¼1001. Các gói 1000-bit thứ hai được truyền từ hàng đợi thứ hai. Điều này làm giảm S2 trở lại 1.

5. Các vòng tròn ảo được lặp hơn 1000 lần, kết quả S1¼3002 và S2¼1001. Các gói 3000-bit thứ hai được truyền từ người đầu tiên xếp hàng. Điều này làm giảm S1 trở lại 2. Trong phiên đó, 1000-bit tiếp theo

gói tin được truyền từ hàng đợi thứ hai và S2 được giảm xuống còn 1.

Các hoạt động từ (2) (5) được lặp đi lặp lại cho đến khi không còn lưu lượng đầu vào. Trong một sự lặp lại từ (2) (5), đầu ra là 6000 bit từ hàng đợi đầu tiênvà 3000 bit từ hàng đợi thứ hai, chỉ ra rằng băng thông là allo-tạp theo tỷ lệ wi . Như chúng ta có thể thấy rõ từ ví dụ này,nó có thể phân chia băng thông khá bất kể độ dài gói tin. Nói cách khác, đảm bảo băng thông tối thiểu cho thứ j hàng đợi có thểxác định bởi wjTốc độ truyền tải đầu ra ÂP: wi

228Khác nhau, và giao động băng thôngNgoài ra, chúng ta có thể thấy từ ví dụ rằng sự chậm trễ phát sinh trên ngắn hơncác gói tin từ hàng đợi thứ hai cũng giảm. Vấn đề với lịch WFQ này là chi phí trong việc thực hiệnảo thuật toán round-robin. Bởi vì điều này, lập lịch khác nhau đã đượcđề nghị có thể được thực hiện với chi phí thấp hơn [10-13]. Biết thêm chi tiết có thểtìm thấy từ các tài liệu tham khảo. Bây giờ, khi chúng ta áp dụng các kỹ thuật Fair Queuing về phía thượng lưu lây truyềnsion của một hệ thống PON, hàng đợi tương ứng với ONUs cá nhân vàlên lịch tương ứng với DBA tại OLT. Tuy nhiên, trong trường hợp này, nó sẽkhó khăn để cài đặt WFQ như DBA mà không sửa đổi do sau đâyhạn chế:1. Chỉ hạn chế thông tin truyền từ đấu nối có thể được xác định bởi các DBA.2. Hơn nữa, do sự tách biệt giữa ONU và OLT, thông tin-mà tion không phải là thời gian thực và là hơi chậm.3. Bởi vì sự hiện diện của trên không vỡ (BOH) đề cập trong phái. 5.1.2, các hiệu quả hủy và thông sẽ giảm trừ một số ngắn các gói tin được truyền đi trong một thời trang nối.Trong phái. 5.2.5, chúng tôi sẽ nghiên cứu các DBA có thể được thực hiện với chi phí thấpvới những hạn chế này.

5.2.5 IPACT và biến thể của nó Bỏ phiếu xen kẽ với chu kỳ thời gian thích nghi (IPACT) là một DBA nổi tiếngmà có thể được thực hiện với chi phí thấp do chế biến đơn giản của nó [14]. VớiIPACT, các đấu nối truyền khối lượng của tất cả các gói tin được lưu trữ ở thượng nguồnnhận được đệm như một yêu cầu đến OLT, và OLT phân bổ lây truyềncửa sổ sion, theo thứ tự xuất hiện của các yêu cầu. Năm khác nhau sau đâyphương pháp có thể được sử dụng bởi OLT để xác định kích thước cửa sổ được cấp chomỗi ONU:1. Dịch vụ cố định: OLT phân bổ một kích thước cửa sổ nào đó bất kể số tiền các yêu cầu đấu nối.2. Dịch vụ hạn chế: Nếu số tiền yêu cầu đấu nối vượt quá mức tối đa cửa sổ truyền (MTW), MTW được phân bổ và nếu không, phân bổ cửa sổ kích thước trong số tiền yêu cầu đấu nối.3. Dịch vụ tín dụng liên tục: Phân bổ kích thước cửa sổ với một số tiền nhất định thêm vào yêu cầu của ONU.4. Dịch vụ tín dụng tuyến tính: Phân bổ kích thước cửa sổ với kích thước cửa sổ thêm đó là tương xứng với số tiền yêu cầu các yêu cầu của ONU.

Phân bổ năng động băng thông (DBA)2295. Dịch vụ đàn hồi: Phân bổ kích thước cửa sổ theo số lượng đấu nối của yêu cầu với các hạn chế sự tích tụ của cuối cùng Ncác khoản tài trợ (bao gồm cả một trong những được cấp) không vượt quá NÂMTW. Ở đây, Nlà viết tắt của số ONUs. Nếu sự tích tụ của cuối cùng NÀ1 khoản tài trợ và tiếp theo Yêu cầu đấu nối của vượt NÂMTW, phân bổ NÂMTW À(Sự tích tụ của cuối cùng NÀ1 khoản tài trợ).Từ (1), (3), và (4) phân bổ một kích thước cửa sổ vượt quá băng thông cố địnhhoặc số lượng yêu cầu, hiệu quả hủy nếu không có lưu lượng truy cập. Nàychắc chắn sẽ không đáp ứng được yêu cầu mô tả trong phái. 5.2.3. Trong khi đó,(5) là tốt ở chỗ nó có thể phân bổ một kích thước cửa sổ tối đa NÂMTW nếu cóchỉ có một đấu nối với giao thông đầu vào, nhưng khi có một số ONUs với đầu vàogiao thông, nó phân bổ không công bằng trên một-đến trước được phục vụ trước cơ sở. Nói cách khác, nókhông đáp ứng 5.2.3 A. Vì vậy, trong chương này, chúng tôi sẽ nghiên cứu các đặc điểmvà các hoạt động cụ thể liên quan đến phương pháp (2) ở trên. DBA dịch vụ hạn chế (2) hoạt động theo cách sau đây và có thểcoi là một phương pháp DBA có nguồn gốc bởi kỹ đơn giản hóa Hội chợXếp hàng cách tiếp cận trong phái. 5.2.4: (I) OLT nhớ những kích thước cửa sổ truyền tải tối đa (MTWtôi) Của mỗi ONU. MTW nàytôitương đương với trọng lượng của WFQ. (Ii) Thứ nhất, OLT cấp phát cửa sổ truyền theo thứ tự xuất hiện của yêu cầu từ mỗi ONU.(Iii) Mỗi ONU truyền lượng dữ liệu được lưu trữ ở thượng nguồn tiếp nhận đệm như một yêu cầu.(Iv) Hãy để chúng tôi xác định Wreq như kích thước cửa sổ cần thiết cho một đấu nối để gửi của họ yêu cầu băng thông bên cạnh các OLT trong một báo cáo theo yêu cầu. Trong thứ tự của các nhận được yêu cầu và đồng thời cũng xem xét RTD, các OLT cấp phát MTWtôi

nếu tổng của các thứ i Khối lượng yêu cầu đấu nối của þkích thước cửa sổ cho tới báo cáo theo yêu cầu (Wreq) vượt quá MTWtôi. Nếu không, các OLT phân bổ kích thước cửa sổ cho khối lượng yêu cầu þWreq. Nếu khối lượng yêu cầu là bằng không, chỉ có kích thước cửa sổ cho các báo cáo yêu cầu tiếp theo (tức là Wreq) là phân bổ. (V) Mỗi ONU truyền các gói dữ liệu được lưu trữ trong bộ đệm nhận thượng nguồn theo kích thước cửa sổ giao, theo sau là một báo cáo yêu cầu xây duy trì động lực khối lượng dữ liệu còn lại trong bộ đệm nhận thượng nguồn. Các quá trình trở lại (iv).Ví dụ về các hoạt động được thể hiện trong hình. 5.8 [14]. Hình 5.8 (a) cho thấy mộtví dụ trong đó chỉ có một đấu nối với giao thông đầu vào và hình. 5.8 (b) cho thấymột ví dụ, nơi có lưu lượng truy cập vào các ONUs. Thời gian chậm trễ gây ra bởi DBA là thời gian chờ đợi từ yêu cầu truyềnđể bắt đầu truyền tải các dữ liệu yêu cầu. Điều này tương đương với thời gian

230Khác nhau, và giao động băng thôngCửa sổ lãng phíOLTdữ liệu # 3 R3 R1 R2G3dữ liệu # 3 R3G3Thời gianThời gian xử lý OLTONU # 1R1Thời gianR2Thời giandữ liệu # 3 R3G3Thời gian xử lý đấu nốiThời gianONU # 2ONU # 3(A)dữ liệu # 3R3dữ liệu # 1R1dữ liệu # 2R2 dữ liệu # 3R3dữ liệu # 1R1Thời giandữ liệu # 1OLT đầu vàoONU # 1 đầu raR1dữ liệu # 1R1Thời gianĐấu nối 2 đầu raONU # 3 sản lươngdữ liệu # 2R2Thời giandữ liệu # 3R3Thời gian(B)Hình 5.8 Hoạt động của dịch vụ hạn chế IPACT: (a) khi chỉ có đấu nối # 3 có giao thông ở thượng nguồn;và (b) khi tất cả ONUs có lưu lượng thượng nguồn. Ở đây, R1, R2, R3 và đại diện cho thông điệp yêu cầutừ mỗi đấu nối tương ứng; dữ liệu # 3 đại diện cho dữ liệu người dùng truyền từ ONU # 3, G3đại diện cấp cho ONU # 3. (A), các giá trị của R1 và R2 là bằng 0 và giá trị củaR3 chỉ ra số lượng dữ liệu sử dụng ở thượng nguồn lưu trữ trong ONU # 3.cho vòng tròn làm cho một chu kỳ. Từ hình. 5.8, khi chúng tôi thiết lập số lượngONUs như N, thời gian tối đa Rmax nó đã cho các vòng tròn để thực hiện mộtchu kỳ sẽ là: X (5:1) Rmax ¼MTWi þNÂ(BOH þWreq)Hơn nữa, nếu đấu nối duy nhất mà truyền thượng nguồn lưu lượng truy cập là thứ i Đấu nối, cáchiệu quả Emax (hoặc tỷ lệ cao điểm) sẽ được tính theo công thức sau:

Phân bổ năng động băng thông (DBA)231Emax ¼(MTWtôiÀWreq) = {Max [(N À1) Â(BOH þWreq), truyền rate (RTD þThời gian xử lý OLT þThời gian xử lý đấu nối)] (5:2) þMTWtôiþBOHNếu MTWtôiđược thiết lập để một giá trị nhỏ, dịch vụ hạn chế IPACT sẽ đáp ứng được yêu cầu-tố của giảm thiểu sự chậm trễ (Sect. 5.2.3 B). Tuy nhiên, chúng ta vẫn phải đáp ứngyêu cầu A và C của phái. 5.2.3. Do thực tế rằng các gói Ethernet có thể khôngđược phân mảnh trong EPON, một MTW nhỏtôithiết lập có những vấn đề sau đâyliên quan đến các yêu cầu này. Yêu cầu 5.2.3 A: sự công bằng làm giảm khi kích thước gói tin sử dụnggiữa những người sử dụng khác nhau. Ví dụ, nếu MTWtôilà 4000 byte, một không công bằnggiao đất có một sự khác biệt trong băng thông lên đến 25% (¼ (4000À3000) Â100 /4000) sẽ diễn ra giữa một người dùng truyền các gói dữ liệu 1500-byte và một người dùngtruyền các gói dữ liệu 500-byte. Yêu cầu 5.2.3 C: Trong một kịch bản gói biến kích thước như EPON, nếukhối lượng các gói dữ liệu được lưu trữ trong bộ đệm nhận thượng nguồn lớn và mộtcố định MTWtôiđược phân bổ, một khoảng cách lãng phí xảy ra trong đó dữ liệu không thể xuyênqua đường. Trong trường hợp xấu nhất, độ dài tối đa khung Ethernet (Fmax) trừ đi mộtbyte sẽ bị lãng phí. Nếu MTWtôilà nhỏ, tỷ lệ chất thải này (Fmax - 1) / MTWtôi

trở nên tương đối lớn. Hơn nữa, nếu MTWtôilà nhỏ hơn nhiều so RTD và chỉ có một ONUvới giao thông đầu vào, cửa sổ lãng phí mà không thể được phân bổ cho lưu lượng dữ liệutrở nên tương đối lớn và tốc độ đỉnh cao thêm xấu đi (Hình 5.8 (a)).

5.2.6 Cải thiện DBA5.2.6.1 Thâm hụt Lập kế hoạch Round-Robin Ở đây, chúng tôi sẽ nghiên cứu một DBA trong đó sử dụng thâm hụt round-robin (DRR) schedul-ing [11] như một phương pháp để cải thiện vấn đề A và C trong phái. 5.2.5. DRR là mộtphương pháp mà đơn giản hóa WFQ và cũng rất tương thích với vỡ xuyênnhiệm vụ. Trong thuật toán DBA được mô tả trong [15], một bộ đệm tròn được sử dụng nhưthượng nguồn đệm nhận của đấu nối để thực hiện một quá trình tương đương với mộtthâm hụt truy cập. Phương pháp DBA với DRR áp dụng được xem xét trongsau đây:1. Các thứ i ONU nhớ những chiều dài trung bình nổ wi mà có thể được truyền với mỗi round-robin. Chiều dài trung bình nổ tương đương với trọng lượng của WFQ. Mỗi ONU có một thâm hụt truy cập (Stôi) Có giá trị ban đầu được thiết lập để các chiều dài trung bình nổ wi .2. Các yêu cầu đấu nối khối lượng dữ liệu tối đa thấp hơn giá trị của thâm hụt ngân sách chống lại và có thể được truyền mà không cần phân chia bất kỳ gói trong thượng nguồn của nó

232Khác nhau, và giao động băng thông nhận được bộ đệm. Sau đó nó truyền tải các gói dữ liệu từ bộ đệm truyền. Nếu khối lượng yêu cầu là toàn bộ khối lượng dữ liệu được lưu trữ trong bộ đệm nhận được, nó reset giá trị của thâm hụt truy cập với chiều dài trung bình nổ. Nếu các gói khác so với yêu cầu vẫn còn, (wtôiÀkhối lượng yêu cầu) được thêm vào thâm hụt truy cập.3. Lập kế hoạch round-robin: Trong khi xem xét RTD, các OLT phân bổ cửa sổ truyền theo thứ tự xuất hiện của các yêu cầu nhận được từ ONUs. Kích thước cửa sổ được phân bổ bao gồm các kích thước cửa sổ cần thiết để truyền yêu cầu tiếp theo (Wreq). Nếu yêu cầu là số không, một kích thước cửa sổ chỉ cho yêu cầu tiếp theo (Wreq) được phân bổ.4. Tại đấu nối, các gói tin cho kích thước cửa sổ phân bổ được chuyển đến các truyền đệm và quá trình trở lại (2).Trong bước (2) ở trên, sự khác biệt giữa chiều dài trung bình nổ thử đặtvà khối lượng yêu cầu hiện tại được lưu để yêu cầu nhiều hơn một chút có thểthực hiện bằng cách thực hiện nó về phía trước cho phiên bản kế tiếp của thuật toán. Trong nàycách, phân bổ công bằng mà hấp thụ sự khác biệt về độ dài gói tinđạt được. Hãy để chúng tôi cho thấy một ví dụ đơn giản của hoạt động này. Đầu tiên, chúng tôi đặt sự bùng nổ trung bìnhchiều dài cho đấu nối đầu tiên như w1¼4000 byte và cho đấu nối thứ hai làw2¼2000 byte. Chúng tôi giả định đầu vào liên tục các gói 1500-byte và 500 bytecác gói tin đến đấu nối đầu tiên và thứ hai tương ứng, và một khối lượng dữ liệu màluôn luôn vượt quá độ dài trung bình nổ được lưu trữ. Ở đây, chúng tôi sẽ bỏ qua Ethernetpreambles và khoảng cách interframe để đơn giản hóa việc giải thích.1. Các điều kiện ban đầu được thiết lập như S1¼4000, S2¼2000.2. Các đấu nối đầu tiên phát đi một yêu cầu 3000-byte, đủ để phù hợp với hai 1500 - gói byte trong bộ đệm nhận. S1 được cập nhật như S1¼4000 þ(4000 À3000) ¼5000.3. ONU thứ hai phát đi một yêu cầu 2000-byte, đủ cho bốn 500-byte gói tin. S2 được cập nhật như S2¼2000 þ(2000 À2000) ¼2000.4. OLT phân bổ kích thước cửa sổ của (Yêu cầu khối lượng dữ liệu þWreq) cho mỗi Đấu nối.5. Các đấu nối đầu tiên phát đi một yêu cầu 4500-byte và 3000 byte dữ liệu, và cập nhật S1 như S1¼5000 þ(4000 À4500) ¼4500.6. ONU thứ hai phát đi một yêu cầu 2000-byte và 2000 byte dữ liệu, và cập nhật S2 như S2¼2000 þ(2000 À2000) ¼2000.7. OLT phân bổ kích thước cửa sổ của (Yêu cầu khối lượng dữ liệu þWreq) cho mỗi Đấu nối.8. Các đấu nối đầu tiên phát đi một yêu cầu 4500-byte (đủ cho ba 1500-byte gói) và 4500 byte dữ liệu. S1 được cập nhật S1¼4500 þ(4000 À4500) ¼4000.

Phân bổ năng động băng thông (DBA)233 9. ONU thứ hai phát đi một yêu cầu 2000-byte (đủ cho bốn 500-byte gói) và 2000 byte dữ liệu. S2 được cập nhật S2¼2000 þ(2000 À2000) ¼2000.10. OLT phân bổ kích thước cửa sổ của (Yêu cầu khối lượng dữ liệu þWreq) để mỗi ONU.11. Các đấu nối đầu tiên phát đi một yêu cầu 3000-byte và 4500 byte dữ liệu. S1 là

cập nhật S1¼4000 þ(4000 À3000) ¼5000.12. ONU thứ hai phát đi một yêu cầu 2000-byte và 2000 byte dữ liệu. S2

cập nhật S2¼2000 þ(2000 À2000) ¼2000.Sau đó, quá trình trở lại (3) và được lặp đi lặp lại. Trong chuỗi trên từ (3) (8), các vòng tròn làm cho ba chu kỳ, vớicác đấu nối đầu tiên truyền 12.000 byte và đấu nối thứ hai 6000 byte dữ liệu.Khối lượng trung bình của dữ liệu truyền trên mỗi chu kỳ là 4000 byte từ đấu nối đầu tiênvà 2000 byte từ đấu nối thứ hai, phù hợp với các thử đặtchiều dài trung bình nổ. Từ ví dụ này, chúng ta có thể thấy rằng băng thông kháphân bổ phù hợp với chiều dài trung bình nổ không phụ thuộc vào góichiều dài. Trong bước (2) ở trên, thâm hụt truy cập được thiết lập lại với chiều dài trung bình nổkhi có dữ liệu được lưu trữ ít. Không có chức năng thiết lập lại này, hành vi của cácthâm hụt truy cập sẽ là bất thường nếu có lưu lượng truy cập vào ít và lưu trữkhối lượng dữ liệu của bộ đệm nhận được là nhỏ. Do điều kiện tiếp tụckhối lượng ít yêu cầu, giá trị của bộ đếm thâm hụt sẽ tăng(Chiều dài trung bình nổ Àyêu cầu khối lượng) đối với vô cực trong mỗi chu kỳ.Quầy thâm hụt ban đầu được giới thiệu để thực hiện so với mức thâm hụtphân bổ do sự khác biệt về độ dài gói tin để phân bổ tới vànó không phải là để thực hiện trên sự thiếu hụt của lưu lượng truy cập vào. Do đó, thâm hụttruy cập được thiết lập lại với chiều dài trung bình nổ wi khi có dữ liệu được lưu trữ ít.Kết quả là, một sự bổ sung mang sang xảy ra khi số lượng dữ liệu được lưu trữ trongnhận được bộ đệm lớn hơn giá trị của Thâm hụt truy cập. Trong trường hợp này,điều kiện: Giá trị thâm hụt truy cập - yêu cầu khối lượng <Khung tối đa của Ethernetchiều dài (Fmax) là hài lòng. Khi chúng ta thay đổi công thức cho việc bổ sung mang sangquá trình và thay thế tình trạng này, kết quả sẽ là:Tiếp theo truy cập giá trị thâm hụt ¼Giá trị truy cập thâm hụt hiện tại þ(WtôiÀkhối lượng yêu cầu)¼wi þ(Thâm hụt hiện tại giá trị truy cập Àkhối lượng yêu cầu)<wi þFmax(5:3)Do đó, giá trị tối đa của các truy cập thâm hụt sẽ là wi þFmax À1.

234Khác nhau, và giao động băng thông Khi chúng tôi thiết lập số lượng ONUs như N, thời gian tối đa dành Rmaxbởi một chu kỳ của vòng tròn, tức là sự chậm trễ tối đa từ yêu cầutruyền để bắt đầu truyền dữ liệu yêu cầu sẽ là: X (5:4) Rmax ¼wi þNÂ(Fmax À1þBOH þWreq)Hơn nữa, hiệu quả Emax (hoặc tỷ lệ cao nhất) nếu chỉ có thứ i Đấu nối được truyềngiao thông ở thượng nguồn được cho bởi công thức sau:Emax ¼wi = Max {N Â(BOH þWreq) þwi ,RTD Âtốc độ truyền tải þThời gian xử lý OLT þThời gian xử lý đấu nối}(5:5)Sự khác biệt giữa các phương pháp tiếp cận DRR và IPACT được mô tả trongphần trước là ở đây yêu cầu được gửi trước sự bùng nổ. Bằng cách này,khi chỉ có một đấu nối truyền thượng nguồn lưu lượng truy cập, một sự lãng phí băng thôngcó thể được loại bỏ bằng cách thiết lập wi đủ dài để nâng cao hiệu quả (Hình 5.9).Sự khác biệt này là rõ ràng khi chúng ta làm một so sánh với IPACT thể hiện trongVả. 5.8 (a). Tuy nhiên, khi chiều dài trung bình nổ wi được kéo dài, tối đathời gian trễ được tăng theo, vì vậy thời gian trễ tối đa yêu cầu5.2.3 (B) và yêu cầu 5.2.3 hiệu quả (C) đang ở trong một mối quan hệ thương mại-off.Trong phái. 5.2.6.2, chúng tôi sẽ mô tả một phương pháp làm giảm bớt này trade-off.5.2.6.2 DBA sử dụng Nhiều Queue Báo cáo Set Để giảm bớt thương mại-off giữa thời gian trễ tối đa vàhiệu quả được đề cập trong phần trước, một phương pháp mà truyền nhiềuyêu cầu với các ngưỡng khác nhau từ một đấu nối tại cùng một thời điểm đã được đề xuấtOLTR1 R2 R3G1 G2 G3dữ liệu # 3R1 R2 R3G1 G2 G3dữ liệu # 3Thời gianONU # 1R1G1G1Thời gianONU # 2ONU # 3R2G2R3G3G2Thời gianG3dữ liệu # 3Thời gianHình 5.9 Thâm hụt round-robin (DRR) lập kế hoạch.

Phân bổ năng động băng thông (DBA)235trong [16]. Các đấu nối truyền hai khối lượng yêu cầu, # 1 mà có thể kéo dài hơnRTD và # 2 là ngắn hơn so với RTD. Các selects OLT và giao đấtgiá trị thích hợp. Bằng cách này, một cửa sổ truyền dẫn dài hơnRTD có thể được phân bổ nếu thông tin liên lạc được thực hiện chỉ với một ONU trong khiduy trì chu kỳ ngắn hạn vòng tròn (Hình 5.10). Lên lịch được đề xuất trong [16] có các tài sản mà ngay cả với ý nghĩasự khác biệt được tạo ra trong trọng lượng wi 'S trong ONUs, nó là chậm trễ thấp vàduy trì kiểm soát băng thông độ chính xác cao. Tuy nhiên, lịch trình này là kháphức tạp. Trong chương này, chúng tôi sẽ đưa ra một lời giải thích đơn giản của nó như thế nào đáp ứng cácyêu cầu trong phái. 5.2.3 sử dụng một số ví dụ yêu cầu. Đầu tiên, như thể hiện trong hình. 5.11, chúng tôi định đề mà hai yêu cầu, khối lượng yêu cầu # 1trong đó có các truy cập thâm hụt và khối lượng yêu cầu # 2, trong đó có một nhỏngưỡng, được truyền với nhau. Bởi thiên nhiên, trong một EPON phù hợp với IEEENgắn chu kỳ vòng trònONU # 12ONUONU # 2Yêu cầu cấp # 1 ONU ONUONU # # 2 # 3 1ONU # 44ONUThời gian Grantyêu cầu # 2 Grantyêu cầu # 1Hình 5.10 Duy trì ngắn chu kỳ vòng tròn sử dụng nhiều yêu cầu hàng đợi.Thương nguồn góiĐầu vàoNgưỡng Khungranh giớiOLTYêu cầu # 2Yêu cầu # 1BÁO CÁOHình 5.11 Một ví dụ với hai loại yêu cầu.

236Khác nhau, và giao động băng thông802.3ah, một khung BÁO CÁO có thể chứa một số yêu cầu. Ví dụ, nhưtrong hình. 5.12, một ONU có thể truyền tải yêu cầu khối lượng # 1 trong tập 1 và hàng đợikhối lượng yêu cầu # 2 trong các thiết lập hàng đợi thứ 2. Từ các thuật toán được mô tả trong phái. 5.2.6.1 đòi hỏi các yêu cầukhối lượng được phân bổ luôn luôn trong việc phân bổ tới, điều kiện thiết lập lại chothâm hụt truy cập là khá đơn giản. Tuy nhiên, khi một số yêu cầu được truyền đi, nókhông thể xác định nếu nó là tốt để thiết lập lại các truy cập thâm hụt cho đến khi phân bổ làthực sự thực hiện. Vì lý do này, điều kiện thiết lập lại các truy cập thâm hụt làphức tạp hơn một chút so với các thuật toán được mô tả trong phái. 5.2.6.1. Các theo dõiing giải thích minh họa các hoạt động cụ thể:1. Tối đa cho phép chiều dài truyền nổ wi cho một phân bổ được thiết lập cho thứ i Đấu nối: 1 Độ dài tối đa nổ wi phải dài hơn RTD. Chiều dài chụp tối đa tương đương với trọng lượng của WFQ.2. Mỗi ONU có một thâm hụt truy cập để xác định yêu cầu # 1 và ban đầu của nó giá trị được thiết lập như độ dài chụp tối đa wi . Mỗi ONU cũng có một ngưỡngSố octetĐịa chỉ đích (DA)Địa chỉ nguồn (SA)Chiều dài / Loại = 88-08Opcode = 00-03Dấu thời gianSố bộ hàng đơiBáo cáo bitmap1 Queue bộYêu cầu # 1=Báo cáo hàng đơiBáo cáo bitmap2 Queue bộYêu cầu # 2=Báo cáo hàng đơiPad / ReservedFCS42Hình 5.12 Một khung BÁO CÁO IEEE802.3ah với nhiều yêu cầu. Như đã giải thích trước đó, chiều dài tối đa của bùng nổ mà thực sự có thể được truyền là(WtôiþFmax À1) bởi chức năng của thâm hụt truy cập.1

66224112212Báo cáo hàng đơiBáo cáo hàng đơi

Phân bổ năng động băng thông (DBA)2373.4.5.6.7.8.bên cạnh thâm hụt truy cập để xác định yêu cầu # 2. Ngưỡng được đặt ởchiều dài gói tối đa được sử dụng trong các dịch vụ mà yêu cầu trì hoãn thấp hoặc tại một nhỏgiá trị về chiều dài khung tối đa của Ethernet (Fmax).Hơn nữa, mỗi ONU có reset_flag như là ngọn cờ ghi nhớ thiết lập lạiđiều kiện của phản bội. Giá trị ban đầu của cờ reset_ là False.Mỗi ONU trừ toàn bộ khối lượng của các gói dữ liệu được truyền trongcửa sổ truyền phân bổ trong chu kỳ này từ truy cập thâm hụt. Nếukích thước cửa sổ được phân bổ trong chu kỳ này là trên'' yêu cầu trước # 1 þWreq'' vàyêu cầu trước # 1 khác với yêu cầu trước # 2, thứ i Đấu nối thêmwi đến quầy thâm hụt nếu reset_flag là True, và nó reset bộ đếm thâm hụtgiá trị wi nếu reset_flag là False.Mỗi ONU truyền âm lượng tối đa của dữ liệu bên dưới quầy thâm hụtgiá trị trong yêu cầu số 1, không có phân chia bất kỳ gói tin, và khối lượng tối đadữ liệu dưới ngưỡng trong yêu cầu # 2 mà không chia bất kỳ gói dữ liệu trongcửa sổ được phân bổ. Sau đó, nó truyền tải các gói dữ liệu được lưu trữ trong các truyềnđệm.Nếu giá trị của yêu cầu # 1 là toàn bộ khối lượng của các gói dữ liệu lưu trữ,reset_flag được thiết lập để sai. Nếu có gói tin còn lại từ khối lượng yêu cầu# 1, reset_flag được thiết lập là True.Mới lập kế hoạch round-robin: Trong khi xem xét RTD, các OLT phân bổcửa sổ truyền với chiều dài'' yêu cầu # 2 þWreq'' theo thứ tự xuất hiện củacác yêu cầu từ ONUs. Tuy nhiên, việc phân bổ này không được thực hiện vào ngày đầu tiênĐấu nối với yêu cầu # 1 là lớn hơn so với yêu cầu # 2 trong một chu kỳ. Nó chờ đợicho đến khi chu trình được hoàn thành vào vòng tròn để phân bổ việc truyền tảicửa sổ với chiều dài'' yêu cầu # 1 þWreq.'' Nói cách khác, thay vì bỏ qua-ping việc phân bổ cửa sổ truyền đến hết vòng của nó, là OLTphân bổ một cửa sổ đủ lâu để yêu cầu # 1 (Hình 5.13) vào cuối củachu kỳ. Các đấu nối được giao một yêu cầu # 1 cũng được chuyển sang cuốidanh sách đấu nối trong các chu kỳ tiếp theo của vòng tròn.Tại đấu nối, các gói tin cho các cửa sổ truyền phân bổ được chuyển đến cáctruyền đệm và quá trình trở lại (3). Hãy để chúng tôi trình bày một ví dụ đơn giản của hoạt động này. Đầu tiên, chúng tôi giả định rằngngưỡng ONU # 1 là Th1 ¼1500 byte và thời gian chụp tối đa của nó làOLT đầu vàoR2 R3R1Dữ liệu # 1R2 R1R3Dữ liệu # 3Thời gianDữ liệu # 3Dữ liệu # 1R: Yêu cầu từ ONU #Hình 5.13 Burst ví dụ phân bổ DRR sử dụng nhiều hàng đợi báo cáo bộ.

238Khác nhau, và giao động băng thôngw1¼30.000 byte; ngưỡng của ONU # 2 là Th2 ¼500 byte của nó và tối đachiều dài imum nổ là w2¼20.000 byte. 1500-byte và các gói 300 bytelà liên tục đầu vào cho đấu nối và đấu nối thứ hai đầu tiên tương ứng, vớikhối lượng dữ liệu được lưu trữ luôn luôn vượt quá chiều dài chụp tối đa. Một lần nữa,chúng tôi sẽ bỏ qua phần mở đầu và khoảng cách interframe Ethernet để đơn giản hóagiải thích. 1. Điều kiện ban đầu: S1¼30.000, reset_flag 1 ¼Sai, S2¼20.000, reset_flag 2 ¼ Sai. 2. ONU # 1 truyền 30.000 byte yêu cầu # 1 và 1500-byte yêu cầu # 2. ONU # 1 cập nhật S1 và reset_flag 1 tới S1¼30.000, reset_flag 1 ¼Đúng. 3. ONU # 2 truyền 19.800 byte yêu cầu số 1 và 300-byte yêu cầu # 2. ONU # 2 bản cập nhật S2 và reset_flag 2 S2¼20; 000, reset_flag 2 ¼ Đúng. 4. OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU # 1. ONU # 2 được phân bổ một lây truyền cửa sổ sion với'' 300 bytesþ Wreq.'' 5. Các bỏ qua ONU # 1 được phân bổ một cửa sổ truyền với'' 30.000 byte þWreq.'' 6. ONU # 2 truyền 19.500 byte yêu cầu # 1, 300-byte yêu cầu # 2, và 300 byte dữ liệu. 7. ONU # 2 bản cập nhật S2 và reset_flag 2 S2¼19.700, reset_flag 2 ¼Đúng. 8. ONU # 1 truyền 30.000 byte yêu cầu # 1, 1500-byte yêu cầu # 2, và 30.000 byte dữ liệu. 9. ONU # 1 cập nhật S1 và reset_flag 1 tới S1¼30.000, reset_flag 1 ¼ True.10. OLT bỏ qua việc phân bổ cho đấu nối # 2. ONU # 1 được phân bổ một lây truyền cửa sổ sion với (1500 bytes þWreq).11. Các bỏ qua ONU # 2 được phân bổ một cửa sổ truyền với'' 19.500 byte þWreq.''12. ONU # 1 truyền 28.500 byte yêu cầu # 1, 1500-byte yêu cầu # 2, và 1500 byte dữ liệu. ONU # 1 cập nhật S1 và reset_flag 1 tới S1¼28.500, reset_flag 1 ¼Đúng.13. ONU # 2 truyền 20.100 byte yêu cầu # 1, 300-byte yêu cầu # 2, và 19.500 byte dữ liệu. ONU # 2 bản cập nhật S2 và reset_flag 2 S2¼20, 200, reset_flag 2 ¼ True.14. OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU # 1. ONU # 2 được phân bổ một lây truyền cửa sổ sion với (300 byte þWreq).15. Các bỏ qua ONU # 1 được phân bổ một cửa sổ truyền dẫn (28.500 byte þWreq).16. ONU # 2 truyền 19.800 byte yêu cầu # 1, 300-byte yêu cầu # 2, và 300 byte dữ liệu. ONU # 2 bản cập nhật S2 và reset_flag 2 S2¼19.900, reset_flag 2 ¼Đúng.17. ONU # 1 truyền 30.000 byte yêu cầu # 1, 1500-byte yêu cầu # 2, và 28.500 byte dữ liệu. ONU # 1 cập nhật S1 và reset_flag 1 tới S1¼30.000, reset_flag 1 ¼Đúng.

Phân bổ năng động băng thông (DBA)23918. OLT bỏ qua việc phân bổ cho đấu nối # 2. ONU # 1 được phân bổ một lây truyền cửa sổ sion với (1500 bytes þWreq).19. Các bỏ qua ONU # 2 được phân bổ một cửa sổ truyền với'' 19.800 byte þWreq.''20. ONU # 1 truyền 28.500 byte yêu cầu # 1, 1500-byte yêu cầu # 2, và 1500 byte dữ liệu. ONU # 1 cập nhật S1 và reset_flag 1 tới S1¼28; 500, reset_flag 1 ¼Đúng.21. ONU # 2 truyền 20.100 byte yêu cầu # 1, 300-byte yêu cầu # 2, và 19.800 byte dữ liệu. ONU # 2 bản cập nhật S2 và reset_flag 2 S2¼20, 100, reset_flag 2 ¼Đúng.22. OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU # 1. ONU # 2 được phân bổ một lây truyền cửa sổ sion với (300 byte þWreq).23. Các bỏ qua ONU # 1 được phân bổ một cửa sổ truyền dẫn (28.500 byte þWreq).24. ONU # 2 truyền 19.800 byte yêu cầu # 1, 300-byte yêu cầu # 2, và 300 byte dữ liệu. ONU # 2 bản cập nhật S2 và reset_flag 2 S2¼19.800, reset_flag 2 ¼Đúng.25. ONU # 1 truyền 30.000 byte yêu cầu # 1, 1500-byte yêu cầu # 2, và 28.500 byte dữ liệu. ONU # 1 cập nhật S1 và reset_flag 1 tới S1¼30.000, reset_flag 1 ¼ True.26. OLT bỏ qua việc phân bổ cho đấu nối # 2. ONU # 1 được phân bổ một lây truyền cửa sổ sion với (1500 bytes þWreq).27. Các bỏ qua ONU # 2 được phân bổ một cửa sổ truyền dẫn (19.800 byte þWreq).28. ONU # 1 truyền 28.500 byte yêu cầu # 1, 1500-byte yêu cầu # 2, và 1500 byte dữ liệu. ONU # 1 cập nhật S1 và reset_flag 1 tới S1¼28.500, reset_flag 1 ¼ True.29. ONU # 2 truyền 19.800 byte yêu cầu # 1, 300-byte yêu cầu # 2, và 19.800 byte dữ liệu. ONU # 2 bản cập nhật S2 và reset_flag 2 S2¼20.000, reset_- flag2 ¼Đúng.30. OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU # 1. ONU # 2 được phân bổ một lây truyền cửa sổ sion với (300 byte þWreq).31. Các bỏ qua ONU # 1 được phân bổ một cửa sổ truyền dẫn (28.500 byte þWreq).32. ONU # 2 truyền 19.500 byte yêu cầu # 1, 300-byte yêu cầu # 2, và 300 byte dữ liệu. ONU # 2 bản cập nhật S2 và reset_flag 2 S2¼19; 700, reset_flag 2 ¼Đúng.33. ONU # 1 truyền 30.000 byte yêu cầu # 1, 1500-byte yêu cầu # 2, và 28.500 byte dữ liệu. ONU # 1 cập nhật S1 và reset_flag 1 tới S1¼30; 000, reset_flag 1 ¼Đúng. Quá trình trở lại (5). Một cách liên tục từ (5) và (16), các vòng tròn làm cho sáu chu kỳ. ONU # 1truyền 3 Â(1500 þ28.500) ¼90.000 byte dữ liệu, và đấu nối # 2 truyền

240Khác nhau, và giao động băng thông19.500 þ300 þ19.800 þ300 þ19.800 þ300 ¼60.000 byte dữ liệu. Tính trung bình,số lượng dữ liệu truyền đi trong hai chu kỳ vòng tròn là 30.000 byte từcác đấu nối đầu tiên và 20.000 byte từ đấu nối thứ hai, đó là phù hợp vớiđộ dài chụp tối đa được lựa chọn. Từ ví dụ này, chúng ta có thể thấy rằng bất kểcủa độ dài gói, băng thông là khá phân bổ theo các lựa chọnđộ dài chụp tối đa. Trong quá trình OLT mô tả trong bước (4) ở trên, một dài kích thước cửa sổ tương đươngvới giá trị của bộ đếm thâm hụt được phân bổ cho chỉ có một ONU mỗi round-robinchu kỳ. Bằng cách này, ngay cả khi chỉ có một ONU trong truyền tải, không cókhoảng cách không sử dụng và tốc độ cao nhất có thể được tăng lên bằng cách thúc đẩy hiệu quả. Quabỏ qua việc phân bổ một kích thước cửa sổ dài đến cuối chu kỳ vòng tròn,các đấu nối để nhận được kích thước cửa sổ dài tiếp theo được phân bổ cuối cùng. Điều này làm cho nócó thể cho trật tự và tần số phân bổ một kích thước cửa sổ dài bình đẳng giữa cáccác ONUs. Việc bỏ qua làm tăng thời gian chậm trễ một chút nhưng bằng cách giữgiá trị của từng ngưỡng tối thiểu cần thiết, sự gia tăng trong thời gian chậm trễ có thểđược giữ ở mức tối thiểu là tốt. Bên cạnh đó, nếu có nhiều ONUs với giao thông ở thượng nguồn, số lầnyêu cầu # 2 được phân bổ sẽ tăng lên và giá trị của mỗi truy cập thâm hụt làgiảm phù hợp theo quy trình trong bước (3) ở trên. Yêu cầu # 1 giới hạn bởigiá trị của mỗi truy cập thâm hụt cũng giảm khi yêu cầu # 1 được giao. Chotrên ví dụ 1-16, nếu 16 ONUs có lưu lượng thượng nguồn, yêu cầu # 2 được phân bổ15 lần trong 16 vòng và giá trị của bộ đếm thâm hụt S1 trở thành 30.000 À15Â1500 ¼ 7500 khi yêu cầu # 1 được giao. Bằng cách này, thời gian trung bình của mộtchu kỳ thực hiện bởi các vòng tròn được giữ ngắn. Chiều dài chụp tối đa wi được thiết kế để đáp ứng các điều kiện sau đây-tions:wi >Max {RTD Âtốc độ truyền tải þThời gian xử lý OLT þĐấu nối thời gian xử lý, NÂngưỡng}Trong trường hợp này, khi số lượng đấu nối với chiều dài tối đa nổ dài nhất wi làj, chiều dài Rmax tối đa của một chu kỳ vòng tròn, tức là sự chậm trễ tối đatừ yêu cầu truyền tải để bắt đầu truyền dữ liệu yêu cầu được đưa ratheo công thức sau: X Rmax ¼NÂ(BOH þWreq) þwj þ(Fmax À1) þThtôi(5:6)i6¼j

Ở đây, Nlà số ONUs, và Thtôilà ngưỡng cửa của thứ i Đấu nối. Ngoài ra, hiệu quả Emax (hoặc tỷ lệ cao điểm), khi chỉ có một ONUtruyền tải lưu lượng thượng nguồn, được cho bởi công thức sau: wi (5:7) Emax ¼ NÂ(BOH þWreq) þwi

Tài liệu tham khảo10.90.80.7241DRR sử dụng nhiều hàng đơi báo cáo bộEmax0.60.50.40.30.20.100.511.52DRRIPACT2.53 3.5 4 Rmax (ms)4.555.56Hình 5.14 So sánh hiệu quả băng thông (Emax) giữa ba DBA bao gồm trongchương này. Ở đây chúng tôi đã lựa chọn các số đấu nối N¼32, Burst trên không ¼01:04 msec,Max RTD ¼100 msec, wi ¼w, Thtôi¼w = N, thời gian xử lý OLT ¼16 msec, và xử lý đấu nốithời gian ¼16 msec.Hình 5.14 cho thấy mối quan hệ giữa Rmax và Emax tính từEqs. (5.1), (5.2), (5.4), (5.5), (5.6), và (5.7). Như trong hình. 5.14, DRR sử dụngNhiều Queue Báo cáo Set có thể đạt được hiệu quả cao cùng với ngắnchu kỳ vòng tròn. Tóm lại, chúng tôi đã đưa ra một ví dụ DBA đáp ứng ba thực hiện-yêu cầu hiểm được đề cập trong phái. 5.2.3:A. Công bằng: Phân bổ băng thông giữa các người dùng khá.B. chậm trễ thấp: Có thể bị ràng buộc thời gian trễ tối đa trong một giá trị thiết kế.C. Hiệu quả cao: có thể tăng hiệu quả của băng thông và trong nhăn tỷ lệ cao điểm càng nhiều càng tốt.THAM KHẢO[1][2][3][4] ITU-T Rec. G.983.1 (01/2005). ITU-T Rec. G.984.3 (02/2004). IEEE Std. 802,3-2005. Marek Hajduczenia'' EPON so với APON và G-PON: một hoạt động chi tiết compari- con trai,'' trong Tạp chí của mạng quang học, vol.5, số 4, pp298-319, tháng Tư, 2006.[5] có sẵn từ http://internet.watch.impress.co.jp/cda/news/2006/03/23/11358.html.[6] Glen Kramer và cộng sự.'' Hỗ trợ các lớp học khác biệt của dịch vụ Ethernet thụ động quang học mạng'' Tạp chí của mạng quang học, vol.1, số 8/9, pp280-298, Tháng Tám, năm 2002.

242Khác nhau, và giao động băng thông [7] Chadi M. Assi et al.'' Động phân bổ băng thông cho chất lượng của dịch vụ qua Ethernet Pons,'' IEEE Tạp chí trên khu vực được lựa chọn trong truyền thông, Vol.21, số 9, pp1467-1477, Tháng Mười Một, 2003. [8] IETF RFC1323. [9] ITU-T Rec. Y.1541.[10] A. Parekh và R. Gallerger'' Một cách tiếp cận chia sẻ bộ xử lý tổng quát để kiểm soát lưu lượng trong tích hợp mạng lưới dịch vụ: trường hợp nút duy nhất'', giao dịch IEEE / ACM trên mạng, vol.1, số 3, tháng sáu, năm 1993.[11] M. Shreedhar và G. Varghese,'' xếp hàng công bằng hiệu quả sử dụng thâm hụt round robin,'' Proc. ACM SIGCOMM'95, pp231-242, Tháng Chín, năm 1995.[12] S. Golestani,'' A bằng chương trình xếp hàng tự Clocked cho các ứng dụng băng thông rộng,'' Proc. INFOCOM'94, pp636-646, 1994.[13] L. Zhang,'' ảo đồng hồ một điều khiển giao thông mới; thuật toán cho các mạng chuyển mạch gói,'' ACM Trans. Hệ thống máy tính, vol.9, pp101-124, Tháng Năm, 1991.[14] Glen Kramer và cộng sự,'' IPACT:. Một giao thức năng động cho một Ethernet PON (EPON),'' IEEE Truyền thông Tạp chí, pp74-80, Tháng Hai, năm 2002.[15] Noriki Miki et al.'' Hệ thống truy cập quang học thích hợp cho truyền thông máy tính,'' GLOBECOM'98, truy cập mạng Hội nghị Thống, 8.4, tháng Mười năm 1998.[16] Osamu Yoshihara và cộng sự.'' Động băng thông phân bổ Thuật toán cho GE-PON'' COIN 2002, COIN.MoA1, pp22-24, Tháng Bảy, năm 2002.

Chương 6

Kiến trúc bảo vệ choMạng quang thụ độngCalvin C. K. ChanĐại học Trung Quốc của Hồng Kông6.1 GIỚI THIỆU Trong thập kỷ qua, các mạng quang thụ động (Pons) đã nổi lên như mộtcách tiếp cận hấp dẫn và hứa hẹn cung cấp dịch vụ băng thông rộng để một số lượng lớnthuê bao. Trong một PON điển hình, dịch vụ là có nguồn gốc từ dòng quangthiết bị đầu cuối (OLT) tại một kết thúc đầu hoặc văn phòng trung tâm (CO) và mang theo một quangsợi trung chuyển khoảng 10-15 km, trước khi công suất quang được chia thành nhiềusợi phân phối đầu ra, thông qua một bộ chia quang điện nằm ở xanút (RN). Mỗi sợi phân phối, thường ít hơn 5 km chiều dài, sau đó chuyển tiếpcác dịch vụ đối với các đơn vị mạng quang học định mệnh (ONU), nơi quangtín hiệu bị chấm dứt trước khi được phân phối tiếp cho tất cả các thuê bao thuộcđấu nối thông qua phương tiện truyền thông này khác, chẳng hạn như dây đồng, vv Với sự thâm nhập như sợi caovào đấu trường truy cập, hệ thống chi phí của Pons phải được giữ ở mức thấp để làm chohọ hiệu quả kinh tế và cạnh tranh. PON tính năng nút từ xa thụ động của nó,mà rất nhiều thư giãn các chi phí quản lý bộ phận quang học trong các nhà máy sợi bên ngoài.Bên cạnh đó, cả hai RN và ONUs phải được giữ đơn giản và chi phí thấp. Trad-itionally, các dịch vụ hạ lưu truyền trên một PON chủ yếu là phân phốivideo. Tuy nhiên, một kênh thượng nguồn thường được cung cấp để thực hiện các thuê bao 'yêu cầu trở lại OLT. Do đó kênh thượng nguồn này thường có tốc độ dữ liệu thấp.Do tính chất phân phối như lưu lượng truy cập cũng như mối quan tâm chi phí thấp của Pons,không có nhiều nỗ lực đã được trả về vấn đề mạng sống sót. Với sự phổ biến rất lớn gần đây của Internet và các dịch vụ đa phương tiện nómang, Pons thông thường được phát triển để thực hiện hai chiều tương tác băng thông rộngtín hiệu dữ liệu. Nhu cầu băng thông trong cả doanh nghiệp và băng thông rộngmạng truy cập đã tăng mạnh và các dịch vụ thực hiện trên243

244Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ độngPons đang trở nên ngày càng có nhiều trung tâm dữ liệu. Một số biến thể của Pons chẳng hạnnhư B-PON (ITU-T G.983) [1-4], E-PON (IEEE 802.3ah) [5], và G-PON (ITU-TG.984) [6, 7] đã được triển khai rộng rãi gần đây để đối phó với sự gia tăngnhu cầu về băng thông truy cập. Với sự sẵn có gần đây chi phí thấp của quangthành phần, Pons sử dụng ghép kênh phân chia bước sóng (WDM) công nghệnique đã nổi lên như là các mạng truy nhập quang học thế hệ tiếp theo. Trong mộtWDM-PON, mỗi ONU được phục vụ bởi một bộ chuyên dụng của các kênh bước sónggiao tiếp với OLT. Mỗi ONU cá nhân có thể thưởng thức một ban nhạc-chuyên dụngchiều rộng, cũng là khả năng mở rộng theo nhu cầu riêng của mình. Như vậy, công suất hệ thốngvà tính linh hoạt mạng có thể được tăng cường rất nhiều. Tuy nhiên, với công ướcPON tế kiến trúc, đã giới hạn tính năng bảo vệ, bất cứ thành phầnhay thất bại sợi sẽ dẫn đến mất mát rất lớn của dữ liệu hoặc thậm chí kinh doanh. Do đó,vấn đề mạng sống sót [8, 9] đã làm dấy lên sự chú ý nhiều hơn gần đâynăm. Thuê bao hiện nay đang yêu cầu các dịch vụ và kết nối sẵn sàng cao.Vì vậy, các biện pháp bảo vệ để tăng cường khả năng sống sót mạng được đánh giá caomong muốn cung cấp khả năng phục hồi chống lại thất bại, ví dụ, trong trường hợpsự kiện thảm khốc có thể như hỏa hoạn hoặc lũ lụt. Quản lý lỗi là một trong những khía cạnh quan trọng nổi tiếng trong mạngquản lý. Hầu hết các phương pháp tiếp cận thông thường của quản lý lỗi dựachẩn đoán trong các lớp cao hơn [10, 11], dựa trên báo cáo tình trạng thu thập từcác trạm kiểm soát khác nhau trên mạng quang học quản lý. Tuy nhiên, ở mức độ cao như vậychẩn đoán lỗi sẽ áp đặt trên cao quá mức trong báo hiệu mạng cũng nhưtrong hệ thống quản lý mạng (NMS). Tuy nhiên, không có đảm bảo rằng cao hơnlớp có thể cung cấp phục hồi từ những lỗi lầm trong lớp vật lý. Vì vậy, đểđể tạo điều kiện bảo vệ mạng hiệu quả và kịp thời và phục hồi, nó là rất caomong muốn để thực hiện các biện pháp sống sót mạng trong lớp quang học. Nàycó thể đạt được bằng cách liên kết sợi đơn giản, thiết bị trùng lặp với bảo vệchuyển đổi hoặc một số chương trình thông minh khác với trùng lặp nguồn lực tối thiểu hoặcđặt phòng để bảo vệ. Cho các ứng dụng PON, thiết bị thất bại tại một trong haiOLT hoặc đấu nối có thể dễ dàng khắc phục bằng cách có một đơn vị dự phòng trong được kiểm soátmôi trường. Tuy nhiên, đối với bất kỳ cắt sợi, nó sẽ mất một thời gian tương đối dài đểthực hiện việc sửa chữa. Do đó, rất mong muốn có sống sót PONkiến trúc với chuyển mạch bảo vệ chống lại bất kỳ cắt sợi. Trong chương này, một số cân nhắc trong việc thiết kế mạng sống sót architec-Với nhiệt độ vừa cho Pons sẽ được thảo luận. Bên cạnh đó, một số đề án bảo vệ và khả thikiến trúc cho cả Pons thông thường và WDM-Pons sẽ được xem xét.6.2 XEM XÉT VỀ BẢO VỆ TRÊN Mạng quang thụ động Những yếu tố sau rất hữu ích khi thiết kế mạng sống sótkiến trúc, đề án bảo vệ khác cho Pons.

Cân nhắc về Bảo vệ trong mạng quang thụ động245

6.2.1 Bảo vệ hoặc phục hồi Trong quản lý lỗi của các mạng quang học, có hai cách tiếp cận phổ biếnđể đảm bảo khả năng sống sót mạng, bảo vệ cụ thể là kế hoạch trước và năng độngphục hồi. Bảo vệ kế hoạch trước nhằm mục đích kết hợp bảo vệ đường quang tạigiai đoạn thiết kế mạng và chuyển mạch bảo vệ tự động có thể được dễ dàngthực hiện để bảo vệ các đường quang được chỉ định, bất kỳ thất bại một lần là mạngphát hiện. Thời gian phục hồi lưu lượng truy cập có thể được giữ rất ngắn. Ngược lại,khôi phục năng động sẽ tìm kiếm các đường quang tùng hoặc tài nguyên mạngđể khôi phục lại giao thông bị gián đoạn sau khi sự xuất hiện của lỗi mạng.Mặc dù số lượng tài nguyên dự phòng có thể được preallocated, các ReSTOR lưu lượng truy cậpHiện ation có thể miễn là nó phụ thuộc vào định tuyến lại năng động của các bị gián đoạngiao thông. Đối với hầu hết các ứng dụng PON, như cấu trúc liên kết mạng là kháthường xuyên, chẳng hạn như cây hoặc vòng, đề án bảo vệ kế hoạch trước thường được thông quađể nâng cao khả năng sống sót mạng với thời gian phục hồi giao thông ngắn. Bên cạnh đó,bảo vệ trên lớp quang học nên có thời gian phục hồi nhanh chóng đểhạn chế tối đa sự xáo trộn các lớp trên, mà thường dựa vào một số thời gianra tính năng để phát hiện lỗi. Phục hồi trên lớp thường liên quan đến định tuyếnbảng cấu trúc liên kết tính toán lại và thời gian hội tụ chậm. Bàn giao không đúngthời gian phục hồi giữa các lớp khác nhau có thể gây ra sự bất ổn định mạng.

6.2.2 Network Topology Có hai cấu trúc liên kết mạng lưới chung cho Pons, cụ thể là cây vàvòng. Trong một cấu trúc cây, tín hiệu quang học được gửi từ OLT được chia ởRN và giao cho ONUs định thông qua việc phân phối tương ứngsợi. Cho cấu trúc liên kết vòng, các OLT được kết nối với các nút truy cập nhiều(ANS) thông qua một hoặc hai vòng sợi. Mỗi AN bao gồm một add-quangthả đa (OADM) hoặc đơn giản là một bộ chia quang điện, mànhiều ONUs được kết nối hơn nữa, hoặc trong một ngôi sao hoặc vòng topo. TrongNgoài vòng và cấu trúc liên kết cây, có một số cấu trúc liên kết khác nhưxe buýt và ngôi sao-ring. Khi kiến trúc mạng lưới bảo vệ được thiết kế,cấu trúc liên kết mạng lưới chắc chắn xác định các đường dẫn hoặc kết nối giữa cácOLT và ONUs và do đó ảnh hưởng như thế nào bảo vệ đường quang hoặc cáp quangnên được nhân đôi hoặc kết hợp, khi thích hợp. Ví dụ, trong mộtPON với cấu trúc liên kết cây, bất kỳ sợi được cắt thành sợi phân phối sẽ làm chođấu nối bị ảnh hưởng không thể truy cập từ OLT. Tuy nhiên, trong một PON với vòngcấu trúc liên kết, bất kỳ sợi cắt trong vòng sợi sẽ cách ly tất cả các hạ lưuANS vượt ra ngoài vị trí cắt theo vòng đó, nếu không có vòng bảo vệ bổ sungđược kết hợp.

246Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ động

6.2.3 Mạng Loại Pons thường thường hỗ trợ một (cho video) hoặc hai (cho dữ liệu vàvideo) hãng quang hạ lưu, cũng như một tàu sân bay quang thượng nguồn.Các hãng vận tải quang học là thời gian chia sẻ giữa tất cả các ONUs. Để kích hoạtcung cấp dịch vụ công suất cao hơn cho các thuê bao và tăng cường sự linh hoạtđể nâng cấp mạng lưới, Pons sử dụng kỹ thuật WDM, cụ thể là WDM-Pons, cógần đây nổi lên và đã làm dấy lên mối quan tâm nghiên cứu nhiều. Trong WDM-Pons,mỗi ONU được phục vụ bởi một tập hợp các kênh bước sóng duy nhất và khác biệt đểgiao tiếp với OLT. Các vấn đề khác nhau, trong thông thường thời gian chia sẻPons cũng được giảm bớt, như tất cả các bước sóng ngược dòng được ghép tại RNmà không có bất kỳ va chạm tín hiệu. Mỗi ONU cá nhân được hưởng băng thông dành riêng,đó là khả năng mở rộng dễ dàng theo nhu cầu riêng của mình. Bảo vệ trong một PON làthường đạt được bằng cách đa dạng với đường quang trùng lặp liên kết sợi và chuyển đổi.Như WDM-Pons cung cấp một chiều nhiều hơn cho các kênh quang học, đường quangđa dạng có thể được nhiều linh hoạt hơn nhận ra bằng cách áp dụng bước sóng định tuyến trênkiến trúc mạng hiện có. Do đó, quá nhiều sự trùng lặp sợi liên kết có thể làtránh.

6.2.4 Tài nguyên Để được bảo vệ Nói chung, có hai loại chính của các tài nguyên mạng mà phảibảo vệ trong Pons, liên kết cụ thể là chất xơ và các thành phần hoặc các thiết bị hoạt động. Cả haicủa họ ảnh hưởng đến sự sẵn có của các kênh bước sóng chạy trên mạng-làm việc. Như liên kết sợi được đặt bên ngoài nhà máy, họ có nhiều dễ bị môi trườngđiều kiện về tinh thần và phải mất thời gian nhiều hơn nữa để sửa chữa các chất xơ, bất cứ khi nào mộtsợi cắt xảy ra. Hơn nữa, bất kỳ cắt sợi có thể ngăn chặn tất cả các kênh bước sóngđi qua trên nó. Như vậy, đường quang hoặc bảo vệ dự phòng thay thế trong sợihoặc là 1 þ1 hoặc 1:1 bảo vệ thường được kế hoạch trước để đạt được đường quangđa dạng. Đối với thành phần hoạt động hoặc các thiết bị, chẳng hạn như thu phát quang họcvà chuyển mạch quang cư trú tại OLT hoặc ONUs, họ có thể dễ dàng được bảo vệ bởiđơn vị colocated sao lưu trong 1: N hoặc thậm chí 1 þ1 bảo vệ chương trình. Ngoàiliên kết sợi và các thành phần hoạt động, đa bước sóng thụ động tại RNtrong WDM-Pons cũng có thể cần được bảo vệ. Nếu tài sản phổ củaWDM đa là nhiệt độ nhạy cảm, chẳng hạn như mảng thông thường sónghướng dẫn cách tử (AWG), những thay đổi trong nhiệt độ môi trường tại RNcó thể có thể gây ra sai lệch giữa các tàu sân bay quang học và xuyêndải thông Nhiệm vụ của kênh WDM. Điều này có thể gây lọc quá mứcvà tổn thất điện năng cho các hãng quang học. Vì vậy, athermal WDM đa,như athermal AWG hoặc màng mỏng dựa trên ghép kênh WDM, nên đượclàm việc tại RN.

Cân nhắc về Bảo vệ trong mạng quang thụ động247

6.2.5 thất bại một hay nhiều Hầu hết các nỗ lực hiện tại trong bảo vệ mạng tập trung vào các kịch bản của mộtthất bại duy nhất tại một thời điểm. Trong hầu hết các trường hợp, sự xuất hiện của sự thất bại trong một liên kết sợi hoặc mộtphần của thiết bị mạng là độc lập thống kê trong một mạng. Hơn nữa,thời gian trung bình giữa thất bại thường là lâu hơn so với thời gian trung bình đểsửa chữa một thất bại duy nhất. Tuy nhiên, một thất bại duy nhất, chẳng hạn như cắt giảm chất xơ, có thể một số-lần dẫn đến thất bại trong nhiều kết nối logic. Gần đây, cũng có một sốnhững nỗ lực nghiên cứu về nghiên cứu bảo vệ mạng theo nhiều thất bại.

6.2.6 Bảo vệ tự động chuyển mạch Tự động chuyển đổi bảo vệ (APS) có thể được thực hiện bằng cách hoặc là tập trung hoặcđiều khiển phân tán. Trong kiểm soát tập trung, tất cả các bảo vệ chuyển đổi được thực hiệntại OLT, sau khi báo động lỗi được thu thập. Các ONUs vẫn kết nốivới OLT sau khi APS. Ngược lại, bảo vệ chuyển đổi có thểthực hiện tại ONUs cá nhân thay vào đó, để thực hiện điều khiển phân tán. Trong nàytrường hợp, chuyển mạch bảo vệ được tích hợp trong ONUs cá nhân, mà con-tinuously theo dõi tình trạng của các liên kết sợi trực thuộc hoặc các thành phần. APSsẽ được kích hoạt chỉ ở đấu nối bị ảnh hưởng khi có lỗi được phát hiện. Trong trường hợpbất kỳ thất bại, OLT không cần phải thực hiện bất kỳ biện pháp khắc phục và là minh bạchAPS như vậy. Tuy nhiên, phương pháp này làm tăng độ phức tạp và chi phí đấu nối.

6.2.7 hoạt động, quản lý, và quản lý Khi kết hợp APS thành một mạng lưới, đơn vị giám sát lỗi phảilắp đặt tại các trạm kiểm soát chiến lược để thu thập thông tin tình trạng mạng. Một mon-itoring đơn vị có thể đơn giản như chỉ theo dõi mức năng lượng quang học để xác địnhsự mất mát có thể có của tín hiệu ở mức năng lượng thấp quang học phát hiện. Một số cuốn tiểu thuyết kháckỹ thuật này cũng có thể được sử dụng để phát hiện các thông số khác nhưsự hiện diện của một bước sóng đặc biệt, và việc xác định một lỗi cụ thểchi nhánh chất xơ trong một PON với cây cấu trúc liên kết [12]. Giám sát thu thập thôngtin đã được chuyển giao cho các đơn vị APS các biện pháp thích hợp. Trong một số trường hợp,một kênh tín hiệu có thể cần thiết để thực hiện các thông tin giám sát.

6.2.8 giao thông phục hồi Thời gian Sau khi sự cố mạng được phát hiện, khoảng thời gian cần thiết để thực hiệnchuyển mạch bảo vệ và khôi phục giao thông bị ảnh hưởng được gọi là giao thông

248Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ độngthời gian phục hồi. Khoảng thời gian này nên được giữ nhỏ, nói ít hơn vài chụcmili giây [8], để làm giảm lượng mất mát dữ liệu trong quá trình gián đoạn dịch vụ.Trong nhiều trường hợp, chẳng hạn thời gian phục hồi lưu lượng truy cập rất nhiều phụ thuộc vào bản chấtphản ứng của việc phát hiện quang điện tử và các thiết bị chuyển mạch quang được sử dụngtrong APS, cũng như gây ra độ trễ thêm có thể có của việc bảo vệđường quang. Đôi khi, các giao thức lớp cao hơn được sử dụng để truyền lại những gì đã mấtdữ liệu.

6.2.9 phức tạp Thiết kế kiến trúc PON sống sót nên yêu cầu số tiền ít nhấtcủa liên kết sợi bổ sung hoặc thiết bị sao chép để giữ sự phức tạp và chi phíthấp. Ví dụ, một bộ thu phát sao lưu có thể được dùng làm OLT cho 1: Nbảo vệ tất cả các máy thu phát làm việc khác, thay vì 1 þ1 bảo vệ. Nàythu phát sao lưu có thể được bước sóng cố định hoặc du dương bước sóng, tùy thuộcvào loại mạng và yêu cầu. Trong trường hợp của WDM-Pons, thay thếđịnh tuyến đường quang của các kênh bước sóng có thể được thông qua để bỏ qua thất bạiliên kết sợi và hạn chế tối đa các liên kết sợi bổ sung cần thiết để bảo vệ.6.3 Kiến trúc BẢO VỆ Trong phần này, một số kiến trúc mạng sống sót cho cả hai thườngPons cũng như WDM-Pons, trong cả hai cây và vòng cấu trúc liên kết, sẽ được xem xét.Như đã thảo luận trong các phần trước, liên kết sợi thất bại là thường xuyên nhất vàquan trọng trong Pons, vì nó có thể làm gián đoạn nhiều kênh bước sóng trong mạng.Do đó, các kiến trúc sau đây chủ yếu tập trung vào việc bảo vệ các sợiliên kết trong Pons.

6.3.1 thường mạng quang thụ động6.3.1.1 Tree Topology Hầu hết các Pons thông thường, chẳng hạn như A-PON (ITU-T G.983.1) [1, 2],B-PON (ITU-T G.983.3) [1-4], EPON (IEEE 802.3ah) [5], và G-PON (ITU-TG.984) [6, 7], thông qua một cấu trúc liên kết cây để cung cấp point-to-multipoint kết nối.Một bộ chia quang điện được sử dụng để phân chia các tín hiệu quang học đã nhận tạiRN để phân phối tất cả các sợi đi. Hình 6.1 cho thấy việc bảo vệ bốnkiến trúc với mức độ bảo vệ khác nhau, theo đề nghị của ITU-T G. .983.1 [1].Về cơ bản, họ đang sao chép các liên kết sợi và / hoặc các thành phần bảo vệ.

Kiến trúc bảo vệONU # 1RNOLTOLTRNONU # 1249ONU #ONU #(A)ONU # 1RNOLT(B)RNONU # 1OLTONU #ONU #(C)(D)Quang giao diện dòng /Thu phát quang họcSplitter quang điệnHình 6.1 Kiến trúc chuyển mạch bảo vệ được đề xuất bởi ITU-T G.983.1.Hình 6.1 (a) Nhân bản chất xơ trung chuyển giữa OLT và chỉ có RN. Chỉsợi trung chuyển được bảo vệ. Hình 6.1 (b) tăng gấp đôi thu phát quang học tạiOLT và cũng nhân đôi sợi trung chuyển giữa OLT và RN. Bảo vệchuyển đổi được thực hiện bằng cách chuyển các dữ liệu thu phát quang học dự phòng tạiOLT. Điều này có thể giảm chi phí nhân đôi thu phát quang học tạiONUs. Hình 6.1 (c) tăng gấp đôi thu phát quang học không chỉ ở OLT nhưngcũng tại ONUs. Ngoài ra, bộ chia quang điện tại RN cũng lànhân đôi. Mạch dự phòng nóng được đặt ở OLT và ONUs, enab-ling hitless chuyển đổi bằng cách chuyển sang các cơ sở sao lưu trong trường hợp của mộtthất bại của sợi hoặc thiết bị. Hình 6.1 (d) cũng tương tự như hình. 6.1 (c) ngoại trừmột điện quang mạch splitter thêm được tích hợp vào RN để đối phóvới các trường hợp đó không phải tất cả ONUs đã nhân đôi thu phát quang học, domột số hạn chế của hệ thống. Ngoài bốn kiến trúc bảo vệ chuyển đổi được đề xuất, một số1: đề án bảo vệ N cho OLT [13-16] cũng đã được đề xuất, một trong những nơi sao lưuGiao diện OLT được sử dụng để bảo vệ tất cả hoặc một nhóm các OLT làm việc

250Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ độnggiao diện. Hình 6.2 là một ví dụ [14] sử dụng một mạch quang-chiatại RN để kích hoạt giao diện sao lưu OLT để thực hiện 1: Bảo vệ N.Này cách khác có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một mạch chuyển đổi bên trong OLT[16], thay thế. Trong [17], bảo vệ các sợi phân phối được thực hiện bằng cách nối tiếp liênkết nối ONUs, như thể hiện trong hình. 6.3. Tại mỗi ONU, một công tắc quang học(OSW) đã được sử dụng cho mục đích bảo vệ chuyển đổi. Một nửa số đã nhậntín hiệu hạ lưu tại đấu nối (nói ONU2 trong hình. 6.3) đã được đưa ra khỏi lò và làm thức ăn chocác OSW cư trú tại ONU kết nối trước (nói ONU1 trong hình. 6.3), thông qua mộtmẫu sợi cáp kết nối. Do đó, nếu các sợi phân phối cho ONU1 làbị hỏng, ONU1 vẫn có thể nhận được tín hiệu hạ lưu qua ONU2 và OSW1 trongnhà nước bảo vệ. Như vậy, chất xơ phân phối cho ONU2 và các kết nốisợi cho cả ONU1 và ONU2 phục vụ như là con đường bảo vệ cho ONU1, tạichi phí lắp đặt các sợi kết nối liên đấu nối bổ sung. Trong [18], hai sợi phân phối, một để làm việc và một trong những khác cho bảo hộtion, đã được chỉ định cho mỗi ONU. Sợi phân phối bảo vệ được loopedtrở lại một trong những cổng vào của ngôi sao coupler quang tại RN. Một bảo vệsợi trung chuyển cũng đã được cài đặt, kết nối OLT và một trong những cảng đầu ra củangôi sao coupler quang tại RN. Trong trường hợp của bất kỳ cắt ở sợi phân phối,chuyển đổi quang tại đấu nối sẽ chuyển sang các sợi phân phối bảo vệ, trong khicác OLT sẽ chuyển sang các sợi bảo vệ feeder, như cùng một lúc. Như vậy, cả haifeeder và các sợi phân phối có thể được bảo vệ tại các chi phí của haisợi phân phối cho mỗi ONU và bảo vệ chuyển đổi đồng thời ở cả haiOLT và ONU bị ảnh hưởng (Hình 6.4). Hơn nữa, việc chuyển đổi tại OLT sẽtạo ra một hit cho tất cả các ONUs trên cùng một PON. Trong [19], WDM thô (CWDM) công nghệ đã được sử dụng để cung cấpbảo vệ các sợi trung chuyển giữa hai Pons, như thể hiện trong hình. 6.5. FeederONU # 1PON dài hạn (0): 2 splitter quangONU #PON dài hạn (0): 1 splitter quangPON dài hạn (0)ONU # 1ONU # 1PON dài hạn (0)PON dài hạn (0)ONU #ONU #PON dài hạn (0): 2 splitter quangPON dài hạn (1)Sao lưu OLTHình 6.2 A 1: Cách bảo vệ N tại OLT [14]. LT: Line Terminal.

Kiến trúc bảo vệĐể đấu nối trước Con đường bình thườngtruyền cho ONU1Phân chia sơi 12Feeder sơi FBGmột 1 Ngôi saocouplerPhân chia sơi 2 Con đường bảo vệ chotruyền cho ONU123OSW1Kiểm soát1 WDM1.3/1.5 50:50CouplerHạ lưu thu3Dữ liệu mạng LAN thud2uThương nguồn thuHạ lưu phátuCO WDM1.3/1.5 dcb 1 Thương nguồnphátĐấu nối1Kiểm soát1 50:50Coupler3

OSW2Đấu nối2Để đấu nối tiếp theoHình 6.3 Một kiến trúc với bảo vệ sợi phân phối bởi kết nối ONUs với bảo vệ chuyển đổi [17] PON. OSW: chuyển đổi quang học,FBG: Lưới sợi Bragg, ld: bước sóng hạ lưu, lu: bước sóng ngược dòng.

251

252Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ động Chuyển hướngtín hiệu ngươc dòngPhân chia sơi2 Kiểm soátthiết bị điện tử43Dữ liệu RF LAN thuThương nguồn thulu COWDM 1 Bình thườngsơi trung chuyển2N13N1 Ngôi sao coupler1Hạ lưu phát ld Hạ lưu thu WDM 12 Thương nguồn Quang phátchuyển 1 ONU1 3Quangchuyển đổi 2 Bảo vệsơi trung chuyểnĐấu nối

Hình 6.4 Một kiến trúc PON với bảo vệ sợi cả trung chuyển và phân phối bởi mộtthêm chất xơ phân phối loopback với bảo vệ chuyển đổi [18]. ld: hạ lưu sóng

chiều dài, lu: bước sóng ngược dòng.Kiểm soátDòng quang ld1 1

thiết bị đầu cuối 22 CWDMcoupler1Feedersơi 1 CWDMcoupler 3 2 N Ngôi saocoupler WDMcouplerlu1

Đấu nốitôi

Phân chia sơiHạ lưu thu Thương nguồnphát3OSW1Trung tâm văn phòngKiểm soát3Dòng quang ld2

thiết bị đầu cuối 212 OSW2 Con đường bình thường PON1Con đường bảo vệ cho PON1Feedersơi 2 2 N Ngôi saocouplerlu2

PON khác CWDMcoupler2 CWDMcoupler4Hình 6.5 Bảo vệ sợi nạp trong hai Pons sử dụng công nghệ CWDM [19]. OSW:chuyển đổi quang học, ld: bước sóng hạ lưu, lu: bước sóng ngược dòng.

sợi của cả hai Pons đã xuyên kết nối thông qua các thiết bị chuyển mạch quang học gắn liền vớimỗi OLT, trong khi hai RNs cũng qua kết nối như hình. 6.5. Qua

sử dụng công nghệ CWDM, PON1 có thể cung cấp chất xơ trung chuyển của nó như là sự bảo hộđường hóa cho PON2, và ngược lại, bằng cách ghép kênh quang học của một ngườitín hiệu và tín hiệu bảo vệ khỏi các PON khác làm việc, trong cùng mộtsợi feeder, mà không cần bất kỳ sự can thiệp. Các bảo vệ chuyển đổi đã được thực hiệntại OLT chỉ.

Kiến trúc bảo vệ2536.3.1.2 vòng Topology Thông thường, đề án bảo vệ mạng cho vòng loại Pons tương tự nhưcác vòng SONET tự phục hồi (SHRs) [20], trong đó nhân đôi sợi bảo vệđược sử dụng để cung cấp các đường dẫn dư thừa, và dòng hoặc bảo vệ đường dẫn chuyển đổiđược tích hợp ở cả OLT và các nút truy cập. Có ba chungphương pháp tiếp cận [21-25] để bảo vệ vòng quang học, cụ thể là hai sợi một chiềucon đường chuyển mạch vòng (UPSR), bốn sợi hai hướng vòng dòng chuyển mạch (BLSR / 4),và hai sợi hai hướng vòng dòng chuyển mạch (BLSR / 2). UPSR bản chất là một 1 þ1vòng bảo vệ chuyên dụng, trong khi BLSR / 2 và BLSR / 4 là 01:01 chia sẻ bảo hộvòng hóa. Hình 6.6 minh họa các hoạt động chuyển mạch bảo vệ chia sẻvòng bảo vệ [25]. Trong [26], một kiến trúc sao cho vòng một sóng mang con PON-ghép đã ủng hộđặt ra. Như hình. 6,7, sợi nhiều trung chuyển đã được sử dụng trong một ngôi saocấu trúc liên kết và mỗi trong số họ được kết nối với một RN. Hai RNs liền kềđược kết nối với nhau thông qua một mạng lưới vòng, trên đó nhiều ONUs là con-nected. Chuyển mạch bảo vệ và mạch được tích hợp trong RN, nhưtrong hình chữ nhật của hình. 6,7, như vậy là hai chiếc nhẫn đính kèm trên cả hai mặt của nó có thểkết hợp để tạo thành một vòng lớn hơn, khi các sợi trung chuyển kết nối với RN thất bại.Như vậy, chất xơ trung chuyển không thể được cô lập. Trong kịch bản này, mạng đã đượccấu hình lại như vậy mà ONUs bị ảnh hưởng sẽ vẫn có liên quan đến việcCO qua hai RNs làm việc lân cận.

6.3.2 WDM thụ động Mạng quang6.3.2.1 Tree Topology Trong một WDM-PON với một cấu trúc liên kết cây, mỗi đấu nối được xác định với mộtbộ chuyên dụng của bước sóng cho cả vùng hạ lưu và thượng lưu chan-Nels. Vì vậy, một bộ đa bước sóng được sử dụng tại RN cho bước sóngđịnh tuyến, và các sợi phân phối khác nhau được thực hiện các thiết lập tương ứng của sóngđộ dài dành cho ONUs trực thuộc. Do cấu trúc liên kết cây tương tự như trongthông thường Pons, việc chuyển đổi kiến trúc bảo vệ được đề xuất trong ITU-TG.983.1, như thể hiện trong hình. 6.1, cũng có thể được sử dụng cho WDM-Pons, ngoại trừrằng splitter quang điện tại RN phải được thay thế bằng một bước sóngđa. Tuy nhiên, những phương pháp phải chịu sự trùng lặp quá nhiều và chất xơchuyển mạch bảo vệ để bảo vệ mạng. Hình 6.8 là một ví dụWDM-PON với sợi nạp trùng lặp [27], trong đó một cặp riêng biệt của bảo hộsợi trung chuyển hóa là cần thiết. Mặt khác, bằng cách sử dụng các tính năng bổ sung của định tuyến bước sóng trongcác AWGs làm việc trong WDM-Pons, đa dạng đường quang có thể được thực hiệnvới sự linh hoạt cao và sự trùng lặp dữ sợi cũng có thể được giảm.

254Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ độngBNhà nước thất bại miễn phí CBảo vệ sơiDMộtCCMộtLàm việc sơiMộtMộtCCMột(A)B Span chuyển đổiBảo vệ sơiDMộtCCMộtLàm việc sơiMộtCMộtCCMột(B)BMộtCCMộtLàm việc sơiMộtVòng chuyển đổiBảo vệ sơiDMộtCCMộtC(C)Hình 6.6 Một ví dụ về bốn sợi nhẫn chia sẻ trong (a) hoạt động bình thường, (b) khoảng chuyển đổi;và (c) chuyển mạch vòng [25].Với những lợi ích nhiều nghiên cứu gần đây làm dấy lên trong các công nghệ cho phépcho WDM-Pons, một số kiến trúc sống sót thú vị và khả thi choWDM-Pons trong cấu trúc liên kết cây đã được đề xuất. Trong [28], một kiến trúc WDM-PON tự bảo vệ với ý tưởng của nhómbảo vệ ONUs đã được đề xuất để bảo vệ chống lại bất kỳ sự thất bại tại phânsợi phối. Hai ONUs liền kề đã được nhóm lại và tương ứng của họbước sóng hạ lưu và thượng lưu được kết nối với OLT quacùng một cổng ra của AWG tại RN. Điều này đạt được bằng cách sử dụng

Kiến trúc bảo vệCO90/10quangsplitter1,31 Hệ điều hành1,31 WDMKiểm soátmạchĐể hệ điều hành tín hiệu điều khiển• • •1,31 WDMHệ điều hành1,31 Đấu nối RN(CWDM / hệ điều hành)Đấu nối• •Vòng 1• •Đấu nối RN(CWDM / hệ điều hành)Đấu nốiĐấu nối• •Vòng 2Đấu nối RN(CWDM / hệ điều hành)Đấu nối• •Đấu nối RN(CWDM / hệ điều hành)Đấu nối• •Vòng k• •Đấu nối RN(CWDM / hệ điều hành)Đấu nốiĐấu nối• •Hình 6.7 Một sửa đổi PON sao-ring với khả năng bảo vệ [26]. Hình chữ nhật cho thấy cấu trúc của RN để minh họa cho chế độ bảo vệ.Hệ điều hành: chuyển đổi quang học.255

256Sơi trung chuyểnOLTBan bảo vệOSWANChất xơ làm việcTừ ANGiám sát mạchOSWPDNguồn sáng WDM cho thương nguồnPhân chiasơiSơi trung chuyểnd1du1u10 GbE-IFOSU

Để đấu nốiTừ ONUTừ CNPhù hơp làm việcLàm việcĐể CNKiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ độngGbE-IFOSU

OSCd210 GbE-IFOSU

2xNAWGOSCTừ CNANSơi bảo vệTừ ANPDd1u2u1

Bảo vệBảo vệ fGbE-IFOSU

Để CN(A)(B)Hình 6.8 Cấu trúc của (a) OLT và (b) RN của WDM-PON với ăn chất xơ trùng lặp để bảo vệ [27]. AN: nút truy cập, CN: trung tâmnút, OSC: kênh quang học giám sát, PD: photodiode, OSW: chuyển đổi quang học.

Kiến trúc bảo vệ257tài sản phổ định kỳ của AWG và có phân công bước sóng thích hợp.Hai ONUs trong cùng một nhóm được kết nối bằng một mẫu sợi cáp bảo vệvà một cặp thiết bị chuyển mạch bảo vệ đã được đưa vào mỗi đấu nối cho tín hiệurerouting. Trong trường hợp cắt sợi giữa một ONU riêng và RN, cácchuyển mạch bảo vệ trong ONUs trong cùng một nhóm sẽ được kích hoạt thông quagiám sát quyền lực đơn giản ở các mô-đun M1 và M2, như minh họa trong hình. 6.9.Cả hai bước sóng hạ lưu và thượng lưu bị ảnh hưởng sẽ được định tuyến lại đểđấu nối liền kề của nó trước khi được chuyển trở lại cho OLT qua cùng AWGcổng ra. Giao thông bình thường trên đấu nối liền kề không bị ảnh hưởng trong khicác OLT vẫn có thể giữ kết nối của nó với các đấu nối bị ảnh hưởng. Bằng cách này,hai ONUs trong cùng một nhóm bảo vệ nhau và OLT là transpar-ENT để thất bại sợi như vậy. Một phiên bản cải tiến [29] mà giảm đáng kểsố bộ ghép quang cần thiết ở RN bằng một bước sóng cuốn tiểu thuyếtchuyển nhượng cũng đã được đề xuất. Hai kiến trúc thực hiện bảo vệchuyển đổi ở phía ONU. Điều này có thể làm tăng sự phức tạp ở ONUs.Trong [30, 31], kiểm soát tập trung WDM-PON kiến trúc sống sót đã ủng hộđặt ra cho có tất cả các bảo vệ chuyển đổi biểu diễn tại OLT. Điều này có thểrất thuận lợi cho việc kiểm soát và quản lý tất cả các chuyển mạch bảo vệvà giúp đỡ để giữ ONUs đơn giản. Bảo vệ chuyển đổi trong [30] đãthực hiện bởi một 2A2 OSW kết nối ăn chất xơ, do đó có thể xảy-nhiệm của gây gián đoạn dịch vụ cho tất cả các kênh bước sóng trong dịch vụtrong thời gian chuyển đổi ngắn. Trong [31], như hình. 6.10, nhiều 2A2 OSWs được sử dụng tại các OLT để thực hiện bảo vệ chuyển đổi tạimức độ kênh bước sóng. Kế hoạch phân công bước sóng cho cả hai xuốngdòng và các kênh bước sóng thượng nguồn đã được mô tả trong hình. 6.10 (c),sử dụng các thuộc tính quang phổ theo chu kỳ của AWGs làm việc tại OLT vàRN. Vì vậy, bất kỳ toggling của nhà nước chuyển đổi của bất kỳ OSW tại OLTsẽ kích hoạt con đường bảo vệ bởi thay thế định tuyến bước sóng giữaOLT và ONU tương ứng. Bất cứ khi nào các sợi trung chuyển hoặc phân phốisợi kết nối với một đấu nối đặc biệt đã bị hỏng và gây ra cúp dịch vụ,chuyển mạch bảo vệ tương ứng đối với những người bị ảnh hưởng ONUs tại OLT sẽ cótrạng thái chuyển mạch của họ tự động bật. Vì vậy, làn sóng bị ảnh hưởngđộ dài sẽ được chuyển qua đường bảo vệ được chỉ định của họ, mà không ảnh hưởngbất kỳ trong dịch vụ kênh bước sóng khác. Tất cả các chuyển mạch bảo vệ là mỗihình thành tại chỉ OLT. Trong [32], một kiến trúc WDM-PON cuốn tiểu thuyết với pro-sự bảo vệ của cả hai sợi trung chuyển và phân phối sợi đã được đề xuất, nhưhình. 6.11. Cả RN và các sợi phân phối đã được nhân đôi.Các kênh bước sóng cho một đấu nối định mệnh đã được sao chép và chuyển simul-taneously trong hai đường quang khác nhau, một cho hoạt động bình thường và kháccho mục đích bảo vệ, để đạt được sự đa dạng đường quang. Khi cắt sợixảy ra, OSW tại đấu nối sẽ được kích hoạt để chuyển hướng bị phá vỡtín hiệu cho con đường bảo vệ.

258OLTMàu xanhB1, ..., B; D1, ..., DA1, ..., A; C1, ..., CRN1NAWGA1B1, D1ĐỏFSRFSRFSR• • •• • •Ai, CiBi, DiMàu xanh / đỏ lọc AiFIBERBREAKBiCiDiKiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ độngNhóm 1Màu xanh / đỏ lọcM1A1B1D1C1B1, D1Nhóm iMàu xanh / đỏ lọcDiCiM1Màu xanh / đỏ lọcB1D1M1C1M1AiBiCiB1WCPDLDA1M2M2D1WCPDLDC1

BiWCPDLDAiDiM2Đấu nối (2i M2DiWCPDLDCiBộ định tuyến dữ liệuONU1ONU2Bộ định tuyến dữ liệuBộ định tuyến dữ liệuĐấu nối (2i)Bộ định tuyến dữ liệu LAN /Thuê bao LAN /Thuê bao LAN /Thuê bao LAN /Thuê baoHình 6.9 Kiến trúc mạng tự bảo vệ cho WDM-PON. LD1-4: diode laser; PD1-4: PIN photodiode; WC: WDM coupler; M1 & M2: quangmàn hình điện; {Ai, Ci} cho tôi2{1,. . . , N}: bước sóng thượng nguồn; {Bi, Di} cho tôi2{1,. . . , N}: bước sóng hạ lưu. Hình chữ nhật cho thấy quang phổphản ứng của một trong những cảng đầu ra của AWG. FSR: miễn phí phạm vi quang phổ của AWG [28].

Thiết bị đầu cuối đường quang (OLT)OLTF1Cho ONU1 Đối với ONU2 Đối với ONU3 Đối với ONU4 Đối với ONU5 Đối với ONU6 Đối với ONU7 Đối với ONU8 F2B / R # 1B / R # 3B / R # 6B / R # 8B / R # 2B / R # 4B / R # 5B / R # 7x 2 AWGB / R2xB / R2xAWG1AWG2F1F2

(B)Màu xanh ban nhạc(A)

FSR2 0,5 FSR1Hạ lưu(B)FSR20,5 FSR1Thương nguồn(C)FSR2 0,5 FSR1Hạ lưuBan nhạc đỏ(D)FSR20,5 FSR1Thương nguồnMàu xanh ban nhạcCho ONUs với chỉ số lẻ

OCPD LDOCPD LDOCPD LDOCPD LDOCPD LDĐấu nối 2OCOCOCBan nhạc đỏCho ONUs với thậm chí chỉ số

PD LDPD LDONU 6PD LD

(A)Đấu nối 1Đấu nối 3ONU 5Đấu nối 7Modem 4Đấu nối 81. . N / 2 N / 2 +1. . N

ONU1. . ONU2i-1. Λ3N / 2 . Λ2NONU2. . ONU2i

(C)Hình 6.10 (A) Một kiến trúc sống sót WDM-PON với tám ONUs và bảo vệ tập trung kiểm soát chuyển đổi, (b) cấu hình OLT dướihoạt động bình thường, (c) Kế hoạch chuyển nhượng bước sóng. B / R: màu xanh / đỏ lọc; OC: sợi 3-dB coupler; LD: diode laser; PD: photodiode. Lưu ý: FSR1 là viết tắt của

miễn phí phạm vi quang phổ của NÂ2 (N ¼8) AWG tại OLT trong khi FSR2 là viết tắt của của cả hai AWG1 và AWG2 tại RN. Các bước sóng được trích dẫn tronghộp là những bước sóng ngược dòng làm việc. Các bước sóng trong dải màu xanh được gạch chân nhưng những người trong ban nhạc đỏ không [31].

260Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ độngCOTxRxB1MộtTxRxBC1TxRxD1CTxRxDWCWC1AWGA1WC1AWGRN1CBB / RRM1-1 ONU1-1 A1 Rx

OS WC Tx B1 ONU1- Một

RxOS WC Tx BC1BB / RRC1AWG Đấu nốinhóm 1M1-CB / RBRWCONU2-1CBRB / RB / RBRC1AWG OS WC D1M2-ONU2-1RxTx Đấu nốinhóm 2CRxTxCRN2BB / RR OS WC DM2-Hình 6.11 Một kiến trúc WDM-PON với khả năng tự bảo vệ chống lại cả hai trung chuyểnthất bại sợi và phân phối sợi [32]. WC: bước sóng coupler, B / R: màu xanh / bộ lọc màu đỏ, Hệ điều hành:chuyển đổi quang học, M: mô-đun giám sát quyền lực.

Bên cạnh đó, đã có một số kiến trúc mạng sống sót khác đề xuất,chẳng hạn như quảng bá và chọn WDM-PON với một bảo vệ nhóm ONU [33],sao-ring WDM-PON với ONUs kết nối với nhau thông qua một vòng sợi thêm[34], WDM-PON với 1: N OLT bảo vệ với thu du dương [35], vàWDM-PON với các bộ lọc waveband để bảo vệ [36].6.3.2.2 vòng Topology Trong WDM-Pons với vòng topo, các OLT được kết nối với nhiều ansthông qua một hoặc hai vòng sợi. Mỗi AN bao gồm một OADM hoặc chỉ đơn giản là mộtsplitter quang điện, mà nhiều ONUs được kết nối thêm hoặc trongsao hoặc vòng topo [37, 38]. Tương tự như Pons thông thường với chiếc nhẫncấu trúc liên kết, bảo vệ được thực hiện bằng phương tiện tự phục hồi nhẫn [20]. Nhân đôivòng sợi bảo vệ được sử dụng để cung cấp các đường dẫn dư thừa và dòng hoặcchuyển mạch bảo vệ đường dẫn được tích hợp ở cả OLT và ANS. Nhiềumạng WDM vòng tự phục hồi truy cập thú vị đã được báo cáo gần đây[39-46]. Trong [39], một dày đặc-WDM mạng vòng tự phục hồi, với một chiều

Tóm tắt261OADM, được dựa trên chuyển mạch âm-quang, tại mỗi nút mạng, làđề xuất. Trong [40], bộ lọc quang học và OSWs được sử dụng tại ans cho sóngchiều dài giảm và chuyển mạch bảo vệ tương ứng. Trong [40, 41], một AWG tiện íchthả bộ lọc đã được sử dụng như là OADM và một mạch loopback được thực hiệnđể cung cấp bảo vệ chuyển đổi tại mỗi AN. Tuy nhiên, những phương pháp tiếp cận vẫn cònyêu cầu hai đường cáp quang làm việc để hỗ trợ cả bảo vệ cũng như bi-truyền hướng. Trong [42-46], sợi đơn hai chiều SHR (tự chữa bệnhVòng) mạng cũng đã được báo cáo. Điều này có thể tiếp tục giảm chi phí hệ thống vànâng cao hiệu quả chất xơ trong các mạng SHR. Trong [47], một ngôi sao vòng xe buýt thú vịdày đặc-WDM sóng mang con-ghép mạng, với bảo vệ chuyển đổi đơn giảntại ANS đã được đề xuất. Tuy nhiên, các kết nối cáp mở rộng đã được yêu cầu trongkiến trúc mạng được đề xuất. Trong [45], một sợi đơn CWDM mạng vòng truy cập quang học đơn giản với unidir-OADMs ectional đưa vào ANS đã được chứng minh, như thể hiện trongVả. 6.12. Các kênh bước sóng hạ lưu là điện chia và gửi đidọc theo mạng vòng trong cả hai hướng phản tuyên truyền. Một 2A2 OSWvà một đôi chi phí thấp CWDM OADM đã được sử dụng tại mỗi AN, như minh họatrong hình. 6.12 (b). Khi cắt sợi dọc theo mạng vòng đã được phát hiện, bằng các phương tiệnphát hiện tín hiệu giảm, các OSWs tại ans bị ảnh hưởng sẽ được kích hoạt đểchuyển đổi trạng thái chuyển mạch của họ như vậy mà họ vẫn có thể giao tiếp với OLTthông qua các sợi đầu vào trong một hướng truyền. Trong [46], một sợi đơn bi-hướng mạng truy nhập quang vòng tự phục hồi với OADM hai chiềuđã được chứng minh. Ý tưởng là để áp dụng kiến trúc tương tự và OLTcon đường thay thế chuyển đổi chương trình như trong [31] để đạt được chức năng tự phục hồi trong mộtsợi đơn vòng truy cập quang học. Trong [47, 48], một mạng vòng bảo vệ thú vị quang học hình ngôi sao làđề xuất, như thể hiện trong hình. 6.13. Topo mạng vật lý là saohình, nhưng các kết nối hợp lý của tất cả các nút, dưới hình thức đường dẫn bước sóng,đã thực sự trong một cấu trúc liên kết vòng, như thể hiện trong hình. 6.13 (b). Nó được thực hiện bởi cácfoldback quang tại AWG làm việc tại OLT và định tuyến bước sóngthuộc tính của thiết bị AWG. Một tập hợp các đường dẫn sao lưu cũng là bước sóngđược chỉ định để bảo vệ chống lại bất kỳ sự thất bại liên kết sợi. Điều này thiết lập sao lưuđường dẫn bước sóng có thể được kích hoạt bằng cách chuyển các kết nối cáp vàocổng vào chỉ định của AWG. Khi một sợi hoặc một nút mạng thất bại,việc chuyển đổi bảo vệ tại OLT sẽ được cấu hình lại để kích hoạt sao lưubước sóng đường dẫn, để bỏ qua các nút bị hỏng hoặc liên kết.6.4 TÓM TẮT Với việc triển khai phát triển nhanh chóng của Pons trong cả doanh nghiệp và dân cưkhu vực, sẵn sàng của mạng cao phải được đảm bảo cho tất cả các thuê bao. Do đó,

Tx1dRx1uTx2dRx2uTx3dRx3uTx4dRx4u1d1u2ngày2u3d3U4d4u

CWDM MUX / DMUXTrung tâmAn4AN1Thương nguồnHạ lưuAN3AN2

(A)Quangchuyển đổiRơi 23Thêm 23 AN2Thương nguồn AN2Hạ lưuCWDMOADMKiểm soáttín hiệuQuangchuyển đổiRơi 23Thêm 23 AN2Thương nguồn AN2Hạ lưuCWDMOADMKiểm soáttín hiệu11Kiểm soátmạch11Kiểm soátmạch

R X 2d T X 2u 2u

R X 2d T X 2u (B)(C)Hình 6.12 (A) Một sợi đơn CWDM truy cập mạng quang vòng, (b) và (c) cấu trúc của AN2 trong (b) trạng thái bình thường và (c) nhà nước bảo vệ khiđã có một cắt sợi giữa AN2 và AN3 [45]. AN: nút truy cập, Tx: máy phát, Rx: nhận.

Tóm tắtTrung tâm dâyA1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B8

263SơiCouplerMàn hìnhNútLEDDữ liệuRXEDFANgười đưa tin(A)Chuyển đổi N X N AWGCách lyFBG78126782335464(B)(C)5Hình 6.13 (A) bảo vệ mạng vòng hình ngôi sao quang học, (b) sơ đồ đường quang, rải rácđường này là con đường bảo vệ được chỉ định; (c) các đường quang bảo vệ đã được thông qua khi nút 1thất bại [47]. FBG: Lưới sợi Bragg.vấn đề mạng sống sót đã làm dấy lên nhiều sự chú ý gần đây. Nó là rất caomong muốn có kiến trúc mạng sống sót linh hoạt và mạnh mẽ cũng nhưđề án bảo vệ chuyển đổi trong lớp quang học để cung cấp khả năng phục hồi tốt đối vớibất kỳ sự thất bại của các sợi hoặc thiết bị mạng. Một số thiết kế quan trọng xem xét-ations bảo vệ trong Pons đã được thảo luận và một số gần đâyđề xuất các kiến trúc mạng sống sót cho cả hai thường Pons vàWDM-Pons đã được xem xét. Trong hầu hết các chương trình, quang học quan trọng

thành phần là OSWs để tăng cường bảo vệ chuyển đổi. Do đó, quangcông nghệ chuyển đổi [49] với chi phí thấp và nhanh chóng chuyển đổi câu trả lời sẽ làrất quan trọng và có tầm quan trọng thực tiễn cao để cho phép triển khai rộng củaPons sống sót. Thời gian chuyển đổi bảo vệ điển hình nên được giữ dưới một vàihàng chục mili giây, nói 50 ms, để giảm số lượng của mất mát dữ liệu trong giao thôngphục hồi.

264Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ động

LỜI CẢM TẠ Tác giả xin cảm ơn các đồng nghiệp và sinh viên sau đại học tạiLightwave Phòng thí nghiệm Truyền thông, Đại học Trung Quốc của HồngKông: Giáo sư Chinlon Lin, Giáo sư Lian K. Chen, Tiến sĩ Zhaoxin Wang,Ông Tsan-Jim Chan, ông Chi-Man Lee, ông Xiaofeng Sun, và ông QiguangZhao, cho hợp tác nghiên cứu và thảo luận kích thích về chủ đề củamạng truy nhập quang học và công nghệ. Tác giả cũng xin cảm ơnTiến sĩ Cedric Lâm cho ý kiến có giá trị của mình trên chương này.THAM KHẢO [1] ITU-T G.983.1, Hệ thống truy cập băng thông rộng dựa trên quang thụ động Mạng quang (PON), năm 1998. [2] ITU-T G.983.2, Quản lý và kiểm soát giao diện đặc điểm kỹ thuật ONT cho ATM PON, 2000. [3] ITU-T G.983.3, Một hệ thống truy cập băng thông rộng quang học với dịch vụ gia tăng khả năng phân bổ theo bước sóng, 2001. [4] ITU-T G.983.5, Một hệ thống truy cập băng thông rộng quang học có chức năng tăng khả năng sống sót, 2002. [5] IEEE 802.3 Ethernet trong First Mile Study Group, Mạng Ethernet quang thụ động (EPONs), năm 2001. [6] ITU-T G.984.1, Mạng quang thụ động gigabit có khả năng (GPON): đặc điểm chung, 2003. [7] của ITU-T G.984.2, Mạng quang thụ động gigabit có khả năng (GPON): phụ thuộc phương tiện vật lý (PMD) lớp đặc điểm kỹ thuật, 2003. [8] D. Chu, và S. Subramaniam,'' sống sót trong các mạng quang học,'' IEEE mạng, Vol.14, số 6, pp16-23. Tháng Mười Một / Tháng Mười Hai, 2000. [9] TH Wu,'' công nghệ mới nổi cho mạng cáp sống sót'' IEEE Truyền thông Tạp chí, vol.33, số 2, pp62-74, Tháng Hai, năm 1995.[10] D. Colle, S. De Maesschalck, C. Develder, P. Văn Heuven, A. Groebbens, J. Cheyns, I. Lievens, M. Pickavet, P. Lagasse, và P. Demeester,'' các mạng quang học dữ liệu trung tâm và khả năng sống sót của họ,'' IEEE Tạp chí trên khu vực được lựa chọn trong truyền thông, vol.20, no.1, pp6-20, 2002.[11] L. Sahasrabuddhe, S. Ramamurthy, và B. Mukherjee,'' quản lý lỗi trong IP qua- Mạng WDM: bảo vệ WDM so với phục hồi IP,'' IEEE Tạp chí trên khu vực được lựa chọn Truyền thông, vol.20, no.1, pp21-33, 2002.[12] C.K. Chan, F. Tông, L.K. Chen, J. Song, và D. Lâm,'' A giám sát thụ động thực tế chương trình cho các mạng quang thụ động nhánh quang học-khuếch đại,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.9, số 4, pp526-528, tháng Tư, năm 1997.[13] D.J. Xu, P. Yên, và E. Hồ'', đề xuất một cơ chế bảo vệ mới cho ATM PON giao diện'' Hội nghị quốc tế về Truyền thông (ICC), Vol.7, pp2160-2165, Helsinki, Phần Lan năm 2001.[14] W.T. P'ng, S. Khatun, S. Shaari, và M.K. Abdullah,'' Một chương trình bảo vệ mới cho Ethernet PON FTTH truy cập mạng,'' Hội nghị quốc tế về mạng, vol.1, Malaysia, tháng Mười năm 2005.

Tài liệu tham khảo265[15] M.K. Abdullah, W.T. P'ng, P.W. Lau, và ER Tee,'' bảo vệ truy cập mạng FTTH sử dụng một chuyển đổi,'' Châu Á Hội nghị Thái Bình Dương về Truyền thông (APCC), vol.3, pp1219-1222, Penang, Malaysia, năm 2003.[16] A.J. Philips, JM cao cấp, R. Mercinelli, M. Valvo, PJ Vetter, CM Martin, M.O. van Deventer, P. Vaes, và X.Z. Chiến lược Qiu,'' dự phòng cho một tách quang học cao khuếch đại mạng quang thụ động,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.19, số 2, pp137-149, 2001.[17] N. Nadarajah, E. Wong, M. Attygalle, và A. Nirmalathas,'' chuyển mạch bảo vệ và mạng lưới khu vực địa phương thi đua trong các mạng quang thụ động,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.24, số 5, pp1955-1967, 2006.[18] N. Nadarajah, E. Wong, và A. Nirmalathas,'' chuyển mạch bảo vệ tự động và mạng LAN thi đua trong các mạng quang thụ động,'' IEE trúng tuyển. Lett., vol.42, số 3, pp171-173, 2006.[19] N. Nadarajah, A. Nirmalathas, và E. Wong,'' Tự bảo vệ thụ động Ethernet quang mạng sử dụng phân chia bước sóng thô truyền ghép'' IEE trúng tuyển. Lett., vol.41, số 15, pp866-867, 2005.[20] T.H. Wu và WI Way,'' Một bảo vệ hai chiều SONET vòng tự phục hồi thụ động mới kiến trúc,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.10, số 9, pp1314-1322, 1992.[21] R. Ramaswami và K.N. Sivarajan, Mạng quang học: Một góc nhìn thực tế, 2 / e, Chap. 10: Mạng sống sót, Morgan Kaufmann, 2002.[22] XJ Fang, R. Iraschko, và R. Sharma,'' All-quang bốn sợi hai chiều dòng chuyển mạch vòng'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.17, số 8, pp1302-1308, 1999.[23] H. Hayashi, K. Ohara, H. Tanaka, M. Daikoku, T. Ontani, và M. Suzuki,'' cao con đường hai chiều quang học đáng tin cậy chuyển vòng áp dụng đối với các mạng IP quang tử,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.21, số 2, pp1356-1364, 2003.[24] M.J. Li, M.J. Soulliere, D.J. Tebben, L. Nederlof, Bác sĩ Y khoa Vaughn, và R.E. Wagner, '' Kiến trúc vòng bảo vệ quang học trong suốt và các ứng dụng,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.23, số 10, pp3388-3403, Tháng Mười, năm 2005.[25] J. Manchester, P. Bonenfant, và C. Newton,'' Sự phát triển của mạng lưới giao thông sống sót'' Tạp chí IEEE Truyền thông, vol.37, số 8, pp44-51, Tháng Tám, năm 1999.[26] W.P. Lin, M.S. Kao, và S. Chi,'' The sửa đổi kiến trúc ngôi sao-ring cho công suất cao subcarrier ghép mạng quang thụ động,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.19, số 1, pp32-40, tháng một, năm 2001.[27] H. Nakamura, H. Suzuki, J. Kani, và K. Iwatsuki,'' đáng tin cậy bước sóng diện rộng ghép kênh phân chia mạng quang thụ động gigabit Ethernet và có sức chứa 10 - Dịch vụ Gb Ethernet,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.24, số 5, pp2045-2051, 2006.[28] T.J. Chan, C.K. Chan, L.K. Chen, và F. Tông,'' Một kiến trúc tự bảo vệ cho phân chia bước sóng ghép mạng quang thụ động,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.15, số 11, pp1660-1662, Tháng Mười Một, 2003.[29] C.M. Lee, T.J. Chan, C.K. Chan, L.K. Chen, và C.L. Lin,'' Một kiến trúc bảo vệ nhóm (GPA) cho việc khôi phục giao thông ở nhiều bước sóng mạng quang thụ động,'' Châu Âu Hội nghị Truyền thông quang (ECOC), giấy Th.2.4.2, Rimini, Ý, Tháng Chín, năm 2003.[30] Z.X. Wang, X.F. Mặt trời, C.L. Lin, C.K. Chan, và L.K. Chen,'' Một cuốn tiểu thuyết được kiểm soát trực thuộc Trung ương chương trình bảo vệ để phục hồi lưu lượng truy cập trong WDM mạng quang thụ động,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.17, số 3, pp717-719, Tháng Ba, năm 2005.[31] X.F. Mặt trời, C.K. Chan, và L.K. Chen,'' A sống sót kiến trúc WDM PON với tập trung bảo vệ chuyển đổi thay thế con đường để phục hồi giao thông,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.18, số 4, pp631-633, Tháng Hai, năm 2006.[32] E.S. Con trai, K.H. Han, J.H. Lee, và Y.C. Chung'', kiến trúc mạng Survivable cho bước sóng phân chia-ghép mạng quang thụ động,'' Mạng quang Thông tin liên lạc, Vol.12, số 1, pp111-115, 2006.

266Kiến trúc bảo vệ cho mạng quang thụ động[33] Z.X. Wang, B. Zhang, C.L. Lin, và C.K. Chan,'' Một phát sóng và chọn WDM-PON và bảo vệ của nó,'' Hội nghị châu Âu về truyền thông quang học (ECOC), giấy We4.P.24, Glasgow, Vương Quốc Anh, năm 2005.[34] X.F. Mặt trời, Z.X. Wang, C.K. Chan, và L.K. Chen,'' Một cuốn tiểu thuyết bảo vệ ngôi sao vòng architec- chương trình trồng thủy cho WDM mạng truy nhập quang thụ động,'' IEEE / OSA quang Hội nghị truyền thông (OFC), giấy JWA53, Anaheim, CA, Hoa Kỳ, tháng ba, năm 2005.[35] Y.M. Kim, T.H. Kim, J.H. Bae, B.W. Kim, và H.S. Công viên, bảo vệ'' Một cuốn tiểu thuyết architec- ture cho WDM-PON'' Hội nghị quốc tế về Internet quang (COIN), giấy MoB2-4, Jeju, Hàn Quốc, năm 2006.[36] L. Zong, T. Wang, P. Ji, L. Xu, và M. Cvijetic'', Đề án bảo vệ mới cho WDM- Pons sử dụng bộ lọc waveband'' Hội nghị châu Âu về truyền thông quang học (ECOC), Giấy We3.P.173, Cannes, Pháp, năm 2006.[37] TL Iannone, K.C. Reichmann, A. Smiljanic, NJ Frigo, AH Gnauck, LH Spiekman, và R.M. Derosier,'' Một mạng WDM minh bạch gồm nhẫn ảo chia sẻ'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.18, số 12, pp1955-1963, Tháng Mười Hai, 2000.[38] M. Kuznetsov, N.M. Froberg, nươc CHXHCN Henion, H.G. Rao, J. Korn, K.A. Rauschenbach, E.H. Modiano, và V.W.S. Chan'' Một mạng lưới truy cập khu vực quang học thế hệ mới,'' IEEE Tạp chí truyền thông, vol.38, no.1, pp66-72, Tháng Một, 2000.[39] AF Elrefaie,'' nhiều bước sóng kiến trúc mạng vòng sống sót'' IEEE liên Hội nghị quốc gia về Truyền thông (ICC), vol.2, pp1245-1251, Geneva, tháng, năm 1993.[40] B. nháy mắt, C.R. Doerr, I.P. Kaminow, và R. Montagne,'' vòng WDM quang học có thể phục hồi mạng với đơn giản mạch thêm / thả,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.14, số 11, pp2453-2456, 1996.[41] H. Toba, K. Oda, K. Inoue, K. NOSU, và T. Kitoh,'' Một FDM dựa trên tự chữa bệnh quang mạng vòng sử dụng ống dẫn sóng dàn trận lưới các bộ lọc và EDFA với mức độ bình đẳng izers'' IEEE Tạp chí khu vực được lựa chọn trong truyền thông, Vol.14, số 5, pp800-813, tháng sáu, 1996.[42] C.H. Kim, C.-H. Lee, và Y.C. Chung'' hai chiều WDM tự chữa bệnh mạng vòng dựa trên đơn giản hai chiều mô-đun tiện ích thả bộ khuếch đại,'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.10, pp1340-1342, Tháng Chín, năm 1998.[43] Y.H. Joo, G.W. Lee, R.K. Kim, S.H. Công viên, K.W. Song, J. Koh, S.T. Hwang, Y. Oh, và C. Shim,'' 1 sợi WDM tự phục hồi chuông với Multiplexers thêm / thả quang học hai chiều,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.16, pp683-685, Tháng Hai, năm 2004.[44] S.B. Công viên, C.H. Lee, S.G. Kang, và S.B. Lee'' hai chiều WDM vòng tự phục hồi mạng cho trung tâm / nút từ xa,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.15, pp1657-1659, tháng Mười, 2003.[45] Z.X. Wang, C.L. Lin, và C.K. Chan'' trình diễn của một sợi đơn tự chữa bệnh CWDM tàu điện ngầm mạng vòng truy cập với đơn hướng OADM'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.18, no.1, tháng một, năm 2006.[46] X.F. Mặt trời, Z.W. Wang, C.K. Chan, C.L. Lin, và L.K. Chen,'' Một sợi đơn hai chiều WDM tự phục hồi mạng vòng với OADM hai chiều cho các ứng dụng điện ngầm truy cập,'' IEEE Tạp chí trên khu vực được lựa chọn trong truyền thông, vol.25, số 4, pp18-24, tháng Tư, 2007.[47] C.J. Chae và RS Tucker,'' Một mạng vòng hình ngôi sao quang bảo vệ bằng một nan mảng ống dẫn sóng lưới và rời rạc nguồn ánh sáng'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.13, số 8, pp878-880, Tháng Tám, năm 2001.[48] C.J. Chae và RS Tucker,'' Một mạng vòng quang ảo linh hoạt và bảo vệ'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.14 số 11, pp1626-1628, Tháng Mười Một, 2002.[49] R. Appelman và Z. Zalevsky,'' công nghệ chuyển mạch All-quang để bảo vệ đơn xin- chức,'' Tạp chí IEEE Truyền thông, vol.42, số 11, ppS35-S40, tháng Mười năm 2004.

Chương 7

Đặc tính quang học,Chẩn đoán, và hiệu suấtGiám sát cho PONAlan E. Willner1 và Zhongqi Pan212

Đại học Nam CaliforniaĐại học Louisiana tại Lafayette7.1 GIỚI THIỆU Chẩn đoán quang học, giám sát hoạt động, và đặc tính là rất cần thiếtbảo đảm hoạt động chất lượng cao của bất kỳ hệ thống sóng ánh sáng. Trong thực tế, mộtmạng quang học hiệu quả và đáng tin cậy, chẳng hạn như một mạng quang thụ động (PON),phụ thuộc vào thử nghiệm và đo lường thích hợp. Trong khi xây dựnggiai đoạn, thử nghiệm thích hợp là cách duy nhất để đảm bảo rằng tất cả các yêu cầu truyền tải điệnthông số kỹ thuật sion được đáp ứng, mạng đã sẵn sàng cho giao thông thực tế, và phụscribers được cung cấp với chất lượng dịch vụ dự kiến. Trong ban đầuvận hành và kích hoạt thuê bao, kiểm tra và chẩn đoán có thể đảm bảo rằngtoàn bộ hệ thống hoạt động trong các chi tiết kỹ thuật chấp nhận được. Khi mạng-công việc được kích hoạt và hoạt động bắt đầu, chất lượng dịch vụ (QoS) phảikiểm tra và giám sát để đáp ứng các thỏa thuận cấp độ dịch vụ với các thuê bao.Khi vấn đề được phát hiện và chẩn đoán (ví dụ như tín hiệu thấp hoặc không có tín hiệu),xử lý sự cố mạng giúp giảm thiểu thời gian chết mạng, nhanh chóng khôi phụcdịch vụ thất bại, và quản lý hiệu quả hiệu suất mạng. Một PON là một điểm-đa, chất xơ-to-the-cơ sở kiến trúc mạng trongmà bộ tách quang unpowered (hoặc chia tách trong quang điện hoặc sóngchiều dài) được sử dụng để cho phép một sợi quang duy nhất để phục vụ cho nhiều cơ sở. Hình7.1 cho thấy kiến trúc PON chung. Một PON không sử dụng bất kỳ hoạt động Elec-thành phần tử (các thiết bị tiêu thụ điện năng), từ văn phòng trung tâm (CO)cơ sở của người tiêu dùng. Mạng mang một dải đơn của chất xơ,267

268Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PON Mạngchấm dứt đơn vị (NT)Người sử dụngDịch vụDòng quangchấm dứt (OLT)SplitterMạng quang học đơn vị (ONU)SơiMạng quang học đơn vị (ONU)Hình 7.1 Kiến trúc của một mạng quang thụ động truy cập.trải qua nhiều chia tách để phục vụ cài đặt nhiều người tiêu dùng. Chia tách này làđạt được bằng phương tiện của bộ tách thụ động. Về phía các địa phương trao đổi cómột chấm dứt dòng quang (OLT), về phía người sử dụng có một mạng quang họcđơn vị (đấu nối). Sử dụng một mạng lưới cáp quang thụ động điểm-đa điểm, bao gồmsợi quang học và một hoặc nhiều bộ tách (trong thác), một số ONUs làkết nối với một OLT trong một cấu trúc cây. Một đấu nối có thể được kết hợp với mộtđơn vị chấm dứt mạng (NT). Điều này tạo ra một kết thúc mạng quang(ONT). OLT có giao diện với mạng đường trục cung cấp cácdịch vụ cho người sử dụng. Do đó một phần thụ động của PON bao gồm các bộ tách và sợinằm trong lĩnh vực này. Thành phần hoạt động hợp lý phức tạp được yêu cầu trongngoại tệ địa phương (OLT) và ở phía bên của người sử dụng (các ONU / ONTs). Không giống như trên mặt đất point-to-point và dưới khuếch đại bước sóng div-(WDM) hệ thống sợi ision-ghép, bản chất điểm-đa điểm của PONđã thực hiện các chẩn đoán quang học, giám sát hoạt động, và đặc tính mộtthách thức. Các bài kiểm tra quan trọng thực hiện trong thời gian xây dựng của PON bao gồm tổng sốđo mất liên kết (ngân sách năng lượng quang học), mất mát trở lại quang (ORL) Meas-lường, đặc biệt là khi (CATV) dịch vụ truyền hình cáp được cung cấp, liên kết đặcterization sử dụng một phản xạ miền thời gian quang (OTDR). Trong thời gian PONhoạt động, các nhà khai thác mạng cần phải phát hiện sự hiện diện của tín hiệu, đo chúng, vàxác minh rằng họ nằm trong phạm vi quyền lực chấp nhận được. Thực hiện triệt đểđánh giá, chính xác lỗi bit-rate (BER) đo lường có thể giúp xác định com-tranh, khách hàng giữ lại các thỏa thuận cấp độ dịch vụ, và, quan trọng hơn, đểđảm bảo và duy trì chúng. Trong chương này, chúng tôi đầu tiên sẽ giới thiệu đặc tính quan trọng của chất xơ một thời gian ngắn vàsau đó thảo luận về những thách thức trong PON đặc tính và giám sát. Thứ hai, chúng tôisẽ thảo luận về các yêu cầu thử nghiệm cho PON, đo lường nhà nước-of-the-artchức năng kỹ thuật và quản trị mạng. Chúng tôi sẽ tập trung vào quangcông nghệ giám sát, bao gồm các kỹ thuật giám sát cơ bản (quang họcgiám sát kênh: điện, bước sóng, và tỷ lệ tín hiệu quang học-to-noise), vàkỹ thuật giám sát tiên tiến [phân tán sắc (CD) và sự phân cựcchế độ phân tán (PMD) giám sát]. Vào cuối của chương này, chúng tôi sẽ cung cấp cho mộtkết luận ngắn gọn về các xu hướng trong tương lai.

Mạng thử nghiệm, mô tả đặc điểm, và thách thức giám sát cho PON269

7.2 MẠNG KIỂM TRA, TÍNH, GIÁM SÁT VÀ THÁCH THỨC CHO PON7.2.1 Đặc điểm chính của sợi Đặc điểm chính của một liên kết sợi là tổn thất điện năng mà là do chất xơsuy giảm và kết nối cáp. Suy giảm, định nghĩa là tỷ lệ đầu vàođiện cho công suất đầu ra, là mất điện quang như ánh sáng truyền đi dọc theochất xơ. Sự suy giảm trong sợi quang là do sự hấp thụ, phân tán, vàuốn thiệt hại. Các giới hạn vật lý cơ bản đối với sự suy giảm chất xơlà do tán xạ của các nguyên tử silic ở các bước sóng ngắn hơn và vật liệuhấp thụ tại bước sóng dài hơn. Có hai cực tiểu trong đường cong mất mát, một gần01:03 mm và một thậm chí thấp hơn gần 01:55 mm. Sợi uốn cũng có thể gây ra điệnthua lỗ bởi vì bức xạ bị thất thoát qua uốn cong của nó. Sự mất mát uốn là nghịchtỷ lệ thuận với bán kính uốn cong và là phụ thuộc bước sóng. Điều quan trọng làđề cập đến rằng có thể có nhiều khúc cua sợi vĩ mô trong thời gian cài đặt PON, vàuốn cong vĩ mô có thể có thiệt hại hơn đáng kể ở những bước sóng dài hơn. Tổn thất điện năng cũng có mặt tại các kết nối cáp, chẳng hạn như kết nối, chỗ nối, vàghép. Khớp nối của ánh sáng vào và ra khỏi một sợi nhỏ lõi là khó khăn hơn nhiềuđể đạt được hơn khớp nối tín hiệu điện trong dây đồng từ: (i) các photon làyếu giới hạn trong các ống dẫn sóng trong khi các điện tử bị ràng buộc chặt chẽ với các dây,và (ii) là cốt lõi của một sợi thường nhỏ hơn nhiều so với một dây điện.Đầu tiên, ánh sáng phải được ghép vào các chất xơ từ một chùm tia laser phân kỳ, và hai sợiphải được kết nối với nhau. Thứ hai, kết nối hai sợi khác nhau trong một hệ thốngphải được thực hiện rất cẩn thận do kích thước nhỏ của lõi. Người ta muốnđạt được kết nối trưng bày: (i) mất thấp, (ii) phản ánh lại thấp, (iii) lặp lại;và (iv) độ tin cậy. Hai phương pháp phổ biến là các mối nối vĩnh viễn và mech-kết nối anical. Thường trực'' hợp'' mối nối có thể được thực hiện bằng cách đặthai sợi kết thúc gần nhau, tạo ra một hồ quang điện cao áp làm tan chảy cácsợi kết thúc, và'''' nung chảy các sợi với nhau. Thiệt hại và phản ánh lại là vô cùngcon thấp <0.1 dB và <A60 DB tương ứng. Nhược điểm là: (i) một mối nối làtinh tế và phải được bảo vệ và (ii) nó là vĩnh viễn. Ngoài ra, cómột số loại kết nối cơ khí, chẳng hạn như ST, và FC / PC. Thiệt hại và trở lạiphản ánh vẫn còn khá tốt, và thường <0.3 dB và <A45 DB tương ứng. Tổn thất thấp là cực kỳ quan trọng vì một xung ánh sáng phải chứa tối thiểulượng điện năng để được phát hiện như vậy mà'' 0'' hoặc'' 1'' bit dữ liệu có thểrõ ràng phát hiện, đo lường sức mạnh như vậy, quang học (hoặc mất sợi liên kếtđo lường) là thử nghiệm cơ bản nhất trong bất kỳ mạng sợi quang. Lưu ýORL đặc tính là có liên quan đến đo lường quang điện, và là cần thiết chonhiều hệ thống cáp quang kỹ thuật số và tương tự, chẳng hạn như Pons. ORL cùng một khoảng chất xơ là mộtsự kết hợp của tán xạ Rayleigh và Fresnel phản ánh, có thể làm giảm chất xơhiệu năng hệ thống và tăng BER bằng cách làm giảm sự ổn định của máy phát.

270Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PON Hiệu ứng sợi khác dựa trên hạn chế khoảng cách truyền dẫn tối đa vàtốc độ bit bao gồm phân tán màu, chế độ phân cực phân tán, vàphi tuyến. Đây là những mô tả ngắn gọn như sau:1. Phân tán sắc (CD): Trong bất kỳ phương tiện nào khác hơn chân không và trong bất kỳ cấu trúc ống dẫn sóng (trừ lý tưởng không gian trống vô hạn), khác nhau điện tần số từ đi du lịch ở tốc độ khác nhau. Đây là bản chất của Chro- phân tán matic. Vận tốc chất xơ của một bước sóng đơn sắc duy nhất là hằng số. Tuy nhiên, điều chế dữ liệu gây ra một mở rộng của quang phổ ngay cả những xung laser đơn sắc nhất. Do đó, tất cả các dữ liệu được điều chế có chiều rộng quang phổ khác không mà kéo dài nhiều bước sóng, và khác nhau thành phần quang phổ của dữ liệu điều chế đi du lịch ở tốc độ khác nhau. Trong đặc lar, cho cường độ dữ liệu kỹ thuật số được điều chế trên một tàu sân quang học, màu sắc phân tán dẫn đến xung mở rộng-từ đó dẫn đến màu sắc phân tán hạn chế tốc độ dữ liệu tối đa có thể được truyền qua sợi quang học. Đơn vị phân tán sắc là (ps / nm) / km, do đó, ngắn hơn xung thời gian, tần số rộng hơn lây lan do điều chế dữ liệu, và còn sợi mỗi độ dài sẽ góp phần phân tán thời gian.2. Chế độ phân cực phân tán (PMD): sợi đơn mode thực sự hỗ trợ hai phân cực vuông góc của tín hiệu truyền ban đầu (fundamen- tal chế độ). Trong một sợi lý tưởng (hoàn hảo) hai chế độ này không thể phân biệt, và có liên tục tuyên truyền cùng do sự đối xứng trụ ống dẫn sóng. Tuy nhiên, cốt lõi của một sợi quang học có thể không hoàn hảo tròn, và kết quả hình elip có hai trục trực giao. Chỉ số-of- khúc xạ của ống dẫn sóng, mà quyết định tốc độ của ánh sáng, phụ thuộc vào hình dạng của ống dẫn sóng cũng như các vật liệu thủy tinh riêng của mình. Vì vậy, ánh sáng phân cực dọc theo một trục đi ở một tốc độ khác nhau hơn không ánh sáng phân cực dọc theo trục trực giao. Chất xơ không đối xứng có thể vốn có trong các chất xơ từ quá trình sản xuất, hoặc nó có thể là một kết quả của cơ khí căng thẳng trên sợi triển khai. Bất đối xứng vốn có của sợi khá đổi theo thời gian, trong khi sự căng thẳng cơ học do chuyển động của chất xơ có thể khác nhau, dẫn đến một khía cạnh năng động để PMD. Kể từ khi ánh sáng trong hai trục trực giao đi với vận tốc nhóm khác nhau, để đặt hàng đầu tiên, điều này tốc độ ánh sáng khác biệt sẽ gây ra một thời gian lan truyền tín hiệu, đó là gọi là trễ nhóm khác biệt (DGD).Phân tán màu sắc và chế độ phân cực phân tán được coi là quan trọngảnh hưởng suy thoái trong hệ thống truyền dẫn đường dài hoạt động ở 10 Gbit / svà hơn thế nữa.3. Phi tuyến: Chỉ số khúc xạ của sợi quang là hơi phụ thuộc vào sức mạnh quang học nó mang, với cường độ cao hơn trải qua một cao hơn chỉ số. Hơn nữa, điện trường của một số kênh WDM sẽ kết hợp với

Mạng thử nghiệm, mô tả đặc điểm, và thách thức giám sát cho PON271Mỗi tổng khác và các sản phẩm và các sản phẩm tần số khác nhau. Nonlinea-rities có thể được kiểm soát bằng cách cẩn thận giới thiệu và cân bằng màu sắcphân tán, có lẽ với cố định và / hoặc bồi thường du dương phân tán. Cáchiệu ứng phi tuyến sau đây có xu hướng làm giảm đáng kể tính toàn vẹn tín hiệu:(I) điều chế tự pha (SPM) xảy ra bởi vì hồ sơ cá nhân của một cường độxung quang trên một kênh duy nhất gây ra một chỉ số khúc xạ-thời gian khác nhauhồ sơ và, do đó, các trung tâm cường độ cao hơn của một xung truyền đi chậm hơn so với-cường độ thấp hơn cánh xung. (Ii) Khi xem xét nhiều kênh WDM đồngtuyên truyền trong một chất xơ, các photon từ các kênh 2 thông qua Ncó thể bóp méohồ sơ chỉ số đó là kinh nghiệm của kênh 1. Điều chế chéo giai đoạn này(XPM) chỉ số biến dạng chuyển thành một biến dạng tốc độ sóng ánh sáng. (Iii)cường độ quang học truyền qua các sợi là bình phương của điệnlĩnh vực. Khi bình phương tổng của các lĩnh vực khác nhau, các sản phẩm xuất hiện được đánhđiều kiện tại khoản khác nhau và sự khác biệt tần số với tín hiệu ban đầu. Nếu mộtKênh WDM tồn tại ở một trong bốn sóng trộn (FWM) đánh bại hạntần số, thuật ngữ nhịp sẽ can thiệp mạch lạc với chồng chéo nàyKênh WDM và có khả năng phá hủy dữ liệu. Trong phần này, chúng tôi giới thiệu tóm tắt đặc tính quan trọng của chất xơ có thể ảnh hưởng đếnmàn trình diễn của hệ thống truyền tải. Người đọc có thể tìm thấy sâu hơn thông tin-tion về khiếm của chất xơ và các hiệu ứng của họ từ các tài liệu tham khảo sau đây [32,44, 62, 63, 64]. Điều quan trọng là đề cập đến sự suy yếu đáng kể trongPON triển khai hiện nay là tổn thất điện năng quang học và quang học mất mát trở lại. Lý dođược tốc độ truyền tải PON nói chung được giới hạn đến dưới 10 Gbps vàkhoảng cách truyền dẫn thường là dưới 50 km. CD và PMD không được coi lànhư các tác động hạn chế ở mức độ tỷ lệ bit và khoảng cách.

7.2.2 Đặc điểm và giám sát thách thức cho PON Có lẽ không phải tất cả các hiệu ứng sợi dựa trên đề cập ở trên cần phải được nhân vậthoá hoặc theo dõi trong một PON. Trong phần này, chúng tôi sẽ thảo luận về các yêu cầu vànhững thách thức trong việc kiểm tra và giám sát Pons. Một PON cần phải được kiểm tra trong khi cài đặt vì những lý do sau đây: (i)để đảm bảo cáp quang được cài đặt đúng cho ngành công nghiệp cụ thể độcARDS (IEEE, ITU-T, Telcodia, và TIA / EIA), (ii) để đảm bảo các thiết bịkế để sử dụng trên hệ thống cáp sẽ hoạt động đúng cách, (iii) để đảm bảothiết bị thông tin liên lạc đang làm việc để thông số kỹ thuật, và (4) tài liệumạng để tham khảo trong trường hợp của các vấn đề trong tương lai [1]. Tốc độ truyền tải của một PON nói chung được giới hạn đến dưới 10 gigabit / giây (ví dụ:GPONs đang chạy lên đến 2,488 Gbit / s ở hạ lưu hay thượng nguồn). Xuyênkhoảng cách nhiệm vụ thường là dưới 50 km. So với tốc độ cao đường dài

272Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PONOLT Dữ liệuGiọng nóiVideo1310 nmWDMTxRx1490 nm1550 nm 1 ×SplitterĐấu nốiĐấu nốiWDMTxRx• đầu ra OLT• Dữ liệu / Voice / Video đầu ra• 1310-nm đầu vào Trung chuyển, phân phối,và thả sơi• điện quang• mất mát trơ lại quang• đầu ra ONT• Dữ liệu / Voice / Video đầu vào• sản lương 1310-nmHình 7.2 Điểm nơi mà các thử nghiệm cần thiết cho một WDM, point-to-multipoint, và hai chiềuPON.Mạng WDM, một PON có một số tính chất độc đáo, chẳng hạn như điểm-đađiểm, WDM và mạng hai chiều kiến trúc trong đó unpowered op-splitter tical được sử dụng để cho phép một sợi quang duy nhất để phục vụ cho nhiều cơ sở.Tín hiệu hạ lưu được phát sóng vào mỗi tiền đề chung chất xơ. Thượng nguồntín hiệu được kết hợp sử dụng một giao thức truy cập nhiều, luôn luôn phân chia thời giantruy cập nhiều (TDMA). Hơn nữa, một số tiêu chuẩn [2, 3] đề xuất khác nhautốc độ dữ liệu và các giao thức. Như hình. 7.2. một PON điển hình có ít quangthành phần hơn một đường dài mạng quang WDM. Các thành phần chính trongmột PON bao gồm: cáp quang, bộ chia quang học, thiết bị đầu cuối giảm (chẳng hạn như bản vátấm), và kết nối. Do tính chất của các thành phần quang thụ động,thử nghiệm và đặc tính thông số chính cho một PON là quangmức công suất tại các điểm khác nhau. Mức năng lượng phù hợp (hoặc điện end-to-endlỗ) sẽ đảm bảo truyền dữ liệu thích hợp. Ngoài ra, trở lại quang phản chiếuphải được giảm đến mức tối thiểu. Này được đo bằng mất mát trở lại quang (ORL)mà được định nghĩa là tỷ số công suất quang sự cố quyền lực quang học phản ánh.ORL có thể được đo tại đầu vào của một thiết bị và thường được đo bằng dB.Cao hơn ORL, thấp hơn phản ánh lại là, do đó tốt hơn hệ thốngsẽ thực hiện. Giữ thấp phản ánh lại là đặc biệt quan trọng đối với PONhệ thống sử dụng lớp phủ video tương tự ở bước sóng 1:55-mm. Do tính chất độc đáo của nó, đặc tính, chẩn đoán và theo dõi mộtPON là khác nhau từ các mạng quang học khác và có một số thách thức. Chúng tôisẽ tóm tắt những thách thức chính trong các phần dưới đây.7.2.2.1 Các bước sóng mới Liên minh Viễn thông Quốc tế Viễn thông-Standardization ngành (ITU-T) đã đề xuất các tiêu chuẩn G.983.3 sử dụng một bước sóng chogiao thông hạ lưu và một cho giao thông ngược dòng [2]. Đề nghị này

Mạng thử nghiệm, mô tả đặc điểm, và thách thức giám sát cho PON273chỉ định các bước sóng 1490 nm cho giọng nói hạ lưu và các tín hiệu dữ liệu, và1310-nm bước sóng cho tín hiệu thoại và dữ liệu thượng nguồn. Ban nhạc 1550-nm làcố ý bỏ ngỏ trong trường hợp các nhà cung cấp dịch vụ mong muốn chia sẻ các sợi PON với mộtlai sợi cáp đồng trục (HFC) mạng, đó là kiến trúc truyền hình cáp truyền thống. Mạng quang học truyền thống hoạt động chủ yếu trong năm 1550 nm và 1300 nmban nhạc, do đó hầu hết các thiết bị thử nghiệm bao gồm những bước sóng rất tốt. Nó lànói chung đúng là thử nghiệm 1550-nm là đủ để trang trải các khu vực 1490-nm chosợi mới hơn đã được cài đặt sau khi cuối những năm 1990. Tuy nhiên, nó là vấn đề chosợi cũ được triển khai vào đầu năm 1990, trước khi sự tồn tại của G.652c khiđỉnh cao nước (ban nhạc E) không được thu hút rất nhiều quan tâm. Kiểm tra cáp quangthiết bị phải có khả năng kiểm tra ở tất cả ba bước sóng. Mặc dù mọi ngườikhá quen thuộc với cả 1310-nm và bước sóng truyền 1550-nm,1490-nm bước sóng truyền những thách thức mới cho OTDR.7.2.2.2 hai chiều và WDM mạng Một PON mất lợi thế của WDM, sử dụng hai bước sóng (nm 1490,1550 nm) cho giao thông hạ lưu và khác (1330 nm) cho giao thông ở thượng nguồn.Điều này cho phép giao thông hai chiều trên một sợi cáp quang duy nhất. Vì vậy, bidirec-thử nghiệm tế là rất quan trọng, bởi vì nó cho phép các trung bình của các giá trị mất mát vàbởi vì một số sự kiện, chẳng hạn như kích thước lõi không phù hợp, tạo ra mất mát khác nhaumức độ phụ thuộc vào ánh sáng đến từ một hướng hay khác[4]. Thử nghiệm đa bước sóng cũng là cần thiết vì một số sự kiện như vĩ môuốn cong có thể gây ra thiệt hại đáng kể hơn ở các bước sóng cao hơn (1550 nm) so với ởnhững người thấp hơn (1310 nm). Đối với cùng một lý do, theo dõi cũng nên được mỗihình thành bidirectionally cho bước sóng khác nhau.7.2.2.3 Point-to-Multipoint Point-to-multipoint hệ thống có thể phức tạp hơn nhiều so với điểm-điểmhệ thống. Yêu cầu ngân sách mất mát cho một PON, dựa trên ITU khuyến-tảng [2] có thể là rất chặt chẽ, đặc biệt là khi tách cổng cao số được sử dụngtrong thiết kế. Các splitter trong một PON gây ra một sự mất mát vốn có vì đầu vàođiện được phân chia cho nhiều kết quả đầu ra. Mất tách phụ thuộc vào tỷ lệ phân chiavà khoảng 3 dB cho một splitter 1A2, tăng 3 dB mỗi lần số lượngkết quả đầu ra là tăng gấp đôi. Một splitter 1Â32 có một mất mát chia ít nhất là 15 dB. Sự mất mát nàyđược xem bởi cả hai tín hiệu hạ lưu và thượng lưu. Kết hợp các khoản lỗ củaWDM coupler, chỗ nối, kết nối, và chất xơ tự thân, vì là rất quan trọng đểthực hiện giảm quang học và ORL đo hai chiều trên mỗi truyềnliên kết của một PON trong khi cài đặt. Sau khi splicing bộ ghép vào sợi từ CO, đó là khuyến cáođặc trưng cho coupler cho mất mát và phản ánh lại để đảm bảo các phép đo

274Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PONphù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Đặc tính được thực hiện bằngmột phản xạ miền thời gian quang (OTDR) kết hợp với một bộ chuyển đổi trần sợivà hộp xung ức chế. Sự kết hợp của các công cụ được sử dụng để thử nghiệm sợitừ cổng ra coupler về phía OLT trong CO và mô tả những tổn thấtcủa mỗi cổng splitter tại bước sóng 1310 nm, 1490 nm, và 1550 nm. OTDR liên quangửi một tín hiệu quang dọc theo con đường truyền và phát hiện trở lạiánh sáng tán xạ từ các chất xơ để xác định trạng thái của đường truyền.Do đó, chỉ việc sử dụng một loại bỏ vùng đất chết sẽ cho phép đo lường-của splitterchữa, nếu không, các khoản lỗ của splitter sẽ nằm trong vùng chết OTDR vàdo đó uncharacterizable. Nó được khuyến khích để kiểm tra từ CO về phía splitter (s), tất cả các cách đểcác ONTs, có thể được thực hiện bằng cách thực hiện một đa điểm-Kiểm tra OTDR. Tuy nhiên, kiểm tra point-to-multipoint chỉ có thể nếu thả sợitừ splitter đến ONTs đều khác nhau với nhau. Nếu không,thử nghiệm là vô ích bởi vì phản xạ và tán xạ trở lại từ mỗi chi nhánh sẽ ONTxuất hiện cùng nhau trong các dấu vết [5]. Hơn nữa, sử dụng OTDR để thử nghiệm và mon-itoring là khó khăn trong một số sự kiện. Ví dụ, theo dõi hoặc xử lý sự cốmột người dùng cuối sử dụng 1330/1550-nm OTDR có thể làm gián đoạn giao thông cho người dùng kháchoặc OLTs, hoặc OTDR không thể làm việc đúng cách.7.2.2.4 thưa tín hiệu Một điện tách PON truyền thống là một mạng chia sẻ, trong đó OLT gửimột dòng duy nhất của giao thông hạ lưu được xem bởi tất cả ONTs. Mỗi ONT chỉđọc nội dung của các gói tin được gửi đến nó. Mã hóa có thểđược sử dụng để ngăn chặn snooping trái phép lưu lượng truy cập hạ lưu. OLT cũnggiao tiếp với mỗi ONT để phân bổ băng thông ngược dòng với nhaunút. Khi một ONT có lưu lượng truy cập để gửi, OLT gán một khoảng thời gian trong đóONT có thể gửi các gói dữ liệu của nó. Bởi vì băng thông không dành riêng một cách rõ ràng cho mỗiONT nhưng động phân bổ, một PON cho phép ghép kênh thống kê và quáthuê bao của cả hai băng thông thượng nguồn và hạ nguồn. Vì vậy, không chỉcác chất xơ mà còn là băng thông có thể được chia sẻ trên một nhóm lớn của người sử dụng.Tuy nhiên, theo hướng thượng nguồn, độ nhạy OLT nhận và BER khác vớitừ thường xuyên point-to-point. Liên kết thông thường có thể được đo bất kểcủa giao thức lớp cao hơn do chế độ truyền dẫn liên tục của họ. Tronghướng thượng nguồn của kiến trúc PON, người ta phải đưa vào tài khoản các bùng phátbản chất của dữ liệu và khoảng cách phân biệt của mỗi ONU. Vì vậy, khiđặc trưng cho độ nhạy thu OLT người ta phải làm như vậy như là một phần của một trong PONkết hợp với một số ONUs và không chỉ như là một liên kết độc lập. OLTnhận có để nắm bắt sự bùng nổ ngược dòng yếu sau một mạnh mẽ. Nàyđưa ra một thách thức về kiểm tra và giám sát PON.

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát275 Tóm lại, PON kiến trúc nâng cao sự cần thiết của phương pháp thử nghiệm PON cụ thểkhác với phương pháp thử nghiệm quang học thông thường, để mô tả param-eters của hệ thống con và các mô-đun.7.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH, Chẩn đoán, VÀ GIÁM SÁT Trong phần này, chúng tôi sẽ thảo luận về các thử nghiệm và đặc tính cần thiếttrong PON cài đặt, thiết bị kiểm tra, xử lý sự cố, và chẩn đoánhướng dẫn trong trường hợp của bất kỳ vấn đề giao thông, và một vài ví dụ về tại chứcgiám sát hoạt động để đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho người dùng cuối.Các độc giả có thể tìm thấy nhiều trong cuộc thảo luận sâu trong nền văn học liên quan như[6, 7].

7.3.1 bắt buộc vật lý-lớp Đo lường Ba bài kiểm tra quang học chính sẽ được thực hiện trong thời gian cài đặt PON là:đo ORL hai chiều, hai chiều PON-yếu tố mất quang Meas-lường, và hai chiều end-to-end liên kết đặc. Lý tưởng nhất, một PON nên được đặc trưng và thử nghiệm sau mỗi đoạn làcài đặt. Ví dụ, một lần một sợi cáp đã được cài đặt, kiểm tra end-to-end nênđược thực hiện từ cuối sợi và OLT trong văn phòng trung tâm (CO). Nó làquan trọng để mô tả từng phân khúc bởi vì nó bao gồm nhiều chặt chẽ khoảng cách đều nhaucác sự kiện như kết nối, cáp tie, chỗ nối cơ khí hoặc chỗ nối hợp nhất. Tất cả cáckiểm tra phải được thực hiện bidirectionally. Lỗ liên kết và các phép đo ORL cần phải được thực hiện tại khác nhau sóngđộ dài, chẳng hạn như 1490/1550 nm theo hướng hạ lưu và 1310 nm tronghướng thượng nguồn. End-to-end liên kết đặc tính bao gồm các thông số như vậynhư attenuations của phân đoạn sợi cá nhân, địa điểm và thiệt hại về chỗ nối,kết nối, bộ chia quang, bộ ghép WDM, và dị thường liên kết.

7.3.2 Cơ bản thử nghiệm thiết bị Các công cụ sau đây là cần thiết để kiểm tra và khắc phục sự cố cáp quangnhà máy, hệ thống, hoặc liên kết đúng cách:1. Mất quang học tập kiểm tra (OLTS) hoặc đồng hồ điện và nguồn thử nghiệm với quang xếp hạng phù hợp với các thông số kỹ thuật của hệ thống cài đặt (loại sợi, xuyên loại mitter, và bước sóng) và bộ điều hợp kết nối thích hợp. Một OLTS mà

276Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PON chỉ đơn thuần là kiểm tra thiệt hại nhà máy cáp có thể không bao gồm một đồng hồ điện hiệu chuẩn cần thiết để thử nghiệm máy phát và máy thu năng lượng, do đó, một sức mạnh hiệu chuẩn mét và một nguồn hiệu chuẩn là sự lựa chọn tốt hơn cho liên kết hoặc thử nghiệm hệ thống.2. OTDR liên quan đến việc gửi một tín hiệu quang dọc theo con đường truyền tải và phát hiện ánh sáng trở lại rải rác từ các chất xơ để xác định trạng thái đường truyền. Các lỗi có thể được phát hiện bởi OTDR bao gồm: phá vỡ sợi không thẳng hàng / không phù hợp, chất xơ, uốn cong vĩ mô, bụi bẩn trên kết nối ferrules, và lỗi góc. Để thử nghiệm PON, OTDR có thể thử nghiệm ở ba bước sóng (bước sóng 1310 nm, 1490 nm, và 1550 nm) và có thể là một một phần tư (1625 nm hoặc 1650 nm để phát hiện vĩ mô uốn nhạy cảm do thực tế là uốn cong vĩ mô có thiệt hại đáng kể hơn nữa sóng độ dài). Vùng chết của OTDR là một yếu tố quan trọng và nên càng ngắn càng tốt. Lưu ý rằng việc sử dụng một thời gian đặc biệt của chất xơ gọi là ức chế xung quang (OPS) có thể di chuyển vùng chết từ bắt đầu của sợi thử để sợi đặc biệt này, do đó làm giảm chết khu vực khoảng 1 m.3. ORL kiểm tra đồng hồ đo bao gồm một nguồn và một đồng hồ điện quang học để đo lường phản ánh sức mạnh. Hai chiều ORL đo phải được thực hiện cho mỗi phần chất xơ, từng ngành splitter, và tổng thể từ đầu đến cuối con đường giữa mỗi thả và OLT.4. Hình ảnh sợi đánh dấu và / hoặc định vị lỗi trực quan (VFL) sử dụng nguồn laser có thể nhìn thấy xác định vị trí các sự kiện như phá vỡ sợi, uốn cong quá chặt chẽ, hoặc kém giao phối kết nối. Ánh sáng có thể nhìn thấy cho phép người dùng nhìn thấy một lỗi sợi hoặc mất cao điểm như một ánh sáng rực rỡ hoặc nhấp nháy, vì thế cho phép một xác định nhanh chóng của một lỗi trong một liên kết sợi quang.Thiết bị kiểm tra khác bao gồm PON bước sóng cô lập đồng hồ điện, có thểĐo công suất quang bật của giao thông ở thượng nguồn; dò sợi sống (LFD)có thể phát hiện sợi trực tiếp với truyền giao thông; phân tích phổ quang(OSA) đo điện quang như là một hàm của bước sóng và kiểm tra BERthiết bị có sử dụng mặt nạ mắt mẫu tiêu chuẩn để đánh giá các dữ liệu xử lýkhả năng của một liên kết sợi quang học. Một trong những ngành hoạt động trong thử nghiệm PON dự kiến sẽ được phát triểnphân tích công cụ phần mềm chẩn đoán sẽ được tích hợp vào các thử nghiệm trang bị-chữa. Thiết bị kiểm tra thông minh sẽ có thể chẩn đoán vàcung cấp các kết quả dưới dạng đồng bằng ngôn ngữ văn bản, hình thức biểu đồ, hoặc các giá trị đó sẽdễ dàng hiểu được tất cả các kỹ thuật viên. Với việc bổ sung các phần mềm FTTxtự động hóa, khái niệm về một nút FTTx cụ thử nghiệm mô-đun, fea-Turing mô-đun kiểm tra vật lý và lớp giao thức, với phần mềm kiểm tra tự độngdựa trên tiêu chuẩn công nghiệp và công ty, rất nhiều sẽ góp phần vào cuộc họpviệc triển khai hàng loạt tích cực của các thuê bao FTTx mới khai thác đượcnhắm mục tiêu [8].

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát277

7.3.3 Mạng lưới kiểm tra, mô tả đặc điểm, và Hướng dẫn chẩn đoán Tất cả các nhà máy sợi cáp yêu cầu xét nghiệm cơ bản nhất định để đảm bảo họ đã được cài đặtmột cách chính xác và sẽ đáp ứng các giá trị hiệu suất dự kiến. Sau khi một mạng PON làlắp đặt và đưa vào hoạt động, nhà máy cáp quang không thể tránh khỏi vàthông tin liên lạc điện tử suy thoái và thất bại sẽ xảy ra. Các hoạt độngbất thường hoặc thất bại có thể xảy ra ở một ONT, một OLT, hoặc phân phốitủ bao gồm: (1) sự suy thoái của kết nối cáp quang từ độ ẩm,bụi bẩn, hư hỏng, hoặc không thẳng hàng, (2) hoặc OLT ONT thất bại thẻ mạch, (3) mỗisuy thoái quả hoạt động trong một ONT từ khách hàng kết nối khác trang bị-triển, và (4) thiệt hại nguy hiểm và vô tình để dây cáp, tủ phân phối, hoặcthiết bị đầu cuối truy cập. Những điều kiện này có thể dẫn đến việc mất tín hiệu quang học tại một hoặchơn ONTs, quang điện đã nhận đó là dưới giá trị của nó được chỉ định, một tăngBER hoặc tín hiệu bị suy thoái. Chúng tôi sẽ thảo luận về một thời gian ngắn các hướng dẫn để cài đặt,kiểm tra, xử lý sự cố mạng và trong phần này [1, 6-8]. Lưu ýdữ liệu có giá trị nhất có thể có cho xử lý sự cố là thử nghiệm cài đặttài liệu hướng dẫn.7.3.3.1 Kiểm tra và khắc phục sự cố Nhà máy sợi cài đặt Có một số vấn đề có thể với cáp quang lắp đặt cápđược gây ra bởi thực hành cài đặt, chẳng hạn như kỹ thuật kéo không đúng,thủ tục không đúng nối hoặc chấm dứt, và kết nối mất cao. Trướccài đặt, nó được khuyến khích để kiểm tra tính liên tục của tất cả các loại cáp như nhận được trêncuộn sử dụng đánh dấu hình ảnh hoặc định vị lỗi. Sau khi cài đặt, nối, vàchấm dứt, tất cả các loại cáp phải được kiểm tra cho mất chèn sử dụng một OLTS vàOTDR. Nói chung, các loại cáp được kiểm tra cá nhân và sau đó là một hoàn concaten-Nhà máy cáp ated được kiểm tra end-to-end bidirectionally. Thử nghiệm được sử dụng để so sánhvới ngân sách năng lượng liên kết và ngân sách năng lượng thiết bị thông tin liên lạc đểđảm bảo hoạt động tốt. Lưu ý rằng các thử nghiệm nên được thực hiện tại dự địnhbước sóng hoạt động. Các hướng dẫn xử lý sự cố cho một vấn đề nhà máy sợi là:1. Xác định xem vấn đề là với một hoặc tất cả các sợi trong cáp. Nếu tất cả các sợi có một vấn đề, có một khả năng của một vấn đề lắp đặt cáp nặng. Nếu tất cả các sợi bị hỏng hoặc có cao hơn so với tổn thất dự kiến, một OTDR sẽ hiển thị vị trí của vấn đề trên dây cáp dài hơn nhưng cơ sở cáp có thể quá ngắn và cần kiểm tra thực tế các dây cáp chạy. Nếu vấn đề là do bởi xoắn hoặc quá chặt một khúc, cáp sẽ phải được sửa chữa hoặc thay thế.2. Chỗ nối xấu hoặc chấm dứt là những nguyên nhân có khả năng nhất cho sợi lỗ cao.

278Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PON3. Kiểm tra thiệt hại cao nên bắt đầu với kiểm tra kính hiển vi của chấm dứt cho đánh bóng thích hợp, bụi bẩn, trầy xước, hư hỏng.4. Nếu lý do cho sự mất mát cao là không rõ ràng và các kết nối dính / phong cách đánh bóng, vấn đề có thể nghỉ ngơi sợi ở mặt sau của đầu nối. Một VFL có thể giúp đỡ trong việc tìm kiếm phá vỡ sợi, tùy thuộc vào phong cách và kết nối độ trong suốt của chiếc áo khoác truyền hình cáp.5. Vấn đề nối mất có thể được xác định chính xác trong quá trình thử nghiệm OTDR. Xác nhận với VFL nên được thực hiện nếu chiều dài từ cuối của cáp là ngắn đủ ($ 2-3 km), nơi một VFL là sử dụng được. Các VFL có thể tìm thấy chỗ nối lỗ cao hoặc các vết nứt trong sợi gây ra bằng cách xử lý các vấn đề trong khay mối nối.7.3.3.2 Kiểm tra và khắc phục sự cố thiết bị truyền thông Sau khi nhà máy cáp đã được thử nghiệm, thiết bị thông tin liên lạc nênđược kết nối đúng cách sử dụng phù hợp với dây vá. Nếu mất nhà máy cáptrong ngân sách mất mát của các thiết bị (bao gồm cả sự mất mát của dây vá),các liên kết truyền thông cần làm việc đúng cách. Nếu một liên kết không hoạt động, hầu hếtvấn đề tiềm năng có thể là:1. Kết nối không đúng cách: Hệ thống yêu cầu một máy phát được kết nối với một nhận, tất nhiên, vì vậy điều quan trọng là để xác minh điều này cho mỗi liên kết. Ngay cả khi Nhà máy cáp được ghi chép đúng cách, loại sợi có thể đã được vượt qua tại liên trung gian kết nối, vì vậy sử dụng một đánh dấu hình ảnh hoặc hình ảnh lỗi định vị sẽ cho phép xác nhận nhanh chóng của các kết nối.2. Trục trặc của các thiết bị thông tin liên lạc: Nếu nó được kết nối với cáp nhà máy nhưng không hoạt động đúng, bắt đầu bằng việc kiểm tra sức mạnh ở người nhận trên một đầu của liên kết. Hãy chắc chắn rằng thiết bị đang cố gắng để truyền tín hiệu và sức mạnh nằm trong thông số kỹ thuật điều hành. Một số thiết bị có một chế độ kiểm tra để buộc truyền một tín hiệu kiểm tra hoặc các thiết bị có thể chỉ cần giữ truyền để cố gắng hoàn thành một kết nối. Nếu người nhận sức mạnh nằm trong thông số kỹ thuật, người nhận hoặc thiết bị điện tử bên ngoài liên kết có thể là vấn đề. Sử dụng thiết bị chẩn đoán hoặc tham khảo ý kiến các nhà sản xuất để được hỗ trợ.Nếu kiểm tra phát là tốt, nhưng sức mạnh nhận là thấp, vấn đề làcó lẽ trong nhà máy cáp. Do đó, xử lý sự cố của nhà máy sợiyêu cầu.

7.3.4 Mạng lưới Giám sát hiệu suất Kiểm tra và giám sát trực tiếp sợi được định nghĩa là một thử nghiệm nonintrusive trên được đưa rasợi, cho dù đó là một phần hoặc nhiều phần mang dữ liệu trực tiếp, giọng nói, hoặc

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát279tín hiệu video, đánh giá chất lượng của một liên kết sợi quang. Nó đang trở thànhrõ ràng rằng giám sát hiệu suất quang học, gồm cả vật lý và giao thứclớp, có thể khá thuận lợi cho việc duy trì và quản lý của mộtPON, và rất nhiều sẽ góp phần đáp ứng các kết nối khối lượng tích cựcthuê bao FTTx mới các nhà khai thác đang nhắm mục tiêu.7.3.4.1 Kỹ thuật giám sát cơ bản cho mạng quang Về cơ bản, giám sát hiệu suất quang học (OPM) là một mech tiềm nănganism để cải thiện sự kiểm soát của truyền và lớp vật chất do lỗi quản lý-chữa. Nó phải có khả năng chẩn đoán sức khỏe của hệ thống. Trong trường hợp khôngcủa một sự thất bại, nó phải xác định vị trí và tính chất của sự thất bại để mộtsửa chữa thích hợp có thể được lên kế hoạch và thực hiện một cách nhanh chóng. OPM nên cô lậpnguyên nhân cụ thể và vị trí của vấn đề chứ không phải chỉ đơn giản là âm thanh báo động;do đó, màn hình có thể được triển khai ở khắp nơi xung quanh mạng.Hơn nữa, nó có thể khá thuận lợi để xác định khi một tín hiệu dữ liệubắt đầu suy giảm, do đó, các nhà điều hành mạng có thể có những hành động phòng ngừakhắc phục sự cố (tức là thay đổi bước sóng laser, điều chỉnh một bù) hoặctuyến đường giao thông xung quanh khu vực bị suy thoái [9]. OPM là điều cần thiết để quản lý phức tạp truyền thống WDM dung lượng caotruyền tải và chuyển đổi hệ thống. Ví dụ về các chức năng yêu cầuOPM bao gồm kiểm soát bộ khuếch đại, xác định kênh, và đánh giá chất lượng tín hiệu-chữa. OPM có thể được chia thành ba lớp [10], như hình. 7.3.Đầu tiên, kênh WDM lớp quản lý giám sát liên quan đến việc xác địnhcác đặc điểm miền quang cần thiết cho giao thông vận tải và quản lý kênh-chữa ở lớp WDM, chẳng hạn như đo thời gian thực sự hiện diện của kênh,mức công suất và tín hiệu-to-noise ratio quang (OSNR). Thứ hai tín hiệu, quangTín hiệu WDM đầu vàoQuản lý kênh WDM giám sát lớpLớp chất lương kênh giám sátThực hiện Nghị định thư giám sátHình 7.3 Ba lớp giám sát hiệu suất quang học: giám sát giao thông, tín hiệugiám sát chất lượng và giám sát giao thức.

280Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PONgiám sát chất lượng liên quan đến một bước sóng duy nhất và thực hiện quá trình chuyển đổi tín hiệu-đo nhạy cảm như số liệu thống kê mắt, Q-yếu tố, điện tửtín hiệu-to-noise ratio (SNR), và biến dạng xảy ra trong mắt dophân tán và các hiệu ứng phi tuyến. Cuối cùng, giám sát giao thức dữ liệu liên quan đếnthông tin hiệu suất giao thức, chẳng hạn như BER. Một vấn đề khác liên quan đến OPM là xử lý sự cố thường là một thử nghiệm-quá trình và lỗi và chi phí có khả năng mở rộng nhanh chóng với số lượng các trang webthăm và thành phần kiểm tra. Xử lý sự cố sẽ được đặc biệt khó khăn nếuđội ngũ bảo trì không thể có được thông tin chính xác liên quan đến tuyến đường tín hiệu vàcấu hình kênh. Thực tế này quản lý một mạng lưới rộng lớn đặt một lớn hơnphí bảo hiểm trên thông tin hiệu suất chính xác và tự động về một mạng lưới. Ngoài ra, một màn hình có hiệu quả phải có khả năng phát hiện lỗi cho mạngquản lý lỗi, tức là xác định, chẩn đoán, độ phân giải, và theo dõi cáclỗi trong một mạng. Một lỗi được ghi nhận khi một thành phần hoặc màn hình báo động làkích hoạt hoặc khi một báo cáo của khách hàng được nộp. Lưu ý rằng màn hình phải cóđộ nhạy tương đương hoặc tốt hơn so với các thiết bị đầu cuối nhận kết thúc, nơiđộ nhạy được xác định liên quan đến một suy cụ thể. Ví dụ, tiếng ồnxây dựng trên toàn mạng và bóp méo dạng sóng sau sự phân tánbản đồ. Sự kết hợp của cả hai tiếng ồn và sự biến dạng tại một vị trí nhất định sẽxác định các yêu cầu nhạy cảm tại địa điểm đó.7.3.4.2 Fiber Network khiếm Giám sát Nói chung, khiếm quang học có thể được phân loại thành thảm họa và khôngvấn đề nghiêm trọng. Vấn đề nghiêm trọng như lỗi phần bao gồmtrục trặc phần cá nhân hay nhiều, cài đặt không đúng hoặc config-thiết bị ured, và thiệt hại hoặc xâm nhập vào mạng. Suy yếu dolỗi như vậy cũng đa dạng như các thành phần và thiết kế mạng triển khai tronglĩnh vực. Ngoài hoạt động bị lỗi, có nhiều hiệu ứng nổi tiếng khácmà luôn luôn hiện diện và phải được giảm thiểu hoặc kiểm soát. Đối với một reconfigur-mạng có thể, tất cả các hiệu ứng cần được kiểm soát tự động thông quathiết kế mạng. Những tác động phổ biến nhất và các thông số đo lường đượcđược đưa ra trong danh sách sau đây [10]. Khiếm truyền đáng chú ý:1.2.3.4.5.6.7.Tiếng ồn khuếch đại [khuếch đại phát xạ tự phát (ASE) tiếng ồn];Méo bộ khuếch đại và quá độ điện;Phân tán màu sắc;Phân cực chế độ phân tán;Hiệu ứng phân cực;Sợi phi tuyến gây ra biến dạng và nói chuyện qua;Thời gian jitter;

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát281 8. 9.10.11.Hiệu ứng giao thoa;Bơm bằng laser chuyển tương đối cường độ tiếng ồn;Biến dạng quang-bộ lọc;Nói chuyện qua.7.3.4.3 Kỹ thuật giám sát cơ bản Các yêu cầu chung của OPM bao gồm trong dòng (tại chức), nhanh chóng, nhạy cảm,và chi phí tương đối thấp. Hiệu năng cao OPM nên được phổ biến trên mộtmạng để cho phép chẩn đoán đúng, như vậy mà màn hình nên cô lậpnguyên nhân cụ thể và vị trí của vấn đề, không chỉ đơn giản là âm thanh báo động. NóCần lưu ý rằng các mạng quang học tốc độ dữ liệu cao là khá nhạy cảm với'''' Vấn đề noncatastrophic, trong đó có đủ sức mạnh tín hiệu quang họcnhưng các bit dữ liệu được phục hồi được tự do nhiều tuyến tính và phi tuyếntác dụng phân tán. Giám sát đầy đủ có thể được có thể với một không giới hạnngân sách. Mặc dù tương lai của các mạng quang học là khó dự đoán, giá trịgiám sát tăng lên cùng với tăng tính minh bạch. Nó có thể được sử dụng để nhận raphương pháp mới của Lý giao thông. Ví dụ, các quyết định định tuyến dựa trêngiám sát hoạt động là một khả năng. Bằng cách giám sát chất lượng kênh vàan ninh liên kết và cập nhật các bảng nhìn lên tuyến liên tục, công suất caovà giao thông ưu tiên có thể được tự động điều chỉnh để hiệu suất cao quang chan-Nels [11], do đó đảm bảo rằng các kênh dữ liệu đạt được BER chấp nhận được vàtoàn bộ mạng lưới đạt đủ truyền tải và bảo vệ công suất. Nói chung, OPM là giám sát-lớp vật lý và do đó yêu cầuOPM phụ thuộc mạnh mẽ vào việc thiết kế mạng vật lý. OPM khác nhau param-eters thường đòi hỏi màn hình khác nhau. Vì vậy OPM là rất hạn chế bởicông nghệ quang học theo dõi có sẵn. Các lớp vật lý có thể Meas-thông số lường bao gồm: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.10.11.12.13.Công suất trung bình (mỗi bước sóng hoặc tổng hợp);Đỉnh cao quyền lực;Xung / hình dạng bit;Biểu đồ mắt;Tự tương cường độ / lĩnh vực (bao gồm cả bậc cao);Quang phổ năng lượng biên độ (phổ RF);Trạng thái phân cực;Phổ quang học (bước sóng);Biểu đồ biên độ (đồng bộ và không đồng bộ);Q-factor/BER (đo V-đường cong);Phân cực chế độ phân tán (DGD, bao gồm cả bậc cao);Phân tán màu sắc;Giai đoạn / đặc điểm quang tàu sân bay;

282Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PONNói chung, kỹ thuật giám sát có thể là tương tự hoặc kỹ thuật số. Kỹ thuật số công nghệ caoniques sử dụng tốc độ cao logic để xử lý thông tin kỹ thuật số được mã hóa trong quang họcdạng sóng. Đo trên các tín hiệu kỹ thuật số được sử dụng để suy ra các đặc điểmcủa tín hiệu quang học. Các phương pháp kỹ thuật số có mối tương quan mạnh vớiBER, nhưng thường kém hiệu quả hơn cách ly các ảnh hưởng của cá nhân GIẢM KHẢ-ments. Kỹ thuật tương tự đo lường xử lý tín hiệu quang học như là một tương tựdạng sóng và cố gắng để đo lường các đặc tính cụ thể của dạng sóng này.Các phép đo được thường giao thức độc lập và có thể được chiathêm vào một trong hai phương pháp miền thời gian hoặc các phương pháp quang phổ. Miền thời giangiám sát bao gồm đo biểu đồ mắt và tự động hoặc tương quan chéođo. Phương pháp quang phổ phải được chia thành phổ quang học vàquang phổ năng lượng biên độ (phổ RF) đo. Phổ quangthuận tiện đo sử dụng kỹ thuật quang học có độ nhạy cao có thể ủng hộvide thông tin nhiễu quang học. Quang phổ điện biên độ là một Meas-tốt hơnure chất lượng tín hiệu vì nó đo quang phổ của tín hiệu đó làđối với các tàu sân bay quang học. Tiếng ồn và bóp méo về sức mạnh biên độphổ thường sẽ trực tiếp dịch để suy yếu trên các tín hiệu.7.3.4.3.1 điện và bước sóng Giám sát Sức mạnh quang học với bước sóng nhất định là tham số quan trọng nhất trongbất kỳ mạng cáp. Các thông số khác hoặc giám sát suy sẽ phụ thuộckhi đo công suất quang. Vì vậy, giám sát quyền lực là cơ bảnYêu cầu đối với bất kỳ mạng quang học. Chúng tôi thực sự có thể phân loại sức mạnh vàtheo dõi bước sóng để theo dõi kênh quang học ngày càng trở nênphổ biến trong các hệ thống WDM và có thể thích nghi với tiêu chuẩn hóa. Fre-thông số OPM xuyên đề nghị bao gồm điện quang, bước sóng, vàkhoảng bước sóng / khoảng cách, và OSNR [10, 12]. Ví dụ, một quang mỗimàn hình quả hoạt động sử dụng công nghệ lọc màng mỏng độc quyền kết hợp với mộtvi-thiết bị truyền động và tốc độ cao thiết bị điện tử [12]. Nó được sử dụng để đo lường quan trọngthông tin về tín hiệu truyền dẫn quang trong các mạng DWDM để theo dõiđộng tín hiệu, xác định chức năng hệ thống, xác định hiệu suấtthay đổi, và cung cấp phản hồi để kiểm soát các yếu tố mạng đểtối ưu hóa hiệu suất hoạt động. Nó cũng có thể tự động quét C-, L-,và / hoặc C þPhạm vi L-band bước sóng và đo đạc chính xác kênh sóngchiều dài, sức mạnh, và OSNR với một phạm vi hoạt động 60 dB. Hầu hết các giám sát PON đề xuất thực sự là giám sát quangquyền lực. Chúng tôi sẽ thảo luận về một vài ví dụ trong phần này để cung cấp cho độc giả vớisâu hơn PON điện giám sát kỹ thuật. Có một số báo cáo giám sát WDM-PON và vị trí lỗi [13-17,60]. Nói chung một OTDR đã được sử dụng để bản địa hoá thất bại sợi. Tuy nhiên,thông thường OTDR là không thích hợp để sử dụng trong WDM-Pons do bước sóng

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát283thành phần chọn lọc đặt tại nút từ xa. Nó đã được đề xuất để bản địa hoánhững thất bại trong sợi WDM-Pons bằng cách sử dụng một OTDR bước sóng du dương hay thöïcmenting đường dẫn bổ sung tại nút từ xa (RN) để bỏ qua dàn trận-ống dẫn sónglưới (AWG). Một phương pháp thêm một AWG hoạt động ở 1550 nm đến ngôi saocoupler của PON trong nút từ xa và tách PON ban đầu (điều hànhtại bước sóng 1310 nm) và lớp phủ thông qua 1310/1550-nm splitter, mà đảm bảochức năng bảo trì [13]. Lớp phủ trong RN có thể được sử dụng cho cácchức năng bảo trì nội địa hóa các khoản lỗ và phá vỡ chất xơ trong các cá nhânđường dẫn. Một kỹ thuật giám sát dòng cá nhân trong dịch vụ chứng minh choWDM-PON có thể bù đắp cho các kênh trôi phụ thuộc nhiệt độ củadàn trận-ống dẫn sóng bộ định tuyến lưới (AWGR) nút từ xa [14]. Những phương pháp nàyyêu cầu hoặc là một OTDR đắt tiền hoặc một cấu hình mạng phức tạp. Gần đây, một cuộc biểu tình cho thấy phát hiện và nội địa hoá của chất xơthất bại trong WDM-PON bằng cách giám sát trạng thái của các tín hiệu ngược dòng [15].Hình 7.4 cho thấy các thiết lập thử nghiệm được đề xuất. Khi một thất bại xảy ra trongsợi feeder, quyền hạn quang học của tất cả các kênh thượng nguồn đã giảm. Trongtrường hợp này, bộ điều khiển lựa chọn ngẫu nhiên một trong những nguồn ánh sáng hạ lưuvà sử dụng nó để truyền xung OTDR thay vì dữ liệu cho nội địa hoá của chất xơlỗi. Khi thất bại xảy ra trong vài sợi thả cùng một lúc,Bộ điều khiển xác định các kênh không và sau đó phân tích các địa điểmthất bại sợi kênh của kênh theo các ưu tiên được xác định trước.Đo lường cho thấy phạm vi hoạt động là chỉ phụ thuộc vào cáccông suất đỉnh của xung OTDR, và không nhạy cảm với những đặc điểm tiếng ồn của1,55 TX12.5-Gb / s dữ liệu

CO...AWG20 km SMF

RN5 kmThuê bao 1AOMAWGTX8DFB...Thuê bao 81.3 LED155 Mbps dữ liệuSW5 kmRX8 Xungmáy phát điệnBộ điều khiểnDu dương BPF OTDRthuLỗi LocalizerWDM couplerRX1AWGRX8Hình 7.4 Ví dụ về việc phát hiện và nội địa hóa thất bại trong một sợi WDM-hai chiềuPON [15].

284Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PONcác nguồn ánh sáng. Thời gian cho người nhận ở thượng nguồn để phát hiện sự thất bại làthời gian chậm trễ tuyên truyền. Sau khi phát hiện, đơn vị kiểm soát ngay lập tức trang điểm-gered chuyển đổi điện để ngăn chặn sự truyền tín hiệu hạ lưu vàgửi các xung OTDR. Ưu điểm của kỹ thuật này là thất bại trong sợi thảvà các sợi nhánh có thể được đặt mà không cần sử dụng một OTDR bước sóng du dương.Kể từ khi kỹ thuật này tái sử dụng nguồn ánh sáng phía hạ lưu của kênh khôngtruyền xung OTDR, nó không đòi hỏi nguồn sáng bổ sung chonội địa hóa thất bại sợi. Hơn nữa, phương pháp đề xuất có thể phát hiện vàbản địa hoá sự thất bại sợi trong các kênh không không ảnh hưởng đến hoạt động củacác kênh khác. Một WDM-PON dựa trên Fabry-Perot (FP) điốt laser bước sóng bị khóasử dụng khuếch đại quang phổ phát xạ tự phát-lát (ASE) tiêm có thểchi phí thấp so với các máy phát WDM thông thường [16]. Một báo cáo gần đây cóchứng minh một phương pháp giám sát sợi liên kết đơn giản cho hai chiều WDM-PON bằng cách sử dụng laser FP [17]. Như hình. 7.5, hệ thống bao gồm một rộngban nhạc siêu nhẹ phát quang diode phát quang (E-SLD) và một phản xạ quang học như mộtyếu tố phản hồi tại mỗi ONU. Chương trình sử dụng thuộc tính truyền theo chu kỳcủa AWG và thêm một tín hiệu out-of-band ASE và phản xạ quang học.Mỗi cổng của AWG hỗ trợ truyền và định tuyến của ba khác nhautín hiệu bước sóng (L-band thượng nguồn: nm 1583-1609, C-band hạ lưu:1540-1565 nm, và E-ban nhạc tín hiệu màn hình liên kết: nm 1423-1447). Như vậy, bacác ban nhạc khác nhau của ánh sáng được đưa ra vào sợi feeder. Tại mỗi ONU, một quangphản xạ phản chiếu ánh sáng theo dõi E-band và truyền các thông tin liên lạctín hiệu. Các phản xạ quang học bao gồm một bộ lọc WDM và gương. Tình trạng liên kếtcủa mỗi kênh có thể được theo dõi bằng cách kiểm tra mức công suất phản ánh củabước sóng tương ứng. Tất cả các tín hiệu màn hình phản ánh được phát hiện ở vòi nướccoupler (lên-tap) bằng cách sử dụng một bộ lọc du dương hoặc phân tích quang phổ (OSA).Nếu mức công suất ở một bước sóng nhất định làm giảm sau một thời gian nhất định hoặc là dưới đâyOSABiDi TRx11 * 32 AWGL-BLSSMFlên-tap-tap xuống1 * 32 AWGBiDi TRx1Phản xạ cho E-bandC-BLSE-SLDBiDi TRx32(Giám sát kết nối)CORNBiDi TRx32Phản xạ cho E-bandHình 7.5 Mất sợi liên kết theo dõi ví dụ trong một hai chiều WDM-PON sử dụng ASE-tiêm FP-LD [17].

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát285giới hạn phát hiện, điều này chỉ ra rằng có thể có một sự suy thoái tiến bộ hoặc mộtlỗi tại kênh tương ứng. Kỹ thuật này cho phép một để xác địnhsự khác biệt giữa một lỗi sợi feeder và một lỗi sợi phân phối mà khôngảnh hưởng đến các thuê bao trong dịch vụ. Hơn nữa, đề án đề xuất có thể cung cấpcác chức năng bổ sung của giám sát kênh tại chỗ, cho phép liên tụcgiám sát của các kênh truyền thông về chất lượng và hiệu suất. Kể từ khi một PON sử dụng splitter quang điện hỗn hợp nhiều con đường gần như giống hệt nhauvới nhau, phân tích OTDR đôi khi có thể là sai lầm. Để phân biệt số 32đường dẫn quang học trở lên, một bước sóng quang học reflectometry miền (OWDR)phương pháp gần đây đã được đề xuất [18]. Ý tưởng là để nhúng một thụ động vĩnh viễnthành phần tại mỗi ONT. Thành phần nhúng được gọi là bước sóngthẻ mã (WCT) có các tính năng sau đây: (1) có bước sóng độc đáođặc điểm có thể được phân biệt bởi một phân tích quang phổ từ xa, (2)minh bạch cho toàn bộ lưu lượng tín hiệu mà chia sẻ mạng (3) bước sóngvà quang học mất ổn định trong điều kiện môi trường nghiêm trọng, và (4) chi phí thấpcấu trúc và quá trình sản xuất để biện minh cho việc triển khai rộng lớn FTTH. Hình7.6 mô tả sơ đồ một FTTH OWDR nhúng quangmạng từ OLT đến ONT. Là một ví dụ để minh họa các chức năng của nó, làBan nhạc 1575-1600-nm được sử dụng như ban nhạc chẩn đoán xơ. Mỗi người dùng cuối được gánmột mã số bước sóng độc đáo thông qua một thẻ WDM hoặc WCT bên trong OLT. Người ta có thểthậm chí nhúng WCTs bổ sung vào các phần khác nhau của mạng miễn là mỗimột nhúng có một mã số bước sóng duy nhất. Để thực hiện các công việc OWDR, mộtban nhạc thiết bị FWDM bổ sung, một bộ lọc màng mỏng đơn (TFF) dựa trên phân cách, làL-Band tuần hoànĐể OSAFWDM138 Splitters134 SplitterThẻ WDMONT1ONT8ONT321575-1600 nmONT25OLT1575-1600 nm1260-1360 nm, 1480-1500 nm, 1540-1555 nm1260-1360 nm, 1480-1500 nm, 1540-1555 nmHình 7.6 Sơ đồ của một mạng FTTH OWDR-nhúng từ OLT đến ONT [18].

286Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PONchèn vào phục vụ như là một MUX cho hạ lưu kết hợp các ban nhạc chẩn đoánvới các ban nhạc FTTH, và như là một DEMUX cho tín hiệu ngược dòng. Ban nhạc giám sátcó thể được cung cấp từ một laser du dương hoặc một nguồn ánh sáng băng thông rộng dựa trên SLEDbao gồm các bước sóng từ 1575 nm đến 1600 nm. Mỗi WCT có thể retroreflect mộtđộc đáo tín hiệu WDM hẹp trong biên giám sát 1575-1600 nm.Tất cả các bước sóng khác cần phải vượt qua WCT này với tổn thất điện năng tối thiểu. Vì vậy, bất kỳsợi cắt có thể được phát hiện từ xa thông qua việc gửi một tín hiệu thăm dò trong khi phân tíchtiếng vọng của nó được tạo ra từ tất cả các WCTs. Bất kỳ WCT mất tích chỉ ra một cái gì đóxảy ra mà phần của các sợi. Sau đó thêm một OTDR có thể xác địnhvị trí chính xác của đứt gãy sợi. Để đáp ứng những thách thức của giám sát từ xa và chẩn đoán trong một PON,công cụ giám sát thường phải dựa trên reflectometry có thể gửi một tín hiệura trong khi phát hiện tiếng vọng phản ánh của nó, chẳng hạn như một OTDR hoặc một OWDR [61, 18].Việc sử dụng một OTDR / OWDR để phát hiện và định vị sự giảm sút nhiềucó giá trị trên sợi trực tiếp hơn vào những tối vì người ta có thể đo lường, xác định, vàcuối cùng tương quan các vấn đề nêu ra bởi các hệ thống khác dành riêng cho đochất lượng tín hiệu như BER, Q-yếu tố, hoặc các thông số khác tinh vi hơn.7.3.4.3.2 OSNR Giám sát Công nghệ phổ biến cho các kênh giám sát OSNR là phổ quangphương pháp phân tích được dựa trên phân tích quang phổ quang học của phát hiệntín hiệu [12]. Thiết bị bước sóng du dương cho kênh giám sát OSNR bao gồm chất xơBộ lọc FP, sợi Bragg lưới lọc, không gian tự do và vi cơ điệnhệ thống (MEMS) quang học nhiễu xạ, và các bộ lọc màng mỏng điện môi. Một số công nghệniques đã được phát triển mà không trực tiếp đo quang phổ quang học hoặctập trung vào giám sát bước sóng [19-22]. Kỹ thuật điều chế giai điệu cũng cóđược sử dụng như là một thay thế chi phí thấp để đo quang phổ. Về nguyên tắc,kỹ thuật đo lường sức mạnh tín hiệu cũng có thể được sử dụng để có được quang-tiếng ồnđiện, được ngoại suy từ mức công suất tiếp giáp với kênh. Nàyphương pháp hoạt động tốt nếu tiếng ồn quang học có thể trong thực tế được lấy từ sức mạnhmức độ tiếp giáp với kênh. Tình trạng này là không đúng đối với nhiều loại quan trọngtiếng ồn của quang học bao gồm cả hiệu ứng giao thoa đa đường, laser bơm khuếch đạitiếng ồn cường độ tương đối (RIN) tiếng ồn chuyển nhượng, và trộn bốn sóng. Giám sát / đo lường sức mạnh tiếng ồn trong kênh cá nhân quangbăng thông, thách thức là phân biệt đối xử giữa tiếng ồn và tín hiệu (xemVả. 7.7). Ví dụ, khi đi qua kênh số khác nhau của chất xơbộ khuếch đại trong mạng đường dài với ghép kênh quang học thêm / thả (OADMs),thậm chí các kênh lân cận, do đó, có thể gặp một tiếng ồn khác nhau đáng kểmức độ như thể hiện trong hình 7.7 (a). Hơn nữa, khi các kênh đi qua bộ lọc hoặcMUX / DEMUX ức chế vùng phổ bên cạnh những kênh, rấttiếng ồn thấp có thể được đo out-of-band (giữa các kênh) không phụ thuộc vào

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sátTiếng ồn khác nhau trên các kênh tín hiệu lân cậnTín hiệu Bộ lọc hoặc MUX / DEMUXngăn chặn out-of-band tiếng ồnTín hiệu287(A)(B)Hình 7.7 (A) mức độ suy yếu tiếng ồn: tiếng ồn khác nhau trên các kênh tín hiệu lân cận; (b)'' Thiếu''tiếng ồn giữa các kênh: bộ lọc quang học hoặc MUX / DEMUX có thể loại bỏ ra khỏi tiếng ồn ban nhạc. Tuyến tínhphân cực Tùy tiệntín hiệu phân cực + ASE tiếng ồn Tuyến tínhphân cực Tín hiệu +phân cựcASE tiếng ồnPhân cựcASE tiếng ồn Tuyến tínhtín hiệu phân cực + ASE tiếng ồnPhân cực điều khiểnHình 7.8 Nguyên tắc hoạt động của kỹ thuật phân cực: tiếng ồn phân cực (tức là một nửa sốtổng số tiếng ồn) có thể được đo bằng cách sử dụng kính phân cực tuyến tính thứ hai, đó là liên kết đượctrực giao với sự phân cực của tín hiệu [25].mức OSNR đúng, như thể hiện trong hình 7.7 (b) [65]. Để khắc phục vấn đề này, mộtphương pháp tiếp cận có thể là để sử dụng sự phân cực quang học [23, 24]. Về nguyên tắc,một tín hiệu quang học sẽ có một sự phân cực rõ ràng, trong khi tiếng ồn quang học sẽđược unpolarized, như thể hiện trong hình. 7.8. Do đó, tỷ lệ phân cực tuyệt chủnglà thước đo SNR quang. Trong kỹ thuật này, các tín hiệu nhận được (cùngvới tiếng ồn) được chia thành hai thành phần phân cực trực giao trong đó mộtthành phần bao gồm các tín hiệu và tiếng ồn phân cực, trong khi người kia đã phân cựctiếng ồn chỉ (giả định rằng các tín hiệu phân cực cao, và tiếng ồn là com-pletely unpolarized). Do đó, nó có thể đo các tín hiệu và tiếng ồn, quyền hạnngay tại bước sóng của tín hiệu kể từ khi quyền hạn của tiếng ồn đo phân cựctrong các thành phần phân cực nên giống nhau (tức là một nửa của tổng số tiếng ồn

288Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PONđiện) [25]. Việc thực hiện các kỹ thuật này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiềuhiệu ứng phân cực trong các liên kết truyền tải. Ví dụ, nó có thể là nghiêm trọngxấu đi nếu tín hiệu được khử cực của PMD và phi tuyến khúc xạ kép.Tính chính xác của kỹ thuật này có thể bị suy thoái đáng kể nếu các tín hiệukhử cực của PMD và lưỡng chiết phi tuyến, và / hoặc tiếng ồn ASE làmột phần phân cực do sự phân cực phụ thuộc vào sự mất mát. Một phương pháp để trong kênh giám sát OSNR là sử dụng sức mạnh biên độquang phổ của dữ liệu và giám sát tại các địa điểm phổ khi tín hiệu không phải làhiện nay. Điều này có thể liên quan đến việc giám sát ở tần số thấp, tần số cao, hoặcđịa điểm vô giá trị đặc biệt trong quang phổ [26]. Giám sát subcarrier quang cóđược sử dụng để trực tiếp đo OSNR và tương quan giá trị đo quang họcđể SNR điện nhìn thấy người nhận [27]. Phương pháp này có lợi thế làgiám sát các tín hiệu dữ liệu thực tế bản thân khi nó truyền dọc theo con đường suy yếu. Trong thực tế, kỹ thuật giám sát thí điểm giai điệu dựa trên có thể theo dõi nhiều người khácchi phí-hiệu quả các thông số vật lý trong lĩnh vực quang học. Kỹ thuật này typic-đồng minh sử dụng một phi công giai điệu biên độ điều chế nhỏ dành riêng cho mỗi WDMkênh, như thể hiện trong hình. 7.9. Vì giọng điệu ở một tần số thấp nhất, thì đó làdễ dàng để tạo ra và xử lý bằng cách sử dụng thiết bị điện tử thông thường. Quan trọng hơn,kể từ khi giai điệu được thêm vào là trong băng thông tín hiệu, nó sẽ trải nghiệm cùngsự giảm sút là tín hiệu không thông qua mạng cáp quang. Do đó, tín hiệugiám sát có thể được ngoại suy từ các đo lường của giai đoạn, quyền lực haySNR của giai điệu RF thêm. Ngoài ra, RF giai điệu có thể theo dõi quang họccác thông số mà không sử dụng bộ lọc giải mã kênh đắt tiền như du dươngbộ lọc quang học và cách tử nhiễu xạ. Một giám sát giai điệu thường được sử dụng RFphương pháp phân công mỗi kênh WDM một giai điệu tần số RF khác nhau. Cáccông suất trung bình trong các tông sẽ tỷ lệ thuận với năng lượng quang học trung bìnhtrong kênh. Như vậy, tín hiệu quang WDM tổng hợp trên dòng có thể được phát hiệnvà các âm của tất cả các kênh sẽ xuất hiện trong quang phổ điện RF trong nhiềucùng một cách mà họ sẽ xuất hiện trong quang phổ quang học [28-31]. Hơn nữa,giám sát của nhạc RF có thể được sử dụng để đo sự tích tụ của Tàu sân bay RF toneRF giai điệu Trên sidebandLower biênGiai điệu RFPhổ quangPhổ điệnHình 7.9 RF giai điệu thí điểm thêm vào băng thông kênh như chất lượng tín hiệu / suy thoáigiám sát.

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát289phân tán màu và PMD trên một tín hiệu kỹ thuật số [32-36]. Các kỹ thuật quang phổcó lợi thế là họ có thể được thực hiện với thiết bị điện tử hẹp.Mặc dù tần số cao có thể được sử dụng, băng thông hẹp sẽ làm giảmchi phí của các thiết bị điện tử. Hơn nữa, nếu băng thông phát hiện có thểthu hẹp là tốt, sau đó sự nhạy cảm có thể được tăng lên. Điều đáng nóirằng một trong những nhược điểm chính của kỹ thuật này là biên độ-điều chếgiai điệu và dữ liệu có thể can thiệp với nhau và gây ra tác hại. Do đó,biên độ của các giai điệu thí điểm phải đủ lớn để phân biệt các tín hiệu âm thanhtừ dữ liệu ngẫu nhiên noiselike, nhưng đủ nhỏ để không tạo ra một ý nghĩasuy thoái trong độ nhạy máy thu cho dữ liệu. Lưu ý rằng giám sát OSNR là một biện pháp tuyệt vời của bộ khuếch đại quang họchiệu suất và thường được sử dụng cho xử lý sự cố quang điện gây rahay máy khuếch đại gây ra lỗi mạng.7.3.4.3.3 BER / Q-Factor Giám sát BER là đo lường hiệu suất cuối cùng của hệ thống truyền tải, do đó nó làtham số ưa thích để sử dụng cho quản lý lỗi. Trong thực tế, điều này là chính xáctham số được sử dụng trong các mạng điện tử. Tuy nhiên, một khó khăn cho BER màn hình-ing trong các mạng quang học là tín hiệu thường là lỗi trong hệ thống.Cho OPM tại một địa điểm khuếch đại các tín hiệu chỉ và không được khuếch đại tái sinh;do đó, tiếng ồn sẽ đi qua và tiếp tục tích lũy. ĐoBER ở một vị trí lỗi sẽ cho kết quả đo lường lỗi. Khi tín hiệuđạt đến thiết bị đầu cuối kết thúc, tuy nhiên, do tiếng ồn tích lũy nó không phải là lỗi vàsự xuống cấp hiệu suất trên BER được quan sát thấy. Để phát hiện cácsuy thoái trong mạng, một giải pháp là sử dụng tiếng ồn tải. Trong trường hợp này,tiếng ồn được cố ý thêm vào tín hiệu để mang lại BER cho một đo lườngmức độ và sau đó là tiếng ồn thêm do sự suy yếu có thể được phát hiện. Phương pháp phổ biến với độ nhạy thấp giám sát BER là sử dụngGiám sát Q-yếu tố [37, 38]. Q-yếu tố thu được bằng cách điều chỉnh các quyết địnhđiện áp ngưỡng của người nhận theo dõi ra khỏi mức tối ưu đểmà lỗi được ghi nhận. Hình 7.10 (a) cho thấy dữ liệu đo điển hình tronglogarit của BER so với ngưỡng quyết định trong mạch quyết định. Một lầntỷ lệ lỗi được tạo ra, thay đổi tỷ lệ có thể được theo dõi và nhỏsự giảm sút trở thành nhìn thấy được. Một số kỹ thuật như vậy đã được phát triển chođo Q-yếu tố [39, 40]. Lưu ý rằng các yếu tố cơ bản Q-là SNR.Nó được định nghĩa là sự khác biệt giữa các giá trị trung bình của các dấu (những) vàkhông gian (số không) chia cho tổng các độ lệch chuẩn của tiếng ồnphân phối xung quanh mỗi. Hình 7.10 (b) cho thấy BER như một chức năng củanhận được điện quang [41]. Nếu Q-yếu tố được đo bằng cách sử dụng một bộ tiếp nhận, sau đó nó làchính xác SNR điện tử. Nếu đo bằng các phương tiện khác như quanglấy mẫu, sau đó nó là SNR quang trong băng tần.

290Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PON100Q = 8,5Xác suất lỗi0Decisionpoint tối ưu101010101010Log (BER)10.00.20.4Cấp quyết định (V)0510(DB)1520(A)(B)Hình 7.10 (A) dữ liệu đo tiêu biểu cho logarit của BER so với quyết địnhngưỡng [37], (b) BER như một chức năng của tiếp nhận quang SNR [41]. Do sự tương quan mạnh mẽ giữa Q-yếu tố và BER, Q-yếu tốđo lường hiệu quả cao cho quản lý lỗi. Q-yếu tố nhạy cảmđến suy yếu tương tự như ảnh hưởng đến thiết bị đầu cuối nhận kết thúc với phù-priate nhạy cảm. Mặc dù chi phí của phương pháp này có thể cao đối với nhiều ngườinhúng các ứng dụng mạng theo dõi, một đơn vị di động có thể là một giá trịcông cụ trong các lỗi xử lý sự cố, đặc biệt là nhắm mục tiêu các biến chứng hiếm gặp đó làkhông xác định bởi màn hình kênh quang nhúng (OCMs).7.3.4.4 Kiểm tra In-Dịch vụ Kỹ thuật Sử dụng bước sóng khác nhau Thay vì theo dõi tín hiệu điện hoặc trực tiếp chất lượng, có khácphương pháp đề nghị kiểm tra các liên kết sợi ở các bước sóng khác. Do thực tếrằng U-band (dải bước sóng ultralong, 1625-1675 nm) ánh sáng đã đượcdành cho giám sát PON tiêu chuẩn, hai cách tiếp cận đề xuất sau đâysử dụng ánh sáng U-band để thực hiện bảo trì và thử nghiệm trong dịch vụ. Một giải pháp OCDM để thử nghiệm và quản lý trong dịch vụ được minh họa trongVả. 7.11 [42]. Mỗi chân mạng được kết thúc bằng một bước sóng thụ động tiêu chuẩnchọn, sử dụng rộng rãi trong Pons, cô lập các tiêu chuẩn theo dõi U-băng từcác băng dữ liệu khác ở mặt trước của mỗi ONU và tại CO là tốt. Cácphần truyền của thiết bị giám sát OCDM tại CO bao gồmmột laser xung U-band điều khiển bởi một bộ xử lý để truyền tải 1 ns (hoặc ngắn hơn) xungvới tỷ lệ tần số thấp được xác định trước (vài megahertz hoặc thấp hơn). Mỗi xung

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát291FeederChuyển đổiXử lý Phát hiện& Quyết định báo độngKiểm soát tia laserChuyển đổi kiểm soátPDOLTCHÚNG TÔI OCDMgiám sátCCRNPS 1:WSLaserĐiểm phân giới cắm mốcOCDM thiết bị giám sát

Hình 7.11 OCDM dựa trên hệ thống PON theo dõi mà mỗi chân mạng được gán mộtmã hóa. Một bộ giải mã du dương được làm việc tại CO [42].tuyên truyền thông qua mạng lưới cây được mã hóa bởi các bộ mã hóa và sau đó làphản xạ trở lại với CO Mỗi bộ mã hóa khi chấm dứt chân thực hiện mộtmã duy nhất. Bộ ghép kết hợp các xung mã hóa thượng nguồn với nhau như trongOCDM tiêu chuẩn. Trong CO, một trình tự trực tiếp du dương (DS)-bộ giải mã, bao gồmcủa một công tắc quang học và một ngân hàng của bộ giải mã cố định, (tương tự như mã hóa nhưnggiới thiệu sự chậm trễ trong thứ tự ngược lại) phân biệt đối xử phản ứng đến từ sự khácchi nhánh ent của mạng lưới cây. Các chi nhánh khỏe mạnh trong mạng đóng góp-Utes một đỉnh tự tương. Một cao điểm tự tương quan mất tích chỉ rachân mạng tương ứng là bị hỏng hoặc trưng bày tổn thất điện năng bất thường. Một phương pháp khác cũng sử dụng ánh sáng kiểm tra tại U-band khác vớibăng thông [43]. Các bộ lọc được cài đặt ở phía trước của ONTs để cắt đứtchỉ có ánh sáng kiểm tra, và ở phía trước của OTDR để cắt đứt thông tin liên lạcánh sáng mà không cần suy thoái trong các dấu vết OTDR. Trong thực tế, U-ban nhạc trong dịch vụ trực tuyếngiám sát là một cách hấp dẫn của việc duy trì chi phí mạng sợi quanghiệu quả. Hình 7.12 mô tả cấu hình hệ thống của dòng sợi quanghệ thống kiểm tra bằng cách sử dụng cửa sổ kiểm tra 1650-nm. Hệ thống bao gồm mộtthiết bị đầu cuối kiểm soát, một mô-đun thiết bị kiểm tra (TEM) có chứa thiết bị kiểm tra(TE) như một OTDR, một điều khiển kiểm tra (TC) đơn vị và một khung và thiết bị kiểm trachọn (FTES), chọn lọc sợi quang đó chọn sợi để được kiểm tra, thử nghiệm truy cậpmô-đun cho giới thiệu đèn kiểm tra vào một đường dây sợi quang, và chấm dứtcáp với một bộ lọc quang học. Cáp chấm dứt với các bộ lọc được đặt ở phía trướccác thiết bị chấm dứt (ví dụ như ONT) trên cơ sở người dùng. Bộ lọc là mộtlíu lo FBG với bước sóng trung tâm của 1650 nm và một băng thông+5nm. Công nghệ lọc này cho phép theo dõi một dòng trong dịch vụ bằng cách sử dụngcửa sổ ban nhạc thử nghiệm hẹp. Các mô-đun truy cập thử nghiệm đã được cài đặt cho U-band.Vì cớ đó như bước sóng của ánh sáng kiểm tra là 1650 nm trong U-ban nhạc,hệ thống có thể thực hiện các bài kiểm tra bảo trì trên các sợi trong dịch vụ không có suy thoáiđến chất lượng truyền tải và được áp dụng cho một hệ thống thông tin liên lạc rộngbao gồm toàn bộ ban nhạc 1260-1600-nm.

292Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PONVăn phòng trung tâmXây dựng khách hàngIDMSplitterTEMTCDCNFSONTFTESCáp chung Cáp chấm dứtIDM: Tích hơp cáp moduleFiber phân phối (Với bộ lọc)TAM: Thử nghiệm mô-đun truy cậpFS: Fiber chọn Cảm biến nước OLT: quang-dòng terminationTEM: Thiết bị kiểm tra mô-đunDCN: truyền dữ liệu mạng ONT: chấm dứt quang mạngTAMONTNhà khách hàngChính AURORA Máy chủ (DB)OLTOLTTrung tâm bảo trìĐịa phương Kiểm tra chất xơ Ok!TEThiết bị đầu cuối kiểm soát

Hình 7.12 Cấu hình hệ thống cáp quang đường thử nghiệm hệ thống sử dụng một thử nghiệm 1650-nmcửa sổ [43].7.3.4.5 nâng cao kỹ thuật giám sát (giám sát phân tán) Ngoài điện / bước sóng, OSNR, và BER, có rất nhiều khácthông số cao cấp-lớp vật lý cần thiết để được theo dõi tốc độ caomạng WDM cấu hình lại, bao gồm cả CD, PMD, phân cực phụ thuộc vàomất mát, và như vậy. Những hiệu ứng này sẽ trở nên quan trọng trong các hệ thống và superPONPons tốc độ cao thế hệ tiếp theo cho các lĩnh vực dịch vụ lớn hơn. Hệ thống truyền tải cao tốc độ bit dễ bị hại sợi quang-hiệu ứng trên, chẳng hạn như đĩa CD và PMD. Những suy yếu có thể tạo ra đáng kểtín hiệu biến dạng và dẫn đến tầng BER, do đó, cô lập sự tích tụ củanhững hiệu ứng này có thể có giá trị cho quản lý mạng và kiểm soát. Trong ngày hôm naymạng lưới, sợi và các thành phần khác được phân tán precharacterized cho CDvà PMD và các liên kết truyền tải thiết kế để chứa hoặc chính xác chonhững giá trị này. Lỗi trong thất bại kỷ lục mạng trong các thành phần phân tán, vàcác yếu tố mạng được cài đặt không đúng cách là những nguồn tiềm năng của phân tán liên quan đếnlỗi. Những vấn đề này thường được xử lý trong mạng lưới tĩnh thông qua ẩnkiểm tra trong quá trình cài đặt. Như tốc độ bit tăng và chuyển mạch quang làsử dụng, nhấn mạnh hơn được đặt trên giám sát phân tán nhúng.Tăng nhạy cảm với tác động môi trường đã thúc đẩy sự phát triển củathiết bị bồi thường hoạt động. Trong các mạng quang học cấu hình lại các tín hiệu khác nhaucó thể đi qua con đường khác nhau vào những thời điểm khác nhau và, do đó, sự phân tán mục tiêutrở nên phụ thuộc thời gian. Theo dõi các phân tán trong một thay đổi tự độngmôi trường có thể trở thành khó khăn mà không tốn giám sát nhúng.Định tuyến bước sóng cá nhân đòi hỏi phải có bước sóng thành phần chọn lọc,mà thường phân tán. Việc sử dụng các yếu tố và phân tán khác

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát293giới thiệu một bộ mới của chế độ thất bại thành phần có thể được hưởng lợi từgiám sát. Sử dụng một màn hình phân tán cùng với giám sát tiếng ồn cung cấp một đánh giá caokết hợp có hiệu quả cho cả nội địa và chẩn đoán lỗi (tức là xác địnhnguyên nhân gốc rễ). Thật vậy, nó có thể là mong muốn cho hệ thống quản lý để giảm thiểuhoặc bồi thường những hiệu ứng xuống cấp một cách riêng biệt. Trong một hệ thống mà sử dụng OCMvà bồi thường phân tán hoạt động để kiểm soát truyền, OPM nàykết hợp có thể được thực hiện với ít phần cứng bổ sung. Thời gian thựcmàn hình phân tán có thể đo lượng biến dạng có thể được sử dụng đểkích hoạt báo động hoặc thông tin phản hồi để bù hoạt động phân tán [32, 44]. Ở đây chúng tôicung cấp một tổng quan về một số kỹ thuật giám sát tiên tiến được củaquan tâm.7.3.4.5.1 Chromatic phân tán (CD) Giám sát Phân tán màu sắc là một hiệu ứng tốt hiểu rằng phát sinh từtính chất tần số phụ thuộc của chiết suất trong một sợi quang học, vàlà một trong những khiếm khuyết chính làm hạn chế hiệu suất của sợi quanghệ thống. Đối với hệ thống tốc độ bit cao mạnh mẽ, điều quan trọng là phân tán đượcbồi thường để trong dung sai chặt chẽ. Một số kỹ thuật đã được quỷstrated để theo dõi CD thời gian thực cho phép bồi thường phân tán năng độngvà có thể được áp dụng rộng hơn như kỹ thuật OPM. Một phương pháp là để phát hiệnviệc chuyển đổi một tín hiệu giai đoạn điều chế thành tín hiệu biên độ điều chếdo sự phân tán sắc [45]. Phương pháp thứ hai là chèn một sóng mang con (RFgiai điệu) ở máy phát. Phương pháp sóng mang con đo sự chậm trễ kết quả củacác sóng mang con dải tương đối so với baseband và có thể được sử dụng để đophân tán tích lũy với độ chính xác tốt và trung bình mà không có kiến thứcvề lịch sử giao thông vận tải tín hiệu [27, 29, 33, 46, 47]. Hai phương pháp này là đơn giảnvà áp dụng cho các hệ thống WDM, nhưng cần sửa đổi để máy phát.Dựa trên RF điện mờ dần hiệu lực phân tán gây ra, một kỹ thuật khác thay thếlà để trích xuất các thành phần tần số tốc độ bit (đồng hồ) từ dữ liệu hình ảnh được phát hiệnvà giám sát năng lượng RF của nó [48, 49]. Kỹ thuật này không yêu cầu sửa đổicủa máy phát, nhưng là tốc độ bit và điều chế định dạng phụ thuộc. Mặc dùphương pháp này không thể cô lập CD, như kỹ thuật âm phai khác, nó là nhạy cảmmột loạt các hiệu ứng biến dạng bao gồm PMD và xung thợ lệch chi tiết,đó là thuận lợi cho các địa phương có lỗi. Một kỹ thuật mạnh mẽ là để phát hiện sự chậm trễ nhóm tương đối giữathoái hóa-biên (VSB) tín hiệu trên và dưới trong dữ liệu truyền [50]: cácdải thoái hóa trên và dưới được thu được bằng cách điều chỉnh một bộ lọc quang đitừ trung tâm quang phổ của dữ liệu hai biên, như thể hiện trongVả. 7.13. Kể từ khi hai dải quang chiếm phạm vi bước sóng khác nhau,sợi CD gây ra một sự chậm trễ nhóm tương đối giữa các tín hiệu VSB trên và dưới.

294Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PON1.5Cường độToàn bộkênh Lọcphổ40-GbpsRZ dữ liệuVSB-L1.00.50.0O / ECường độ0 50 100Thời gian (ps)150fPhân tánVSB-U1.51.00.50.00fLọcphổ50 100 150Thời gian (ps)Hình 7.13 Sơ đồ khái niệm cho theo dõi phân tán màu sắc sử dụng quang thoái hóa-biên (VSB) lọc: các bit phục hồi từ một trong hai phần của quang phổ đến hơithời điểm khác nhau tùy thuộc vào sự phân tán sắc [50].Chậm trễ nhóm này có thể được đánh giá thông qua phục hồi đồng hồ và giai đoạn nhạy cảmphát hiện. Kỹ thuật này không yêu cầu phải sửa đổi tại máy phát, là rất caonhạy cảm, không bị ảnh hưởng bởi PMD, sợi phi tuyến và phát chirp, và có thểđược áp dụng cho các tín hiệu WDM bằng cách quét các bộ lọc quang học.7.3.4.5.2 Phân cực-Mode-phân tán Giám sát PMD là một hạn chế trong hệ thống quang học truyền thông do một trong hai PMDcủa nhà máy sợi, đặc biệt là chất xơ di sản cao-PMD, hoặc trong dòng compon-ENT [44]. PMD được dựa trên khái niệm rằng thành phần quang phổ tương tựdữ liệu quang học chia tách vào hai trạng thái phân cực trực giao của [tức tiểu bang chínhphân cực (PSP)] trong một chất xơ và hai bản sao quang phổ đi xuốngsợi ở tốc độ hơi khác nhau. Tác hại PMD là ngẫu nhiên,thời gian khác nhau, phụ thuộc nhiệt độ, và tồi tệ hơn là tăng tỷ lệ bit. Hơn-qua, tức bậc PMD [nghĩa là chậm trễ nhóm khác biệt (DGD)]sau một phân bố xác suất Maxwell, luôn luôn với một số khả năng hữu hạnbị cúp mạng. Một số kỹ thuật giám sát đã được chứng minh để cung cấptín hiệu điều khiển thích hợp để giảm thiểu PMD. Một số kỹ thuật được dựatrên phân tích quang phổ như nhạc RF [34, 35, 51-53]. Một cho tần số quang họcthành phần chia trên hai PSP trực giao và mỗi bản sao di chuyển xuống sợivới một tốc độ khác nhau mà dephases các bản sao. Hiệu ứng này làm giảmtương ứng với thành phần quang phổ trong quang phổ năng lượng RF phát hiện qua

Phương pháp để mô tả đặc điểm, chẩn đoán, và giám sát295giao thoa triệt tiêu. Một kỹ thuật khác liên quan đến đo lường giai đoạn khác nhau-biệt giữa hai thành phần quang học tần số cho hai PSP trực giao[54]. Kỹ thuật này đòi hỏi phải có sự phân cực theo dõi ở người nhận để có thểtìm PSP nên giai đoạn có thể được đo. Nó cũng được biết rằng bất kỳ LightWavecó thể được đại diện bởi một sự chồng chất của một phân cực và unpolarized compon-ent. Mức độ phân cực (DOP) là tỷ lệ phần trăm thành phần phân cực,và là PMD phụ thuộc. Giá trị của nó là ở giữa 0% đến 100%. Giám sát công nghệniques dựa trên đo DOP của tín hiệu [55, 56] có lợi thếkhông cần mạch tốc độ cao và không nhạy cảm với những tác động xuống cấp khác[57]. Lưu ý DOP là độ rộng xung phụ thuộc vào [52], như hình. 7.14 (a).Tuy nhiên, kỹ thuật DOP dựa trên bị những nhược điểm sau:(I) một phạm vi giám sát DGD nhỏ cho ngắn xung trở lại không (RZ) tín hiệu, (ii) mộtthiếu nhạy cảm cho người không trở về số không (NRZ) tín hiệu, và (iii) họ bị ảnh hưởng bởibậc cao PMD. Cao hơn đơn đặt hàng của PMD giảm DOP tối đa của tín hiệungười nhận dưới sự hiệp nhất [58], như hình. 7.14 (b). Những hạn chế này có thểcó khả năng được khắc phục bằng cách tập trung một bộ lọc quang học hẹp tại một trong haitần số quang học-trung tâm hoặc một trong các dải biên của tín hiệu [59]. Để tóm tắt phần này, có rất nhiều hiệu ứng suy giảm trong sợi lướicông trình mà có thể ảnh hưởng đến màn trình diễn hệ thống và có thể cần phải được theo dõi.Tuy nhiên, nó là không thể để theo dõi đầy đủ với chi phí hợp lý vàngân sách. Trong khi đó, phụ thuộc vào mạng cụ thể, nó không phải là cần thiếtđể giám sát tất cả các thông số được đề cập trước đó. Ví dụ, một của PONtốc độ truyền tải nói chung được giới hạn đến 10 Gbps. Khoảng cách truyền dẫnW = TbW = 0,5 TbW = 0,3 TbW = 0,1 Tb10.80.6DOP tối đa = 0,61DOPDOP tối thiểu = 0.210.40.2000.20.40.60.81(A)DGD / Tb (ps)(B)Hình 7.14 Việc sử dụng các mức độ phân cực (DOP) để theo dõi ảnh hưởng của PMD: (a)Đo DOP như một chức năng của DGD tức thời. Lưu ý DOP là độ rộng xung-phụ thuộc [52], và (b) DOP đo cho một tín hiệu 40-gigabit / giây với RZ nối của 6 ps vàPhần DGD 4 ps [58]. Lưu ý rằng đơn đặt hàng cao hơn PMD giảm DOP tối đa của tín hiệuở người nhận dưới sự hiệp nhất.

296Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PONthường là dưới 50 km. Từ đĩa CD và PMD không được coi như làtác động hạn chế ở mức độ tỷ lệ bit và khoảng cách, giám sát của CD vàPMD nói chung là không cần thiết trong Pons. Tuy nhiên, điều này có thể không đúng chohệ thống PON tương lai với khoảng cách truyền dẫn lớn hơn và tốc độ bit cao hơn, chẳng hạnnhư superPON và 100 Gbps Ethernet.7.4 KẾT LUẬN Những tiến bộ trong triển khai PON đã đạt được tốc độ đáng kinh ngạc củatăng trưởng trong vài năm qua, và dự kiến sẽ tăng theo cấp số nhân qua tiếp theovài năm. Để cho phép hoạt động tự động mạnh mẽ và hiệu quả chi phí, PONhệ thống có thể sẽ có thể thông minh theo dõi trạng thái vật lý củamạng lưới cũng như chất lượng tuyên truyền các tín hiệu dữ liệu, cách ly GIẢM cụ thểcầu giáo dục và xác định vị trí lỗi, và tự động chẩn đoán và sửa chữa mạng. Nó làchắc chắn rằng giá trị của giám sát tăng lên cùng với trí thông minh ngày càng tăng. Trong chương này, chúng tôi đã được một loạt các chủ đề về kiểm tra và chẩn đoán,và giám sát hoạt động của Pons. So với truyền thống quang học lướicác công trình, các thông số chính để kiểm tra và giám sát PON là sự mất mát hoặcngân sách năng lượng. Tập trung vào 100-Gbps Ethernet đang phát triển và tốc độ cao quang họcthành phần và công nghệ truyền dẫn đang được khám phá. Vật lý kháccác thông số lớp và giám sát chất lượng tín hiệu có thể được áp dụng cho tương laiPons, do đó sẽ có nhiều thách thức nghiên cứu và do đó cơ hội.Từ giám sát đầy đủ là có thể với một ngân sách không giới hạn, áp dụngkỹ thuật với sự cân bằng giữa bảo hiểm giám sát, nhạy cảm, vàchi phí luôn luôn là thách thức lớn nhất.LỜI CẢM TẠ Các tác giả xin cảm ơn các loại và giúp đỡ quan trọng từ ông HunterBoudreaux tại UL Lafayette, ông Vahidreza Arbab và Jeng-Yuan Yang tạiPhòng thí nghiệm Truyền thông quang học USC.THAM KHẢO[1][2][3][4][5]Fiber Optic Hiệp hội, Inc (FOA) website: www.thefoa.orgTiêu chuẩn ITU-T G.983 (B-PON) và G.984 (G-PON).Tiêu chuẩn IEEE 802.3 Ethernet (E-PON).Có sẵn từ http://exfo.com/en/support/WaveReview/2004-June/WRarticle1.aspCó sẵn từ http://documents.exfo.com/appnotes/anote110-ang.pdf

Tài liệu tham khảo297 [6] G. Keiser, FTTx khái niệm và ứng dụng, John Wiley & Sons Inc, Hoboken, New Jersey, 2006, ISBN 0-471-70420-2. [7] A. Girard, FTTx PON Công nghệ và thử nghiệm, 2005 Kỹ thuật EXFO điện quang Inc, ISBN1-5542-006-3. [8] N. Gagnon và S. Legault, thử nghiệm'' FTTx sẽ đòi hỏi một sự tiến hóa thiết bị,'' Lightwave, Tháng Mười Hai, 2005. [9] AE Willner,'' The mạng quang học của tương lai: có thể giám sát hiệu suất quang học cho phép hệ thống tự động, thông minh và mạnh mẽ?'' OPN, Tháng Ba, 2006.[10] D.C Kilper, R. Bạch, D.J. Blumenthal, D. Einstein, T. Landolsi, L. Ostar, M. Preiss, và AE Willner'', giám sát hiệu suất quang học,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.22, số 1, pp294-304, 2004.[11] R. Friskney, K. Warbrick, S. Poliakoff, và R. Heath,'' con đường quang tử liên kết dựa trên mỗi dự đoán quả hoạt động và kiểm soát,'' trong Europ. Conf. Commun quang. (ECOC), năm 2002.[12] có sẵn từ http://www.optoplex.com/Optical_Channel_Monitor.htm[13] U. Hilbk, M. Burmeister, B. Hoen, T. Hermes, J. Saniter, và FJ Westphal,'' chọn lọc Đo OTDR tại văn phòng trung ương của liên kết sợi cá nhân trong một PON'' trong quang Sợi Commun. (OFC'97), giấy Tuk3, p54, năm 1997.[14] K. Tanaka, H. Izumita, N. Tomita, và Y. Inoue,'' In-dịch vụ giám sát dòng cá nhân và một phương pháp để bồi thường cho các kênh trôi phụ thuộc nhiệt độ của aWDM- PON có chứa một AWGR sử dụng một 01:06 mm du dương OTDR,'' trong Europ. Conf. Quang Commun. (ECOC'97), giấy 448, pp295-298, Tháng Chín, năm 1997.[15] K.W. Lim, E.S. Con trai, K.H. Han, và Y.C. Chung'', lỗi nội địa hóa trong WDM thụ động mạng quang học bằng cách dùng lại nguồn ánh sáng hạ lưu,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.17, số 12, pp2691-2693, Tháng Mười Hai, 2005.[16] H.D. Kim, S.G. Kang, và C.H. Lee,'' A-costWDMsource thấp với một ASE tiêm 'Laser bán dẫn Fabry-Perot,'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.12, số 8, pp1067- 1069, Tháng Tám, năm 2000.[17] K. Lee, S.B. Kang, D.S. Lim, H.K. Lee, và W.V. Sorin,'' giám sát mất liên kết sợi Đề án trong truyền dẫn WDM hai chiều sử dụng ASE tiêm FP LD,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.18, số 3, pp523-525, 2006.[18] Y. Li, D. Wang, và J. Li,'' FTTH giám sát chất xơ từ xa sử dụng bước sóng quang học reflectometry miền (OWDR) và bước sóng được mã hóa thẻ (WCT),'' trong quang Commun. (OFC'06), năm 2006, giấy OThu3.[19] C.J. Youn, S.K. Shin, K.J. Công viên, và Y.C. Chung'', kỹ thuật giám sát tần số quang học sử dụng dàn trận-ống dẫn sóng cách tử và thí điểm chuông,'' Đắc cử. Lett., vol.37, pp1032-1033, 2001.[20] L.E. Nelson, S.T. Cundiff, và CR Giles,'' giám sát quang học sử dụng dữ liệu tương quan cho Hệ thống WDM,'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.10, pp1030-1032, 1998.[21] M. Teshima, M. Koga, và K.I. Sato,'' Thực hiện nhiều bước sóng đồng thời mạch giám sát sử dụng dàn trận-ống dẫn sóng lưới,'' IEEE / OSA J. Lightwave Công nghệ- nol., Vol.14, pp2277-2286, 1996.[22] DC Kilper, S. Chandrasekhar, L. Buhl, A. Agarwal, và D. Maywar'', giám sát quang phổ của OSNR trong mạng tốc độ cao,'' trong Europ. Conf. Commun quang. (ECOC), p7.4.4 năm 2002.[23] S.K. Shin, K.J. Công viên, và Y.C. Chung,'' A giám sát tỷ lệ tín hiệu quang học-to-noise mới kỹ thuật cho các mạng WDM,'' OSA Xu hướng Quang và Quang tử (TOPS), vol.54, pp182-184, 2000.[24] J.H. Lee, D.K. Jung, C.H. Kim, và Y.C. Chung'', kỹ thuật giám sát OSNR sử dụng phương pháp phân cực-nulling'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.13, pp88-90, 2001.[25] J.H. Lee, H.Y. Choi, S.K. Shin, và Y.C. Chung'' Một đánh giá của phân cực-nulling kỹ thuật để theo dõi tỷ lệ quang tín hiệu-to-noise trong các mạng WDM năng động,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.24, số 11, pp4162-4171, tháng Mười năm 2006.

298Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PON[26] X. Tian, Y. Su, W. Hu, L. Leng, P. Hu, L. Yi, Y. Đồng và H. Anh,'' phi tuyến- khoan dung trong băng tần giám sát OSNR cho giao thông đồng bộ sử dụng cổng tín hiệu RF phân tích quang phổ,'' trong Conf. Quang Commun. (OFC), giấy OThPl năm 2006.[27] M. Rohde, E.-J. Bachus, và F. RAUB'', giám sát của các khiếm khuyết trong truyền dài hệ thống truyền dẫn đường sử dụng điều khiển kỹ thuật số kỹ thuật điều chế mới,'' trong Europ. Conf. Commun quang. (ECOC), năm 2002.[28] G.R. Hill et al.,'' Một lớp mạng lưới giao thông dựa trên các thành phần mạng quang học,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.11, pp667-679, năm 1993.[29] G. Rossi, T.E. Dimmick, và D.J. Blumenthal,'' giám sát hiệu suất quang trong trinh sát- figurable mạng quang WDM sử dụng sóng mang con ghép'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.18, pp1639-1648, 2000.[30] DC Kilper và W. Weingartner'', giám sát hiệu suất xuống cấp mạng quang do khuếch đại tiếng ồn,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.21, pp1171-1178, tháng, năm 2003.[31] K.-P. Ho và JM Kahn,'' Các phương pháp đo nhiễu xuyên âm và giảm dày đặc Hệ thống WDM,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.14, pp1127-1135, 1996.[32] AE Willner và B. Hoanca'', cố định và quản lý du dương của sợi màu disper- sion,'' trong Cáp quang viễn thông IVB, I. Kaminow và T. Li, Eds. San Diego, CA: Học, pp642-724, 2002.[33] M.N. Petersen, Z. Pan, S. Lee, SA Havstad, và AE Willner'' màu trực tuyến giám sát phân tán và bồi thường thiệt hại bằng cách sử dụng một sóng mang con inband giai điệu duy nhất,'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.14, pp570-572, 2002.[34] G. Ishikawa và H. Ooi,'' phân cực chế độ nhạy cảm và giám sát phân tán 40-gigabit / giây OTDM và 10 Gbit / s thí nghiệm truyền NRZ,'' trong Conf. Cáp quang Commun. (OFC) năm 1998, pp117-119, năm 1998.[35] T. Takahashi, T. Imai, và M. Aiki,'' kỹ thuật bồi thường tự động cho timewise biến động chế độ phân cực phân tán trong trong dòng hệ thống khuếch đại,'' Đắc cử. Lett., vol.30, pp348-349, 1994.[36] S. M. R. M.S. M. R. Motaghian Nezam, Y.-W. Song, A.B. Sahin, Z. Pan, và A.E. Willner, giám sát'' PMD trong các hệ thống WDM cho dữ liệu NRZ sử dụng một màu sắc-disper- sion-tái sinh đồng hồ'' trong Conf. Quang Commun. (OFC), pp200-202, 2002.[37] N.S. Bergano, FW Kerfoot, và CR Davidson,'' đo biên trong quang học hệ thống khuếch đại,'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.5, pp304-306, năm 1993.[38] ITU-T O.201.[39] R. Wiesmann, O. Bleck, và H. Heppner,'' Chi phí hiệu quả giám sát hoạt động trong Hệ thống WDM,'' trong Conf. Quang Commun. (OFC), pp171-173, 2000.[40] JD Downie và D.J. Tebben'', theo dõi hiệu suất của các mạng quang học với đồng bộ và không đồng bộ lấy mẫu,'' trong Conf. Quang Commun. (OFC), năm 2001.[41] W.B. Jones, Jr, Giới thiệu về Hệ thống truyền thông quang, Holt, Rinehart, và Winston, New York, năm 1988.[42] H. Fathallah, và LA Rusch,'' giải pháp quản lý mạng cho PS / PON, WDM / PON và lai PS / WDM / PON sử dụng DS-OCDM'' trong Conf. Quang Commun. (OFC), Giấy OThE2 năm 2007.[43] N. Honda, H. Izumita, và M. Nakamura,'' tiêu chí lọc quang phổ ánh sáng kiểm tra u-band cho trong dịch vụ giám sát dòng trong các mạng cáp quang,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.24, số 6, pp2328-2335, Tháng sáu, 2006.[44] H. Kogelink, R.M. Jopson, và L.E. Nelson,'' phân cực chế độ phân tán, trong'' Quang Sợi Viễn thông IVB, I. Kaminow và T. Li, Eds. San Diego, CA: Học, pp725-861, 2002.

Tài liệu tham khảo299[45] A. Chraplyvy, R. Tkach, L. Buhl, và R. Alferness,'' giai đoạn điều chế biên độ chuyển đổi điều chế ánh sáng laser CW trong sợi quang học,'' Đắc cử. Lett., Vol.22, pp409-411, 1986.[46] M. Murakami, T. Imai, và M. Aoyama,'' Một hệ thống giám sát từ xa dựa trên tiểu overmodulation vận chuyển đối với hệ thống khuếch đại quang học tàu ngầm'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.14, pp671-677, năm 1996.[47] T.E. Dimmick, G. Rossi, và D.J. Blumenthal,'' kỹ thuật giám sát phân tán quang sử dụng sóng mang con biên đôi'' IEEE Phot. Technol. Lett., Vol.12, pp900-902, 2000.[48] G. Ishikawa và H. Ooi,'' trình diễn của cân bằng sự phân tán tự động trong 40 Gb / s Truyền OTDM,'' trong Europ. Conf. Commun quang. (ECOC), pp519-520, năm 1998.[49] Z. Pan, Q. Yu, Y. Xie, SA Havstad, AE Willner, DS Starodubov, và J. Feinberg, '' Thời gian thực nhóm vận tốc giám sát phân tán và bồi thường tự động mà không cần sửa đổi của máy phát,'' Quang học Truyền thông, vol.230, số 1-3, pp145-149, 15 tháng 1 2004.[50] Q. Yu, Z. Pan, L.-S. Yan, và AE Willner'' kỹ thuật giám sát phân tán Chromatic sử dụng quang học và đồng hồ lọc phát hiện dịch pha biên'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.20, số 12, pp2267-2271, Tháng Mười Hai, 2002.[51] H.Y. Pua, K. Peddanarappagari, B. Zhu, C. Allen, K. Demarest, và R. Hui,'' Một thích ứng bậc phân cực chế độ hệ thống bồi thường phân tán hỗ trợ bởi sự phân cực hãm- bling: lý thuyết và trình diễn'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.18, pp832-841, 2000.[52] A.E. Willner, S.M.R. Motaghian, L.S. Yan, Z. Pan, và M. Hauer,'' Giám sát và kiểm soát của các khiếm khuyết phân cực liên quan đến các hệ thống cáp quang,'' mời giấy, IEEE / OSA J. Lightwave Technol., Vol.22, số 1, tháng một, năm 2004.[53] R. Noe, D. Sandel, M. Yoshida-Dierolf, S. Hinz, V. Mirvoda, A. Schopflin, C. Gungener, E. Gottwald, C. Scheerer, G. Fischer, T. Weyrauch, và W. Haase,'' chế độ phân cực bồi thường phân tán tại 10, 20, và 40 Gb / s với bộ cân bằng quang học khác nhau,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.17, pp1602-1616, 1999.[54] B.W. Hakki,'' phân cực chế độ phân tán bồi thường bằng cách phát hiện sự đa dạng giai đoạn'' IEEE Phot. Technol. Lett., vol.9, pp121-123, năm 1997.[55] F. Roy, C. Francia, F. Bruyere, và D. Penninckx'' chế độ phân cực năng động đơn giản phân tán bù,'' trong Conf. Quang Commun. và Int. Conf. Tích hợp Quang học (OFC / IOOC), vol.1, pp275-278, năm 1999.[56] S. Lanne, W. Idler, J.-P. Thiery, và J.-P. Hamaide'' bồi thường PMD hoàn toàn tự động 40 gigabit / giây,'' Đắc cử. Lett., vol.38, pp40-41, 2002.[57] N. Kikuchi,'' Phân tích mức độ tín hiệu của sự xuống cấp phân cực được sử dụng như tín hiệu điều khiển bồi thường phân tán chế độ phân cực quang học,'' IEEE / OSA J. Lightwave Technol., vol.19, pp480-486, 2001.[58] H. Rosenfeldt, C. Knothe, R. Ulrich, E. Brinkmeyer, U. Feiste, C. Schubert, J. Berger, R. Ludwig, HG Weber, và A. Ehrhardt,'' tự động PMD bồi thường ở 40 Gbit / s và 80 Gbit / s sử dụng đánh giá DOP 3 chiều thông tin phản hồi,'' trong Proc. Conf. Quang Sợi Commun., Vol.4, ppPD27-1-PD27-3, năm 2001.[59] SMRMSMR Motaghian Nezam, L.-S.Yan, JE McGeehan, YQ Shi, A.E. Willner, và S. Yao,'' Wide-năng động-phạm vi giám sát DGD bởi tín hiệu quang học một phần DOP đo quang phổ,'' trong Conf. Quang Commun. (OFC), pp924-926, 2002.[60] E. Wong, X. Zhao, và CJ Chang-Hasnain'', giám sát lỗi Novel và nội địa hóa Đề án trong WDM-Pons với truyền VCSEL thượng nguồn,'' trong Conf. Cáp quang Commun. (OFC), giấy OThE3 năm 2007.[61] W. Chen, B. De Mulder, J. Vandewege, X.Z. Qiu, J. Bauwelinck và B. Baekelandt, '' Một kỹ thuật mới cho chi phí thấp nhúng giám sát chất xơ không xâm nhập của P2MP quang mạng truy cập,'' trong Conf. Quang Commun. (OFC), giấy OThE4 năm 2007.

300Đặc tính quang học, chẩn đoán, và giám sát hiệu suất cho PON[62] G.P. Agrawal, cáp quang Hệ thống Truyền thông, Wiley, New York, năm 2002.[63] W.C. Trẻ'', kết nối sợi quang, chỗ nối và công nghệ tham gia'' trong quang điện Công nghệ và hệ thống truyền thông Lightwave, C. Lin, ed., Văn Nostrand Reinhold, 1989.[64] F. Forghieri, R.W. Tkach, và A.R. Chraplyvy'' phi tuyến sợi và tác động của hệ thống truyền tải,'' quang Viễn thông III, Ivan P. Kaminow và Thomas, L. Koch, biên tập viên, Academic Press, 1997.[65] O. Shalitin, G. Shabtay, và Z. Zalevsky, sóng'' tương lai trong mạng lưới giám sát quang học,'' Web Lightwave, tháng 6 năm 2003.

Phụ lục I

G-PON PMD Đặc điểmPhần này tái tạo các yêu cầu giao diện quang gigabit tốc độ trong ITU-Tiêu chuẩn G.984.2 T. Các điểm tham chiếu trong bản vẽ kiến trúc sau đâyđược sử dụng trong các chi tiết kỹ thuật.R / SS / RONU1Ord, OruODNR / SG.984.2_F01

OLTĐấu nốiOrd, OruR và SOrd, Oru, Cũ, OluĐiểm tham chiếuGiao diện quangĐại diện cho một hoặc nhiều sơiĐại diện bảo vệ sơi tùy chọnCũ, OluHình A1.1 Cấu hình vật lý chung của hệ thống phân phối quang (sao chéptừ hình 5/G.983.1, với sự cho phép loại từ ITU). Đặc PMD thượng nguồn tại 2.488,32 Mbps vẫn còn đang được nghiên cứu vàchưa được hoàn thành.301

302Bảng A1.1Phụ lục I Trung bình G.984.2-vật lý các thông số lớp phụ thuộc của ODN(Sao chép từ Bảng 2a/G.984.2, với sự cho phép loại từ ITU)Mặt hàngFibre loại (Lưu ý 1)Phạm vi suy giảm (ITU-T G.982 Rec.)Đơn vị-dBThông số kỹ thuậtITU-T Rec. G.652Class A: 5-20Lớp B: 10-25Loại C: 15-3015160 (Lưu ý 2)2020 (10 là tùy chọn)Bị hạn chế bởi sự mất mát con đường PON với thụ động splitter (16 -, 32 -, hoặc 64-cách phân chia)1 sợi WDM hoặc 2 sợiĐược xác địnhKhác biệt giữa suy hao đường truyền quang họcTối đa hình phạt quangTầm hợp lý tối đaKhác biệt tối đa tầm hợp lýKhoảng cách tối đa giữa chất xơ S / R và R / S điểmTối thiểu hỗ trợ tỷ lệ chiaTruyền hai chiềuBảo trì bước sóngdBdBkmkmkm--nmChú thích 1-Đối với tầm với mở rộng trong tương lai (> 20 km), việc sử dụng các loại khác nhau của chất xơ là để nghiên cứu thêm, đối với mộtPMD đặc điểm kỹ thuật trong tương lai.Chú thích 2-Đây là khoảng cách tối đa bởi các lớp cao hơn của hệ thống (MAC, TC, Ranging) quản lý, trongquan điểm của một đặc điểm kỹ thuật PMD tương lai.

Phụ lục IBảng A1.2Các thông số giao diện G.984.2-quang 1244 Mbit / s hướng hạ lưu (Sao chép từ Bảng 2b/G.984.2, với sự cho phép loại từ ITU)Mặt hàngĐơn vịSợi đơnSợi képOLT phát (giao diện quang Old)Tốc độ bit danh nghĩaBước sóng hoạt độngDòng mãMặt nạ của sơ đồ mắt phátPhản xạ tối đa của thiết bị, đo tại phát sóngORL tối thiểu của ODN tại Olu và Old (Ghi chú 1 và 2)ODN lớpĐiện có nghĩa là phóng MINĐiện có nghĩa là phóng MAXRa mắt điện quang mà không cần đầu vào cho máy phátTỷ lệ tuyệt chủngKhoan dung với sức mạnh ánh sáng tới phátNếu MLM laser tối đa chiều rộng RMSNếu SLM laser tối đa A20 chiều rộng dB (Lưu ý 3)Nếu tỷ lệ chế độ đàn áp SLM bên laser tối thiểuMbit / snm--dBdBdBmdBmdBmdBdBnmnmdB1,244.161,480-1,500Tranh giành NRZHình 2NAHơn 32 ABCÀ4þ1þ5þ1þ6þ9NAHơn 10Hơn A15NA

1301,244.161,260-1,360Tranh giành NRZHình 2NAHơn 32 ABCÀ4þ15þ1þ6þ9NAHơn 10Hơn A15NA130Tiếp tục303

304Bảng A1.2 Các thông số giao diện G.984.2-quang 1244 Mbit / s hướng hạ lưu(Sao chép từ Bảng 2b/G.984.2, với sự cho phép loại từ ITU)-Tiếp theoMặt hàngĐơn vịSợi đơnSợi képThu ONU (giao diện quang Ord)Phản xạ tối đa của thiết bị, đo tại máy thu bước sóngTỷ lệ lỗi bitODN lớpĐộ nhạy tối thiểuTình trạng quá tải tối thiểuLiên tiếp chữ số giống hệt nhau miễn dịchKhoan dung jitterKhoan dung với sức mạnh quang học phản ánhdB-dBmdBmbit-dBÍt hơn A20Ít hơn 10A10

ABÀ25À25À4À4Hơn 72Hình 5Ít hơn 10Ít hơn A20Ít hơn 10A10

ABÀ25À25À4À4Hơn 72Hình 5Ít hơn 10CA26A4 (Lưu ý 4)CA25A4Chú thích 1-Giá trị tối thiểu'' ORL của ODN tại điểm Oru và Ord và Olu và Old'' nên được nhiều hơn 20 dB trong trường hợp tùy chọn được mô tả trongI/G.983.1 phụ lục.Chú thích 2-Các giá trị trên truyền ONU phản xạ đối với trường hợp trong đó giá trị của'' tối thiểu ORL của ODN tại điểm Oru và Ord và Olu và Old'' là 20 dB làđược mô tả trong Phụ lục II/G.983.1.LƯU Ý 3-Giá trị tối đa A20-dB chiều rộng và tỷ lệ chế độ đàn áp bên tối thiểu được đề cập đến trong ITU-T Rec. G.957.

Chú ý 4-Trong khi chỉ có A6-dBm tình trạng quá tải là cần thiết để hỗ trợ các lớp C ODN, một A4-dBm giá trị tình trạng quá tải đã được chọn vào đây để đấu nối thu thống nhất trên tất cả cácLớp ODN.

Phụ lục I

Phụ lục IBảng A1.3Các thông số giao diện G.984.2-quang của 2488 Mbit / s hướng hạ lưu (Sao chép từ Bảng 2c/G.984.2, với sự cho phép loại từ ITU)Mặt hàngĐơn vịSợi đơnSợi képOLT phát (giao diện quang Old)Tốc độ bit danh nghĩaBước sóng hoạt độngDòng mãMặt nạ của sơ đồ mắt phátPhản xạ tối đa của thiết bị, đo tại phát sóngORL tối thiểu của ODN tại Olu và Old(Ghi chú 1 và 2)ODN lớpĐiện có nghĩa là phóng MINĐiện có nghĩa là phóng MAXRa mắt điện quang mà không cần đầu vào cho máy phátTỷ lệ tuyệt chủngKhoan dung với sức mạnh ánh sáng tới phátNếu MLM laser tối đa chiều rộng RMSNếu SLM laser tối đa A20-dB chiều rộng (Lưu ý 3)Nếu tỷ lệ chế độ đàn áp SLM bên laser tối thiểuMbit / snm--dBdB2,488.321,480-1,500Tranh giành NRZHình 2NAHơn 32ABC0þ5þ3 (Lưu ý 4)þ4þ9þ7 (Lưu ý 4)NAHơn 10Hơn A15NA1302,488.321,260-1,360Tranh giành NRZHình 2NA

Hơn 32AB0TH5þ4þ9NAHơn 10Hơn A15NA130CTH3 (Lưu ý 4)þ7 (Lưu ý 4)dBmdBmdBmdBdBnmnmdBTiếp tục305

306Bảng A1.3 Các thông số giao diện G.984.2-quang của 2488 Mbit / s hướng hạ lưu(Sao chép từ Bảng 2c/G.984.2, với sự cho phép loại từ ITU)-Tiếp theoMặt hàngĐơn vịSợi đơnSợi képThu ONU (giao diện quang Ord)Phản xạ tối đa của thiết bị, đo tại máy thu bước sóngTỷ lệ lỗi bitODN lớpĐộ nhạy tối thiểuTình trạng quá tải tối thiểuLiên tiếp chữ số giống hệt nhau miễn dịchKhoan dung jitterKhoan dung với sức mạnh quang học phản ánhdB-dBmdBmbit-dBÍt hơn A20Ít hơn 10A10

ABÀ21À21À1À1Hơn 72Hình 5Ít hơn 10Ít hơn A20Ít hơn 10A10

ABÀ21À21À1À1Hơn 72Hình 5Ít hơn 10CA28 (Lưu ý 4)A8 (Lưu ý 4)CA28 (Lưu ý 4)A8 (Lưu ý 4)Chú thích 1-Giá trị tối thiểu'' ORL của ODN tại điểm Oru và Ord và Olu và Old'' nên được nhiều hơn 20 dB trong trường hợp tùy chọn, được mô tả trongI/G.983.1 phụ lục.Chú thích 2-Giá trị về phát ONU phản xạ, đối với trường hợp mà giá trị của'' tối thiểu ORL của ODN tại điểm Oru và Ord và Olu và Old'' là 20 dB, đó làđược mô tả trong Phụ lục II/G.983.1.LƯU Ý 3-Giá trị tối đa A20-dB chiều rộng và tỷ lệ chế độ đàn áp bên tối thiểu được đề cập đến trong ITU-T Rec. G.957.

Chú ý 4-Những giá trị giả định việc sử dụng một tia laser năng lượng cao DFB cho máy phát OLT và của một máy thu APD dựa trên cho các ONU. Tham gia phát triển trong tương lai củaCông nghệ SOA vào tài khoản, thực hiện một thay thế trong tương lai có thể sử dụng laser DFB þSOA, hoặc một diode laser công suất cao hơn, cho máy phát OLT, cho phép một mã PINdựa nhận cho đấu nối. Các giá trị giả định sau đó sẽ là (có điều kiện quy định mắt an toàn và thực hành):Có nghĩa là phóng điện MAX OLT phát: þ12 dBmCó nghĩa là phóng điện MIN OLT phát: þ8 dBmĐộ nhạy tối thiểu ONU nhận: A23 dBmTình trạng quá tải tối thiểu ONU nhận: A3 dBm

Phụ lục I

Phụ lục IBảng A1.4Các thông số giao diện G.984.2-quang 1244 Mbit / s hướng thượng nguồn (Sao chép từ Bảng 2f-1/G.984.2, với sự cho phép loại từ ITU)Mặt hàngĐơn vịSợi đơnSợi képĐấu nối truyền (giao diện quang Oru)Tốc độ bit danh nghĩaBước sóng hoạt độngDòng mãMặt nạ của sơ đồ mắt phátPhản xạ tối đa của thiết bị, đo tại máy phát bước sóngORL tối thiểu của ODN tại Oru và Ord (Ghi chú 1 và 2)ODN lớpĐiện có nghĩa là phóng MINĐiện có nghĩa là phóng MAXRa mắt điện quang mà không cần đầu vào cho máy phátTx tối đa (Lưu ý 3) Cho phépTối đa Tx Vô hiệu hoá (Lưu ý 3)Tỷ lệ tuyệt chủngKhả năng chịu máy phát điện ánh sáng tớiMLM laser tối đa chiều rộng RMSSLM laser tối đa A20 chiều rộng dB (Lưu ý 4)Mbit / snm--dBdBdBmdBmdBmbitbitdBdBnmnm1,244.161,260-1,360Tranh giành NRZHình 3Ít hơn A6Hơn 32ABCA3 (Lưu ý 5)À2þ2TH2 (Lưu ý 5)þ3þ7Ít hơn độ nhạy phút A1016

16Hơn 10Hơn A15(Lưu ý 5)11,244.161,260-1,360Tranh giành NRZHình 3Ít hơn A6Hơn 32ABCA3 (Lưu ý 5)À2þ2TH2 (Lưu ý 5)þ3þ7Ít hơn độ nhạy phút A101616Hơn 10Hơn A15(Lưu ý 5)1Tiếp tục307

Bảng A1.4308 Các thông số giao diện G.984.2-quang 1244 Mbit / s hướng thượng nguồn(Sao chép từ Bảng 2f-1/G.984.2, với sự cho phép loại từ ITU)-Tiếp theoMặt hàngNếu tỷ lệ chế độ đàn áp SLM bên laser tối thiểuChuyển giao jitterThế hệ jitter từ 4,0 kHz đến 10,0 MHzĐơn vịdB-Giao diện người dùng p-p30Hình 40.33Sợi đơn30Hình 40.33Thu OLT (giao diện quang Olu)Phản xạ tối đa của thiết bị, đo tại máy thu bước sóngTỷ lệ lỗi bitODN LớpĐộ nhạy tối thiểuTình trạng quá tải tối thiểuLiên tiếp chữ số giống hệt nhau miễn dịchKhoan dung jitterKhoan dung với sức mạnh quang học phản ánhdB-dBmdBmBit-dBÍt hơn A20Ít hơn 10A10

MộtA24 (Lưu ý 6)A3 (Lưu ý 6)Hơn 72NAÍt hơn 10Ít hơn A20Ít hơn 10A10

MộtA24 (Lưu ý 6)A3 (Lưu ý 6)Hơn 72NAÍt hơn 10

Sợi képBA28A7CA29A8BA28A7CA29A8Chú thích 1-Giá trị của'' ORL tối thiểu của ODN tại điểm Oru và Ord và Olu và Old'' nên được nhiều hơn 20 dB trong trường hợp tùy chọn được mô tả trong Phụ lục I /G.983.1.Chú thích 2-Các giá trị của máy phát đấu nối phản xạ đối với trường hợp là giá trị của'' tối thiểu ORL của ODN tại điểm Oru và Ord và Olu và Old'' là 20 dB làđược mô tả trong Phụ lục II/G.983.1.Chú ý 3-Theo quy định tại 8.2.6.3.1.LƯU Ý 4-Giá trị tối đa A20-dB chiều rộng và tỷ lệ chế độ đàn áp bên tối thiểu được đề cập đến trong ITU-T Rec. G.957.Chú ý 5-Trong khi các loại tia laser MLM không được áp dụng để hỗ trợ khoảng cách sợi ODN đầy đủ các Bảng 2a, laser như vậy có thể được sử dụng nếu các sợi khoảng cách tối đa ODNgiữa R / S và S / R được giới hạn đến 10 km. Các loại tia laser MLM của Bảng 2e có thể được sử dụng để hỗ trợ khoảng cách sợi hạn chế này tại 1.244,16 Mbit / s. Những loại tia laserphải tuân theo các điều kiện như đã nêu trong thuyết 5 của Bảng 2e.Chú ý 6 Những giá trị giả định việc sử dụng một bộ tiếp nhận PIN có trụ sở tại các OLT cho Class A. Tùy thuộc vào số lượng ONUs kết nối với OLT, một sự thay thếthực hiện từ một quan điểm chi phí xem có thể dựa trên một máy thu APD-trụ sở tại OLT, cho phép nó sử dụng tia laser kinh tế hơn với thấp hơn sợi cùngphát ra điện tại ONUs. Trong trường hợp này, các giá trị cho loại A sẽ là:Có nghĩa là phóng điện MIN đấu nối truyền: A7 dBmCó nghĩa là phóng điện MAX đấu nối truyền: A2 dBmĐộ nhạy tối thiểu OLT nhận: A28 dBmTình trạng quá tải tối thiểu OLT nhận: A7 dBm

Phụ lục I

Phụ lục IBảng A1.5Các thông số giao diện G.984.2-quang 1244 Mbit / s hướng thượng nguồn sử dụng cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng tại ONU Transmitter (sao chép từ Bảng 2f-2/G.984.2, với sự cho phép loại từ ITU)Mặt hàngĐơn vịSợi đơnĐấu nối truyền (giao diện quang Oru)ODN LớpCó nghĩa là phóng điện MINCó nghĩa là phóng điện MAXODN lớpTối thiểu nhạy cảmTối thiểu tình trạng quá tảidBmdBmMộtA2 (Lưu ý 2)TH3 (Lưu ý 2)BA2TH3CTH2þ7MộtA2 (Lưu ý 2)TH3 (Lưu ý 2)BA2TH3CTH2þ7Sợi képThu OLT (giao diện quang Olu)dBmdBmMộtA23 (Lưu ý 2)A8 (Lưu ý 2)BA28A13CÀ29À

14MộtA23 (Lưu ý 2)A8 (Lưu ý 2)BA28A13CA29A14Chú thích 1-Bảng này chỉ cho thấy các thông số của Bảng 2f-1 mà thay đổi do việc áp dụng các cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng tại đấu nối máy phát,cụ thể là các cường quốc đưa ra của máy phát đấu nối và sự nhạy cảm và quá tải của người nhận OLT. Tất cả các thông số khác và thuyết minh này là giống với những người trongBảng 2f-1.Chú thích 2-Những giá trị giả định việc sử dụng một bộ tiếp nhận PIN có trụ sở tại các OLT cho Class A. Tùy thuộc vào số lượng ONUs kết nối với OLT, một sự thay thếthực hiện từ một quan điểm chi phí xem có thể dựa trên một máy thu APD-trụ sở tại OLT, cho phép nó sử dụng tia laser kinh tế hơn với thấp hơn sợi cùng phát rađiện tại ONUs. Trong trường hợp này, các giá trị cho loại A sẽ là:Có nghĩa là phóng điện MIN đấu nối truyền: A7 dBmCó nghĩa là phóng điện MAX đấu nối truyền: A2 dBmĐộ nhạy tối thiểu OLT nhận: A28 dBmTình trạng quá tải tối thiểu OLT nhận: A10 dBmTác động của năng lượng san lấp mặt bằng là ít hơn, do hạn chế về năng lượng tối thiểu để được phát ra để bảo đảm mắt-sơ đồ.

309

Trang này cố ý để trống

Phụ lục II

Các định dạng MPCPDU EPONPhần này liệt kê các đơn vị dữ liệu giao thức EPON đa MAC theo quy định tạiTiêu chuẩn IEEE 802.3ah, khoản 64.

A2.1 Cổng Khung66240/4Octet0/20/40/20/40/20/40/2213-394Địa chỉ đíchĐịa chỉ nguồn88-08)00-02)Op-code (0 Bit 0-2 3 4 5 67 (MSB) Lĩnh vực cờ Số tài trơ (0-4)Khám phá (0 bình thường, 1 khám phá) Báo cáo lực lương Grant 1 Báo cáo lực lương Grant 2 Báo cáo lực lương Grant 3 Báo cáo lực lương Grant 42 Thời lương / Loại (0Dấu thời gianCấp 1 thời gian bắt đầuCấp # 1 chiều dàiCấp 2 thời gian bắt đầuCấp 2 dàiCấp 3 thời gian bắt đầuCấp # 3 chiều dàiCấp # 4 thời gian bắt đầuCấp 4 chiều dàiĐồng bộ thời gian0 Padding / LtdFCS1 số tài trơ / cờKhi một chút cấp báo cáo lực lương là 0, không có hành động làyêu cầu. Khi nó là 1, một khung Báo cáo nênđươc cấp theo truyền tương ứngcơ hội chỉ trong Grant đó.Chỉ xuất hiện cho cổng phát hiện để chỉ rathời gian đồng bộ hóa của máy thu OLT.Hình A2.1 Định dạng khung cửa.311

312Phụ lục II

A2.2 Báo cáo Khung66241Octet0/20/20/20/20/20/20/20/20-394Địa chỉ đíchĐịa chỉ nguồn88-08)00-03)Op-code (0 Bit 0 1 2 3 4 5 67 (MSB)Lĩnh vực cờHàng đơi 0Đơi 1Đơi 2Đơi 3Hàng đơi 4Hàng đơi 5Hàng đơi 6Hàng đơi 72 Thời lương / Loại (0Dấu thời gian1 số bộ hàng đơiBáo cáo bitmapHàng đơi # 0 báo cáoHàng đơi # 1 báo cáoHàng đơi # 2 báo cáoHàng đơi # 3 báo cáoHàng đơi # 4 báo cáoHàng đơi # 5 báo cáoHàng đơi # 6 báo cáoHàng đơi # 7 báo cáo0 Padding / LtdFCSMột giá trị 0 hàng đơi cờ bit chỉ có báo cáolà món quà cho hàng đơi đó. Một giá trị 1 chỉ rabáo cáo hàng đơi tồn tại.Lặp đi lặp lạiThời gian như đươc chỉ ra bơiHình A2.2 Định dạng báo cáo khung.

A2.3 Đăng ký Yêu cầu Khung662411384Địa chỉ đíchĐịa chỉ nguồn88-08)00-04)35-255Xoá đăng kýLtdOp-code (0

CờTài trơ cấp phát0 Padding / LtdFCS"Trong khi chờ tài trơ" đại diện cho số lương tối đacác khoản tài trơ tương lai đấu nối đươc cấu hình để đệm.Giá trị 0 1 2Chỉ định Ltd Đăng ký Ltd Bình luận Bỏ qua tiếp nhậnCác đấu nối đươc yêu cầu một cách rõ ràng để đăng ký lại. Bỏ qua tiếp nhận Yêu cầu xoá đăng ký các ONU. Như một Kết quả, MAC là deallocated và LLID có thể đươc tái sử dụng. Bỏ qua tiếp nhận2 Thời lương / Loại (0OctetDấu thời gianHình A2.3 Đăng ký định dạng khung yêu cầu.

Phụ lục II313

A2.4 Đăng ký Khung662Octet4212344Địa chỉ đíchĐịa chỉ nguồn88-08)00-05)Op-code (0Giá trị 0 12345-255Chỉ định LtdĐăng ký lạiXoá đăng kýAckNackLtd Bình luận Bỏ qua tiếp nhậnCác đấu nối đươc yêu cầu một cách rõ ràng để đăng ký lại. Yêu cầu để giải phóng cổng và phóng LLIDViệc đăng ký yêu cầu thành công Nỗ lực đăng ký yêu cầu bị từ chối bơi các thực thể lớp cao hơn. Bỏ qua tiếp nhận2 Thời lương / Loại (0Dấu thời gianCổng giao (LLID)CờĐồng bộ thời gian0 Padding / LtdFCS1 lặp lại các khoản tài trơ đang chờ giải quyếtCảng giao đại diện cho LLID giao cho đấu nốiMAC đăng ký sau.Hình A2.4 Đăng ký định dạng khung hình.

A2.5 Đăng ký Xác Nhận Khung66Địa chỉ đíchĐịa chỉ nguồn88-08)00-06)Giá trị012-255Chỉ địnhNackAckLtd Bình luậnNỗ lực đăng ký yêu cầubị từ chối bơi các thực thể lớp cao hơn. Quá trình đăng ký là thừa nhận thành công. Bỏ qua tiếp nhận2 Thời lương / Loại (02Op-code (0Octet4122354Dấu thời gianCờCổng giao lặp lạiLặp lại đồng bộ thời gian0 Padding / Ltd

FCSHình A2.5 Đăng ký định dạng khung hình xác nhận.

A2.6 tham khảoIEEE 802.3 2005, khoản 64.

Trang này cố ý để trống

Chỉ số2P1 thiết bị. Xem Hai-Pons-trong-một thiết bịMộtCác nút truy cập (AN), 245Chuyển mạch âm-quang, 261Tất cả các-polymer AWG vật liệu ống dẫn sóng polymer, 103 TE / TM phân cực thay đổi và nhiệt độ phụ thuộc vào phổ truyền, 104Phát xạ tự phát được khuếch đại (ASE), 74, 284Biên độ ban nhạc phụ điều chế thoái hóa (AM-VSB), 3Analog CATV Lớp phủ tác động Suy thoái BER, 205 CNR suy thoái, 206-207Hệ thống phân phối truyền hình analog, 36Truyền tần số bằng giọng nói tương tự, 2Góc nối tiếp xúc cơ thể, 89, 112APDs. Xem Photodiodes trận tuyết lởỐng dẫn sóng dàn trận lưới bộ định tuyến (AWGR), 72-73, 283Ống dẫn sóng dàn trận ghê tai, nhiệt độ và sự phân cực vô cảm bồi thường di chuyển máy móc tấm cho 104 vật liệu polymer và overcladding, 103Mảng ống dẫn sóng lưới (AWG), 246 athermal, 99 nhiễu xuyên âm của, 93-94 theo chu kỳ, 94 chức năng kép, 96-99 vùng freepropagating hoặc tấm, 93 đầu vào và đầu ra cổng, 95-96 hoạt động thụ động, 88 mất tuyên truyền, 93 sơ đồ bố trí của 1ÂN, 93-94 sơ đồ bố trí của Nan, 94-95 như bước sóng router và demultiplexer, 93 Tuyên truyền tín hiệu WDM, 93-94DSL không đối xứng (ADSL), 3Chế độ chuyển không đồng bộ (ATM), 8ATC phương pháp. Xem Ngưỡng tự động phương pháp kiểm soátAthermal ống dẫn sóng dàn trận lưới dựa vào việc bồi thường tấm, 104-106 dựa trên hệ số nhiệt âm vật liệu, 103-104 dựa trên thanh nhiệt độ bồi thường, 106-107 tấm và nhiệt độ lưỡng kim căng thẳng phụ thuộc, 107-108 khoảng cách giữa các kênh, 99, 108 mất nhiễu xạ và silicone nhựa đầy hào, 101-103 thiệt hại và mức độ chèn nhiễu xuyên âm, 103-104 tổn thất chèn và rãnh tam giác, 99-100 bồi thường di chuyển máy móc tấm trong, 104 phân cực phụ thuộc vào bước sóng thay đổi giảm thiểu, 103 vật liệu polymer và ống dẫn sóng cấu trúc, 103-104 overcladding polymer của 103 sơ đồ, 100 hào nhựa chứa đầy silicon trong khu vực sàn,

102-103 nhiệt độ và sự phân cực vô cảm, 103-104 truyền phụ thuộc nhiệt độ quang phổ, 99, 104 TE / TM phân cực thay đổi, 104-105315

316Athermal AWG dựa vào việc bồi thường đia chèn mất mát, 106 quang phổ của 105Athermal AWG dựa trên nhiệt độ thanh bồi thường mức độ nhiễu xuyên âm và mất mát, 106 nhiệt độ phụ thuộc vào sự thay đổi bước sóng, 107Lớp thích ứng ATM (AAL), 40Mạng quang thụ động ATM (APON), 37 kiểm soát và quản lý, 40-41 dịch vụ, 40 Mô tả hệ thống, 37-40Mạng quang thụ động ATM (APON) / G-PON độ phân giải va chạm trong, 42 bảo vệ chuyển đổi, 54Điều khiển tự động (AGC) kỹ thuật, 218 tế bào AGC cấu hình preamplifier, 184-185 kiểm soát được xuyên trở kháng, 184Chuyển mạch bảo vệ tự động (APS), 247Phương pháp kiểm soát ngưỡng tự động, 183-184Photodiodes trận tuyết lở Cấu trúc TO-CAN của 165 V-đường cong của tôi, 164Sạt lở ảnh điốt (APD), 44BPhân bổ băng thông phân bổ băng thông năng động IPACT và các biến thể của nó, 228-231 tổng quan về, 221-222 yêu cầu của, 224-226 dịch vụ đích, 222-224 nguyên tắc cơ bản điều khiển giao thông, 226-228 khác nhau, EPON, giao thức, 220-221 G-PON, giao thức, 218-220 thủ tục, 216-218 Mục đích của, 215-216Chỉ sốNối SC uốn cong và trong nhà cài đặt, 110-111Uốn cong nhạy cảm duy nhất sợi quang chế độ đặc điểm mất uốn cong của 113 cho trong nhà lắp đặt cáp quang, 112Giám sát BER / Q-yếu tố, 289-290Hai chiều dòng chuyển mạch vòng (BLSR), 253Mất quang học hai chiều, 273Subassembly quang học hai chiều công nghệ lắp ráp số lượng lớn-quang quang học và điện nói chuyện qua đàn áp, 168 sơ đồ hệ thống quang học của 167 TO-CAN chế tạo, 168 mạch sóng ánh sáng phẳng nhúng lọc, 171 bên ngoài bộ lọc, 170-171Tỷ lệ lỗi bit (BER), 30, 59, 268BM Tx. Xem Bật chế độ máy phátBOSA. Xem Hai chiều quang subassemblyBPON thông số kỹ thuật thời gian bật chế độ cho, 158

cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng (PLM), 159 tỷ lệ phân chia ngân sách và năng lượng cho, 154-155 tiêu chuẩn, 155-156 các tiêu chuẩn, yêu cầu lớp vật lý của, 155-156Mạng truy cập băng thông rộng modem cáp, 3-6 đường dây thuê bao kỹ thuật số (DSL), 2-3 Ethernet, 8-11 hệ thống truy cập sợi, 7-8 lịch sử, 1Tín hiệu dữ liệu tương tác băng thông rộng, 243Nguồn quang băng thông rộng và đấu nối, 129-130Phát sóng thi đua, điểm-điểm hoạt động, 74Bật chế độ BER và phạt nhạy cảm, đo lường, 197, 199-201Giao thức burst-mode, 56

Chỉ sốBật chế độ thu Mạch AC-coupled, 185-186 Triển khai DC-coupled Kỹ thuật điều khiển tự động đạt được, 184-185 phương pháp kiểm soát ngưỡng tự động, 183-184 cấu hình thông tin phản hồi đầu vào / đầu ra xuyên bộ khuếch đại trở kháng, 181-182 vòng phản hồi, 182-183 thực hiện feed-forward DC-coupled pre-ampli, 181 đồng bộ hóa, 64Truyền burst-mode, 33Bật chế độ máy phát Mạch APC, 178-179 kiểm soát quyền lực tự động (APC) thuật toán, 176-177 Diode laser và laser diode IC điều khiển (LDD), 175-176 hiệu suất quang học và thời gian, 179-180Trên không vỡ (BOH), 218CModem cáp, 3-6Hệ thống chấm dứt modem cáp (CMTS), 5Chi phí đầu tư (CAPEX), 35Carrier Sense Multiple Access với Phát hiện va chạm (CSMA / CD), 9-10, 215-216Tỷ lệ vận chuyển-to-noise (CNR), 25, 35C-band tương tự tín hiệu CATV che phủ, 35-36Tập trung supercontinuum băng thông rộng nguồn ánh sáng, 130Văn phòng trung tâm (CO), 19-20, 243, 267, 275Phân tán sắc (CD), 23-24, 268, 293-294Bước sóng thô phân chia đa (CWDM), 75, 250Thô WDM coupler chèn mất mát, 98317 vượt qua ban nhạc, 97 tín hiệu tách biệt và, 97-98Phân chia mã đa truy nhập (CDMA), 215ONUs không màu dựa trên kỹ thuật quang phổ-cắt nguồn quang băng thông rộng, và 129 truyền tốc độ bit, có hiệu lực trên, 130 quang tiêm khóa và bước sóng hạt giống số tự tiêm khóa FP-LDS, 135-136 tự gieo SOA phản chiếu, 137Dịch vụ truyền hình ăng-ten cộng đồng (CATV), 1, 3, 5Điều chế chéo pha (XPM) chỉ số, 271CWDM coupler. Xem Thô WDM couplerKiểm tra dư thừa theo chu kỳ (CRC), 60DDữ liệu qua giao diện dịch vụ cáp đặc điểm kỹ thuật (DOCSIS), 5Laser DBR. Xem Phân phối Bragg laser phản xạDDTC. Xem Chẩn đoán kỹ thuật số thu phát điều khiển

Thâm hụt round-robin (DRR) lập kế hoạch, 231Độ phân cực (DOP), 295DFB laser. Xem Thông tin phản hồi phân bố laserChậm trễ nhóm khác biệt (DGD), 270, 294Chẩn đoán kỹ thuật số điều khiển thu phát, 188Đường dây thuê bao kỹ thuật số (DSL) dịch vụ, 2-3Tín hiệu âm thanh kỹ thuật số, 2Điều chế multitone rời rạc (DMT), 3Thu khoan dung phân tán, 71Phân phối laser phản xạ Bragg, 123-124Thông tin phản hồi phân bố (DFB) laser, 28, 123-124 L-đường cong của tôi, 164 TO-CÓ THỂ gói của 165

318Hai chức năng AWG Thiết bị 2P1, 97-99 CWDM, 97 tổn thất chèn và phổ truyền qua bước sóng router, 97 bộ lọc điện môi nhiều lớp, 97-98 minh họa sơ đồ, 96Phân bổ băng thông động (DBA) các ứng dụng của 6 thực hiện, 62 IPACT và các biến thể của nó, 228-231 cơ chế, 39 khả năng ghép kênh và nhúng Chức năng OAM cho, 47 tổng quan về, 221-222 yêu cầu của, 224-226 dịch vụ đích, 222-224 nguyên tắc cơ bản điều khiển giao thông, 226-228Báo cáo băng thông năng động thượng nguồn (DBRu), 50ESóng điện từ, sự suy giảm của 3Dịch vụ Ethernet end-to-end tin trực tuyến, 10EPON cơ chế mã hóa và bảo vệ cho, 67-68 Đấu nối, Autodiscovery của 64 Lớp PMD, 56 điểm-điểm thi đua trong 65EPON MPCPDU Xem Kiểm soát EPON đa MAC đơn vị dữ liệu giao thứcGiao thức điều khiển đa điểm EPON MAC đơn vị dữ liệu khung cửa, 311 đăng ký khung thừa nhận, 313 báo cáo khung và đăng ký yêu cầu khung, 312Tiêu chuẩn EPON, lớp vật lý yêu cầu của, 156-157EPON thu phát thông số kỹ thuật thời gian bật chế độ cho, 158Chỉ số đa MAC dữ liệu giao thức điều khiển đơn vị khung cửa, 311 đăng ký khung thừa nhận, 313 khung báo cáo và đăng ký yêu cầu khung hình, 312 Các thông số của PMD, 159-160 tỷ lệ phân chia ngân sách và sức mạnh, 154-155 các tiêu chuẩn, yêu cầu lớp vật lý của, 156-157 đánh giá hệ thống liên tục chế độ và P2MP burst- chế độ BER, 202-203 hình phạt phân tán, 205 F-P Laser điốt, 204Erbium-pha tạp chất xơ khuếch đại (EDFA), 24, 70Ethernet để kết nối các thiết bị IP, 8-11 khung của, 59-60 Giao diện MAC, 65 OAM lớp con, 68-69Ethernet trong First Mile (EFM), 8FFabry-Perot (FP) điốt laser, 11, 26,

123-124, 284FA kết nối ổ cắm và phích cắm. Xem Lĩnh vực lắp ráp nối cắm và ổ cắmFair Queuing, 226Cài đặt FFTH. Xem Chất xơ-to-the-home cài đặtKiến trúc sợi mạng truy cập sâu, 14Sợi-in-the-loop (FITL) hệ thống, 7Vấn đề của mạng cáp quang, giám sát, 280-281Lắp đặt cáp quang, 277Hệ thống thông tin cáp quang, 22, 26Đặc điểm chính của chất xơ, 269Chất xơ-to-the-lề đường (FTTC), 3, 20Cáp quang tới các nhà hệ thống (FTTH), 7, 15, 20, 223, 285Cáp quang tới các nhà cài đặt, 113Cáp quang tới các tiền đề (FTTP), 8

Chỉ sốChất xơ-to-the-x hệ thống (FTTx), 7, 14-15, 19, 23Lắp ráp nối lĩnh vực cắm và ổ cắm thành phần của, 109 thử nghiệm mất kết nối và mất mát trở lại, 110Phân bổ băng thông cố định (FBA), 221Sửa lỗi (FEC), 53Bốn sóng trộn (FWM), 271FP-LD. Xem Fabry-Perot diode laserKhung và thiết bị kiểm tra chọn (FTES), 291Trình tự kiểm tra khung (FCS), 60Phạm vi quang phổ miễn phí AWGs của athermal, 132 tài sản theo chu kỳ của AWG, 94Phạm vi quang phổ miễn phí (FSR), 73Tần số bộ phận ghép (FDM) tần số, 3Phản xạ Fresnel, 269FSR. Xem Phạm vi quang phổ miễn phíTruy cập đầy đủ dịch vụ mạng (FSAN), 7, 37GĐồng bộ khung GEM, 53Thủ tục khung chung (GFP), 8, 45Gigabit có khả năng PON (G-PON), 8Giao diện phương tiện truyền thông độc lập gigabit (GMII), 55GI-POF. Xem Phân loại chỉ số polymer sợi quangG-PON và EPON, so sánh giữa, 69-70G-PON Kiến trúc, 44Chế độ đóng gói G-PON (GEM), 8G-PON thu phát thông số kỹ thuật thời gian bật chế độ cho, 158-159 Các thông số của PMD, 159 của ODN, 302 các thông số giao diện quang cho hướng hạ lưu, 303-306 các thông số giao diện quang cho hướng thượng nguồn, 307-309 cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng (PLM), 159, 199319 tỷ lệ phân chia ngân sách và năng lượng cho, 154-155 các tiêu chuẩn, yêu cầu lớp vật lý của, 157 đánh giá hệ thống bật chiều dài và bảo vệ thời gian, 197, 199 bật chế độ hình phạt, 197, 199-200 thông số hoạt động cho thượng nguồn liên kết, 201-202G-PON hội tụ truyền dẫn (GTC) lớp GEM đóng gói, 52-53 GTC khung hạ lưu, 47 GTC khung, 47 GTC khung thượng nguồn, 48Cáp quang chỉ số phân loại polymer uốn mất và chỉ số khúc xạ của, 119-120 và mạng gia đình, 119HKiểm soát lỗi tiêu đề (HEC), 53Lai sợi cáp đồng trục (HFC) mạng, 3, 273Lai WDM / TDM-PON kiến trúc, 76-80Tôi

Chất xơ trong nhà uốn cong nhạy cảm quang chế độ đơn chất xơ, 112-114 dây curl quang học, 114-119Dịch vụ tích hợp mạng kỹ thuật số (ISDN) hệ thống, 2Khoảng cách interframe (IFG), 59Bỏ phiếu xen kẽ với chu kỳ thời gian thích ứng (IPACT), 228, 231Internet Engineering Task lực (IETF), 10Giao thức Internet (IP), gói, 223Intersymbol can thiệp, 28ITU-T yêu cầu đặc điểm kỹ thuật G.984.2, 201-202LHệ thống truyền dẫn quang tuyến tính, 4Trực tiếp phát hiện sợi (LFD), 276

320Hợp lý định danh liên kết (LLID), 56Thành phần quang học thấp mất mát, 30MCơ sở thông tin quản lý (MIB), 42Cửa sổ truyền tải tối đa (MTW), 228Phân bố xác suất Maxwell, 294Phương tiện truyền thông độc lập giao diện (MII), 55Kiểm soát truy cập trung bình (MAC), 5, 31Diễn đàn Metro Ethernet (MEF), 10MFD không phù hợp. Xem Đường kính lĩnh vực chế độ không phù hợpLĩnh vực chế độ đường kính không phù hợp, 116-117Bộ lọc điện môi nhiều lớp, 97-98Đa chiều dọc-mode (MLM) laser, 44Sợi đa (MMF), 22Nhiều nhà khai thác dịch vụ (MSO), 5Đa điểm kiểm soát dữ liệu giao thức (MPCPDU), 62-63Đơn vị dữ liệu giao thức điều khiển đa điểm (MPCPDU), 60Giao thức điều khiển đa điểm (MPCP), 55 tuổi, 60-65Đa-đa (MP2MP) dòng xe buýt đồng trục, 9NGần kết thúc nói chuyện qua (NEXT), 26Hệ thống quản lý mạng (NMS), 244Hiệu suất mạng, giám sát, 278-279Tiếng ồn cách chuyển có hiệu lực, 5Lưỡng chiết phi tuyến, 288Truyền hình quốc gia Bắc Mỹ Ủy ban hệ thống (NTSC) tiêu chuẩn, 3OODN. Xem Phân phối quang mạngDẦU-VCSELs. Xem Quang học tiêm khóa dọc khoang tia laser bề mặt phátOLT. Xem Thiết bị đầu cuối đường quangChỉ sốChế độ OLT nổ thu, 44Thu OLT, 163Một sợi đơn bước sóng song công, 26-27Quản lý ONT và kênh điều khiển (OMCC), 42Quản lý và kiểm soát giao diện ONT (OMCI), 42ONU-nhúng OTDR lại tán xạ, 195 vụ nổ dữ liệu, 193Đấu nối thu phát thành phần của, 172 chức năng nhúng OTDR bước đáp ứng tiêu cực (NSR) phương pháp tiếp cận, 193-195 coupler quang và diode laser, 195-196 chức năng giám sát của sợi, 192-193 Chế độ PLM, 200-201 mô-đun triplexer thu phát cho, 172-173Đấu nối máy phát, 163Mở hệ thống kết nối (OSI), 54Hoạt động, quản lý, và quản lý (OAM) lớp con, 10Quang tiện ích đa thả (OADM), 245

Dây curl quang uốn mất mát và uốn bán kính, 115-116 Lắp đặt FTTH, 114 thiết bị đầu cuối máy tính xách tay và ổ cắm quang học, kết nối giữa, 115 MFD không phù hợp, 116-117Mạng lưới phân phối quang, 159Mạng lưới phân phối quang (ODN), 38Liên kết sợi quang học, 276Sợi quang chỉ số khúc xạ của 270 sợi đa (MMF), 22 sợi đơn chế độ tiêu chuẩn (SMF), 22Thiết bị đầu cuối đường quang học, 152Thiết bị đầu cuối đường quang (OLT), 6-7, 20, 215, 243, 268, 275Mất quang kiểm tra thiết lập (OLTS), 275

Chỉ sốQuang tiêm khóa dọc khoang tia laser bề mặt phát ra, 125-128Mạng quang học kỹ thuật giám sát cơ bản cho, 279-280 quản lý lỗi của 245Chấm dứt mạng quang (ONT), 268Đơn vị mạng quang (ONU), 20, 88, 215, 243, 268 không màu ONUs, 129-137 ONUs nguồn miễn phí, 137-141 bước sóng cụ thể ONUs, 123-129Giám sát hiệu suất quang học (OPM), 279Quang học theo dõi mức năng lượng, 247Splitter quang điện, 87 tổn thất chèn trong 99 PLC dựa trên 91-93Ức chế xung quang (OPS), 276Mất mát trở lại quang (ORL), 268, 272Tín hiệu quang học chậm trễ, 34 xung, 23Tín hiệu-to-noise ratio quang (OSNR), 279, 286Băng thông quang phổ, 74Phân tích phổ quang học (OSA), 276, 284Sao quang coupler, 36Chuyển đổi quang học (OSW), 250Miền thời gian quang phản xạ (OTDR), 268, 274, 276Hiện quang hệ thống tên miền reflectometry thành phần của 192 phát hiện lỗi sợi, 193Quang điện (OE) chuyển đổi, 35Truyền dẫn quang lớp 38 hệ thống phân tán màu, 23-24 mất sợi, 25-26 sợi quang học, 21-23Phát quang và nhận các thiết bị photodiodes trận tuyết lở, 164 Thiết bị phát quang, 163 TO kỹ thuật đóng gói, 164-165 WDM coupler, 165321Mạng lưới giao thông quang (OTN), 53Bước sóng quang học reflectometry miền (OWDR), 285Hệ thống OTDR. Xem Miền thời gian quang hệ thống reflectometryPMạng quang thụ động (PON), 87 ảnh hưởng của mất cáp quang, 25-26 đặc điểm và giám sát thách thức đối với, 271-272 thành phần của 152 ứng dụng thương mại của 14 như truy cập cáp quang mạng, 19 lịch sử, 1 thử nghiệm mạng để được hướng dẫn chẩn đoán trong, 277-278 cấu trúc liên kết mạng cho 245 chẩn đoán quang học, hiệu suất giám sát, và đặc tính của, 267 chấm dứt đường quang (OLT) giao diện trong, 215 kiến trúc bảo vệ, 243 phân phối tín hiệu cho, 11

tỷ lệ chia tách, 25, 30 phân chia bước sóng ghép, 120Chỉ số payload length (PLI), 52Loại tải trọng chỉ số (PTI), 53Dòng giai đoạn thay thế (PAL) tiêu chuẩn, 3Mã hóa vật lý lớp con (PCS), 59Khối điều khiển vật lý (PCBd), 47Lớp vật lý OAM (PLOAM) chức năng, 45Hoạt động lớp vật lý, hành chính, và quản lý đầu nguồn (PLOAMu), 50Lớp vật lý trên thượng nguồn (PLOu), 48Lớp vật lý (PHY), 55Thông số kỹ thuật lớp vật lý Tiêu chuẩn BPON, 155-156 lưu lượng dữ liệu, 155 G-PON và tiêu chuẩn EPON, 156-157

322Phụ thuộc (PMD) lớp phương tiện vật lý, 8, 155Dịch vụ điện thoại đồng bằng cũ (POTS), 2, 31Mạch sóng ánh sáng phẳng nhúng lọc, lọc WDM công nghệ, 171 bên ngoài bộ lọc, 169 liên kết thụ động, 171 WDM mạch và truyền LD, 170 công nghệ, 87PLC dựa trên bộ chia quang điện mất kết nối và chia mất mát, 93 chèn mất mát, 92 triển khai mạng, 91 Chip và mảng sợi liên kết PLC, 91PLM. Xem Cơ chế quyền lực san lấp mặt bằngP2MP điện tách PON (PS-PON), 7Thi đua điểm-điểm (P2PE), 64Tỷ lệ tuyệt chủng phân cực, 287Chế độ phân cực phân tán (PMD), 270, 292, 294PON. Xem Mạng quang thụ độngYêu cầu PON bật chế độ thời gian cho BPON, G-PON, và EPON, 158-159 chip burst-mode và 163 Đấu nối chuyển đổi máy phát, 156-157PON thu phát theo dõi nhiệt độ tuyệt đối điện áp cảm ứng và nhiệt độ, 188-189 tín hiệu ổn định, 190 subassembly quang học hai chiều công nghệ lắp ráp số lượng lớn-quang, 167-169 mạch phẳng LightWave, 169-172 truyền burst-mode cho BPON, G-PON, và EPON, 158-159 dữ liệu burst-mode, 174-175 bật chế độ thu, 181-186 bật chế độ máy phát, 175-181 điện trôi, 157 gói dữ liệu nổ và phá chế độ, 174-175 CATV che phủ, tác động củaChỉ số Suy thoái BER, 205 CNR suy thoái, 206-207 thành phần của 152 khối xây dựng chức năng của 162 Bên OLT của, 162-163 Bên đấu nối của 162 các thỏa thuận đa nguồn mô-đun, 172 ngân sách liên kết quang học, 155 thông số kỹ thuật lớp vật lý, 154-156 điện-giám sát, 190 chia tỷ lệ và ngân sách năng lượng cho 154 đánh giá hệ thống bật chế độ hình phạt, 197 thiết lập thử nghiệm bật chế độ cho, 197-198 vụ nổ dữ liệu, 197 loại BPON, GPON và EPON, 154 diplexer và triplexer, 161-162 giao thông phía thượng lưu và hạ lưu, 152PON đánh giá hệ thống thu phát vụ nổ dữ liệu, 197Cơ chế quyền lực san lấp mặt bằng, 159, 199Trình tự quyền lực san lấp mặt bằng thượng nguồn (PLSu), 50

Điện tách mạng quang thụ động, 87-88Các quốc gia chủ yếu của sự phân cực (PSP), 294Đơn vị dữ liệu giao thức (PDU), 60QĐiều chế biên độ vuông góc (QAM), 5Giai đoạn vuông góc chuyển keying (QPSK), 6Chất lượng dịch vụ (QoS), 35, 40, 223, 225, 267, 275RTần số vô tuyến (RF) miền, 4Khuếch đại Raman, 70Tán xạ Rayleigh, 25, 269Thu-điện-giám sát, 190Bộ khuếch đại bán dẫn quang học phản chiếu (RSOA), 11, 79, 137Các công ty hoạt động trong khu vực Chuông (RBOC), 14

Chỉ sốNút từ xa (RN), 243Thiết bị đầu cuối từ xa (RT), 15, 19-20Yêu cầu đề xuất (RFP), 8, 70Vòng topo, 253Chậm trễ chuyến đi vòng quanh (RTD), 215Thời gian chuyến đi vòng quanh (RTT), 34SVòng tự phục hồi (SHR), 253, 261Điều chế tự pha (SPM), 271Bộ khuếch đại bán dẫn quang học (SOA), 70Hiệp định dịch vụ Cấp (SLA), 10Giao diện mạng lưới dịch vụ (SNI), 32, 43Set-top box (STB), 35Giám sát chất lượng tín hiệu, 296Sợi quang silica, 25Đơn bản sao phát sóng (SCB), 67Nguồn miễn phí ONUs biên độ chuyển dịch keying, 139 hạ lưu nguồn laser DFB, quang quang phổ của 140 mã hóa tín hiệu hạ lưu, 139-140 mất chuyến đi vòng quanh, 140 chương trình tái sử dụng bước sóng, 138-139Spanning Tree Protocol (STP), 10Thưa thớt tín hiệu, 274-275Chiến lược phân chia trong một TDM-PON, 29SRR. Xem Tín hiệu ngược dòng để Rayleigh tỷ lệ tán xạ ngượcBắt đầu khung phân cách (SFD), 60Bắt đầu dấu phân cách LLID (SLD), 66Siêu PON, 70TMạng viễn thông các ứng dụng của, 11-12 Lưu lượng dữ liệu IP trong, 9 chính sách và các quy định cho, 13-14 nỗ lực tiêu chuẩn cho, 14 cấu trúc của 19Truyền phụ thuộc nhiệt độ quang phổ, 99-100Đơn vị chấm dứt (NT), 268Mô-đun thiết bị kiểm tra (TEM), 291323TDD, 27Thời gian truy cập phân chia nhiều (TDMA), 215, 272Thời gian phân chia PON (TDMPON), 20Thời gian phân chia (TDM), 5, 84Thời gian phục hồi giao thông, 247-248Giám sát chẩn đoán kỹ thuật số thu phát nhiệt độ tuyệt đối, 188-189 điện quang học, 190 thiên vị phát hiện, 190-191 máy phát điện, 191Giám sát hiện nay thiên vị phát, 190-191Giám sát công suất máy phát, 191Cây cấu trúc liên kết, 248-252Hai-Pons-trong-một thiết bị, 97-99UNhiều hướng vòng con đường chuyển mạch (UPSR), 253Tín hiệu ngược dòng để Rayleigh tỷ lệ tán xạ ngược tín hiệu hạ lưu cho, 128 và các hiệu ứng tán xạ ngược Rayleigh, 127Giao diện người sử dụng mạng (UNI), 10, 32,

43, 223VTia laser bề mặt phát ra dọc khoang (VCSEL), 89-90 Đo BER của, 127-128 và hoạt động không màu, 128-129 băng thông điều chế, 126 khóa tiêm quang học, 125-126DSL tốc độ dữ liệu rất cao (VDSL), 3Thoái hóa-biên (VSB) tín hiệu, 293(VOD) dịch vụ video theo yêu cầu, 1Các dịch vụ video trực tuyến, 9Ảo nhận dạng kênh (VCI), 40Mạch ảo (VC), 40Ảo nhận dạng đường dẫn (VPI), 40Định vị hình ảnh lỗi (VFL), 276Bằng giọng nói qua IP (VoIP), 223, 225

324WỐng dẫn sóng quá trình hình thành phân cực phụ thuộc vào bước sóng thay đổi giảm thiểu, 103 overcladding polymer, 103Tag bước sóng được mã hóa (WCT), 285Phương pháp phân chia bước sóng song, 27-28Phân chia bước sóng đa truy nhập (WDMA), 215Phân chia bước sóng thụ động ghép mạng quang học, 120 AWG như đa, 93-94 hạ lưu / băng thông ngược dòng, 88 DẦU-VCSELs, thực hiện, 126 quang tiêm-khóa của FP-LDS tập trung nguồn quang băng thông rộng, 131-133 RSOAs bước sóng hạt giống số triển khai, 134-135 tự tiêm khóa tia laser Fabry-Perot điều chế diode, 136-137Phân chia bước sóng thụ động ghép mạng quang (WDM-PON) những thuận lợi và thách thức của 72 vòng topo, 260-261 cấu trúc liên kết cây, 253-260Bước sóng tín hiệu ghép kênh phân chia, 93, 97Chỉ sốBước sóng ghép kênh phân chia (WDM), 11, 19-20Bước sóng bộ định tuyến lưới (WGR), 73Đề án tái sử dụng bước sóng mã hóa tín hiệu hạ lưu, 139-140 và sợi đa kênh Bragg lưới, 141Bước sóng cụ thể ONUs DFB và DBR laser cơ chế phản hồi, 124 Etalons FP và bộ lọc Bragg, 124 tốc độ cao điều chế trực tiếp, 123 VCSELs Đo BER của, 127-128 và hoạt động không màu, 128-129 băng thông điều chế, 126 khóa tiêm quang học, 125-126WDM. Xem Phân chia bước sóng ghépWDM coupler, 15 phổ bước sóng truyền, 166 tín hiệu thượng nguồn và hạ nguồn tách, 165-166WDM-PON Ethernet (WE-PON), 79WDM-on-WDM kiến trúc, 75Tuyên truyền tín hiệu WDM, 93-94Truyền WDM, 25