引用本文:
李立,李宏杰,赵建周. 高速自适应无源光网络的功率优化[J]. 光通信技术,2020,44(5):23-27.
李 立,李宏杰,赵建周
(安阳工学院 电子信息与电气工程学院,河南 安阳 455000)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了在非线性约束条件下达到最大传输距离所需的最佳发射功率,软件定义光纤接入网是发展的必然趋势。就线速为STM-16和STM-64在不同波数(4λ、8λ和16λ)条件下的商用波分复用无源光网络(WDM-PON),分别对最大传输距离和最佳传输功率进行了建模分析。该网络模型由标准单模光纤SSMF-28、采用1∶64的无源光分路器的远端(RN)、光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)组成。为了提高网络利用率和接收端接收效率,分析了不同波长数和传输距离对高速WDM-PON系统的性能影响;以节约功耗为目的,在发射功率方面,优化了每一个多波段PON的功率配置。
关键词:下一代光接入网;波分复用无源光网络;功率优化
中图分类号:TN929.11;TN914 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2020)05-0023-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.05.006
0 引言
近年来,由光接入网和无源光网络(PON)构成的宽带连接骨干网被认为是最有前途的光网络解决方案,这是因为其为个人、企业用户提供了高性价比的宽带服务[1,2]。
随着100 Gb/s和未来超100 Gb/s光传输技术时代的到来,仅仅通过采用更高阶调制码型来进一步提升频谱利用率已经不具备长距离、大容量应用的意义[3,4]。因此,2011年,在雅虎、Google和德国电信等公司倡议下成立了网络基金会ONF),主要关注软件定义网络(SDN)及OpenFlow技术的标准化和商业化[5]。SDN最初由美国斯坦福大学的研究组提出,并于2007年率先提出并开发了OpenFlow协议,通过开放的流表支持用户对网络功能行为进行控制。软件定义光纤接入网是SDN概念在光网络上的扩展,以实现光网络统一、灵活和集成的控制需求,实现了由控制功能与光传输功能的紧耦合到控制功能与运营能力的紧耦合,由以连接过程为核心的闭合控制到以组网过程为核心的开放型控制的转变[6,7]。软件定义光纤接入网包含灵活收发器技术、灵活交换技术和软件可编程控制技术这三大关键技术。而灵活收发器技术主要基于相干接收和发射端数字信号处理(DSP)技术,通过优化符号速率、调制格式和载波数量3个参数来满足传输速率和传输距离要求,同时尽可能占用更少的频谱带
宽[8-10]。
本文建立树形拓扑结构的波分复用无源光网络(WDM-PON),在无任何光或电补偿条件下对比分析4λ、8λ和16λ波长的STM-16和STM-64的发射功率,讨论不同传输距离和速率条件下的自适应网络接入问题[11]。
5 结束语
本文在不同模式,不同波数等条件下,通过对Q因子和光谱图的分析,高速自适应PON在STM-16和STM-64的最佳功率水平(波长范围为4λ~16λ)下,可以满足NG-PON2标准下1∶64的用户实现40 km的无差错传输。在最大发射功率下,传输过程中非线性带来的影响随着数据速率和波长数量的增加而进一步增加。对于高速自适应PON,在40 km的传输距离内实现了功率优化。在STM-16线速下,对于4λ、8λ和16λ的最佳发射功率分别为-14 dBm、-14 dBm和-13 dBm;而在STM-64线速下,4λ、8λ和16λ的最佳发射功率均为-12 dBm。针对目前及今后一段时间内多波长和多标准PON并行存在的特点,本文分析了在非线性约束的条件下,达到最大传输距离时所需的功率。同时,以节约功耗为目的,在发射功率方面,对每个多波段PON优化配置,使其能够在不同标准的多个波长同时共享同一个ODN,使软件自定义光纤接入网成为可能。