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WDM PON 中两种上行方式的分析 朱婷婷，寿国础，胡怡红 北京邮电大学通信测试研究中心，北京 (100876) E-mail：vivid_512@163.com 摘 要：双向WDM PON 和波长共享WDM PON 是WDM PON 上行接入系统的两种主流方 式。本文在介绍这两种系统结构的基础上，通过对系统排队模型的分析，比较了它们的工作 效率，并讨论和对比了两种系统的传输时延。 关键词：双向WDM PON ，波长共享WDM PON ，效率，时延 中图分类号：TN929.11 1．引言 近年来接入网技术发展迅速，在各种接入网方案中，WDM-PON 因为其高带宽，易扩容， 安全性高等优点受到了广泛重视，已成为未来宽带接入网的主要发展方向。 从体系结构上，WDM PON可以分为三类：一类是复合型PON ，它在下行传输中使用波 分复用技术，上行采用功率复合时分复用的方式，即采用TDMA技术共享信道。由于上行使 用一个波长信道，不能充分发挥WDM系统大容量的优势，因此复合型PON只是PSPON 向 WDM PON升级的一个过渡方式。第二类是双向WDM PON,它为每个ONU分配一对波长，分 别用于上行和下行传输，这样就提供了OLT到各ONL之间固定的虚拟点对点双向连接。第三 类是波长共享WDM PON ，它的特点是在上行传输时，根据需要为ONU动态分配波长，各 ONU能够共享上行波长。 本文运用数学工具，定量地分析和比较了双向WDM PON和波长共享WDM PON两种类 型上行传输方式的效率和时延，并总结了它们各自适用的范围。 2. 系统结构 双向WDM PON 的系统结构如图1所示。光环回WDM PON ，频谱分割WDM PON和混合 WDM PON都属于这一类。该系统主要是在网络规划阶段为每个ONU分配一对固定的波长， 分别用于上行和下行传输。下行方向，每个ONU都只能接受待定波长的信号，所以OLT 中一 个多波长光源发射下行信号，由路由器解复用不同波长到各自的ONU 。在上行方向，每个 ONU使用不同的波长和独立的信道，因而不需要定时和网络同步，各ONU可以随机接入， 上行信号由路由器复用，传到OLT接收端，经WDM解复用器分路，被接收机阵列接收[1] 。 双向WDM PON系统简单，时延小。但由于受到使用的波长数和阵列波导光栅端口数目 的限制，系统中ONU数也受到了限制。另外为每个ONU 固定分配一个波长信道，这种方案 存在两个缺点：一是在接入网中，用户数多于波长数，固定波长分配限制了用户数。在双同 WDM PON 中，一个ONU 对应一个波长。因此需要采用DWDM ，导致系统成本较高。另一 个缺点是ONU可能会空闲，因此固定波长分配带宽利用率低。 - 1 - λ 1 λ,λ λ λn+1 1 2 m λ ,λ λ λ2 m+1 m+2 2m λ 2m 图1 双向WDM PON 的系统结构 波长共享WDM PON系统结构与双向WDM PON基本相同，不同的是各ONU没有分配固 定的波长。上行传送数据时，ONU首先使用控制信道发送传输请求到OLT, OLT调度传输请 求，为ONU分配波长和时隙，并在下