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       下面主要介紹無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)設(shè)計中的多址接入技術(shù)和雙向傳輸技術(shù)。

1.多址接入技術(shù)

       在PON中，OLT至ONU的下行信號的傳輸過程較為簡單，通常OLT采用時分復(fù)用(TDM)方式將送往各個ONU的信號復(fù)用后送往饋線光纖，由光分路器以廣播形式送出，各個ONU收到信號后分別取出屬于自己的信息。但是各個ONU至OLT的上行信號的傳輸過程較為復(fù)雜，需要采用多址技術(shù)來解決上行信道的競爭問題。下面著重討論各種多址接入技術(shù)。

(1)時分多址(TDMA)

       時分多址接入的工作原理是將上行傳輸時間分為若干時隙.在每一個時隙內(nèi)只允許一個ONU以分組形式向OLT發(fā)送分組信息，各個ONU要嚴(yán)格按照OLT規(guī)定的順序依次向上游發(fā)送，如圖14所示。由于各個ONU與OLT之間的距離各不相同，因此在上行傳輸時，必須解決以下兩個關(guān)鍵技術(shù)問題。 

圖14  TDMA工作原理示意圖

①相位問題

       由圖11.14可知，為了防止各個ONU向OLT發(fā)送的信號在光分路器(POS)處出現(xiàn)碰撞，OLT必須在測定它與ONU距離(即測距)的基礎(chǔ)上對ONU進(jìn)行嚴(yán)格的發(fā)送定時。各個ONU的定時信號是從OLT發(fā)送的下行信號中提取出來的，因此在頻率上可以實現(xiàn)同步。但是由于傳輸距離的不同，造成各個ONU的上行信號到達(dá)OLT時相位并不完全一致，因此在OLT端必須具備快速比特同步電路，即在到達(dá)的每一個分組信號的開始幾個比特信號時間內(nèi)就要迅速建立同步。

②幅度問題

       由于各個ONU與OLT之間的距離各不相同，它們各自的分組信號到達(dá)OLT時不僅相位不一致，幅度也存在著不同程度的差異，因此在OLT端不能釆用判決門限固定的常規(guī)光接收機(jī)，只能采用突發(fā)模式的光接收機(jī)，即根據(jù)到達(dá)的每一個分組信號的開始幾個比特信號的幅度大小迅速建立合理的判決門限，以正確還原岀該分組信號。

TDMA方式所用器件簡單、技術(shù)相對成熟，但在實際組網(wǎng)時，必須具備完善的測距手段、快速比特同步能力以及突發(fā)模式的光接收技術(shù)才能真正實用化，這也使得其電路實現(xiàn)部分相當(dāng)復(fù)雜。另外，這種方式還存在著上行速率低、升級困難等缺點(diǎn)。

(2)波分多址(WDMA)

       波分多址接入的工作原理是采用波分復(fù)用技術(shù),將各個ONU的上行傳輸信號分別調(diào)制為不同波長的光信號，送至OBD后耦合到饋線光纖，到達(dá)OLT端后利用WDM器件取出屬于各個ONU的光信號,再經(jīng)過工作于相應(yīng)波長的光探測器(PD)轉(zhuǎn)換為電信號，如圖15所示。

圖15  WDMA工作原理示意圖

       WDMA充分利用了光纖的低損耗波長窗口，每個上行通道完全透明，能夠以不同方式支持不同業(yè)務(wù)的傳輸，而且擴(kuò)容和升級方便。它的主要缺點(diǎn)是對光源的波長穩(wěn)定度要求較高，上行通道數(shù)有限，各ONU只能共享光纖線路而不能共享OLT光設(shè)備，成本較高等。

(3)副載波多址(SCMA)

       副載波多址接入的工作原理是在電域內(nèi)將各個()NU的上行信號調(diào)制到不同頻率的射頻波/微波(副載波)上，再用已調(diào)副載波去分別調(diào)制各ONU的激光器(波長相同)，已調(diào)光信號經(jīng)OBD合路后經(jīng)光纖傳輸?shù)絆LT。在OLT端首先經(jīng)PD轉(zhuǎn)換為電信號，然后通過不同的濾波器和鑒相器還原出各ONU的上行信號，如圖16所示。

圖16   SCMA工作原理示意圖

       SCMA主要利用成熟的射頻/微波技術(shù)，具有器件簡單、信道獨(dú)立、易于升級和經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，但是當(dāng)OLT接收到的相鄰信道的信號功率由于傳輸距離因素而相差很大時，容易引起嚴(yán)重的相鄰信道干擾，影響系統(tǒng)性能。

(4)碼分多址(CDMA)

        碼分多址接入的工作原理是給每一個ONU分配一個多址碼，各個ONU首先將自己的上行信號與多址碼進(jìn)行模二加，然后去調(diào)制具有相同波長的激光器，經(jīng)OBD合路后傳輸?shù)絆LT。在OLT端經(jīng)過PD、放大器和模二加等電路后還原出各ONU的上行信號，如圖17所示。

圖17   CDMA工作原理示意圖