ofdm_pon技术及其应用

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1、光ＯＦＤＭ技术专题ＯＦＤＭ－ＰＯＮ技术及其应用伍仕宝１，汤磊１，陈明华２（１．上海大学特种光纤与光接入网重点实验室，上海２０００７２；２．清华大学电子工程系，北京１０００８４）摘要：ＯＦＤＭ－ＰＯＮ（正交频分复用无源光网络）是目前光接入网研究热点之一。文章简述了ＯＦＤＭ－ＰＯＮ技术的研究背景，阐明了ＯＦＤＭ－ＰＯＮ的技术原理、网络架构和关键技术，对基于ＯＦＤＭ－ＰＯＮ的业务及带宽调度进行了研究分析，并对ＯＦＤＭ－ＰＯＮ技术的应用前景进行了展望。研究表明，与传统的ＰＯＮ相比，ＯＦＤＭ－ＰＯＮ系统不仅传输带宽大幅度提升，而且可以实现基于子载波、调制格式和时间的三维业务及带宽调度

2、。关键词：正交频分复用无源光网络；业务调度；带宽分配；应用展望中图分类号：ＴＮ９１５．６文献标志码：Ａ文章编号：１００５－８７８８（２０１２）０６－００３１－０４ＯＦＤＭ－ＰＯＮｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＷｕＳｈｉｂａｏ１，ＴａｎｇＬｅｉ１，ＣｈｅｎＭｉｎｇｈｕａ２（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｐｅｃｉａｌＦｉｂｅｒＯｐｔｉｃｓａｎｄＯｐｔｉｃａｌＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋｓ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇ

3、ｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ－ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ（ＯＦＤＭ－ＰＯＮ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｃｕｓｅｓｉｎｏｐｔｉｃａｌａｃｃｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｒｓｔｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｓｉｔｓｓｔｕｄｙｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｅｘｐｌａｉｎｓｉｔｓｐｒｉｎｃｉ－ｐｌｅ，ｎｅｔｗｏｒｋａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ

4、ｓ．ＴｈｅｎｉｔｓｔｕｄｉｅｓａｎｄａｎａｌｙｚｅｓＯＦＤＭ－ＰＯＮ－ｂａｓｅｄｓｅｒｖｉｃｅｓａｎｄｂａｎｄｗｉｄｔｈｓｃｈｅｄ－ｕｌｉｎｇａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｓｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＳｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＰＯＮｓｙｓｔｅｍｓ，ＯＦＤＭ－ＰＯＮｓｙｓｔｅｍｈａｓｉｔｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂａｎｄｗｉｄｔｈｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ－，ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔ－，ａｎｄｔｉｍｅｓｌｏｔ－ｂａｓｅｄ

5、ｓｅｒｖｉｃｅｓａｎｄｂａｎｄｗｉｄｔｈｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯＦＤＭ－ＰＯＮ：ｓｅｒｖｉｃｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ：ｂａｎｄｗｉｄｔｈａｌｌｏｃａｔｉｏｎ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔ用无源光网络）、更高速ＴＤＭ－ＰＯＮ（时分复用无源光网络），以及ＯＦＤＭ－ＰＯＮ（正交频分复用无源光网络）等。由于数字集成电路工艺和功耗的限制，随着数据速率的提高，在超高速码流中传送业务数据越来越难，相应地光接入网中的突发发送／接收技术和带宽调度也越来越难。因此，更高速ＴＤＭ－ＰＯＮ技术有一定的局限性。ＷＤＭ－ＰＯＮ技术由于缺少适合各种业务的波长以下调度粒度，因此，

6、带宽调度不够灵活方便，也不是最优选择。ＯＦＤＭ技术具有频谱效率高、系统抗窄带干扰引言０随着宽带业务尤其是ＩＰＴＶ（网络电视）、ＨＤＴＶ（高清电视）等业务的出现，以及用户数量的不断增加，接入网的带宽需求迅猛增长，ＦＴＴＨ（光纤到户）已成为业界公认的接入网发展目标。ＰＯＮ（无源光网络）技术因其可以节省主干线路光纤、维护成本低、具备全业务提供能力和ＱｏＳ（服务质量）保证等优势而成为ＦＴＴＨ的首选技术。目前，ＥＰＯＮ（以太无源光网络）和ＧＰＯＮ（吉比特无源光网络）已经商用，ＩＥＥＥ１０ＧＥＰＯＮ标准ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ也已正式发布，该标准规定了１０Ｇｂｉｔ／ｓ下行、１Ｇｂｉｔ／ｓ

7、上行的非对称模式和１０Ｇｂｉｔ／ｓ上／下行对称模式两种速率模式。ＩＴＵ－Ｔ将ＮＧ－ＰＯＮ（下一代无源光网络）分为两个阶段：重利用ＯＤＮ（光分配网络）的ＮＧ－ＰＯＮ１和新构建ＯＤＮ的ＮＧ－ＰＯＮ２，ＮＧ－ＰＯＮ１即１０ＧＧＰＯＮ标准Ｇ．９８７ｘ及Ｇ．９８７的研究和制定工作已完成。对于更高上下行传输速率的ＮＧ－ＰＯＮ２，ＩＴＵ－Ｔ正计划进行技术选型，目前可选的技术有ＴＷＤＭ－ＰＯＮ（时分波分堆叠复用无源光网络）、ＷＤＭ－ＰＯＮ（波分复和抗信道色散能力强、可采用ＤＳＰ（数字信号处理）技术等优势，已经广泛应用于无线和有线通