1　引言

無源光網絡（PON）提供光線路終端（OLT）和多個光網絡單元（ONU）的連接，共享OLT到遠端節點（RN）之間的光纖媒質，具有成本低、便于維護、對各種業務透明等優點，同時PON能夠平滑地過渡到FTTH，因而具有美好的發展前景。PON可以分為功率分割型無源光網絡（PSPON）和波分復用型無源光網絡（WDMPON）。PSPON采用星型耦合器分路，上/下行傳送采用TDMA/TDM方式實現共享信道帶寬，加上功率分路，從而限制了ONU數量。WDM技術使用多個波長信道增加系統容量，具有支持大量ONU的能力。同時考慮到接入網作為國家信息基礎結構的重要組成部分，WDM技術具有長遠的生命力，并且質優價廉的WDM器件將不斷出現，因此，把WDM技術引入接入網是一個發展趨勢。

2WDM-PON的原理

在PON中引入WDM技術有兩種方案，一種是為每個ONU分配一對波長，分別用于上行和下行傳輸，這樣就提供了OLT到各ONU固定的虛擬點對點雙向連接。另一種是根據需要為ONU動態分配波長，各ONU能夠波長共享，網絡具有可重構性。

OLT 中使用多波長光源，下傳給ONU1、ONU2……ONUn的數據以直接調制或外調制方式，加到波長為λ1、λ2、……λn的光載波上發送，通過波長路由把信號分配給目的ONU，完成下行傳輸。上行傳輸時，ONU間采用WDMA解決信道爭用問題，每個ONU使用一個特定的波長，因而不需要定時和網絡同步。上行信號通過波長路由器復用到一跟光纖上，傳到OLT接收端，由WDM接收機接收。

另一種方案稱為可重構WDM- PON，其下行傳輸與第一種方案相同，上行傳輸時，ONU先使用控制信道向OLT發送傳輸申請，OLT調度申請為ONU分配波長和時隙，并在下行幀中通知 ONU，ONU收到分配信息后，調諧到分配到波長上，在給定的時隙發送數據。在這種方案中，ONU需要配置一個固定發射機（控制信道）和一個可調發射機（數據信道），其優點是上行波長動態分配，能夠支持更多的ONU，提高了波長信道的利用率。
　　
　　3WDM-PON的關鍵技術

3.1多波長光源

目前有多種方法構造多波長光源。一種方法是選擇一組波長接近的、離散的、可調諧的DFB激光器，利用溫度調諧產生多波長的下行信號。由于各個波長獨立調節，需要監控每個波長，系統變的非常復雜。集成DFB激光器陣列輸出光譜可以通過控制溫度統一調諧，易于實現波長監控。但由于DFB激光器輸出波長隨波導有效折射率變化，精確控制輸出光譜與波長路由器信道間隔相當匹配困難。

第二種方法是采用多頻激光器（MFL）。MFL包含N個光放大器和一個1''''N的陣列波導光柵，陣列波導光柵的每個輸入端集成一個光放大器。在光放大器和陣列波導光柵輸出端之間形成一個光學腔，如果放大器提供足夠的增益克服腔內的損耗，則有激光輸出，輸出波長由陣列波導光柵的濾波特性決定。通過直接調制各個放大器的偏置電流，就可以產生多波長的下行信號。MFL的波長間隔由陣列波導光柵中的波導長度差決定，可以精確控制，各波長可以通過控制同一個溫度統一調節，便于波長監控，是理想的OLT光源。16信道間隔為200GHz和20信道間隔為 400GHz的MFL已有報道，直接調制速率為622Mbit/s。

3.2波分復用器

在WDM -PON中，波分復用器通常稱為波長路由器，它解復用下行信號，并分配給指定的OUN，同時把上行信號復用到一根光纖，傳輸到OLT。它的主要指標有插入損耗、串音、信道間距、偏振依賴性和溫度敏感性等。目前已有多種結構的器件，如薄膜干涉濾光片、聲光濾波器、光纖光柵、陣列波導柵等。最近幾年發展的陣列波導光柵具有尺寸小、易于集成、通道間距窄、性能穩定等優點，促進了WDM-PON的發展。由于石英玻璃的折射率隨溫度變化而發生變化，陣列波導光柵的信道波長受溫度影響。為解決這一問題，已報道了幾種對溫度不敏感的波導型復用器，其中采用溫度補償方法的復用器對0-85℃范圍內的溫度變化不敏感，具有良好的性能，有望得廣泛應用。

3.3WDM接收機

WDM接收機由解復用器和接收機陣列組成。在WDM接收機中，需考慮解復用器處的線性串音。

3.4波長監控

由于WDM-PON中采用多個波長，而且由于波長路由器一般放在露天，并且沒有溫度控制，因此，溫度對于波長路由器通帶變化的影響非常重要。一般說來，波長路由器的溫差范圍為-40--85℃，通帶偏移率為0.011nm/℃。因此，在這樣的溫差下，波長將有1.4nm的偏移。這樣的偏移將與WDM的波長間隔同數量級（100GHz-200GHz），將嚴重影響WDM-PON的工作。因此，需要OLT中進行波長的檢測與調諧工作。或者可以采用Set- and -forget的方法，讓各復用波長之間的間隔足夠大（400GHz-500GHz），這樣可以不對波長進行調整而使溫度變化導致的通帶偏移在允許范圍內而不對系統性能發生不良影響。但是占用的寬光譜不僅僅使資源浪費，而且會使光譜大于正常EDFA的放大范圍。另一種方法是采用對溫度不敏感的波長路由器，可以不需要或簡化波長監控。