WDM-PON組網方案分析，數十倍帶寬的誘惑
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技術方案
在WDM-PON系統中，多個不同波長同時工作，因此最直接的WDM-PON方案是OLT中有多個不同波長的光源，每個ONU也使用特定波長的光源，各點對點連接都按預先設計的波長進行配置和工作。如果波長數越多，需要的光源種類也越多，帶來嚴重的倉儲問題，這對ONU尤其突出。由于存在嚴重的ONU倉儲問題，固定光源的解決方案難以應用于商用WDM-PON系統，因此使用無色ONU已基本成為當前WDM-PON相關研究的共識，基于無色ONU的技術方案是WDM-PON系統的主流。無色ONU的實現技術根據使用的器件不同可分為可調激光器、寬譜光源和無光源三類。
圖1 ONU 中采用寬譜光源的W DM - PON 系統
可調激光器是使用波長可調的激光器使ONU可以工作在不同的波長，可調激光器也工作在特定波長，但可通過輔助手段對波長進行調諧，如電調諧、溫度調諧和機械調諧，這樣在系統中可使用同樣的激光器以產生不同的工作波長。但是可調激光器比傳統PON系統中使用的激光器更為復雜，價格也較為高昂，因此在目前的WDM-PON系統中一般不采用。
第二種方案是在ONU中放置一個寬譜光源，發出的光從ONU出來后，再接一個WDM設備，比如薄膜濾波器或者AWG，對信號進行譜分割，只允許特定的波長部分通過并傳輸到位于中心局的OLT。這樣各個ONU具有相同的光源，但由于它們接在WDM合波器的不同端口上，從而可為每個通道生成單獨的波長信號。ONU中采用寬譜光源的WDM-PON系統如圖1所示。寬譜光源可采用SLED、ASE-EDFA和ASE-RSOA等。在采用寬譜光源的WDM-PON系統中，光源發出的光中只有很窄的一部分譜線被用作承載上行信號，而其他大量的能量都被浪費了，因此需要光源提供足夠的光功率。此外，頻譜分割會引起較大的線性串擾，限制了系統的動態范圍，需要適當地選擇復用器和解復用器的通帶譜寬以及信道間隔。
另一種方案是在ONU處無光源，系統中的所有光源都置于OLT處，并通過AWG進行譜分割后向ONU提供特定波長的光信號，而ONU直接對此光信號進行調制，以產生上行信號，如圖2所示。根據上行光信號的路徑，這類方案也稱為基于反射的無色ONU實現方案。在這種實現方案中，寬譜光源發出的光經AWG分波后提供給不同的ONU作為上行光源，因此沒有光信號的浪費。寬譜光源仍可選用放大的自發輻射的SLED、EDFA和RSOA等，被稱作種子光源。根據所采用的反射器件的不同，又有多種技術方案。無光源ONU中使用的調制器，要求價格低廉，能工作在整個溫度范圍，不受偏振影響，大的光帶寬，插入損耗小，低噪聲。常用的反射調制器有注入鎖定的FP-LD、RSOA以及EAM、M-ZSOA等，它們可工作的光譜范圍較寬，即器件性能與輸入光信號的波長基本無關，從而可在所有ONU中使用相同的器件，實現ONU的無色。
多方推動各自為政
WDM-PON可以視作PON的終極形態，但在近期還很難大規模的應用，主要原因包括：缺乏國際標準、設備商投入較少、各種器件如芯片、光模塊和寬帶光源技術還不成熟，世界范圍內能提供商用WDM-PON系統的設備制造商也屈指可數。NoveraOptics的WDM-PON系統使用基于注入鎖定的FP-LD技術，目前可實現32波長，每波長1.25Gb/s的數據傳輸，這樣在單方向上可提供20Gb/s的帶寬。日本的富士通公司也制定了致力于降低WDM-PON技術成本的短期和長期研發項目，他們采用RSOA作為ONU處的反射調制裝置，推出了介于GPON和WDM-PON之間的過渡技術——HybridGPON(HG-PON)架構，將GPON的下行鏈路的容量提高了七倍。韓國的IP寬帶接入設備供應商Corecess與ETRI合作，也采用RSOA來構建WDM-PON平臺，可以傳輸16路1.25Gb/s的數據。此外，Pirelli公司與意大利電信、Alcatel-Lucent以及Italtel合作，也展示了它們基于CWDM-PON的FTTB/FTTC實驗網絡。
圖2 ONU 中無光源的WDM - PON 系統
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