我國(guó)的寬帶接入網(wǎng)發(fā)展已經(jīng)非常成熟了，同時(shí)接入技術(shù)也在不斷的更新，很多城市都覆蓋了無(wú)線網(wǎng)，這給人們帶來(lái)了很方便的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。PON按信號(hào)分配方式可以分為功率分割型無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PSPON)和波分復(fù)用型無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)。目前，APON、BPON、EPON、GPON均屬于PSPON。PSPON采用星型耦合器分路，上/下行傳送采用TDMA/TDM方式，實(shí)現(xiàn)共享信道帶寬，分路器通過(guò)功率分配將OLT發(fā)出的信號(hào)分配到各個(gè)ONU上。WDM-PON則是將波分復(fù)用技術(shù)運(yùn)用在PON中，光分路器通過(guò)識(shí)別OLT發(fā)出各種波長(zhǎng)，將信號(hào)分配到各路ONU。

PSPON較為成熟，特加是EPON、GPON在北美、日本已經(jīng)有較大規(guī)模的部署，但PSPON仍然存在關(guān)鍵問(wèn)題需要解決，比如快速比特同步、動(dòng)態(tài)帶寬分配、基線漂移、ONU的測(cè)距與延時(shí)補(bǔ)償、突發(fā)模式光收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)等。雖然一些問(wèn)題得到了解決，但成本較高。

基于波分復(fù)用技術(shù)的WDM-PON采用波長(zhǎng)作為用戶端ONU的標(biāo)識(shí)，利用波分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)上行寬帶接入網(wǎng)，能夠提供較寬的工作帶寬，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的對(duì)稱寬帶接入網(wǎng)。同時(shí)，還可以避免時(shí)分多址技術(shù)中ONU的測(cè)距、快速比特同步等諸多技術(shù)難點(diǎn)，并且在網(wǎng)絡(luò)管理以及系統(tǒng)升級(jí)性能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，波分復(fù)用光器件的成本尤其是無(wú)源光器件的成本大幅度下降，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的WDM器件不斷出現(xiàn)，WDM-PON技術(shù)將成為PON寬帶接入網(wǎng)一個(gè)可以預(yù)見(jiàn)的發(fā)展趨勢(shì)。下面，對(duì)WDM-PON中的OLT光源、ONU光源、光分路器所涉及的核心技術(shù)問(wèn)題逐一進(jìn)行分析。

OLT光源的選擇

目前，有多種方法構(gòu)造多波長(zhǎng)光源。第一種方法是選擇一組波長(zhǎng)接近的、離散的、可調(diào)諧的DFB激光器(DFB激光器陣列)，利用溫度調(diào)諧產(chǎn)生多波長(zhǎng)的下行信號(hào)。DFB激光器陣列輸出光譜可以通過(guò)控制溫度統(tǒng)一調(diào)諧，容易實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)監(jiān)控，但由于DFB激光器輸出波長(zhǎng)隨波導(dǎo)有效折射率變化，很難精確控制輸出光譜與波長(zhǎng)路由器信道間隔匹配。

第二種方法是采用多頻激光器(MFL)。MFL是一種基于集成半導(dǎo)體放大器和WGR(WaveguideGratingRouter)技術(shù)的新型WDM激光器，包含N個(gè)光放大器和一個(gè)1хN的陣列波導(dǎo)光柵，陣列波導(dǎo)光柵的每個(gè)輸入端集成一個(gè)光放大器。在光放大器和陣列波導(dǎo)光柵輸出端之間形成一個(gè)光學(xué)腔，如果放大器的增益克服腔內(nèi)的損耗，則有激光輸出，輸出波長(zhǎng)由陣列波導(dǎo)光柵的濾波特性決定。通過(guò)直接調(diào)制各個(gè)放大器的偏置電流，就可以產(chǎn)生多波長(zhǎng)的下行信號(hào)。MFL的波長(zhǎng)間隔由陣列波導(dǎo)光柵中的波導(dǎo)長(zhǎng)度差決定，可以精確控制，各波長(zhǎng)可以通過(guò)控制同一個(gè)溫度統(tǒng)一調(diào)節(jié)，便于波長(zhǎng)監(jiān)控，是理想的OLT光源。

第三種方法是比特交錯(cuò)光源。它使用了一個(gè)飛秒級(jí)(10-15)光纖激光器產(chǎn)生一個(gè)1.5um附近70nm譜寬的脈沖，這一脈沖被22KM長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖啁啾。隨著脈沖的傳輸，數(shù)據(jù)可在高速調(diào)制器中以比特交錯(cuò)的方式被加以編碼。
光分路器的選擇

在WDM-PON中，波分復(fù)用器通常稱為波長(zhǎng)路由器，它解復(fù)用下行信號(hào)，并分配給指定的OUN，同時(shí)把上行信號(hào)復(fù)用到一根光纖，傳輸?shù)絆LT。波長(zhǎng)分路器主要由陣列波導(dǎo)光柵(AWG)構(gòu)成。目前，在波長(zhǎng)分路器實(shí)現(xiàn)中需要關(guān)注串?dāng)_、溫度穩(wěn)定性問(wèn)題以及色散效應(yīng)。

針對(duì)AWG器件，由于隔離度不理想或者非線性光學(xué)效應(yīng)的影響，其他光通道的信號(hào)會(huì)泄露到傳輸通道形成噪聲，從而對(duì)系統(tǒng)性能造成影響。AWG由輸入輸出波導(dǎo)、平板波導(dǎo)和波導(dǎo)陣列組成，都集成在同一襯底。聚焦模場(chǎng)和輸出波導(dǎo)的場(chǎng)分布不是矩形結(jié)構(gòu)，它是串?dāng)_的最直接來(lái)源。目前，已經(jīng)有三種方法來(lái)抑制串?dāng)_，即激光束逐點(diǎn)掃描法、變跡相位模板法、均勻相位模板法。

在WDM-PON系統(tǒng)中，AWG器件一般都放在野外，環(huán)境溫度變化比較大。由于AWG的主要材料是石英，而石英的折射率易隨著溫度的變化而變化，因此，AWG復(fù)用的信道波長(zhǎng)容易受溫度的影響。溫度變化時(shí)，如何保證信道波長(zhǎng)的穩(wěn)定性是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。目前，人們已研究出多種方法增強(qiáng)AWG的溫度穩(wěn)定性。其中，有利用折射率隨溫度作反方向變化的波導(dǎo)或在陣列波導(dǎo)之間刻蝕不同長(zhǎng)度的凹槽的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制。

隨著WDM-PON系統(tǒng)寬帶接入網(wǎng)距離的增加，光纖色散和陣列波導(dǎo)的色散效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率增加。目前認(rèn)為能夠比較好地解決色散效應(yīng)的方法是色散補(bǔ)償光纖光柵，通過(guò)在AWG中加入補(bǔ)償光纖光柵改善色散特性。色散補(bǔ)償是對(duì)頻率的二次相移所造成的脈沖展寬進(jìn)行壓縮補(bǔ)償。如果波導(dǎo)光柵輸出的響應(yīng)頻率的二次相移特性比較平坦，頻帶較寬且幅度滿足要求，則認(rèn)為此波導(dǎo)光柵的色散補(bǔ)償特性較好。