本文關(guān)鍵詞： WDM-PON 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 可靠性 可擴(kuò)展性　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：受全球?qū)拵崴倮顺睕_擊,視頻會(huì)議、虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用飛速發(fā)展,這些高寬帶業(yè)務(wù)已成為社會(huì)生活必不可少的一部分。然而,由于傳輸速率、帶寬以及距離上的瓶頸,傳統(tǒng)時(shí)分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Time Division Multiplexing Passive Optical Network,TDM-PON)已無(wú)法滿足用戶爆炸式增長(zhǎng)的帶寬需求。與TDM-PON相比,波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network,WDM-PON)不僅克服了光接入網(wǎng)現(xiàn)階段的發(fā)展瓶頸,還能提高網(wǎng)絡(luò)安全性,支持更多業(yè)務(wù)。WDM-PON的性能主要受傳輸技術(shù)、調(diào)制方式、光器件及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等影響,但已有研究較少關(guān)注網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì),尤其是在可靠性及擴(kuò)展性方面。目前,接入網(wǎng)正朝著大容量、多業(yè)務(wù)方向邁進(jìn),對(duì)WDM-PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的規(guī)模及可靠性也提出更高要求。為保證下一代光接入網(wǎng)能夠更好滿足與日俱增的用戶需求,新型WDM-PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不僅要具備為用戶提供服務(wù)的能力,更應(yīng)具備高可靠、可擴(kuò)展等特性。本文重點(diǎn)研究具有擴(kuò)展能力的高可靠性WDM-PON環(huán)型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案,主要研究工作及成果如下:1.針對(duì)現(xiàn)階段光接入網(wǎng)規(guī)模及容量無(wú)法滿足未來(lái)呈指數(shù)型增長(zhǎng)的用戶數(shù)及帶寬需求的問題,提出一種基于雙纖相切環(huán)的可擴(kuò)容升級(jí)WDM-PON接入網(wǎng)架構(gòu),根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)切換工作模式,并通過(guò)馬赫曾德爾再調(diào)制技術(shù),在光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit,ONU)實(shí)現(xiàn)無(wú)色化。該方案創(chuàng)新點(diǎn)在于:1)雙光纖設(shè)計(jì)使上、下行信號(hào)可以獨(dú)立傳輸,有效避免鏈路間串?dāng)_,同時(shí)環(huán)型結(jié)構(gòu)使信號(hào)能夠雙向流通,提高網(wǎng)絡(luò)生存性。2)切點(diǎn)處的遠(yuǎn)端結(jié)點(diǎn)(Remote Node,RN)保證主環(huán)與子環(huán)間信號(hào)傳輸,是網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容升級(jí)的關(guān)鍵。3)光路倒換開關(guān)使信號(hào)能夠在雙光纖間靈活切換,有效應(yīng)對(duì)光纖故障,簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果顯示,所提方案具有較好的傳輸性能,能夠有效對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容升級(jí)。2.針對(duì)下一代大容量、高速率光接入網(wǎng)的安全傳輸及保護(hù)問題,提出一種樹+環(huán)的高可靠WDM-PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),通過(guò)多級(jí)保護(hù)模式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全方位保護(hù),在ONU端運(yùn)用基于反射型半導(dǎo)體光放大器的光回環(huán)技術(shù),實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)重用。該方案創(chuàng)新點(diǎn)在于:1)兼具樹型結(jié)構(gòu)和環(huán)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),技術(shù)成熟、功能強(qiáng)大。2)具有高可靠性,能夠通過(guò)不同工作模式對(duì)系統(tǒng)提供保護(hù)。3)主環(huán)RN保證了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)展、信息匯聚及模式切換,其中光纖布拉格光柵與濾波器的反射、過(guò)濾作用,能夠有效減少信號(hào)間的干擾,提高系統(tǒng)傳輸性能。仿真結(jié)果表明該方案具有高可靠性,且能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模擴(kuò)展。
[Abstract]:With the rapid development of applications such as video conferencing, virtual reality and so on, these high broadband services have become an indispensable part of social life. However, due to the bottleneck of transmission rate, bandwidth and distance, The traditional time Division Multiplexing Passive Optical Network (TDM-PON) can no longer meet the explosively growing bandwidth requirements of users. Compared with TDM-PON, wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network (WDM-PON) not only overcomes the bottleneck of optical access network development at the present stage. It can also improve network security and support more services. The performance of WDM-PON is mainly affected by transmission technology, modulation mode, optical devices and network architecture. However, less attention has been paid to the design of network architecture. Especially in the aspect of reliability and expansibility. At present, access network is moving towards the direction of large capacity and multi-service. In order to ensure that the next generation optical access network can better meet the increasing needs of users, the new WDM-PON network architecture should not only have the ability to provide services to users. We should have high reliability, extensibility and so on. In this paper, we focus on the implementation scheme of high reliability WDM-PON ring system with extensibility. The main research work and results are as follows: 1. Aiming at the problem that the scale and capacity of optical access network can not meet the demand of future exponential growth users and bandwidth, a scalable and upgraded WDM-PON access network architecture based on double fiber tangent loop is proposed. According to the operating state switching mode of the system, and through the Mach Zehnder remodulation technology, the colorless optical Network unit is realized in the optical network unit. The innovation of this scheme lies in the dual optical fiber design, which makes the up and down signals can be transmitted independently. It can effectively avoid interlink crosstalk, at the same time, the ring structure enables the signal to flow bidirectional, and improves the network survivability. 2) remote NodeRN) ensures the signal transmission between the main ring and the sub-ring. It is the key of network expansion and upgrading. 3) the switch enables the signal to switch between two optical fibers flexibly, effectively deal with the optical fiber fault, simplify the system design. The simulation results show that the proposed scheme has better transmission performance. 2. Aiming at the security transmission and protection of the next generation large capacity and high speed optical access network, a tree ring high reliable WDM-PON network architecture is proposed, which can protect the system in all directions through multilevel protection mode. Wavelength reuse is realized by using optical loop technology based on reflective semiconductor optical amplifier in ONU. The innovation of this scheme lies in the fact that it has the characteristics of tree structure and ring structure, mature technology, powerful function. 2) has high reliability. The main ring RN can provide protection to the system through different operating modes. RN ensures the network scale expansion, information gathering and mode switching. The reflection and filtering of fiber Bragg grating and filter can effectively reduce the interference between signals. The simulation results show that the proposed scheme is reliable and can be extended on a large scale.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN929.1

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