epon傳輸鏈路的仿真研究

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1、EPON傳輸鏈路的仿真研宄（1內(nèi)蒙古超高壓供電局，內(nèi)蒙古呼和浩特010080,2大同供電公司，山丙大同037006）摘要：EPON是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的光接入網(wǎng)絡(luò)。木文根據(jù)EPON傳輸鏈路的原理框圖利用OptiSystem仿真軟件來(lái)構(gòu)建EPON通信系統(tǒng)的鏈路模型，通過(guò)對(duì)該傳輸鏈路中的分路器、系統(tǒng)眼圖、傳輸誤碼率（BitErrorRateBER）和Q因子等進(jìn)行研宄，從而分析驗(yàn)證了EPON光傳輸鏈路方案的可行性。關(guān)鍵詞：EPON光傳輸鏈路OptiSystemBERQ因子1EPON光傳輸鏈路的組成1）光發(fā)射機(jī)、接收機(jī)：信號(hào)在發(fā)

2、射端經(jīng)過(guò)光發(fā)射機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、編碼并調(diào)制到特定的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，完成信號(hào)的調(diào)制。在接收端接收到的光信號(hào)經(jīng)接收機(jī)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換、解碼并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，完成解調(diào)過(guò)程。2）濾波器：在系統(tǒng)中進(jìn)行選擇濾波，只讓特定波長(zhǎng)的光通過(guò)，并阻礙其它光波長(zhǎng)通過(guò)。3）光纖及無(wú)源器件：光纖是構(gòu)成EPON光傳輸鏈路的主要通道，根據(jù)系統(tǒng)傳輸性能的要求我們要選取合適的光纖種類(lèi)。無(wú)源器件這里主要應(yīng)用了環(huán)路器、延遲器和分路器等，來(lái)實(shí)現(xiàn)上下行光信號(hào)在同一根光纖中的雙向傳輸。4）EDFA（摻餌光纖放大器）：石英光纖摻入稀土元素（如Nd、Er等）后可構(gòu)成

3、多能級(jí)的激光系統(tǒng)，在泵浦光作用下對(duì)輸入信號(hào)光異有放大作用，而且摻入不同的元素做成的光纖放大器具有不同的工作波長(zhǎng)區(qū)域。對(duì)于摻餌光纖放大器EDFA的工作波長(zhǎng)則處于1530?1560nm范圍，與光纖的最低損耗窗口（1550nm）相近，這也正是下行鏈路的工作波長(zhǎng)，所以能夠?qū)⑾滦墟溌返墓庑盘?hào)進(jìn)行放大。5）系統(tǒng)分析儀：選用光譜分析儀來(lái)跟蹤觀(guān)測(cè)上下行光鏈路中波長(zhǎng)的光譜特性；在上下行鏈路的末端接入了誤碼率分析儀(BERAnalyzer)來(lái)分析所建仿真模型的傳輸性能。2基于OptiSystem的EPON光鏈路仿真2.1光俾輸鏈路仿真

4、模型在OptiSystem仿真平臺(tái)上搭建EPON的光傳輸鏈路模型，在OLT端選取了WDMTransmitter作為發(fā)射機(jī)，該器件集成了隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器、電脈沖信號(hào)發(fā)生器和激光器的功能。OLT端發(fā)射機(jī)的參數(shù)設(shè)置為：工作波長(zhǎng)1550nm,光功率是-3dB,消光比是15dB;接收機(jī)選取PhotodectorPIN光電二極管作為檢測(cè)器完成光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)低通濾波器濾除不需要的波長(zhǎng)信息。在ONU端的發(fā)射機(jī)的參數(shù)設(shè)置為：工作波長(zhǎng)1310nm,光功率-3dB，消光比12dB;接收機(jī)部分與OLT端的類(lèi)似這里不再贅述。在傳輸鏈路中

5、，在OLT輸出端放置一個(gè)環(huán)路器，為了實(shí)現(xiàn)上下行鏈路在同一根光纖中的雙向傳輸；光纖選取20km的對(duì)下行鏈路的1550nm的插入損耗為0.2dB,對(duì)上行鏈路的插入損耗為0.3dB;EDFA主要是對(duì)下行的1550nm波長(zhǎng)進(jìn)行放大從而保證下行鏈路傳輸?shù)恼`碼率符合系統(tǒng)要求。另外選取光譜分析儀，來(lái)跟蹤觀(guān)測(cè)上下行鏈路傳輸?shù)墓獠ǖ墓庾V特性;利用BER分析儀來(lái)記錄系統(tǒng)眼圖與傳輸誤碼率(BER)等信息來(lái)分析系統(tǒng)的綜合性能。2.2光傳輸通道的性能分析EPON光傳輸鏈路由單纖雙向光纖發(fā)送和接收上下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸，EPON的光路可以使用2個(gè)

6、波長(zhǎng)，也可以使用3個(gè)波長(zhǎng)。在使用2個(gè)波長(zhǎng)吋，下行使用1490nm,上行使用1310nm。其中1310nm波長(zhǎng)用于上傳來(lái)自O(shè)NU側(cè)用戶(hù)的突發(fā)數(shù)據(jù)；1490nm波長(zhǎng)用于傳輸下行語(yǔ)音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；在使用3個(gè)波長(zhǎng)吋，除下行使用1490nm,上行使用1310nm外，可增加一個(gè)1550nm,1550nm波長(zhǎng)用于傳輸下行音頻、視頻業(yè)務(wù)等信息，具體選取幾個(gè)波長(zhǎng)由實(shí)際的業(yè)務(wù)要求來(lái)決定。OLT發(fā)出的下行光信號(hào)經(jīng)PON中的l×N光分路器分成N路光信號(hào)，傳輸?shù)蕉鄠€(gè)用戶(hù)端。ONU發(fā)出的上行光信號(hào)經(jīng)PON中的l×N分路器

7、合路成1路光信號(hào)，在一根光纖中傳輸，上下行鏈路接收到光信號(hào)，經(jīng)PIN光電二極管檢測(cè)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)低通濾波器濾除不需要的波長(zhǎng)，最后將奮用的電信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。分路器是EPON系統(tǒng)中不可缺少的無(wú)源光纖分支器件。作為連接OLT設(shè)備和ONU用戶(hù)終端的無(wú)源設(shè)備，它把輸入的光信號(hào)按功率分配到若干輸出用戶(hù)光纖上，一般有1:2、1:4、1:8、1:16、1:32等五種分支比，分路器不需要外部能源，僅需要入射光束，但會(huì)增加光功率損耗，這主要是由于它們對(duì)入射光進(jìn)行分光，分割了輸入（下行）功率的緣故。這種損耗稱(chēng)為分路

8、損耗，通常以dB表示，主要由輸出端口的數(shù)量決定。因此，分光比也不能無(wú)限制的隨意選取，一般EPON支持的最大分光比為1:32,本文采用1:8的分光比。對(duì)于一個(gè)1:2的分路器，分路損耗大約為3dB,當(dāng)輸出端U每增加一倍，相應(yīng)就增加了3dB損耗，一個(gè)1:8的分路器至少冇9dB的分路損耗，而II分路損耗是在上下行鏈路都是存在的。一般不能將光纖直接與ONU相連，需要添