关键字 |
| GPON，误码率(BER)， Q因子，眼图。 |
I.INTRODUCTION |
| 光纤利用光信号来传输数据。当这些数据在光纤中移动时，需要有一种方法将其分离，以便它到达正确的目的地。无源光网络不包括电力交换设备，而是使用分光器在光信号通过网络时分离和收集光信号。无源光网络共享部分网络的光纤线。只有在信号的源端和接收端才需要电力设备。GPON(千兆无源光网络)网络由三个重要单元组成，即光线终端(OLT)、光网络单元(ONU)和光分配器。数据从中央局传输到一条光纤，这条光纤从中央局传输到光分路器。然后，这个分配器将电力分成N个不同的路径，分别分配给不同的用户。分裂路径的个数为2 ~ 64。光线终端是一种作为无源光网络服务提供商端点的设备。 It has two main functions: To perform conversion between the electrical signals used by the service provider’s equipment and the fiber optic signals used by the passive optical network. To coordinate the multiplexing between the conversion devices on the other end of that network (called Optical Network Units).Optical Network Unit is used in combination with an Optical Line Terminal (OLT). It is a device that terminates any one of the endpoints of a fiber to the premises network. It transforms incoming optical signals into electronics at a customer's premises. Optical Splitters are used to divide the incoming light beam from a single fiber into two or more fiber channels.GPON offers many advantages:It supports triple play service. It is a term for the provisioning of two bandwidth intensive servicehigh speed internet access and television and a less bandwidth demanding service, telephone over a single broadband connection.It has a high bandwidth transmission and long reach service coverage (20 km).Since PON uses the same fiber for upstream as well as downstream transmission, it utilizes WDM (Wave Division Multiplexing) for bidirectional transmission. It adopts two multiplexing techniques. In the downstream direction the data packets are transmitted in a broadcast manner. 1,490 nm wavelength is used for downstream traffic while in the upstream direction the packets are transmitted in a TDMA manner. The wavelength used for upstream traffic is 1310 nm. 1550 nm is reserved for overlay services, typically RF video (analog). |
| 本文比较了不同波长光的抖动、最小误码率(BER)、Q因子和光功率等特性。当光纤衰减发生变化时，我们还将看到这些因素的变化。 |
2相关工作 |
| 之前的调查和研究论文主要关注数据速率低于2Gbps时GPON系统的下游性能，而本文主要关注数据速率高于2Gbps即2.5Gbps(ITU-T G.984.1标准)时GPON系统的上游和下游性能。针对高速GPON网络的需求，本文进行了高数据速率的仿真。本文提出了一种GPON系统的性能测量方法，分析了误码率、q因子和光功率随波长和衰减的变化，以及这些因素对更好的通信是如何有效的。分析了GPON系统在“单用户”和“多用户”情况下的下游性能分析。针对“多用户”情况，分析了GPON系统的上游性能分析。为了分析多用户GPON系统的性能，使用了optisystem7.0软件中可用的“双向光纤”、“双向循环器”和“双向分路器”。 |
3理论 |
| 误码率(BER)的定义是误码率是指由于噪声、干扰、失真或位同步错误而改变的通信信道上的数据流的接收比特数。误码率是误码率除以在研究的时间间隔内传输的比特总数，即误码率=E(t)/N(t)，其中E(t)是在时间t内错误接收的比特数，N(t)是在时间t内传输的比特总数。误码率是一个单位少的性能度量，通常以百分比表示。Q因子描述了振荡器或谐振器阻尼不足的情况。Q系数越高，能量损失越小。较高的Q表示相对于谐振腔存储能量的能量损失率较低。无线电接收机中的高q调谐电路将有更多的选择性，从而更好地过滤掉来自频谱附近其他电台的信号。眼图模式是研究光通信系统质量和稳定性的一种广泛使用的工具。信号的质量可以从眼睛的外观来判断。它是一种实验工具，用于评估信道噪声和符号间干扰对基带脉冲传输系统性能的综合影响。它是在特定的信号间隔内观察的感兴趣的信号的所有可能实现的同步叠加。这是一个合成视图的所有位周期捕获波形叠加在彼此。如果底部的振幅变化似乎比顶部小，那么信号携带的0似乎比1多。 |
 |
 |
四、gpon系统概述 |
| ITU-T G.984.1建议书描述了一种灵活的光纤接入网，能够支持商业和住宅业务的带宽要求，涵盖下行方向标称线路速率为2.4 Gbit/s，上行方向标称线路速率为1.2 Gbit/s和2.4 Gbit/s的系统。描述了对称和不对称(上游/下游)千兆级无源光网络(GPON)系统。GPON标准为下游和上游方向定义了许多不同的线路传输速率。 |
 |
 |
五、仿真设计、建模与结果及讨论 |
| 在optisystem软件中建立了GPON的2.5 Gbps仿真模型。该模型设计用于“单用户”场景和“多用户”场景。它由伪随机序列发生器、NRZ脉冲发生器、连续波激光源、马赫- Zehender调制器组成，并配有光电二极管、低通滤波器、3R发生器、误码率分析仪、贝塞尔光纤滤波器等ONT接收机。该链路有时被称为通道，由20公里/50公里的单模光纤SMF28和光衰减器组成，以增加所有ODN级的损耗。 |
| 单用户: |
 |
| 案例1: |
| 在CASE 1中，选择波长为1490 nm，光纤长度为50km，光纤衰减为0.7db/km。 |
 |
| 在图5.1中，得到了一个开放的眼睛模式，表明抖动和信号失真较小。图5.2表示Q因子较高，其鲜明图形表示损耗较低。图5.3给出了较低的误码率。传输信号的光纤端光功率从6.75 dBm降低到-29.418 dBm。 |
 |
| 案例2: |
| 在CASE 2中，选择波长为1699.983 nm，光纤长度为50km，光纤衰减0.6db/km。 |
 |
| Table.5.2。结果 |
| 图5.4中1级的振幅变化次数多于0级。因此信号中1的个数比0的个数多。图5.5表示Q因子约为20。图5.6表示较低的误码率。传输信号的光纤端光功率从6.785 dBm降低到-24.501 dBm。 |
 |
| 案例3: |
| 在CASE 3中，选择波长为1700 nm，光纤长度为50km，光纤衰减为0.2db/km |
 |
| Table.5.3。结果 |
| 在图5.7中，眼的开口很小，表明信号中有很多噪声和串扰。图5.8表示Q因子较低。图5.9表示的误码率也比前面的情况有所增加。传输信号的光纤端光功率从6.785 dBm降低到-5.473 dBm。 |
 |
 |
 |
| 在图5.11中，得到了一个开放的眼睛模式，表明抖动和信号失真较小。图5.12表示Q因子较高，其鲜明图形表示损耗较低。如图5.13所示，误码率较小。传输信号的光纤端光功率从-6.172 dBm下降到-13.172 dBm。 |
 |
VI.CONCLUSION |
| 单个用户-从图表中我们可以看到，当波长从1490 nm改变到1700 nm时，眼睛的图也发生了变化。在第一种情况下，即1490nm，一个开放的眼睛模式，这表明较少的抖动和信号失真。Q系数高，其鲜明图形表明损耗低。误码率也更小。传输信号的光纤端光功率从6.75 dBm降低到-29.418 dBm。 |
| 第二种情况1699.983 nm在一电平的振幅变化比零电平的振幅变化多。因此信号中1的个数比0的个数多。抖动比以前的情况有所增加。Q因子已经降低到仅仅20，也有一个小的误码率。 |
| 在1700 nm的第三种情况下，开眼非常小，表明信号中有很多噪声和串扰。有大量的抖动，它有一个非常低的Q因子。误码率也比以前的情况有所增加。因此，在1490nm波长下网络性能最好。 |
| 使用双向链路的多用户-从表5.4中，波长被选择为1550 nm，其中Q因子被发现为“光网络单元”约为6，误码被发现为10^-12。同样，对于上行链路，“OLT”的Q因子被发现约为6，误码率被发现为10^-8。因此，我们可以看到，在波长为1550nm，输入功率为10dbm的情况下，使用长度为20km的光纤，衰减为0.2db/km的GPON系统，Q因子和误码都非常好。 |
8确认 |
| 首先，我要感谢我所在的维洛尔理工学院(V.I.T.)为我提供了接受本科训练的机会，吸收了我所不知道的知识和经验。我要衷心感谢我的老师，Revathi教授。S -助理教授(遴选职系)，感谢她在我的活动过程中给予我的支持。我将永远感激夫人给予我的帮助、鼓励和指导。 |
参考文献 |
- X. Z. Qiu, J. Vandewege, F. Fredricx，和P. Vetter，“PON接入系统中的突发模式传输”，第7版。光通信学报，2002,pp.127-132。
- 邢志秋，“GPON上游物理介质依赖原型的开发”，光波技术学报，第22卷，第2期。11，页2498 - 2508,2004。
- P. Vetter，“标准FSAN BPON扩展的研究和演示”，Int。计算机协会。服务本地访问，pp。119 - 128年,2002年。
- ITU-T建议G.984.1，“千兆级无源光网络(GPON):一般特性”，国际电信联盟，2003年3月。
- ITU-T建议G.984.2，“千兆级无源光网络(G-PON):依赖物理媒体(PMD)层规范”，国际电信联盟，2003年3月。
- ITU-T建议G.975，“潜艇系统的前向纠错”，国际电信联盟，2000年10月。
- ITU-T G.984.4建议书，“千兆级无源光网络(GPON): ONT管理和控制接口规范”，国际电信联盟，2004年6月。
- BakarmanH.A。Shaari。年代,伊斯梅尔。杨晓明，“GPON-FTTx的1.25 Gb/s下游传输性能仿真”，光子学报，第1 - 5页，2010
- V. Alwayn，“光网络设计与实现”，思科出版社，2004年。
- J. H. Franze和V. K. Jain，“光通信:组件和系统”，Narosa出版社，2000年。
- Antony和A. Gumaste，“WDM网络设计”，思科出版社，第4章，2003年。
- Lallukka, Sami &Raatikainen，”Pertti。无源光网络。交通概念”，埃斯波，2006年。
- F. J. Effenberger和E. Shraga，“GPON和B-PON标准的现状”，flexlight网络，2004。
|
菜单
