PON網(wǎng)絡中視頻業(yè)務傳送過程中的拉曼串擾

G.983系列標準描述了一類PON網(wǎng)絡,這些網(wǎng)絡基于波分雙工和時分復用技術[1]。通常人們稱這些網(wǎng)絡為寬帶PON（即BPON）,BPON具備數(shù)字傳輸?shù)哪芰?速率從155Mb/s到1244Mb/s不等。這些網(wǎng)絡是第一種被定義為專業(yè)數(shù)字式的網(wǎng)絡,具有兩個波長：1310nm用于上行鏈路,1550nm用于下行鏈路。

?????? 自從基本的G.983.1系統(tǒng)問世以來,人們越來越明白視頻覆蓋業(yè)務將成為一種頗有價值的業(yè)務。由于視頻業(yè)務從傳統(tǒng)意義來說是一種廣播業(yè)務,因此為PON系統(tǒng)增加一個廣播通道就顯得非常實用和便利。后來的G.983.3標準決定使用WDM技術[2],國際電信聯(lián)盟（ITU）公布的G.986.3建議提出了通過波長分配提高服務能力的寬帶接入系統(tǒng)（參看圖1）。這個建議指定1490nm波長用于下行的語音和數(shù)據(jù)信號,1550nm波長用于下行的視頻信號,1310nm用于上行的語音和數(shù)據(jù)信號。下行數(shù)字發(fā)射波長范圍一般是很窄的,從最初的100nm寬變成更小的20nm寬,中心波長為1490nm,而上行波長范圍依然在以1310 nm為中心的100nm區(qū)域內(nèi)。

?????? 新的波長分配方案提出了一對被稱為“增加帶寬”的應用,包括密集波分復用（DWDM）點對點覆蓋業(yè)務,以及一種廣播視頻覆蓋業(yè)務。利用波長來完成所承載視頻業(yè)務的傳播,然而,這種標準（G.983.3）并沒有規(guī)定精確的波長、功率電平以及信號模式。因此,這等于說由系統(tǒng)供應商來定義視頻業(yè)務傳送時的信號參數(shù)。

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?????? 綜合各方面因素的考慮,波長分配方案是最好的。許多網(wǎng)絡設備和器件制造商已經(jīng)接受了ITU的G.983.3建議。因此,今天許多光纖網(wǎng)絡運營商都正在安裝這種系統(tǒng),這些系統(tǒng)由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡終端（ONT）、WDM耦合器和1×N分波器組成（圖1）。

?????? G.983.3方案中的“增加帶寬”處于EDFA從1530nm到1560nm通帶區(qū)域內(nèi),這就允許使用廉價的放大器來覆蓋波長,這對視頻傳輸?shù)膱龊隙跃惋@得尤為重要。不僅如此,G.983.3標準也可以在B-PON下行波長和覆蓋波長之間形成一條很寬的保護波段,從而使濾波隔離地更容易些。

?????? 無論如何,任何波長分配計劃都會在150nm范圍內(nèi)放置2個下行波長,這樣互相之間就產(chǎn)生了拉曼效應。作為G.983.3系統(tǒng)里的一個事實,我們將分析這種效應對PON系統(tǒng)的實際影響到底如何？

?????? 2、理論

?????? G.983.3系統(tǒng)中的情形是這樣的：數(shù)字信號（1490nm波長,功率大約為0 dBm）扮演著模擬視頻信號波長（C波段波長,功率大約為17 dBm）的拉曼泵浦的角色。這種效應已經(jīng)由Phillips [3]用公式表示出來。其關鍵結果串擾率（CCR）由公式一表示。由于拉曼效應具有低通（low-pass）特性,因此越低的視頻通道性能降級地就越厲害。

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?????? 從表一我們可以看到詳細參數(shù)定義。起源于一個NRZ信號光譜的數(shù)字信號有效調(diào)制指數(shù)mint表示為：

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?????? 應該要說明的是公式2是近似的表述,而不是完全相同的表述。在這里,公式2發(fā)現(xiàn)調(diào)制指數(shù)mint通過一個 因子被夸大,因此也就過高地估計（overestimates）了CCR數(shù)值（達到5dB）。這可以通過計算總的數(shù)字信號功率來證實上述推斷。我們

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