無源光網(wǎng)絡鏈路監(jiān)測關鍵技術研究.pdf

1、隨著寬帶業(yè)務的大規(guī)模拓展和各種新業(yè)務的不斷涌現(xiàn)，用戶對網(wǎng)絡接入帶寬的需求迅猛增長。無源光網(wǎng)絡(PON)作為最有發(fā)展前景的寬帶接入網(wǎng)技術很好地滿足了日益增長的寬帶需求。為滿足高速率業(yè)務應用需求，降低網(wǎng)絡運營商的運維成本，需對光接入網(wǎng)實施有效的在線監(jiān)測，以保證基于PON的光接入網(wǎng)系統(tǒng)快速、穩(wěn)定、可靠運行。本文圍繞PON鏈路監(jiān)測技術中方案設計、系統(tǒng)性能評估、鏈路狀態(tài)識別算法等相關關鍵問題開展了深入的研究，其主要從如下五個方面進行展開。

2、　　首先，概述了光網(wǎng)絡監(jiān)測技術的發(fā)展歷程，分析了光網(wǎng)絡監(jiān)測管理現(xiàn)狀與當前各類PON鏈路監(jiān)測技術，總結歸納了PON鏈路監(jiān)測技術中的技術途徑與方法以及10種衡量PON監(jiān)測技術性能的主要技術要求。
　　其次，分析了實測得到的不同網(wǎng)絡結構中光時域反射儀(OTDR)的跡線特征，分別討論了基于參考反射峰、可調(diào)OTDR以及嵌入式OTDR的PON鏈路監(jiān)測技術的局限性。提出了基于OTDR跡線相似度分析方法，建立了故障模擬跡線及合成跡線分析模型，實驗

3、驗證了該方法的可行性。該方法有效解決了基于OTDR參考反射峰分析法在含等距離鏈路故障的PON系統(tǒng)中失效的問題。
　　再次，研究基于遠端編碼型PON鏈路監(jiān)測技術。提出并分析了基于波導光柵編碼器的PON鏈路監(jiān)測技術，建立了端口波長輸出、網(wǎng)絡監(jiān)測容量、系統(tǒng)性能評估等分析模型，討論了鏈路傳輸損傷、信噪比與用戶的關系，模擬仿真結果論證了技術方案的可行性。提出并研制了基于光纖布拉格光柵(FBG)級聯(lián)編碼器的PON鏈路監(jiān)測實驗系統(tǒng)，實驗驗證了遠

4、端編碼型PON鏈路監(jiān)測技術的可行性。針對遠端編碼型PON鏈路監(jiān)測技術，提出了配套的鏈路狀態(tài)識別算法，并對鏈路狀態(tài)識別算法的誤判率進行了評估。
　　然后，首先提出了多用戶遠端編碼型PON鏈路監(jiān)測系統(tǒng)方案。接著，提出并研制了32用戶遠端編碼型PON鏈路監(jiān)測系統(tǒng)，解決了FBG中心反射波長與光源波長一致性、光源模塊脈沖功率快速測試、32用戶遠端編碼器各端口功率輸出均衡等問題。研制出具有6波長分布反饋激光二極管(DFB-LD)并行同步光源、

5、微弱光信號并行接收的測試端機。然后，提出了該系統(tǒng)數(shù)據(jù)特征提取方法，分別從λ1-λ5通道的原始數(shù)據(jù)中提取到完整的單周期信號;提出在固定長度內(nèi)隨機截取方法，獲取λ6通道對應數(shù)據(jù)。提出了相關鏈路狀態(tài)識別算法，實現(xiàn)了對端機系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理。最后，開展了32用戶遠端編碼型PON鏈路監(jiān)測系統(tǒng)實驗測試。
　　最后，研究基于終端編碼型的PON鏈路監(jiān)測技術。首先簡明地分析了周期編碼技術存在的局限性。接著提出了基于非對稱型反射環(huán)的監(jiān)測技術，給出了非對稱

6、型反射環(huán)的具體結構設計，對相關距離和多用戶干擾概率等性能指標進行了分析計算，并與周期監(jiān)測技術做出了比較，且通過實驗驗證了技術的可行性。其次，提出了基于法布里-珀羅激光二極(FP-LD)自注入鎖定的監(jiān)測技術方案，給出了一種簡單實現(xiàn)自注入鎖定的方法，并通過實驗進行了測試和驗證。再次，提出了基于輪詢自匹配的監(jiān)測技術，完成了時域關系分析和誤判率分析，并進行了實驗驗證。最后，對基于非對稱型反射環(huán)、基于FP-LD自注入鎖定及基于輪詢自匹配等三種監(jiān)測