Підвищення ефективності пасивних оптичних інфокомунікаційних мереж доступу

Abstract

Розглянуто основні методи оптичної модуляції багатоканальними сигналами, що складаються з частотно-розділених каналів, основи частотного мультиплексування каналів, способи фотодетектування, способи передачі по одному волокну дуплексних багатоканальних сигналів. Виявлено переваги частотного поділу каналів в пасивних оптичних мережах доступу перед технологією тимчасового поділу каналів. Показано, що використання багаторівневих цифрових форматів модуляції при формуванні частотно-розділених каналів дозволяє збільшити швидкість передачі сигналів в мережі. Результати імітаційного моделювання процесу оптичної модуляції в оптоелектронних компонентах при прямій і зовнішній модуляції і врахування впливу нелінійних характеристик цих компонент на показники якості сигналів дозволяють вибрати режими модуляції для забезпечення необхідної якості сигналів. Наведено апроксимуючі формули показників якості сигналів, які узгоджуються з результатами моделювання. Показана доцільність використання зовнішнього модулятора, що володіє більшою широкосмуговістю в порівнянні з лазерним діодом при прямій модуляції випромінювання. Розглянуто кільцеві топології для організації опорних мереж і деревоподібної архітектури PON-мережі. Розроблено структурні схеми вузлів комутації каналів, призначених для користувача кінцевих пристроїв і принципи функціонування мереж. Проведено порівняння пропускної здатності PON-мережі з частотним поділом каналів з NG- PON2-мережею.

The basic methods of optical modulation of multichannel signals consisting of frequency-separated channels, the basics of frequency multiplexing of channels, methods of photo-detection, methods of transmitting duplicate multichannel signals on one fiber are considered. The advantages of frequency division of channels in passive optical access networks over time division technology are revealed. It is shown that the use of multilevel digital modulation formats in the formation of frequency channels allows to increase the speed of signal transmission in the network. The results of simulation modeling of the optical modulation process in optoelectronic components with direct and external modulation and taking into account the influence of the nonlinear characteristics of these components on the signal quality indicators allow you to select modulation modes to ensure the required signal quality. The approximate formulas of the signal quality indicators, which are consistent with the simulation results, are presented. The expediency of using an external modulator with a higher bandwidth compared to the laser diode for direct radiation modulation is shown. The circular topologies for the organization of the supporting networks and the PON-tree tree architecture are considered. Structural diagrams of the switching units of the channels intended for the user of the end devices and principles of functioning of the networks are developed. The PON bandwidth of the frequency division of channels with the NG-PON2 network is compared.