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下一代光纤接入网络用正交频分复用实现高 比特率 正交频分复用（OFDM）作为为 10Gbps城域网开发的、富有影响力的技术，也为在下一代 光接入网中实现高比特率和更长传输距离提供了可能。 宽带连接技术在全球范围内的应用迅猛增长。尽管如此，新服务的出现——诸如超高清（HD） 电视、本地和全球存储局域网、文件共享、高清视频点播、视频会议、在线互动游戏、用于 室内数字影院的家庭网络等——构成了产生带宽瓶颈的威胁。因此，所有的主要运营商纷纷 表示，FTTH时代已经来临。 然而，FTTH必须继续满足未来带宽需求的变化，这种演变更可能是诸如 TDM 或者WDM-PON 的 新网络架构的产生。 从另一个角度来讲，目前在主要的光通信业内会议例如 OFC/NFOEC和 ECOC上可以看出，大量 的研究工作高度关注高频谱利用率的新的调制格式，尤其是基于正交频分复用（OFDM）的调 制技术。有了这些调制技术，新型设备有望在高比特率应用需求大量出现时，突破带宽瓶颈。 FTTH 技术方案 如图 1 的预测所示，在被研究的 10个国家里，基于光纤的宽带服务占据了 23％的宽带连接。 随着无线宽带（如 3G、WiMAX 等）的大量增长，固网带宽由于更多的可利用带宽，将保持它 的技术领先性。 图 1：2012年各种宽带技术的市场份额预测。 目前通用的技术方案中，GPON 是基于 TDM 的；同时基于 WDM 的技术方案逐渐显现。WDM-PON 将提供到家庭和公司的 100Mbps 专用光纤连接。在这种架构下，法布里－珀罗激光器作为光 源，通过宽带光源（如被泵浦的掺铒光纤）提供的被滤波的放大自发辐射将注入光锁定。 尽管这种系统成本较低，它可以实现 20 公里内1Gbps 的传输。但目前，全球唯有韩国在发展 WDM-PON。这种技术尚未列入 ITU 标准。 CWDM-PON 也是一种低成本的技术方案，和 DWDM 不同，CDWM的波长间隔为 20nm。其它新产生 的技术都是基于码分复用的（CDM）。目前，每用户比特率仍限制在 100Mbps。 尽管如此，由于可以实现更多的带宽分享，从 TDM-PON 到混合WDM/TDM-PON的演进更有可能。 IEEE 和全业务接入网络（FSAN）组织正积极地致力于下一代接入网标准的制定和 10Gbps 系 统的标准化。IEEE在 2007年 11 月通过 IEEE 802.3av 工作组发布了 10G PON 细则的第一个 草案。 由于网络总成本和用户数量密切有关，发送机和接收机的成本是接入网的主要问题。10Gbps 光收发器目前主要用于长距离网络中，苛刻的性能要求使得它的成本对于接入网来说显得较 高。 OFDM 技术——它从射频传输领域直接引申过来，应用在 xDSL传输中——由于以下两个原因， 提供了另一种低成本的方案。首先，应用在射频传输中的线性分布反馈激光器（DFB）可以直 接应用在接入网中，从而节省了成本。由 10Gbps 数字城域网市场支持的激光器和接收机模块 已经产业化，其较低的成本已经到了接入网可承受的范围。其次，OFDM 技术非常成熟，它的 配套软件开发不成问题。 光源和滤波器元件近期的进展使得基于 WDM 的PON 可以共享元器件。而且随着数字通信网的 进展，接入网的比特率增长也成为可能。 有不少可以提升比特率的方法。长距离系统中应用的外调制器和高性能接收机对于接入网来 说显得成本过高。最好的方法是应用其它调制格式以增加传输信号的谱效率。OFDM 调制格式 是实现高谱效率的有效方法。而且这种调制格式的传输距离可以提高至 100km，可以满足光 接入网未来的需求。 OFDM 及其优势 OFDM 是一种多载波技术，如图 2 所示，高速数据流被分成多个平行的低速数据流，然后调制 在不同频率的子载波上传输。通常情况下，每一个子载波依据 m-ary正交幅度调制（m-QAM） 星座映射到复平面（complex values）。在实践中，快速傅立叶转换（FFT）算法被用来产生 和解调 OFDM信号。 图 2：OFDM信号在时域和频域的表征。 OFDM 增加了高比特率信号抵抗产生码间串扰的色散等的负面影响的能力。事实上，将信号分 成子载波的低速率信号和使用循环前缀抵消了光纤产生的衰减。