无源光网络保护机制的研究

论文摘要

无源光网络（PON）以其容量大、成本低、易维护等特点被认为是宽带接入领域最有吸引力的一项技术。随着接入速率的不断提高，PON在高速传输下的生存性和保护与恢复机制成为了不可忽视的问题。传统的保护思想是通过备份网络资源引入冗余，在故障发生时提供备选链路保证数据传输。但大量链路备份无疑会加大系统投资，这对于对成本敏感的PON来说是不可承受的。本论文研究PON系统的保护机制，提出两种低成本的自我保护方案，设计了方案的系统结构和具体的保护措施。论文提出一种用户侧环形协同保护方案，利用保护光纤将用户组成环形保护组以获得协同保护，并以此缩短保护光纤铺设距离控制系统成本。设计了远端节点结构和波长分配机制，给出了整体网络结构和具体的保护恢复原理。利用波长再调制实现了同一波长上下行数据单纤双向的传输，并进行了10Gb/s下的实验验证。方案可以保护整个光纤网络，并经过可用率和成本的计算和对比，分析了其保护性能。论文提出一种无线协同保护方案，以无线信号承载保护数据，以无线链路代替传统备份光纤作为保护链路，通过在相邻两用户间建立无线连接使用户获得两两互相保护，并同样减少光纤铺设，降低系统成本。设计了方案的系统结构及数据加载和传输方式，给出了系统的工作原理和故障时的保护切换过程。完成了多用户的系统仿真以获得系统的传输性能，验证了方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 无源光网络技术
• 1.2.1 PON 的基本结构
• 1.2.2 商用 PON 系统及其部署
• 1.2.3 下一代 PON 的标准化进程
• 1.2.4 WDM-PON 技术的一些讨论
• 1.3 论文主要研究内容
• 第2章 保护与恢复技术
• 2.1 引言
• 2.2 网络的生存性
• 2.2.1 服务质量
• 2.2.2 可靠性与可用率及相关概念
• 2.2.3 网络故障威胁
• 2.2.4 保护与恢复措施
• 2.2.5 光网络生存技术相关研究
• 2.3 无源光网络的保护
• 2.3.1 问题的提出
• 2.3.2 保护方案设计的考虑
• 2.3.3 保护结构的相关研究
• 2.4 本章小结
• 第3章 波长重用 WDM-PON 的 ONU 环形协同保护方案
• 3.1 引言
• 3.2 方案的提出
• 3.3 网络结构设计和保护与恢复原理
• 3.3.1 网络拓扑和系统结构
• 3.3.2 波长可重用的上下行数据调制传输方式
• 3.3.3 网络工作状态和故障恢复原理
• 3.4 方案实验验证和结果讨论
• 3.4.1 实验系统搭建
• 3.4.2 实验结果
• 3.4.3 方案保护性能讨论
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于 RoF 的 WDM-PON 无线协同保护方案
• 4.1 引言
• 4.2 方案的提出
• 4.3 系统结构和保护与恢复原理
• 4.3.1 方案系统结构
• 4.3.2 网络工作状态和故障恢复原理
• 4.4 方案仿真验证与结果讨论
• 4.4.1 仿真系统结构
• 4.4.2 仿真结果
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果