A wavelength-division-multiplexing passive optical network (WDM-PON) has been considered as a promising solution to meet the future bandwidth demands, since it supports an unlimited bandwidth, high security and protocol transparency. One of the important issues for WDM-PON is implementation of cost-effective colorless or color-free optical sources. Until now, various optical sources have been investigated to solve this problem. Among these optical sources, a tunable laser has merits of the possibility of very high-speed and long-reach transmission. For WDM-PON systems employing tunable lasers, an automatic wavelength control method is needed to achieve true color-free operation with plug and play feature. A wavelength detection algorism with a wavelength assignment table was proposed. However, it requires an optical spectrum analyzer or a tunable filter to measure the wavelength. For plug and play operation, an automatic wavelength control method was realized by maximizing the beating noise between a seed light from the central office (CO) and the tunable laser output. However, it requires a broadband light source that increases system complexity.
In this paper, we propose a novel automatic wavelength allocation method to provide plug and play feature without need of the BLS. The allocated wavelength can be identified by measuring back scattered power in a feeder fiber and laser wavelength was matched to it with help of a control loop. The proposed method was demonstrated using a low cost VCSEL as a tunable light source and 10 km feeder fiber. It may be noted that if we place a longer feeder fiber, the control accuracy will be improved since the Rayleigh backscattering in the feeder fiber is increased. The maximum mismatch was less than 0.02 nm without a drop fiber. We obtained wavelength mismatch of 0.15 nm with a 20 km drop fiber. This gives less than 0.3 dB power penalties. Thus the proposed method can be applicable in real WDM-PON system employing tunable lasers. The dependence of wavelength mismatch on the drop fiber can be mitigated by using a lock-in detection that increases the sensitivity of detection considerably.
We can apply the proposed method without modifying RN and/or CO, since whole process of the wavelength control is performed in ONU/ONT module. In addition, the proposed method can be applicable for any types of tunable lasers. It may be noted that the proposed scheme can be applicable at optical line terminal (OLT) without limitation, since the tunable laser was attached to the AWG directly.
파장분할다중화식 광가입자망은 넓은 대역폭과 보안성, 투명성으로 인해 미래의 가입자망의 수요를 만족시킬 대안으로 평가받고 있다. WDM-PON에서 가장 중요한 이슈중 하나로 경제적인 파장무의존 광원을 들수 있다. 현재까지 많은 광원들이 연구되어왔다. 그중 파장가변레이저는 초고속통신과 장거리전송에 적합하다. 파장무의존 WDM-PON에서 파장가변레이저를 사용하고, 또 플러그 앤 플레이를 지원하기 위해서는 자동제어가 필요하다. 파장 할당표를 이용한 파장 감지 알고리즘이 제안되었다. 하지만 그 방법은 파장을 감지하기 위해 광스펙트럼분석기나 파장가변필터가 필요하다. 또, CO단에서 온 빛과 파장가변레이저의 빛의 비팅성분을 최대화함으로써 제어하는 방법또한 제시되었다. 하지만 그 방법은 광대역광원이 필요해 시스템을 복잡케한다.
여기서는, 레일리 역산란광을 이용하여 파장을 제어하는 방법을 제안하였다. 여기서는 BLS의 도움없이 플러그 앤 플레이를 지원하는 파장자동할당방법을 제안하였다. 할당된파장은 레일리 역산란광을 이용해서 측정되며, 제어루프를 이용해서 레이저의 출력 파장을 그것에 일치시켰다. 이 방법은 저가격 VCSEL과 10 km 전송선을 이용하여 구현하였다. 최대 파장 어긋남은 20 km 드랍 파이버를 사용했을 경우 0.15nm 이하였으며 이것은 0.3 dB의 파워패널티를 주었다. 따라서 이 방법은 파장가변레이저를 사용하는 WDM-PON에 잘 적용될 것으로 판단할 수 있다. 드랍 파이버에 의한 파장 어긋남은 Lock-in 감지기를 이용해서 줄일수 있다. 모든 제어는 ONU/ONT 모듈 내에서 이루어 지므로 RN이나 CO를 수정할 필요 없다. 추가로, 이 방법은 파장가변레이저의 종류에 관계없이 사용할 수 있다. 만일 이 방법이 OLT에서 사용된다면, 파장가변레이저가 AWG에 바로 접속되므로 드랍파이버에 의한 패널티 없이 적용될 수 있을것이다.