g.983系列標準描述了一類pon網絡，這些網絡基于波分雙工和時分復用技術[1]。通常人們稱這些網絡為寬帶pon（即bpon），bpon具備數字傳輸的能力，速率從155mb/s到1244mb/s不等。這些網絡是第一種被定義為專業數字式的網絡，具有兩個波長：1310nm用于上行鏈路，1550nm用于下行鏈路。

自從基本的g.983.1系統問世以來，人們越來越明白視頻覆蓋業務將成為一種頗有價值的業務。由于視頻業務從傳統意義來說是一種廣播業務，因此為pon系統增加一個廣播通道就顯得非常實用和便利。后來的g.983.3標準決定使用wdm技術[2]，國際電信聯盟（itu）公布的g.986.3建議提出了通過波長分配提高服務能力的寬帶接入系統（參看圖1）。這個建議指定1490nm波長用于下行的語音和數據信號，1550nm波長用于下行的視頻信號，1310nm用于上行的語音和數據信號。下行數字發射波長范圍一般是很窄的，從最初的100nm寬變成更小的20nm寬，中心波長為1490nm，而上行波長范圍依然在以1310 nm為中心的100nm區域內。

新的波長分配方案提出了一對被稱為“增加帶寬”的應用，包括密集波分復用（dwdm）點對點覆蓋業務，以及一種廣播視頻覆蓋業務。利用波長來完成所承載視頻業務的傳播，然而，這種標準（g.983.3）并沒有規定精確的波長、功率電平以及信號模式。因此，這等于說由系統供應商來定義視頻業務傳送時的信號參數。

綜合各方面因素的考慮，波長分配方案是最好的。許多網絡設備和器件制造商已經接受了itu的g.983.3建議。因此，今天許多光纖網絡運營商都正在安裝這種系統，這些系統由光線路終端（olt）、光網絡終端（ont）、wdm耦合器和1×n分波器組成（圖1）。

g.983.3方案中的“增加帶寬”處于edfa從1530nm到1560nm通帶區域內，這就允許使用廉價的放大器來覆蓋波長，這對視頻傳輸的場合而言就顯得尤為重要。不僅如此，g.983.3標準也可以在b-pon下行波長和覆蓋波長之間形成一條很寬的保護波段，從而使濾波隔離地更容易些。

無論如何，任何波長分配計劃都會在150nm范圍內放置2個下行波長，這樣互相之間就產生了拉曼效應。作為g.983.3系統里的一個事實，我們將分析這種效應對pon系統的實際影響到底如何？

2、理論

g.983.3系統中的情形是這樣的：數字信號（1490nm波長，功率大約為0 dbm）扮演著模擬視頻信號波長（c波段波長，功率大約為17 dbm）的拉曼泵浦的角色。這種效應已經由phillips [3]用公式表示出來。其關鍵結果串擾率（ccr）由公式一表示。由于拉曼效應具有低通（low-pass）特性，因此越低的視頻通道性能降級地就越厲害。

從表一我們可以看到詳細參數定義。起源于一個nrz信號光譜的數字信號有效調制指數mint表示為：

應該要說明的是公式2是近似的表述，而不是完全相同的表述。在這里，公式2發現調制指數mint通過一個 因子被夸大，因此也就過高地估計（overestimates）了ccr數值（達到5db）。這可以通過計算總的數字信號功率來證實上述推斷。我們也因此證明我們的公式2是正確的，在以下的計算里我們將采用這個公式。表一提供了所有使用過的參數值。

表一：完整的參數列表

通過給予的這些參數，我們可以計算出給模擬視頻信號造成的所有cnr劣化。理解cnr與鏈路距離之間的關系是十分重要的，因為無論是接收功率還是拉曼干涉都與距離有很大關系。相關結果顯示在圖2中。在這里，損耗誘導降級與拉曼誘導降級（degradation）之間達到了一種平衡。圖中顯示，cnr曲線在感興趣的距離上都比較平坦，可以預期對業務的影響是比較小的。

在那些需要額外盈余（margin）的地方，有一種非常簡單的方法來減少拉曼效應所帶來的影響。由于拉曼影響僅存在低通道領域，因此增加這些通道的調制指數就可以擺脫拉曼效應的影響。

在北美地區，只有通道2到6（channels 2 through 6）屬于低波段區域，通道7（channel 7）高于108mhz，比通道2高兩倍。因此通道7和更高的通道都不受拉曼干涉的影響。

3.試驗

g.983.3覆蓋系統的性能已經通過一個商用三工器（triplexer）在實驗室得到驗證。視頻發射機包含了一個能產生82個模擬通道的矩陣發生器，一個摩托羅拉gx2外調制1550nm發射機和一個edfa放大器。數據發射機是采用了量子橋（編者注：該公司已經被摩托羅拉收購）qb5000 olt (nrz 622 mb/s)中的1490nm下行發射機代替。這兩個發射機都通過衰減器來將其輸出功率控制在要求水平，接著再耦合進一根單獨pon光纖上，該光纖配有wdm器件。而光纖支線（feeder fiber）是10公里長，非常接近拉曼效應最壞情況下所對應的的光纖長度。在光纖的輸出端連接一個分路器（splitter），接著再增加一個衰減器來控制傳送到ont triplexer上的視頻功率。在所有的狀況下，模擬視頻功率控制在–4.5 dbm左右，這對系統而言是最理想的靈敏度。

cnr，cso以及ctb性能指標通過在整個波段隨選一個通道來測量的。在所有的情況下，cso和ctb都處于高50領域，因此不會產生失真。對通道cnr測量的結果顯示表二上。一共有四種情況，第一種情況是在完全沒有數據信號的狀況下進行視頻操作，所有的通道性能表現都是很好的。注意甚高通道都低于48 dbc，不過我們發現這主要是由triplexer電路的輸出段額外rf損耗引起的，而不是光信號本身的原因。

表2：g.983.3系統在四種不同情況下的cnr測試結果

第二種情況是數字功率為–6 dbm（在實際應用中最低的）。只有通道2出現了性能降級，其他通道依舊工作在令人滿意的48 dbc cnr上。當光纖長度達到10公里，拉曼效應增大，這也是理論上所預期的。第三種情況是數字功率運行在–3 dbm（在實際應用中的最高點），在這種情況下，我們發現低通道受到拉曼串擾的嚴重影響，它們的cnr值也降到48 dbc以下。注意這種情況比實際中最差情況更糟糕一些，實際最差的情況是10公里處的視頻功率為-2dbm。在本次試驗過程中，視頻水平（video level）比我們在野外實際測量的要低2.5db，因此，本次測試是有一定實際意義的。

第三種情況跟第四種情況類似，只不過在第四種情況里，那些受影響的低通道都被預先補償了2db。這增加了信號的強度，使這些通道的cnr值恢復到48 db以上。我們注意到這并沒有給發射機性能造成不適當的影響。第四種情況最后證明了g.983.3系統在最糟糕的狀況下仍能通過對低通道的預加重來優化系統性能。