雙向傳輸

1.空分復用（SDM）

SDM就是雙向通信的每一方向各使用一根光纖的通信方式，即所謂單工方式。在SDM方式下，兩個方向的信號在兩根完全獨立的光纖中傳輸，互不影響，傳輸性能最佳，系統設計也最簡單，但需要一對光纖才能完成雙向傳輸的任務，當傳輸距離較長時不夠經濟。對於0LT與ONU相距很近的應用場合，則由於光纖價格的不斷下降，SDM方式仍不失為一種可以考慮的雙向傳輸方案。最後，由於兩個方向的信號傳輸通路互相獨立，因而對於光源波長沒有特殊要求，只要在1310 nm波長區內，是否相同無關緊要。

2.時間壓縮復用（TCM）

TCM方式是解決雙向傳輸的有效手段之一。這種方法只利用一根光纖，但不斷交替改變傳輸方向，使兩個方向的信號得以輪流地在同一根光纖上傳輸，就像打乒乓球一樣，因而又稱“乒乓法”。實現TCM傳輸有兩種方法，第一種方法是利用一隻激光器既作光源又作檢測器，十分簡單，只要有一個收發控制開關準確地控制其收發時間，使之不發生衝突即可。然而這種激光器兼作檢測器的方法靈敏度較差，速率較高時，光通道可用光預算很小。第二種方法是利用兩套獨立收發設備，兩端各設一個光耦合器用於分離上行和下行信號，兩個方向的信號發送在時間上分開，分別佔用不同的時隙輪流發送。由於同一時刻只允許一個方向傳輸信號，因而稱為半雙工方式，以便與WDM和SCM的全雙工方式有所區別。採用TCM方式時，兩個方向的信號允許工作在同一波長，但目前規定必須在1310 nm波長區。

需要注意在接入網環境，PON主要工作在點到多點方式，因此上下行信號的處理方式不同。下行方向上的信號是連續排列發送且以廣播方式送給各個ONU的，各個ONU收到的是全部信號但只能在屬於自己的時隙中取出屬於自己的信號。上行方向則不同，各個ONU是以突發方式發送信號的，且只能在屬於自己的時隙內發送信號，於是從各個ONU來的信號呈一個個非連續的突發塊且幅度也不盡相同。

採用TCM方式可以用一根光纖完成雙向傳輸任務，節約了光纖、分路器和活動連接器，而且網管系統判斷故障比較容易，因而獲得了廣泛的應用。這種系統的缺點是兩端的耦合器各有3 dB功率的損失，而且OLT和ONU的電路比較複雜。

3.波分復用（WDM）

當光源發送功率不超過一定門限時，光纖工作於線性傳輸狀態。此時，不同波長的信號只要有一定間隔就可以在同一根光纖上獨立地進行傳輸而不會發生相互干擾，這就是波分復用的基本原理。對於雙向傳輸而言，只需將兩個方向的信號分別調在不同波長上即可實現單纖雙向傳輸的目的，稱為異波長雙工方式。這種方式未來的升級擴容潛力很大，很容易擴展至幾十個波長，但目前WDM器件的成本還過高，因而傳輸距離不長時不夠經濟。

4.副載波復用（SCM）

利用SCM實現雙向傳輸的原理很簡單，只需將兩個方向的信號分別安排在不同頻段即可實現單纖同波長雙向傳輸的目的。在實際oAN傳輸系統中，下行方向往往採用TDM方式基帶傳輸形式，因而頻率分量集中在低頻端，而上行方向採用副載波多址接人（SCMA）方式，即各個用戶的頻率調在較高頻段，與下行信號的頻譜隔開。由於上下行信號分別佔用不同頻段，因而系統對反射不敏感，也無須TDMA方式所必不可少的複雜的延時調整電路，傳輸延時較小，電路較簡單。

頻率分割雙向傳輸方式是用不同的載波頻率分別傳送上行和下行信號。根據上、下行傳輸內容的不同，可以採用不同的上行頻帶和下行頻帶，但中間必須有一個保護頻帶（既不傳上行信號，又不傳下行信號的空閑頻帶），以減小由於濾波特性不陡峭而造成的頻帶交叉影響。

按照 GY/T106—1999規定，用 5～65 MHz頻帶傳送上行信號，110～1000 MHz用於傳輸模擬電視、數字電視和數字業務， 65～87 MHz為其過渡頻帶。

由於上行信號和下行信號安排在不同的頻段上，因此，信號的傳輸可以通過一根傳輸線來傳輸，而信號的分離就用不同的濾波器即可解決。這種方式的特點是技術簡單成熟，只要用一般的濾波器就可方便地把上、下行信號分離開來。

根據不同的應用，以分割頻率的高低不同，頻率分割又可分為：

低分割：分割頻率為30～40MHz；

中分割：分割頻率為100MHz左右；

高分割：分割頻率為200MHz左右。

高、中、低三種分割方式的選取主要取決於傳輸的信息量。一般情況下，對於結點規模較小，上行信息量較少的應用系統（如點播電視、Internet接入、數據檢索等）可採用低分割方式。對接點規模較大，上行信息較多的應用（如可視電話、會議電視等）則採用中、高分割方式。

空間分割是採用不同的線路分別傳輸上行和下行信號。在光纖傳輸系統中，大多採用這種方式，利用兩芯光纖分別來傳輸上行和下行信號。但在電纜傳輸系統中，通常不採用這種方式，因為成本太高。這種方法的優點是技術簡單，上行信號和下行信號之間不存在干擾問題，但空間分割傳輸實際上是採用兩套單向傳輸系統，是兩個單向傳輸系統的組合，不能真正稱為雙向系統。

時間分割方式則是利用時分復用技術來分離上、下行信號，即把系統傳輸信號分為若干個時間段，分時交替傳送上、下行信號。

數字通信系統中用這種方式，即傳輸上行或下行信號的時間由一個脈衝開關進行控制，在一個脈衝周期內傳送下行信號，在緊接的另一個脈衝周期內傳送上行信號。這種方法的優點是上、下行信號交叉傳輸，不產生相互干擾，但要求信號的發送端和接收端的開關準確同步，信號的處理比較複雜。