CN101083683A - 管理光扩展xDSL信号传输系统的方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管理光扩展xDSL信号传输系统的方法、系统及装置，所述的方法包括如下步骤：中心局将用于管理光网络单元的管理控制信息调制后与数字用户线DSL信号复用，传输到所述的光网络单元；所述光网络单元解调出所述的管理控制信息，根据所述的管理控制信息进行管理。本发明提供的技术方案实现通过CO与ONU之间的管理控制信息的交互，从而完成对ONU的管理的技术方案，使得在CO端即可对ONU端进行远程的控制管理，此外，本发明技术方案通过管理通道，获取了传输线路各段的线路参数数据，给CO提供有效的数据信息，从而实现整个传输系统最佳线路参数配置，获得最好的传输性能。

Description

管理光扩展xDSL信号传输系统的方法、系统及装置

技术领域

本发明属于DSL(数字用户线)技术领域，尤其涉及光扩展xDSL信号传输系统(DSLoF系统)。

背景技术

xDSL是一种利用电话双绞线(即无屏蔽双绞线，Unshielded Twist Pair，UTP)进行信号传输的高速数据传输技术。除了IDSL(ISDN数字用户线路)和SHDSL(单线对高比特率数字用户线)等基带传输的DSL外，通带传输的xDSL利用频分复用技术使得xDSL与POTS(传统电话业务)共存于同一对双绞线上，其中xDSL占据高频段，POTS占用4KHz以下基带部分，该通带传输的xDSL采用DMT(离散多音频调制)技术实现。

xDSL系统的参考模型如图1所示，在双绞线上传输的POTS信号与xDSL信号可以通过Splitter(分离器)分离，提供多路xDSL接入的系统叫做DSLAM(DSL接入复用器)150。

由于双绞线本来是为传输带宽小于4kHz的音频信号设计，因此，其传输带宽有限，随着频率的增加，双绞线上信号的衰减将变得更大。ADSL(非对称数字用户线)的应用使双绞线的传输频率扩展到1M左右，随着对接入带宽的需求的提高，新的xDSL技术，如VDSL2(甚高速数字用户线)，在双绞线上使用高达30MHz的频率，虽然提高了接入速率，但有效的接入范围被缩小到1km以内。

目前，基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing正交频分复用)技术的DSL技术已经趋于成熟，在各种环境下已经逼近香农极限。也就是说，如果从局端到用户端仍然直接使用双绞线接入技术进行DSL信号的传输，则必须在接入带宽和接入范围内选择一个折中，即无法同时保证最佳的接入带宽和接入范围。

基于上述原因，业界提出了利用光纤来提高接入距离的方法，从而能够充分发挥DSL的成熟接入技术。

通过光纤来扩展xDSL业务传输距离的系统结构图如图2所示，在下行方向，位于中心局C0301的DSLAM 300，通过链路312接收来自高速数据通信网络(如Internet)的信息。在DSLAM产生模拟数据，含有即将送至各个DSL用户的信息。光收发模块302将来自DSLAM的多路数据，转换为FDM(Frequency Division Multiplexing，频分复用)的光信号，通过光纤316发送至远端305。远端的光收发模块306负责解复用FDM信号，恢复成多路DSL信号，再由双绞线308a～308e将各路信号发送至其对应的DSL用户端310a～310e。在上行方向，则信号按照与上述相反的顺序进行传输。

在用光扩展xDSL信号传输的系统中，CO到ONU(Optical Network Unit，光网络单元)间由光纤连接，xDSL信号在这段透明传输，CO与ONU之间没有交互协议，具有系统结构简单、成本较低等特点。

但是由于在DSLAM与用户modem之间插入了扩展接入距离的光纤，完全的透明传输缺乏对ONU端的有效管理；此外，在xDSL技术中，线路测试是其中一项重要的内容，需要测试参数包括：线路传递函数(Transfer Function pertone)、静态线路背景噪声功率谱密度(Quiet Line Noise per tone)、信号噪声比(Signal to Noise Ratio per tone)、环路衰减(Loop Attenuation per band)、信噪比容限(SNR margin)、信号衰减(Signal Attenuation per band)、最大可达到净荷速率(Attainable Net Data Rate)、实际总发送功率(Actual Aggregate TransmittingPower)等。

在如图1所示的DSLAM通过双绞线直接与用户连接的方案中，DSLAM将直接通过双绞线测试线路参数，但在如图2所示的使用光纤传输到远程终端，然后再从终端利用双绞线接到用户家里的MODEM这种技术方案中，以下两路线路的参数是无法检测的：(1)DSLAM与远端之间的光线路；(2)远端与用户之间的双绞线，因此在DSLoF系统中，线路的诊断测试也是尚未解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供管理光扩展xDSL信号传输系统的方法、系统及装置，旨在解决现有技术中存在的光扩展xDSL信号传输系统中缺乏对ONU端有效管理的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下的技术方案：

一种管理光扩展xDSL信号传输系统的方法，包括：

中心局将用于管理光网络单元的管理控制信息调制后与数字用户线DSL信号复用，传输到所述的光网络单元；

所述光网络单元解调出所述的管理控制信息，根据所述的管理控制信息进行管理。

本发明实施例还提供了一种光扩展xDSL信号传输系统，包括中心局设备和光网络单元，所述的中心局设备还包括管理控制单元和管理控制信息调制单元，所述的管理控制单元用来产生对所述光网络单元的管理控制信息，所述的管理控制信息调制单元用来将所述的对所述光网络单元的管理控制信息调制后与数字用户线DSL信号混合，传输到所述的光网络单元；

所述光网络单元包括管理控制信息解调单元和管理控制单元，所述的管理控制信息解调单元用来解调出所述的管理控制信息，所述的管理控单元根据所述的管理控制信息进行管理。

本发明实施例还提供了一种中心局设备，所述的中心局设备包括：

管理控制单元，用来产生对光网络单元的管理控制信息；

管理控制信息调制单元，所述的管理控制信息调制单元用来调制所述的管理控制单元产生的管理控制信息；

混合单元，所述的混合单元用来将调制后的管理控制信息与调制后的DSL信号混合后传输到所述的光网络单元。

本发明还提供了一种光网络单元，所述的光网络单元包括分离单元，管理控制信息解调单元和管理控制单元，其中：

所述的分离单元用来将中心局设备发送的混合后的调制后的管理控制信息与调制后的DSL信号分离后传输到所述的管理控制信息解调单元；

所述的管理控制信息解调单元用来对所述的分离单元传送的管理控制信息解调并将解调后的管理控制信息传输到所述的管理控制单元；

所述的管理控制单元用来根据从所述的管理控制信息解调单元接收的管理控制信息对所述的光网络单元进行相应的管理。

本发明实施例克服现有技术的不足，采用将整个系统的管理控制信息用一段专用的频带承载，与承载业务数据的xDSL模拟信号复用后进行CO与ONU之间的传输，实现CO端与ONU之间的管理控制信息的交互，从而完成对ONU的管理的技术方案，使得在CO就可对ONU端进行远程的控制管理。

附图说明

图1是现有技术的xDSL参考模型图；

图2是现有技术的DSLoF系统结构图；

图3是本发明系统实施例的原理框图；

图4是本发明系统实施例所述的频谱图；

图5是本发明实施例所述的采用FSK收发模块的系统结构图；

图6是本发明方法实施例流程图。

图7是本发明实施例所述的实现线路检测的CO端的原理框图；

图8是本发明实施例所述的实现线路检测的ONU端的原理框图。

具体实施方式

本发明实施例提供的技术方案是对整个系统的管理控制信息进行调制，与承载业务数据的xDSL模拟信号复用后进行CO与ONU中间的传输，实现CO与ONU之间的管理控制信息的交互，从而完成对ONU的管理。

为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明系统实施例的原理框图如图3所示，包括CO100、ONU200和CPE301，其中，CO100和ONU200之间通过光纤Fiber300连接，CO100具体包括DSLAM 101、与DLSAM 101相连的xDSL信号调制模块111、管理控制单元114、与管理控制单元114连接的管理控制信息调制/解调模块113，以及与xDSL信号调制模块111和管理控制信息调制/解调模块113相连的混合/分离单元112，以及与混合/分离单元112相连的光收发模块110，其中，管理控制单元114产生管理控制信息后通过管理控制信息调制/解调模块调制后与调制后的xDSL信号混合复用，通过光收发模块110发送到ONU200，CO100的管理控制信息调制/解调模块还用来接收ONU200发送的状态信息。

ONU200包括管理控制单元214、与管理控制单元214相连的管理控制信息调制/解调模块212、光收发模块210、与光收发模块210连接的分离/混合单元211；其中，光收发模块210接收CO100通过光线Fiber300传输的信号后，经过分离/混合单元211解复用，将调制的管理控制信息传输到管理控制信息调制/解调模块212解调，管理控制信息调制/解调模块212将解调出管理控制信息传输给管理控制单元214。当OUN200需要向CO100反馈其状态信息时，也可以通过本发明实施例所述的系统实现，此不赘述。

其中，CO100下发的管理控制信息具体包括：

1、下发Line Driver(线路驱动)信息，控制ONU200的发送功率等；

2、下发线路检测命令，控制ONU200对光纤和双绞线链路进行线路检测；

3、下发远端软件的升级程序，实现远端软件的升级；

4、对用户进行管理，开通新增用户，关闭退网用户。

上述的用于专门传输管理控制信息的频带的频谱图如图4所示，其中fl～fn为经过SCM(Sub-Carrier Multiplexing，副载波复用)后的DSL业务数据频谱；fcs为管理控制信息频谱。在整个频谱图中用一小段专用的频带专门用于传送管理控制信息，实现用一个较小的频带统一管理ONU200。该频带不限于高频或低频端，视系统频谱规划而定。

混合/分离单元112将该专用频带承载的管理控制信息与来自DSLAM101的多路xDSL信号进行混合复用，进行电/光转换后传输到ONU 200的光收发模块210，ONU端的光收发模块将接收到的电信号进行光/电转换，然后通过分离/混合单元211分离，恢复出原xDSL信号，最后经双绞线传送至各用户端301；同时，分离/混合单元211将调制于专用频带上的管理控制信息送至管理控制信息调制/解调模块212进行解调，再传输给ONU的管理控制单元214，管理控制单元214根据收到的控制管理信息实现对ONU200的管理。

ONU200的管理控制单元214除了完成上述的功能之外，还用来产生反映ONU200状态的信息，这些状态信息具体包括：

1、ONU200的状态，光链路是否传输顺畅，光收发模块210是否发生故障，上报告警等；

2、线路测试参数，包括双绞线的线路测试参数和光纤链路的线路测试参数，例如线路传递函数、静态线路背景噪声功率谱密度、信号噪声比、环路衰减、信噪比容限、信号衰减、最大可达到净荷速率、实际总发送功率等。

ONU200的管理控制信息调制/解调模块214还用来将这些反映ONU状态、线路检测的信息调制在专门的频带上，通过光纤Fiber 300传输到CO 100。CO100的管理控制信息调制/解调模块114接收ONU端上发的反映ONU状态、线路检测的信息后进行解调，然后反馈给管理控制单元114。通过管理控制单元114的控制，可以进一步动态调节下发信号的功率谱密度、信号发送速率等，以保证用户接收到的信号质量。

本发明实施例中将管理控制信息调制在专用频带上的方式为数字调制方式，之所以对控制管理信息采用数字调制的方式，是因为控制管理信息相对于DSL业务数据信息少得多，用较小的频带承载数字调制信号就可实现其传输，并且数字调制方式简单，对信噪比的要求也较低。在本实施中以FSK(Frequencyshift keying，频移键控)为例进行说明，但具体实现时，不限于FSK，其它的数字调制方式如ASK(Amplitude shift keying，幅移键控)、PSK(Phase shiftkeying，相移键控)、OOK(On off keying，开关键控)、MSK(Minimum Shiftkeying，最小频移键控)等均可。

采用FSK收发模块的实施例的系统结构图如图5所示，包括CO150和ONU250，其中，CO150和ONU250之间通过光纤Fiber300连接，CO150具体包括DSLAM151、与DSLAM151相连的管理控制单元(图中以CPU159标识)、以及与CPU159相连的FSK调制模块158和FSL解调模块157，FSK解调模块157与滤波器154相连，用来对滤波器154滤出的管理控制信息进行解调，FSL调制模块158与混合器152相连，用来对CPU159传送的管理控制信息调制后传输到混合器152，然后通过光收发模块110传输到ONU250；

ONU250包括光收发模块210、与光收发模块210相连的滤波器252和混合器254，滤波器252与FSK解调模块258相连，FSK解调模块258对调制后的管理控制信息进行解调；FSK调制模块257和FSK解调模块258与管理控制单元(图中以CPU259标识)相连，混合器254与FSK调制模块257相连，用来接收调制模块257调制的管理控制信息，并将调制后的管理控制信息与调制后的DSL信号混合。

在下行传输方向，CO150的DSLAM151产生多路传送至用户端的DSL信号，在上变频器155a、155b、……、处将来自DSLAM 151的DSL信号与中频的本振信号IF混频，该IF信号作为副载波在频域上将DSL信号上变频到中频处(例如100MHz～1GHz)；而对ONU 250的管理信息控制信息将在CPU 159中产生，通过FSK调制模块158进行数字调制。

经副载波调制后的DSL信号和管理控制信息在混合器152处进行混合复用，输出混合的电信号。光收发模块110将所接收到的混合电信号进行光/电转换。例如，用激光器直接将混合电信号转换为THz的光信号，即调制激光器的偏置电流，从而产生激光器输出功率的直接调制；也可以先由激光器产生光源，混合电信号通过MZM(Mach-Zehnder modulator，马赫-曾德尔调制器)对光源进行外调制。

光纤300将调制后的光信号传输到ONU250。在光收发模块210处对光信号进行处理，探测出电信号。通过滤波，滤出各路xDSL信号与其对应的副载波信号混频解调，恢复出原DSL信号，经过线路驱动251后经双绞线送至各用户端351a、351b，……，。滤出的数字调制控制信息送至FSK解调模块258，再反馈给ONU250的CPU 259，CPU 259根据收到的控制管理信息实现对ONU250的管理。

在上行传输方向，则信号按照与上述相反的顺序进行传输。同样，ONU250反映其状态的信号也通过数字调制后与模拟调制的DSL信号复用，上行传送给CO150。

本发明方法实施例的流程采用图5所示的系统进行说明，流程图如图6所示(此处仅仅说明下行方向的流程，上行方向的原理与下行方向基本相同，其区别在于下行时由CO150向ONU250传送管理控制信息，上行时由ONU250向CO150传送ONU250的状态信息，具体包括如下的步骤：

1、CPU159产生管理控制信息后传送给FSK调制模块158，同时，CO150的DSLAM151产生多路DSL信号，上变频器155a、155b、……将DSL信号调制到副载波信号上；

2、FSK调制模块158对管理控制信息进行数字调制，将管理控制信息调制到专门的频带上，然后传输给混合器152，同时，上变频器155a、155b、……将经副载波调制后的DSL信号传输到混合器152；

3、经副载波调制后的DSL信号和管理控制信息在混合器152处进行混合复用，将混合的电信号传输到光收发模块110；

4、光收发模块110将所接收到的混合电信号进行光/电转换，然后通过光纤(fiber)300传输到ONU250的光收发模块210；

5、光收发模块210处对光信号进行处理，进行光/电转换，探测出电信号，然后输入到滤波器252；

6、滤波器252滤出各路DSL信号，与其对应的副载波信号进行混频解调，恢复出原DSL信号，最后经双绞线送至各用户端351a、351b、……；滤出的数字调制控制信息送至FSK解调模块258进行数字解调，再传输给ONU250的CPU259，CPU259根据收到的控制管理信息实现对ONU250的管理。

上述的CO150通过专用的频带向ONU250发送的信息还可以是线路检测命令，CO150和ONU250的原理框图分别如图7和图8所示，CO端的管理控制单元具体包括CMU控制单元14和光线路测试单元13，CMU控制单元14产生线路检测命令，并将这些命令传送到管理控制信息调制/解调单元15进行调制，管理控制信息调制/解调单元15将这些命令调制到专用的频带上，与承载于副载波的DSL信号混合复用后传输到ONU端，ONU端的管理控制信息调制/解调单元24将调制于专用频带上的线路检测命令解调出来，ONU端的管理控制单元具体包括CMU控制单元25和光线路测试单元26和用户线路测试单元27，CMU控制单元25接收管理控制信息调制/解调单元24发送的线路检测命令后根据线路检测命令指示光线路测试单元26对光线路进行测试，指示用户线路测试单元27对用户线路进行测试。光线路测试单元26和用户线路测试单元27分别对光线路和用户线路进行检测后，将线路状态信息，包括传递函数、静态线路背景噪声功率普密度、信号噪声比、环路衰减、信噪比容限、信号衰减、最大可达到净荷速率、实际总发送功率等信息发送到ONU端的管理控制信息调制/解调单元24，ONU端的管理控制信息调制/解调单元24将这些线路状态信息调制到专用的频带上，与承载与副载波上的DSL信号混合复用后传输到CO端，CO端的ONU端的管理控制信息调制/解调单元15再解调出这些线路状态信息传送给其CMU控制单元14。CO端的CMU控制单元14根据线路状态信息对xDSL信号的发送功率、传输速率等相关参数进行相应的调整。此外，CO端的光线路测试单元13也可以根据CMU控制单元14的命令对光线路进行测试。

如上所述，本发明实施例提供的技术方案采用一段专门的频带来承载CO端对ONU端的管理控制信息，ONU端接收到调制的管理控制信息后，通过调制解调模块进行解调，然后将解调的管理控制信息传送到管理控制单元，管理控制单元根据收到的控制管理信息实现对远端ONU的管理，使得CO端与ONU端可以进行管理控制信息的交互，实现对ONU的控制管理；同时，采用FSK数字调制的控制信息与模拟调制的DSL信号共同传输的方式，使得本发明所提供的系统易于实现；此外，通过本发明实施例提供的技术方案，CO端可以将线路检测命令传输到ONU端，ONU端的管理控制单元根据线路检测命令完成对线路的检测后，将相应的数据传输到CO端，CO端管理控制单元根据这些数据调整xDSL信号的发送功率和传输速率以及其它的相关参数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1、一种管理光扩展xDSL信号传输系统的方法，其特征在于，包括：

中心局将用于管理光网络单元的管理控制信息调制后与数字用户线DSL信号复用，传输到所述的光网络单元；

所述光网络单元解调出所述的管理控制信息，根据所述的管理控制信息进行管理。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括：

所述的中心局将所述的管理控制信息调制到专用频带上，与经副载波调制后的DSL信号复用后通过光纤传输到所述的光网络单元。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的光网络单元的解调模块解调出承载于所述的专用频带上的管理控制信息，并将所述的管理控制信息传输给所述光网络单元的管理控制单元；

所述光网络单元的管理控制单元根据所述的管理控制信息实现对所述光网络单元的管理。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的管理控制信息包括线路检测命令，所述的光网络单元的管理控制单元根据所述的线路检测命令对用户线路或光线路进行测试。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

所述光网络单元产生反映光网络单元状态的信息并将所述的反映光网络单元状态的信息调制到所述专用频带上，与经副载波调制后的DSL信号复用后通过光纤传输到所述的中心局。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的中心局的解调模块解调出承载于所述的专用频带上的反映光网络单元状态的信息，并将所述的反映光网络单元状态的信息传输给所述中心局的管理控制单元；

所述中心局的管理控制单元根据所述的反映光网络单元状态的信息动态调节下发信号的功率谱密度或信号发送速率。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的管理控制信息包括以下的任意一种或者多种：线路驱动信息、线路检测命令、远端软件的升级程序和对用户进行管理、开通新增用户以及关闭退网用户。

8、一种光扩展xDSL信号传输系统，包括中心局设备和光网络单元，其特征在于，所述的中心局设备还包括管理控制单元和管理控制信息调制单元，所述的管理控制单元用来产生对所述光网络单元的管理控制信息，所述的管理控制信息调制单元用来将所述的对所述光网络单元的管理控制信息调制后与数字用户线DSL信号混合，传输到所述的光网络单元；

所述光网络单元包括管理控制信息解调单元和管理控制单元，所述的管理控制信息解调单元用来解调出所述的管理控制信息，所述的管理控单元根据所述的管理控制信息进行管理。

9、根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述的管理控制信息调制单元用来将所述的管理控制信息调制到专用频带上，与经副载波调制后的DSL信号混合复用。

10、根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述的线路检测命令具体为用户线路检测命令和/或光线路检测命令。

11、根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述的中心局设备还包括管理控制信息解调单元，用来解调出所述的光网络单元发送的管理控制信息后传输给所述的管理控制单元，所述的管理控制单元还用来根据所述的光网络单元发送的管理控制信息实现对所述中心局设备的管理。

12、根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述的光网络单元还包括管理控制信息调制单元，所述的管理控制单元用来产生反映所述光网络单元的状态信息，所述的管理控制信息调制单元用来将所述的反映所述光网络单元状态的信息调制后与数字用户线DSL信号混合，传输到所述的中心局设备。

13、一种中心局设备，其特征在于，所述的中心局设备包括：

管理控制单元，用来产生对光网络单元的管理控制信息；

管理控制信息调制单元，所述的管理控制信息调制单元用来调制所述的管理控制单元产生的管理控制信息；

混合单元，所述的混合单元用来将调制后的管理控制信息与调制后的DSL信号混合后传输到所述的光网络单元。

14、根据权利要求13所述的中心局设备，其特征在于，所述的管理控制信息调制单元用来将所述的管理控制信息调制到专用频带上，与经副载波调制后的DSL信号混合复用。

15、根据权利要求13所述的中心局设备，其特征在于，所述的管理控制单元具体包括控制单元CMU和光线路测试单元，所述的CMU用来向所述的光线路测试单元发送线路测试命令，所述的光线路测试单元用来根据所述的CMU的命令对光线路进行测试。

16、根据权利要求13所述的中心局设备，其特征在于，所述的中心局设备还包括管理控制信息解调单元和分离单元，所述的分离单元用来从所述的光网络单元发送的信号中分离出反映所述光网络单元状态的信息，并传送到所述的管理控制信息解调单元解调。

17、一种光网络单元，其特征在于，所述的光网络单元包括分离单元、管理控制信息解调单元和管理控制单元，其中：

所述的分离单元用来将中心局设备发送的混合后的经调制的管理控制信息与经调制的DSL信号分离并传输到所述的管理控制信息解调单元；

所述的管理控制信息解调单元用来对所述的分离单元传送的管理控制信息解调并将解调后的管理控制信息传输到所述的管理控制单元；

所述的管理控制单元用来根据从所述的管理控制信息解调单元接收的管理控制信息对所述的光网络单元进行相应的管理。

18、根据权利要求17所述的光网络单元，其特征在于，所述的管理控制单元具体包括CMU、用户线路测试单元和/或光线路测试单元，所述的CMU用来向所述的用户线路测试单元和/或光线路测试单元发送线路测试命令，所述的用户线路测试单元和/或光线路测试单元用来根据所述的CMU的命令对分别对用户线路和/或光线路进行测试。

19、根据权利要求17所述的光网络单元，其特征在于，所述的光网络单元还包括管理控制信息调制单元和混合单元，所述的管理控制单元用来产生反映所述光网络单元的状态信息，所述的管理控制信息调制单元用来调制所述的反映所述光网络单元状态的信息，所述的混合单元用来将调制后的反映所述光网络单元状态的信息与调制后的DSL信号混合后传输到所述的中心局设备。

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