CN101141346B - 波分复用无源光网络装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种波分复用无源光网络装置，包括中心局光线路终端、远端节点无源光合分波单元，以及n个终端光网络终端；中心局光线路终端包括光转发单元和光合分波组合单元；所述光转发单元完成10Gbps速率的转发业务，进一步包括n组OTU模块；远端节点无源光合分波单元为绝热型无源模块，完成前向波长的分波和反向波长的合波，终端光网络终端包括一组与中心局光线路终端对应的OTU模块，共同完成1个业务的中心局和终端之间的信息传输。本发明所述装置，与现有技术相比，在实现单用户10Gbps的WDM PON、提高系统可用带宽的同时，还妥善解决了现有技术传输距离不足的问题，实现了10Gbps的WDM PON的长距离传输。
Description
技术领域
本发明涉及光纤介入网络系统，尤其涉及可以实现n×10Gbps的波分复用无源光网络(WDM PON，Wavelength Division Multiplexing Passive OpticalNetwork)装置。
背景技术
互联网技术和通讯技术的快速发展，加快了社会经济的发展，而社会经济和人们对于信息、交流和服务的需求增长，则又对通讯技术提出了更高的要求，更高的带宽、更快的速度、更好的稳定性，以及对于多媒体和交互业务的支撑能力，都在不断的推动着基础性通讯技术的发展，宽带接入技术就是在这样的推动力量下不断实现着技术的更新。互联网业务爆炸式激增而引起了对带宽的巨大需求，未来接入网需要实现单用户10Gbps速率。
毫无疑问，目前较为主流的宽带接入技术是光纤接入(FTTX)，该技术具有带宽大、传输距离远、可靠性高等特点，能够满足单用户10Gbps速率的要求，FTTX主要包括点到点(P2P，Piont to Piont)和点到多点(P2MP，Piont toMultiPiont)这两种模式，在P2MP的技术体系中，又以无源光网络(PON，Passive Optical Network)技术最具发展前途。
PON进一步分时分复用PON(TDM PON，Time Division Multiplexing PON)技术和波分复用PON(WDM PON，Wavelength Division Multiplexing PON)技术。GPON(Gigabit-capable Passive Optical Network)和EPON(EthernetPassive Optical Network)是典型的TDM PON，利用时分复用技术来实现共享传输，而WDM PON则采用波分复用技术为每个用户分配特定的波长。相对TDM PON而言，WDM PON具有容量大、管理容易、网络安全、可升级性好的优点，是PON技术发展的主要方向，不过就目前而言，WDM PON技术也面临着需要特定波长光源才能有效工作的限制。
从系统组成结构上看，WDM PON系统通常包括中心局、远端结点和终端三个部分。
从中心局到远端节点，需要能够实现单纤双向传输的目标，由于10Gbps的WDM PON系统接收机的接收灵敏度有限，这将导致系统传输距离受限。如果WDM PON进一步要求实现“1+1”保护倒换功能，则系统的损耗又将有所增加，因此WDM PON系统需要采用光放大器，以满足光功率预算要求。目前很多诸如光谱分割技术、FP激光器注入锁定技术等实现WDM PON系统的技术，以及采用固定激光器或波长可调谐激光器的传统方法，都无法有效解决单纤双向系统下的光放大的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，现有技术存在的WDM PON技术中10Gbps系统的传输距离受限的缺点，以期提出一种能够有效实现n×10Gbps承载能力的波分复用无源光网络装置。
为了实现上述目的，本发明提出了一种波分复用无源光网络装置，包括中心局光线路终端(OLT，Optical Line Termination)、远端节点无源光合分波单元(OMD，Optical Mux & Demux)，以及多个终端光网络终端(ONT，OpticalNetwork Termination)；
中心局到远端节点为单纤双向结构，承载多个业务的传输，具有多个波长；
所述中心局OLT包括光转发单元(OTU，Optical Transponder Unit)和OMD组合单元；所述OTU完成转发业务，进一步包括多组OTU模块；所述OMD组合单元完成前向(A向)波长的合波和反向(B向)波长的分波，并内置光放大器，通过将A向光和B向光转换为单向光完成光放大，提高系统功率裕量，放大后的光信号再转换为A向光和B向光；
所述远端节点OMD为绝热型无源模块，完成A向波长的分波和B向波长的合波，并保证A向光和B向光互不影响；
所述终端光网络终端中包括一组OTU模块，所述OTU模块包括与所述中心局OLT的OTU相对应的光转发单元，完成业务的中心局和终端之间的信息传输。
在本发明所述装置中，所述OTU的波长符合WDM标准，采用固定波长的激光器，或者采用波长可调谐的激光器。
在本发明所述装置中，所述光合分波组合单元还包括光衰减器，用于调整A向或B向的光功率。
在本发明所述装置中，所述远端节点OMD合分波单元通常为周期性的阵列波导光栅型(AWG，Arrayed Waveguide Grating)无源合分波器。
在本发明所述装置中，当系统为红蓝带波长分组模式时，所述中心局光线路终端的光合分波组合单元包括合波器、分波器、耦合器、分光器和滤波器，合波方向的光信号经过合波器、耦合器、光放大器、分光器和滤波器；分波方向的光信号经过滤波器、耦合器、光放大器、分光器和分波器。
在本发明所述装置中，所述合波器为50GHz间隔的光合波器，处理红带或蓝带波长；所述分波器为50GHz间隔的光分波器，处理蓝带或红带波长。
在本发明所述装置中，所述耦合器为功率耦合器。
在本发明所述装置中，所述分光器为将一束光分成两束光的红蓝带滤波器；所述滤波器为将两束光合成一束光的红蓝带滤波器。
在本发明所述装置中，所述光放大器为掺铒光纤放大器。
在本发明所述装置中，在交织波长分组模式中，所述中心局光线路终端的光合分波组合单元包括合波器、分波器、耦合器、滤波器和环行器；合波方向的光信号经过合波器、耦合器、光放大器、滤波器和环行器；分波方向的光信号经过环行器、耦合器、光放大器、滤波器和分波器。
在本发明所述装置中，所述合波器为C波段或C+波段100GHz间隔的光合波器；所述分波器为C+波段或C波段100GHz间隔的光分波器。
在本发明所述装置中，所述耦合器为功率耦合器。
在本发明所述装置中，所述滤波器为50GHz-100GHz的梳状滤波器。
在本发明所述装置中，所述环行器为3端口环行器。
在本发明所述装置中，所述光放大器为C波段掺铒光纤放大器。
采用本发明所述的装置，与现有技术相比，在实现单用户10Gbps的WDMPON、提高系统可用带宽的同时，还妥善解决了现有技术传输距离不足的问题，实现了10Gbps的WDM PON的长距离传输。
附图说明
图1是本发明所述实现n×10Gbps的波分复用无源光网络装置结构图；
图2是本发明所述装置中中心局OLT的OMD组合单元第一方案结构图；
图3是本发明所述装置中中心局OLT的OMD组合单元第二方案结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的技术方案作进一步的说明。
本发明所述装置包括中心局光线路终端(OLT，Optical Line Termination)、远端节点无源光合分波单元(OMD，Optical Mux & Demux)，以及n个终端光网络终端(ONT，Optical Network Termination)；
中心局到远端节点为单纤双向结构，承载n个业务的传输，具有2×n个波长，其中A向n个波长为a1，a2，...，an，B向n个波长为b1，b2，...，bn；
所述中心局OLT包括光转发单元(OTU，Optical Transponder Unit)和OMD组合单元；所述OTU完成10Gbps速率的转发业务，进一步包括从OTUa1_T/OTUb1_R到OTUan_T/OTUbn_R的n组OTU模块，其中OTUa1_T表示发送波长为a1的光转发单元，OTUb1_R表示接收波长为b1的光转发单元；所述OMD组合单元完成A向波长的合波和B向波长的分波，并内置1个光放大器，通过将A向光和B向光转换为单向光完成光放大，提高系统功率裕量，放大后的光信号再转换为A向光和B向光；
所述远端节点OMD为绝热型无源模块，完成A向波长的分波和B向波长的合波，并保证A向光和B向光互不影响；
每个所述终端ONT中同样包括一组OTU模块，通过OTU完成业务的转发；每组OUT模块都包括与所述中心局OLT的OTU中某一组OTUan_T/OTUbn_R相对应的一组OTUan_R/OTUbn_T，共同完成1个业务的中心局和终端之间的信息传输。
在目前较为普遍应用的C波段中，40×10Gbps的WDM PON系统是一个较为普遍的应用模式，所以在下述实施方案的说明中，以C波段中40×10Gbps的WDM PON系统作为具体阐述的样本。
本发明所述的波分复用无源光网络装置由中心局OLT、远端节点OMD和终端ONT组成。
从图1可以看出，中心局OLT进一步包括OTU和OMD组合单元，其中，OTU分发送端OTU和接收端OTU。发送端OTU发送特定的WDM波长，间隔为50GHz，可为波长固定的激光器，或者波长可调谐的激光器。接收端OTU接收线路传输过来的光信号。
由于目前的单纤双向系统中波长分配方式主要有两种：一种是红蓝带波长分组(一个方向使用红带光，另一个方向使用蓝带光)，另外一种是交织带波长分组(一个方向使用C带波长，另一个方向使用C+带波长)。所以中心局OLT的另外一个重要的组成部分OMD组合单元同样有两种实施方案，当系统为红蓝带波长分组模式时采用第一方案，当系统为交织波长分组模式时采用第二方案。
OMD组合单元第一方案结构包括了合波器、分波器、耦合器、分光器、滤波器和光放大器(见附图2)。所述合波器为50GHz间隔的光合波器，处理红带(或蓝带)波长；所述分波器为50GHz间隔的光分波器，处理蓝带(或红带)波长；所述耦合器为3dB功率耦合器；所述分光器为红蓝带滤波器，将一束光分成两束光；所述滤波器为红蓝带滤波器，将两束光合成一束光；所述光放大器为C波段掺铒光纤放大器。合波方向的光信号依次经过合波器、耦合器、光放大器、分光器和滤波器。分波方向的光信号依次经过滤波器、耦合器、光放大器、分光器和分波器。
OMD组合单元第二方案结构包括了合波器、分波器、耦合器、滤波器、环行器和光放大器(见附图3)。所述合波器为C(或C+)波段100GHz间隔的光合波器；所述分波器为C+(或C)波段100GHz间隔的光分波器；所述耦合器为3dB功率耦合器；所述滤波器为50GHz-100GHz的梳状滤波器；所述环行器为3端口环行器；所述光放大器为C波段掺铒光纤放大器。合波方向的光信号依次经过合波器、耦合器、光放大器、滤波器和环行器。分波方向的光信号依次经过环行器、耦合器、光放大器、滤波器和分波器。
上面所述的第一方案和第二方案中也可以增加光衰减器，用来调整A向或B向的光功率。
远端节点OMD为C波段绝热型无源AWG型光合分波器，不是周期性的AWG合分波器。波长间隔50GHz，一共80波，A向和B向各为40波。中心局的OMD组合单元和远端节点OMD实现方案不同，前者含有光放大器，后者仅为无源合分波器。
终端的ONT由OTU完成，类似中心局的OTU。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (15)
1.波分复用无源光网络装置，其特征在于，包括中心局光线路终端、远端节点无源光合分波单元，以及多个终端光网络终端；
中心局到远端节点为单纤双向结构，承载多个业务的传输，具有多个波长，
所述中心局光线路终端包括光转发单元和光合分波组合单元；所述光转发单元完成转发业务，进一步包括多组光转发单元模块；所述光合分波组合单元完成前向波长的合波和反向波长的分波，并内置光放大器，通过将前向光和反向光转换为单向光完成光放大，提高系统功率裕量，放大后的光信号再转换为前向光和反向光；
所述远端节点无源光合分波单元为绝热型无源模块，完成前向波长的分波和反向波长的合波，并保证前向光和反向光互不影响；
所述终端光网络终端中包括一组光转发单元模块，所述光转发单元模块包括与所述中心局光线路终端的光转发单元相对应的光转发单元，完成业务的中心局和终端之间的信息传输。
2.如权利要求1所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述光转发单元的波长符合WDM标准，包括固定波长的激光器，和/或波长可调谐的激光器。
3.如权利要求1所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述光合分波组合单元还包括光衰减器，用于调整前向或反向的光功率。
4.如权利要求1所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述远端节点无源光合分波单元为周期性的阵列波导光栅型无源合分波器。
5.如权利要求1或4所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，当系统为红蓝带波长分组模式时，所述中心局光线路终端的光合分波组合单元包括合波器、分波器、耦合器、分光器和滤波器，合波方向的光信号经过合波器、耦合器、光放大器、分光器和滤波器；分波方向的光信号经过滤波器、耦合器、光放大器、分光器和分波器。
6.如权利要求5所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述合波器为50GHz间隔的光合波器，处理红带或蓝带波长；所述分波器为50GHz间隔的光分波器，处理蓝带或红带波长。
7.如权利要求5所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述耦合器为功率耦合器。
8.如权利要求5所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述分光器为将一束光分成两束光的红蓝带滤波器；所述滤波器为将两束光合成一束光的红蓝带滤波器。
9.如权利要求5所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述光放大器为掺铒光纤放大器。
10.如权利要求1或4所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，在交织波长分组模式中，所述中心局光线路终端的光合分波组合单元包括合波器、分波器、耦合器、滤波器和环行器；合波方向的光信号经过合波器、耦合器、光放大器、滤波器和环行器；分波方向的光信号经过环行器、耦合器、光放大器、滤波器和分波器。
11.如权利要求10所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述合波器为C波段或C+波段100GHz间隔的光合波器；所述分波器为C+波段或C波段100GHz间隔的光分波器。
12.如权利要求10所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述耦合器为功率耦合器。
13.如权利要求10所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述滤波器为50GHz-100GHz的梳状滤波器。
14.如权利要求10所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述环行器为3端口环行器。
15.如权利要求10所述的波分复用无源光网络装置，其特征在于，所述光放大器为C波段掺铒光纤放大器。
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