CN101364842B - 延长无源光网络传输距离的设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种延长无源光网络传输距离的设备及系统,属于光接入网络领域。所述设备包括:第一分离器件、光放大器、第二分离器件和光/电/光再生单元。本发明还提供了一种延长无源光网络传输距离的系统,该系统包括光线路终端、拉远设备和光网络单元;拉远设备包括第一分离器件、光放大器、第二分离器件和光/电/光再生单元。本发明提供的延长无源光网络传输距离的设备对下行连续的光信号采用光放大器来进行放大,对上行突发的光信号采用光/电/光再生单元来进行放大,综合了单纯采用光放大方案和单纯采用光/电/光再生方案的优点,使得下行光信号不存在延时,可以直接透明传输,避免了上行突发光信号的放大困难。
Description
技术领域
本发明涉及光接入网络领域,特别涉及一种延长无源光网络传输距离的设备及系统。
背景技术
随着IPTV、HDTV等多媒体业务的兴起和一些数据业务的增长,人们对接入带宽的要求越来越高。现在接入网的“光进铜退”趋势十分明显,而且光纤线路更靠近最终用户侧。无源光网络(PON-Passive Optical Networks)顺应了这种趋势,成为目前宽带接入的优选方案。它由安装于中心控制站的光线路终端、光分配网和安装于用户场所的光网络单元三部分组成,在下行方向采用广播的方式传输业务,在上行方向采用时分复用的方式完成多个光网络单元的接入。现在网络发展的趋势是“大中心局,简易终端”,由此人们希望能够延长PON的传输距离,以便减少中间的管理站点,降低PON的管理及维护的成本,进一步地,通过延长PON的传输距离来达到覆盖更多的用户,进而可以实现更多的用户接入,降低平摊的系统投资成本。
在目前现有技术中,提供了两种延长PON的传输距离的方案,这两种方案分别是:采用光放大器来延长PON的传输距离(如图1)和采用光/电/光再生方案来延长PON的传输距离(如图2)。
在光放大器方案中,由于PON中的上行光信号波长为1310nm,且上行方向光信号传输的模式为突发模式,因此上行方向需要采用增益区间在1310nm附近的且传送模式为突发模式的光放大器(例如掺镨光纤放大器)来对光信号进行放大,然而突发模式的光放大器实现起来比较困难,并且突发模式的光放大器的价格也比较昂贵,这样就大大地增加了光放大器方案实现的难度以及系统的投入成本;在下行方向上,由于光信号传输的模式是连续模式,因此可以利用现有成熟的掺铒光纤放大器或者半导体光放大器对光信号进行放大。
在光/电/光再生方案中,上行方向采用光/电/光方案对光信号进行放大,有效地解决了上行光信号突发放大的技术难题,降低了系统投入成本;下行方向上采用光/电/光再生方案对光信号进行放大,必须先将收到的光信号转换为电信号,再对电信号进行重整形、重定时和重放大的再生,用再生的电信号驱动光发射机来产生再生的光信号,这样就要求光/电/光设备必须知道下行光信号的速率和相关信息,才能够进行再生,然而接收光信号并进行电再生的过程,使得对光信号的处理过程变得复杂,而且由于光/电/光再生需要时间,所以会增加下行业务的延时。
通过上面的叙述可以看出,现有技术中提供的光放大器和光/电/光再生方案都无法解决延长无源光网络传输距离中所存在的上行突发光信号放大困难、下行光信号传输不透明且有时延的问题,有必要提出一种新的方案来解决延长无源光网路传输距离中所存在的这些问题。
发明内容
为了解决现有技术中采用光放大器和光/电/光再生方案来延长无源光网络传输距离中所存在的上行突发光信号放大困难、下行光信号传输不透明且有时延的问题,本发明实施例提供了一种延长无源光网络传输距离的设备,该设备包括:
第一分离器件,用于分离出来自光线路终端的分离下行光信号;
光放大器,用于对所述第一分离器件分离出的分离下行光信号进行放大并将放大后的分离下行光信号发送给光网络单元;
第二分离器件,用于分离出来自所述光网络单元的分离上行突发光信号;
光/电/光再生单元,用于对所述第二分离器件分离出来的分离上行突发光信号进行光/电/光再生放大,得到再生分离上行光信号,并将所述再生分离上行光信号发送给所述光线路终端;
管理控制模块,所述管理控制模块包括:接口单元,用于采集所述光放大器和光/电/光再生单元的监视信息,并传送所述监视信息;所述监视信息包括所述光放大器的输入/输出光功率、泵浦光功率和光/电/光再生单元的接收/发送光功率、BIP误码率;监视单元,用于接收所述接口单元传送的监视信息,对所述监视信息进行光功率和误码率分析,得到表示光功率大小和误码率高低的监视信号,并发送所述监视信号;控制单元,用于接收所述监视单元发送的监视信号,并对所述监视信号进行处理,根据处理结果发送用于控制所述光放大器和光/电/光再生单元的控制信号及控制所述监视单元的控制信号。
本发明实施例还提供了一种延长无源光网络传输距离的系统,该系统包括光线路终端、拉远设备和光网络单元;所述拉远设备包括:
第一分离器件,用于分离出来自所述光线路终端的分离下行光信号;
光放大器,用于对所述第一分离器件分离出的分离下行光信号进行放大并将放大后的分离下行光信号发送给所述光网络单元;
第二分离器件,用于分离出来自所述光网络单元的分离上行突发光信号;
光/电/光再生单元,用于对所述第二分离器件分离出来的分离上行突发光信号进行光/电/光再生放大,得到再生分离上行光信号,并将所述再生分离上行光信号发送给所述光线路终端;
管理控制模块,所述管理控制模块包括:接口单元,用于采集所述光放大器和光/电/光再生单元的监视信息,并传送所述监视信息;所述监视信息包括所述光放大器的输入/输出光功率、泵浦光功率和光/电/光再生单元的接收/发送光功率、BIP误码率;监视单元,用于接收所述接口单元传送的监视信息,对所述监视信息进行光功率和误码率分析,得到表示光功率大小和误码率高低的监视信号,并发送所述监视信号;控制单元,用于接收所述监视单元发送的监视信号,并对所述监视信号进行处理,根据处理结果发送用于控制所述光放大器和光/电/光再生单元的控制信号及控制所述监视单元的控制信号。
本发明实施例提供的延长无源光网络传输距离的设备对下行连续的光信号采用光放大器来进行放大,对上行突发的光信号采用光/电/光再生单元来进行放大,综合了单纯采用光放大方案和单纯采用光/电/光再生方案的优点,使得下行光信号不存在延时,可以直接透明传输,避免了上行突发光信号的放大困难。
附图说明
图1是现有技术中采用光放大器来延长PON传输距离的原理示意图;
图2是现有技术中采用光/电/光再生方案来延长PON传输距离的原理示意图;
图3是本发明实施例提供的延长无源光网络传输距离的设备的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的延长无源光网络传输距离的设备中的光/电/光再生单元的内部结构示意图;
图5是本发明实施例提供的带有管理控制模块的延长无源光网络传输距离的设备的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的管理控制模块的内部结构示意图;
图7是本发明实施例提供的延长无源光网络传输距离的系统示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图3所示,本发明实施例提供了一种延长无源光网络传输距离的设备,该设备包括光放大器101、光/电/光再生单元102和分离器件103/104;
分离器件103分别与光/电/光再生单元102和光放大器101相连,用于分离出来自OLT(Optical Line Terminals-光线路终端)的分离下行光信号,并将该分离下行光信号发送给光放大器101,以及接收来自光/电/光再生单元102的再生分离上行光信号,并将该再生分离上行光信号发送给OLT;分离器件103的输出端和输入端分别与光放大器101的输入端和光/电/光再生单元102的输出端相连;
光放大器101分别与分离器件103和分离器件104相连,用于对来自分离器件103的分离下行光信号进行放大,并将放大后的分离下行光信号发送给分离器件104;光放大器101的输入端和输出端分别与分离器件103的输出端和分离器件104的输入端相连;
分离器件104分别与光/电/光再生单元102和光放大器101相连,用于将来自光放大器101的分离下行光信号发送给ONU(Optical Network Unit-光网络单元),以及分离出来自ONU的分离上行突发光信号,并将该分离上行突发光信号发送给光/电/光再生单元102;分离器件104的输入端和输出端分别与光放大器101的输出端和光/电/光再生单元102的输入端相连;
光/电/光再生单元102分别与分离器件103/104相连,用于对来自分离器件104的分离上行突发光信号进行光/电/光再生放大,得到再生分离上行光信号,并将该再生分离上行光信号发送给分离器件103;光/电/光再生单元102的输入端和输出端分别与分离器件104的输出端和分离器件103的输入端相连;
光/电/光再生单元102具体包括光接收机、时钟数据恢复单元和光发射机,如图4所示。
分离器件103/104主要的作用是分离上行光信号和下行光信号,它可以采用多种方案来实现,例如WDM(Wavelength Division Multiplexing-波分复用器)、环行器、2×N分支器或隔离器。
本实施例提供的延长无源光网络传输距离的设备的工作原理为:
1.在下行方向上:分离器件103分离出来自OLT的分离下行光信号,并将该分离下行光信号发送给光放大器101;光放大器101对收到的分离下行光信号进行放大,并将放大后的分离下行光信号发送给分离器件104;分离器件104将收到的分离下行光信号和分离上行突发光信号进行分离,得到下行放大光信号,并将该下行放大光信号发送给ONU;
2.在上行方向上:分离器件104分离出来自各个ONU的上行突发光信号,并将该上行突发光信号发送给光/电/光再生单元102;光/电/光再生单元102将收到的上行突发光信号进行光/电/光再生放大,得到再生分离上行光信号,并将该再生分离上行光信号发送给分离器件103;分离器件103将收到的再生分离上行光信号和分离下行光信号进行分离,得到再生上行光信号,并将该再生上行光信号发送给OLT。
在实际应用中,对于传输语音和数据业务的PON来说,下行光信号通常为波长为1490nm的光信号,因此可以采用单独的光放大器来对下行光信号进行放大,采用的光放大器可以为SOA(Semiconductor Optical Amplifier-半导体光放大器)、EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier-掺饵光纤放大器)或PDFA(Prasedymium-Doped Fiber Amplifier-掺镨光纤放大器);而对于传输语音、数据和视频业务的PON来说,下行光信号是波长为1490nm的传输数据和波长为1550nm的传输视频信号的混合光信号,因此可以采用单独的光放大器对下行光信号中的波长为1490nm的光信号和波长为1550nm的光信号一起放大,也可以采用两个光放大器分别对波长为1490nm的下行光信号和波长为1550nm的下行光信号进行放大,采用的放大器可以为SOA、EDFA或PDFA。因为现在市场上SOA的价格比较低廉,通常选用SOA作为下行光放大器。上行光信号为各个ONU所组成的波长为1310nm的上行突发光信号,需要采用光接收机将上行突发光信号转换成接收电信号,在电域中进行重整形、重定时和/或重放大,形成再生电信号,再生电信号作为光发射机的驱动,驱动光发射机产生再生分离上行光信号,如图4所示:从分离器件104分离出来的上行突发光信号,经过光接收机接收后,转换成接收电信号;接收电信号经过时钟数据恢单元后,恢复出再生电信号;再生电信号输入到光发射机得到再生分离上行光信号。光发射机输出的再生分离上行光信号可以为连续模式,并且此再生分离上行光信号的波长可以为任意波长,而不再受限于PON规定的1310nm波长。
为了实现对延长无源光网络传输距离的设备的管理,还可以在本发明实施例提供的设备中加入管理控制模块,如图5所示,它用于完成对光放大器101和光/电/光再生单元102的管理和控制。对于光放大器101的管理控制主要包括光放大器的温度、增益放大系数、泵浦电流大小、泵浦光功率等,对于光/电/光再生单元102的管理控制主要包括光/电/光再生单元的温度、驱动电流、发送光功率、BIP误码率、接收灵敏度等。管理控制模块通过监视光放大器101的输入/输出光功率得到光放大器的工作状态,并且通过监视下行光信号的光功率来得知从OLT到延长PON传输距离的设备之间的光纤链路是否发生故障,如果此段内光纤发生故障,则光放大器的输入光功率为零;同样地,管理控制模块也可以对光/电/光再生单元102的接收光功率进行监视,得到从ONU到延长PON传输距离的设备之间的光纤链路是否发生故障,如果此段内光纤发生故障,则光/电/光再生单元的接收光功率为零。管理控制模块可以通过带内信息来进行传输,或者通过带外信息来进行传输。管理控制模块包括接口单元、控制单元和监视单元,如图6所示,接口单元用于采集光放大器101的输入/输出光功率、泵浦光功率和光/电/光再生单元102的接收/发送光功率、BIP误码率等监视信息,并将监视信息传送给监视单元,以及将控制单元发送的控制信号1传送给光放大器101和光/电/光再生单元102;监视单元对收到的监视信息进行光功率和误码率分析,得到表示光功率大小和误码率高低的监视信号,并在控制单元发送的控制信号2的控制下,将监视信号传送给控制单元;控制单元对收到的监视信号进行处理,并且根据处理结果发送用于控制光放大器101和光/电/光再生单元102的控制信号1及控制监视单元的控制信号2,控制信号1通过接口单元到达光/电/光再生单元102和光放大器101,实现对光放大器101和光/电/光再生单元102的控制,例如实现对光放大器101泵浦光功率的调整、对光/电/光再生单元发送光功率的调整等等,控制信号2实现对监视单元的控制,监视单元根据收到的控制信号2获知控制单元需要哪些监视信号,并将这些监视信号发送给控制单元。控制单元和监视单元可以集中单独放置,也可以分别放置在光/电/光再生单元102和光放大器101中。
本发明实施例提供的延长无源光网络传输距离的设备还可以应用在HFC(Hybric of Fiberand Coax-光纤同轴电缆混合网)网络的改造中。在HFC网络中,主要采用单向放大器来对下行光信号进行放大,这样可以通过增加光/电/光再生单元来实现HFC网络的双向改造,即采用光放大器对下行光信号放大,采用光/电/光再生单元对上行光信号放大。
本实施例提供的延长无源光网络传输距离的设备对下行连续的光信号采用光放大器来进行放大,对上行突发的光信号采用光/电/光再生单元来进行放大,综合了单纯采用光放大方案和单纯采用光/电/光再生方案的优点,使得下行光信号不存在延时,可以直接透明传输,避免了上行突发光信号的放大困难;本实施例提供的延长无源光网络传输距离的设备可以作为独立的设备加入到PON中,而不影响PON的系统架构,降低了系统的投入成本,简化了系统的设计难度,具有可升级性;另外,本实施例提供的延长无源光网络传输距离的设备还适用于对现有的单向HFC网络进行双向改造。
如图7所示,本发明实施例还提供了一种延长无源光网络传输距离的系统,该系统包括光线路终端、拉远设备和光网络单元;拉远设备包括:
第一分离器件,用于分离出来自光线路终端的分离下行光信号;
光放大器,用于对第一分离器件分离出的分离下行光信号进行放大并将放大后的分离下行光信号发送给光网络单元;
第二分离器件,用于分离出来自光网络单元的分离上行突发光信号;
光/电/光再生单元,用于对第二分离器件分离出来的分离上行突发光信号进行光/电/光再生放大,得到再生分离上行光信号,并将再生分离上行光信号发送给光线路终端。
光/电/光再生单元具体包括:
光接收机,用于接收第二分离器件分离出的分离上行突发光信号,并将分离上行突发光信号转换成接收电信号;
时钟数据恢复单元,用于接收接收电信号,并在电域中对接收电信号进行重整形、重定时和/或重放大,形成再生电信号;
光发射机,用于接收再生电信号,将该再生电信号转换成再生分离上行光信号,并将再生分离上行光信号通过第一分离器件发送给光线路终端。
拉远设备还包括管理控制模块,管理控制模块用于管理控制光放大器的泵浦电流大小,以及光/电/光再生单元的BIP误码率、发送光功率、接收灵敏度。
管理控制模块具体包括:
接口单元,用于采集光放大器和光/电/光再生单元的监视信息,并传送监视信息;监视信息包括光放大器的输入/输出光功率、泵浦光功率和光/电/光再生单元的接收/发送光功率、BIP误码率;
监视单元,用于接收接口单元传送的监视信息,对监视信息进行光功率和误码率分析,得到表示光功率大小和误码率高低的监视信号,并发送监视信号;
控制单元,用于接收监视单元发送的监视信号,并对监视信号进行处理,根据处理结果发送用于控制光放大器和光/电/光再生单元的控制信号及控制监视单元的控制信号。
本实施例提供的延长无源光网络传输距离的系统对下行连续的光信号采用光放大器来进行放大,对上行突发的光信号采用光/电/光再生单元来进行放大,综合了单纯采用光放大方案和单纯采用光/电/光再生方案的优点,使得下行光信号不存在延时,可以直接透明传输,避免了上行突发光信号的放大困难。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,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、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种延长无源光网络传输距离的设备,其特征在于,所述设备包括:
第一分离器件,用于分离出来自光线路终端的分离下行光信号;
光放大器,用于对所述第一分离器件分离出的分离下行光信号进行放大并将放大后的分离下行光信号发送给光网络单元;
第二分离器件,用于分离出来自所述光网络单元的分离上行突发光信号;
光/电/光再生单元,用于对所述第二分离器件分离出来的分离上行突发光信号进行光/电/光再生放大,得到再生分离上行光信号,并将所述再生分离上行光信号发送给所述光线路终端;
管理控制模块,所述管理控制模块包括:接口单元,用于采集所述光放大器和光/电/光再生单元的监视信息,并传送所述监视信息;所述监视信息包括所述光放大器的输入/输出光功率、泵浦光功率和光/电/光再生单元的接收/发送光功率、BIP误码率;监视单元,用于接收所述接口单元传送的监视信息,对所述监视信息进行光功率和误码率分析,得到表示光功率大小和误码率高低的监视信号,并发送所述监视信号;控制单元,用于接收所述监视单元发送的监视信号,并对所述监视信号进行处理,根据处理结果发送用于控制所述光放大器和光/电/光再生单元的控制信号及控制所述监视单元的控制信号。
2.如权利要求1所述的延长无源光网络传输距离的设备,其特征在于,所述光/电/光再生单元具体包括:
光接收机,用于接收所述第二分离器件分离出的分离上行突发光信号,并将所述分离上行突发光信号转换成接收电信号;
时钟数据恢复单元,用于接收所述接收电信号,并在电域中对所述接收电信号进行重整形、重定时和/或重放大,形成再生电信号;
光发射机,用于接收所述再生电信号,将该再生电信号转换成再生分离上行光信号,并将所述再生分离上行光信号通过所述第一分离器件发送给所述光线路终端。
3.如权利要求1所述的延长无源光网络传输距离的设备,其特征在于,所述光放大器具体为掺铒光纤放大器、掺镨光纤放大器或半导体光放大器。
4.如权利要求1所述的延长无源光网络传输距离的设备,其特征在于,所述第一分离器件和第二分离器件具体为波分复用器、环行器、2×N分支器或隔离器。
5.一种延长无源光网络传输距离的系统,其特征在于,所述系统包括光线路终端、拉远设备和光网络单元;所述拉远设备包括:
第一分离器件,用于分离出来自所述光线路终端的分离下行光信号;
光放大器,用于对所述第一分离器件分离出的分离下行光信号进行放大并将放大后的分离下行光信号发送给所述光网络单元;
第二分离器件,用于分离出来自所述光网络单元的分离上行突发光信号;
光/电/光再生单元,用于对所述第二分离器件分离出来的分离上行突发光信号进行光/电/光再生放大,得到再生分离上行光信号,并将所述再生分离上行光信号发送给所述光线路终端;
管理控制模块,所述管理控制模块包括:接口单元,用于采集所述光放大器和光/电/光再生单元的监视信息,并传送所述监视信息;所述监视信息包括所述光放大器的输入/输出光功率、泵浦光功率和光/电/光再生单元的接收/发送光功率、BIP误码率;监视单元,用于接收所述接口单元传送的监视信息,对所述监视信息进行光功率和误码率分析,得到表示光功率大小和误码率高低的监视信号,并发送所述监视信号;控制单元,用于接收所述监视单元发送的监视信号,并对所述监视信号进行处理,根据处理结果发送用于控制所述光放大器和光/电/光再生单元的控制信号及控制所述监视单元的控制信号。
6.如权利要求5所述的延长无源光网络传输距离的系统,其特征在于,所述光/电/光再生单元具体包括:
光接收机,用于接收所述第二分离器件分离出的分离上行突发光信号,并将所述分离上行突发光信号转换成接收电信号;
时钟数据恢复单元,用于接收所述接收电信号,并在电域中对所述接收电信号进行重整形、重定时和/或重放大,形成再生电信号;
光发射机,用于接收所述再生电信号,将该再生电信号转换成再生分离上行光信号,并将所述再生分离上行光信号通过所述第一分离器件发送给所述光线路终端。
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PB01 | Publication | ||
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |