CN101577590B - 一种信号传输方法、中继设备以及无源光网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种信号传输方法、中继设备以及无源光网络系统。该设备包括：第一控制模块，用于根据光网络单元和光线路终端之间传输的传输信号产生复位信号；突发接收模块，用于根据所述复位信号采用突发模式接收所述光网络单元侧发送的上行信号；上行处理模块，用于对所述突发接收模块接收的上行信号进行电中继放大后向光线路终端侧发送。解决了以OEO方式构建的LR-PON系统中，中继设备对上行突发包的正确接收的问题。同时，应用该中继设备的网络传输系统兼容了目前ONU突发接收的特性，对上行光信号的接收采用了突发模式，具有广阔的市场前景。

Description

一种信号传输方法、中继设备以及无源光网络系统

技术领域

本发明涉及网络传输领域，尤其涉及一种信号传输方法、中继设备以及无源光网络系统。

背景技术

无源光网络(Passive Optical Network，PON)技术是目前应用最广泛的光纤到户的接入技术之一。现有的PON包括宽带无源光网络(Broadband PassiveOptical Network，BPON)、吉比特无源光网络(Gigabit Passive Optical Network，GPON)以及以太无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)。

如图1所示，为使用传统的PON系统接入的网络架构，PON用于将终端用户接入到传送网，再通过传送网接入到核心网，即图中的数字视频(Video)网、因特网(Internet)以及公共交换电话网络(Public Switched Telephone Network，PSTN)中。

PON系统最基本的组成包括：光线路终端(Optical Line Terminals，OLT)、光网络单元(Optical Network Unit，ONU)、无源光分路器和光分配网(OpticalDistribution Network，ODN)等部分。OLT和无源光分路器之间由主干光纤连接，光分路器实现点对多点的光功率分配，通过多个分支光纤连接到多个ONU。OLT和ONU之间的主干光纤、光分路器和分支光纤统称为ODN。从OLT到ONU的方向称为下行方向，从ONU到OLT的方向称为上行方向。

在传统的PON系统中，OLT通过光分路器对接的ONU数量较少，覆盖半径不超过20km，导致传统的网络架构中OLT数量较多，且位置区域偏远、分散，很不方便管理和维护，设备投资和维护成本较高。随着下一代光接入网络的兴起，运营商提出将PON的覆盖半径扩大至100km的需求。

为此，提出了电中继光电光转换(Optical-Electrical-Optical，OEO)方式的再生器拉远方案。在电中继OEO方案中，已提出使用电中继拉远盒式设备(Extenderbox)实现长距离PON(Long Reach PON，LR-PON)的方案，其组成的基本构架如图2所示，在光分路器和OLT之间放置一个电中继小盒子，传统的ODN网络被分开为两个ODN网络，即ODN1和ODN2。

但是，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：

在现有PON系统中，一个OLT通常连接有多个ONU，对上行信号需要采用时分复用(Time Division Multiplex，TDM)的方式进行发送和接收。但是，由于每个ONU与OLT之间的距离不同，每个ONU的发送光功率也不同，导致每个上行突发包到达OLT的光功率和相位都不一样，所以OLT需要采用与连续接收模式相对的突发接收模式来接收数据(信号)，而ONU则需要采用突发发送模式分时复用上行光纤，只在发送有效上行突发包时才打开发送光器件，而在上行突发包发送间隙关闭发送光器件。

为了降低使用突发接收模式进行接收的突发接收光器件的设计难度，现有的突发接收光器件，都需要在上行突发数据包到来之前的复位信号。在现有的PON系统中，OLT通过测距确保每个ONU的上行突发包在其规定的固定时间上来，所以OLT可以在上行突发包到来之前给光接收器件复位信号。

现有的，LP-PON系统的方案中并未解决ONU与OLT之间的中继设备(因为该设备可进行信号放大Reamplifying、整形Reshaping和重定时Retiming，所以通常又称为3R设备)如何处理上述突发接收的问题，即现有的中继设备不具有正确进行突发接收上行信号的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种信号传输方法、中继设备以及无源光网络系统。可以实现在长距离PON网络中的中继设备正确有效的进行上行数据的突发接收。

为此，一方面，本发明的实施例提供了一种中继设备，该设备包括：第一控制模块，用于根据光网络单元和光线路终端之间传输的传输信号产生复位信号；突发接收模块，用于根据所述复位信号采用突发模式接收所述光网络单元侧发送的上行信号；上行处理模块，用于对所述突发接收模块接收的上行信号进行电中继放大后向光线路终端侧发送；

其中，所述第一控制模块包括：第一复位子模块，用于采用上下帧同步和上行信号信息提取的方式获得所述复位信号，或包括：第二复位子模块，用于采用上行突发包包尾检测的方式获得所述复位信号。

同时，本发明的实施例提供了一种信号传输方法，包括：中继设备根据光网络单元和光线路终端之间传输的传输信号产生复位信号；根据所述复位信号采用突发模式接收来自所述光网络单元侧的上行信号；对所述接收的上行信号进行电中继放大后向光线路终端侧发送；

其中，所述根据传输信号产生复位信号包括：

采用上下帧同步和上行信号信息提取的方式获得所述复位信号；

或，采用上行突发包包尾检测的方式获得所述复位信号。

另一方面，本发明的实施例还提供了一种无源光网络系统，包括光网络单元、光线路终端、光分配网以及中继设备，所述中继设备通过光分配网分别连接所述光网络单元和光线路终端，其中，所述中继设备包括：第一控制模块，用于根据光网络单元和光线路终端之间传输的传输信号产生复位信号；突发接收模块，用于根据所述复位信号采用突发模式接收所述光网络单元侧发送的上行信号；上行处理模块，用于对所述突发接收模块接收的上行信号进行电中继放大后向光线路终端侧发送；

其中，所述第一控制模块包括：第一复位子模块，用于采用上下帧同步和上行信号信息提取的方式获得所述复位信号，或包括：第二复位子模块，用于采用上行突发包包尾检测的方式获得所述复位信号。

由于本发明实施例中的中继设备具有突发接收能力，解决了以OEO方式构建LR-PON的系统中，中继设备对上行突发包的正确接收的问题。同时，由于本发明实施例中的中继设备实现突发接收的方法简单，具有成本低的特点，且应用该中继设备的无源光网络系统兼容了目前ONU突发发送的特性，因此，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是现有的使用传统的PON系统接入的网络架构的示意图；

图2是现有的长距离PON的一种组成架构的示意图；

图3是本发明中无源光网络系统的一个实施例的组成示意图；

图4是本发明中中继设备的一个实施例的组成示意图；

图5是本发明的一个实施例中当OLT处于正常工作状态时的时序示意图；

图6是本发明中中继设备的另一个实施例的组成示意图；

图7是本发明中信号传输方法的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

如图3所示，为本发明实施例中提出的无源光网络系统的一种实现形式，该系统包括ONU(通常一个OLT下连多个ONU，本图中示例为3个ONU)、OLT、ODN以及一个中继设备1，该中继设备1通过ODN分别连接所述ONU和OLT(图中，连接OLT的为ODN1，连接ONU的为ODN2，且ODN2中包括无源光分路器，以实现多个ONU的连接)。

考虑到尽量兼容现有PON系统中已有的ODN网络接口标准，本发明实施例中的中继设备1可以放在传统的PON系统中原OLT的位置处，即从中继设备1到ONU的距离在20km(千米)左右。这样，在本发明实施例所提供的无源光网络系统中，中继设备1和ONU侧之间的接口标准就可以沿用以前OLT的接口标准，而ONU的光接口标准不变。

而在本发明实施例中放置OLT的位置(即ODN1的布置)则主要取决于中继设备1和OLT之间的光功率预算。上行方向上，中继设备1向OLT侧的发送功率经过一定距离(即图中ODN1的传输距离)造成光纤衰减后能满足OLT接收灵敏度的要求；下行方向上，则是OLT发送光功率经过光纤衰减后，中继设备1在OLT侧能正常接收。当然，中继设备在PON网络中的布放位置并不局限于该位置，本段中的描述仅仅是提供一种方案而已。

在本发明实施例中所述的ONU现有技术中的ONU一样，都是采用突发发送模式进行信号发送。所以为了保证中继设备1可以正确接收上行突发包，并且兼容现有的ONU设备，在上行方向，中继设备1也应根据复位信号进行突发接收。

但是与OLT决定上行突发包到达OLT的时间不同(在传统PON系统中，OLT可以管理决定其下挂的各ONU发送上行信号的时间，所以，OLT设备可以获知即将到来的各ONU发送的上行信号的时间)，现有技术中作为中继的3R设备无法预知上行突发包到来的时间，所以不能提前为3R设备中采用突发模式接收信号的光接收器件提供复位信号，无法采用突发模式正确接收上行突发包。

为此，本发明实施例中提供了一种中继设备，如图4所示，中继设备1包括第一控制模块10，用于根据光网络单元和光线路终端之间传输的传输信号产生复位信号，所述传输信号可包括上行信号和下行信号，其中，上行信号是指从光网络单元侧向光线路终端侧发送的信号，下行信号是指从光线路终端侧向光网络单元侧发送的信号；突发接收模块12，用于根据所述复位信号采用突发模式接收所述上行信号；上行处理模块14，用于对所述突发接收模块接收的上行信号进行电中继放大并发送。

其中，第一控制模块10包括：第一复位子模块，用于采用上下帧同步和上行信号信息提取的方式获得复位信号。其中，上下帧同步是指根据接收到的下行信号预知相应的上行信号到达时间的技术；上行信号信息包括多种与上行信号有关的信息，如本地均衡时延、标准中规定的固定时延、虚拟帧头发送时延(或称为上行带宽时延)、上行突发包的带宽等，其中虚拟帧头发送和上行突发包的带宽可从下行信号中携带的下行带宽地图中获得。

进一步的，所述第一复位子模块包括：下行帧旁路监测子模块，用于从下行信号中获取所述光线路终端的工作状态、所述光线路终端下行帧帧头以及上行信号信息，需要说明的是，获取所述光线路终端下行帧帧头具体可以是指获取相应的下行帧帧头到达本地的时刻，同时，此处获得的可以仅仅是上行信号信息中的部分信息，如虚拟帧头发送时延(或称为上行带宽时延)和上行突发包的带宽等，而其他的，如本地均衡时延可以通过模拟测距获得，固定时延则是在标准预先设定了的；上下行同步子模块，用于根据所述光线路终端的工作状态、所述光线路终端下行帧帧头以及上行信号信息获取相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息，并根据所述时刻信息产生复位信号。

其中，上下行同步子模块包括：判断子模块，用于判断所述光线路终端的工作状态，并生成判断结果，所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态或开窗状态；时序子模块，用于当所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态时，获得所述正常工作状态下的所述中继设备的均衡时延；获知子模块，用于将所述中继设备的均衡时延、下行帧帧头到达本地的时刻、上行带宽时延和固定延时相加得到相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息；第一生成子模块，用于在所述时刻之前生成复位信号。同时，所述上下行同步子模块还可进一步包括：产生子模块，用于当所述判断结果为所述光线路终端处于开窗状态时，根据所述上行信号产生复位信号。

或是，第一控制模块10包括：第二复位子模块，用于采用上行突发包包尾检测的方式获得复位信号。其中，第二复位子模块可进一步包括：检测子模块，用于检测所述上行信号的突发包的包尾到达本地的时刻；第二生成子模块，用于根据所述检测子模块检测到的突发包的包尾到达本地的时刻产生下一突发包的复位信号，如在该时刻后的一段规定的时段内产生下一突发包的复位信号。

对于第一控制模块如何获得复位信号的原理解释如下。

与现有的传统PON系统类似，通常可以把OLT的状态分为“开窗状态”(即OLT处于开窗测距时)和“正常工作状态”(其他时候)。

图5所示，为OLT处于正常工作状态时上行信号和下行信号传输的时序图，图中，OLT通过中继设备向ONU发送下行信号(用斜向右的带箭头的两段前后相继的实线段表示)，若ONU收到后经过FixDelay+EqD(ONU)的时延后返回上行信号到OLT(用向斜向左的带箭头的两段前后相继的虚线段表示)，则该上行信号的帧头到达各设备的时刻称为虚拟上行帧帧头对应在各设备的时刻(这并不是实际上上行帧帧头到达各设备的时刻，所以称为“虚拟”上行帧帧头对应在各设备的时刻)。

其中，FixDelay+EqD(ONU)的时延是由OLT设备根据线路本身的固有时延和ONU的处理时延设定的，某一OLT设备连接的所有ONU各自有不同的FixDelay+EqD(ONU)时延，但是OLT对这个时延进行设定后，可使具有不同线路传输时延的ONU返回的上行信号同时到达OLT，即其各自的虚拟上行帧帧头同时到达OLT。

由于ONU是采用时分复用的方式通过公共的线路向OLT发送上行信号的，在上述FixDelay+EqD(ONU)时延的基础上，OLT对不同的ONU设定了不同的虚拟帧头发送时延，这样，ONU向OLT传输的上行信号经过FixDelay+EqD(ONU)时延+虚拟帧头发送时延后，原本同时到达的OLT的虚拟上行帧帧头就可在不同的时刻到达OLT，实现多个ONU时分复用公共线路，而不会产生冲突。

其中，FixDelay是固定延时，因为ONU设备对下行信号响应都需要时间，为了统一，标准里面规定了FixDelay的值。EqD(ONU)是OLT通过测距给每个ONU分配的各ONU的均衡时延。

需要说明的是，由于ONU采用突发模式发送信号，所以对于其每次突发发送的信号称为突发包，而突发包中的第一帧的帧头则称为上行帧帧头。

通过上述描述可知，在OLT处于正常工作状态时，OLT会预先通过测距(即获知EqD的过程)和给每个ONU分配不同的发送时延和带宽(由Sstart、Sstop指示，Sstart是ONU发送上行信号突发包的虚拟帧头发送时延，而Sstop则是根据突发包大小和Sstart确定的突发包包尾的时延，Sstop减去Sstart即是突发包的带宽，Sstart和Sstop一般可在下行带宽地图中标识，Sstop图8中未示)，确保不同的上行突发包在不同时段内到达OLT。

由此可知，对于每个ONU以及中继设备，在经过OLT测距，并获知了OLT下行帧帧头到达本地的时刻后，就可以根据上述延迟获知对应的虚拟上行帧帧头到达本地的时刻，结合从下行信号流里面提取的下行带宽地图，就可获知每个上行突发包到达本地的时刻(即为虚拟上行帧帧头到达本地后延迟各自的Sstart后)。基于此，可用中继设备模拟ONU响应OLT的测距，得到中继设备的均衡时延EqD(3R)，到达本地的下行帧帧头经过EqD(3R)和FixDelay延迟就是其对应虚拟上行帧帧头到达中继设备的时刻，再结合从下行信号中提取的上行带宽时延Sstart，就可以得出实际上行突发包帧头到达中继设备的时刻。这样，在该时刻之前产生复位信号，就可以正确接收的该上行突发包。其中，可在上述实际上行突发包帧头到达中继设备的时刻之前一个规定的时段内产生复位信号，以便使本次复位信号不与上次的突发接收冲突。

而对于采用上行突发包包尾检测的方式获得复位信号的第二复位子模块，其原理为：由于ONU采用的是突发发送方式，在有效上行突发包发送完毕之后就会关闭激光器，在收端可以检测到有效上行突发包结束后出现的长达数个字节的有规律的数据图案，如全0、全1等。利用此特点，中继设备1通过检测和匹配这些有规律的数据图案判断出上行突发包包尾，就可给出接收下一上行突发包的复位信号，而对于接收第一个上行突发包的复位信号可以在系统初始的时候给出。

同理，当OLT处于开窗状态时，产生子模块即立即产生复位信号，为中继设备1的突发接收模块12接收第一个未注册ONU的序列码响应做准备。当突发接收模块12收到第一个上行突发包后，产生子模块在延时一个固定时间(因为序列码响应和测距响应的带宽均固定为13字节，所以该固定时间需大于13字节)后再给出下一个复位信号，以接收下一个未注册ONU的上行响应突发包。

另一方面，当中继设备1向OLT侧发送上行信号时，若OLT具有连续接收能力，则中继设备1如图4组成，上行处理模块14将信号发送至OLT侧即可。若OLT采用突发模式进行接收，如果用连续模式发送上行数据，可能就会影响OLT正常接收数据。因此，为了兼容这种采用突发模式接收信号的OLT设备，中继设备也需采用突发发送模式发送上行信号。

但是上行突发包是ONU产生，不是中继设备产生，因此现有的3R设备不能根据上行突发包的头尾来确定开启关闭光发送器件的时间，也就无法采用突发模式正确的发送上行突发包，从而影响OLT的正常接收。

为此，如图6所示，本发明实施例中，提出了还包括如下模块的中继设备2：第二控制模块16，用于根据所述传输信号产生开关信号；突发发送模块18，用于根据所述开关信号突发发送所述上行处理模块发送来的信号。这样上行处理模块14产生的信号就可以通过突发发送模块18用突发方式发送至OLT侧了。

其中，所述第二控制模块还包括第一开关子模块，用于通过检测上行帧帧头和上行帧带宽的方法产生开关信号；或，第二开关子模块，用于通过检测上行帧帧头和上行帧帧尾的方法产生开关信号。

其中，若所述设备包括第一开关子模块，则所述第一开关子模块还包括：匹配子模块，用于通过匹配上行帧定界符来检测上行帧帧头，获得所述上行帧帧头到达本地的时刻，并在所述上行帧帧头到达本地的时刻后产生所述开关信号中的开信号；提取子模块，用于提取上行信号信息，并根据所述上行帧帧头到达本地的时刻和上行信号信息产生所述开关信号中的关信号。

若所述设备包括第二开关子模块，则所述第二开关子模块还包括：第一检测子模块，用于通过匹配上行帧定界符来检测上行帧帧头，获得所述上行帧帧头到达本地的时刻，并在所述上行帧帧头到达本地的时刻后以产生所述开关信号中的开信号；第二检测子模块，用于检测所述上行帧的突发包包尾到达本地的时刻，并根据所述上行帧的突发包包尾到达本地的时刻产生所述开关信号中的关信号。

其具体原理见下所述：

开关信号具体分为打开突发发送模块的开信号和关闭突发发送模块的关信号。

对于第一开关子模块和第二开关子模块其产生开关信号中的开信号的原理都一样：通过匹配上行帧定界符可检测到上行帧帧头，获知上行突发包到达的时刻，则在该时刻的基础上，结合中继设备内部的时延，得到可发送该上行突发包的时刻，并在该时刻产生开信号，具体实施时可在该时刻前后一定时间段范围内产生开信息。其中，上述通过匹配上行帧定界符可检测到上行帧帧头的原理为：在上行帧的帧头中有标识其为帧头的特殊的序列码，因此，预先获知该序列码后，通过将该序列码与接收的上行信号流中的序列进行匹配，就可以获知具有该序列码的帧为上行帧的帧头。

但是，第一开关子模块产生的关信号是根据上述上行突发包到达的时刻、上行信号信息和中继设备内部时延获得的，即将上行突发包的到达时刻加上该上行突发包的长度(即上行带宽，该上行信号信息可通过下行带宽地图中标识的Sstop减去Sstart获得)，得到该上行突发包包尾到达的时刻，再结合中继设备内部的时延，即可得到上行突发包已发送完毕的时刻，则据此产生关信号。

第二开关子模块产生的关信号则是根据对该上行突发包包尾的检测来实现的。由于ONU采用的是突发发送方式，在有效上行突发包发送完毕之后就会关闭激光器，在收端可以检测到有效上行突发包结束后出现的长达数个字节的有规律的数据图案，如全0、全1等。利用此特点，通过检测和匹配这些有规律的数据图案判断出上行突发包包尾，并据此产生本次上行突发包发送的关信号。

需要说明的是，在具体实施例中实现时，可由一个带复位信号的光模块来实现突发接收和上行信号处理两个过程，即光模块接收到复位信号后，打开其中的光接收器件以接收将要到来的上行信号。而光模块本身也可同时实现对接收的上行光信号进行光电转换处理和电中继放大整形处理，以及电光转换处理等功能。同理，对于突发发送模块，也可以是由开关信号控制光发送器件实现，当光发送器件收到开信号时，打开光发送功能以发送相应的上行信号，当光发送器件收到关信号后，关闭光发送器件。

其中，对应上述光模块中对上行信号进行电中继放大的上行处理模块14具体可包括如下基本模块：上行光电处理模块，用于对接收的所述上行信号进行光电转换处理和放大整形处理获得处理后的上行电信号；时钟数据恢复模块，用于利用下行重定时时钟对所述上行电信号进行时钟数据恢复，获得的上行恢复时钟和上行电信号；上行电光处理模块，用于对所述时钟恢复数据模块获得的上行电信号进行电光转换处理和放大处理获得处理后的上行光信号并发送。上述各模块的具体功能应为本领域普通技术人员所知，此处不做赘述。

另外，所述中继设备还可包括下行处理单元，用于接收来自所述光线路终端侧的下行光信号，并对所述下行光信号进行电中继放大后发送至所述光网络单元侧。该下行处理单元可包括：

下行光电转换模块，用于接收来自光线路终端的下行光信号，对所述下行光信号进行光电转换处理和放大整形处理获得处理后的下行电信号。

重定时模块，用于对所述处理后的下行电信号进行时钟数据恢复获得稳定的下行重定时时钟和下行电信号，该下行重定时时钟可引入到所述上行处理模块的时钟数据恢复上来，以获得相位稳定的上行恢复时钟，并且使各上行突发包的电信号相位统一。即将下行重定时时钟发送给时钟恢复数据模块，时钟恢复数据模块可以利用下行重定时时钟对上行电信号进行时钟数据恢复，获得相位稳定的上行恢复时钟，并且使各上行突发包的电信号相位统一。

下行电光转换模块，用于对所述重定时模块获得的下行电信号进行电光转换处理和放大处理后发送至光网络单元。其中，上述下行重定时时钟还可用于修正上行信号的时钟，使上行的时钟相位更加稳定，并且使各上行突发包的相位统一。

上述下行处理单元的具体组成和功能为现有技术，应为本领域普通技术人员所知，此处仅作简要描述。

从上述描述可知，由于本发明实施例中的中继设备具有突发接收和发送的能力，解决了以OEO方式构建LR-PON的系统中，中继设备对上行突发包的正确接收和发送的问题。同时，由于本发明实施例中的中继设备实现突发接收和发送的方法简单，具有成本低的特点，且应用该中继设备的无源光网络系统兼容了目前OLT突发接收、ONU突发发送的特性，因此，具有广阔的市场前景。

相应的，本发明实施例还提供了一种信号传输方法。如图7所示，为本发明中的上行信号传输方法的一个实施例的流程：

701、中继设备根据光网络单元和光线路终端之间传输的传输信号产生复位信号，所述传输信号包括可包括上行信号和下行信号，其中，上行信号是指从光网络单元侧向光线路终端侧发送的信号，下行信号是指从光线路终端侧向光网络单元侧发送的信号。

此处涉及采用何种方式获得复位信号，此处列举两种主要的方式：

方式一、采用上下帧同步和上行信号信息提取的方式获得复位信号。其中，上下帧同步是指根据接收到的下行信号预知相应的上行信号到达时间的技术，上行信号信息包括多种与上行信号有关的信息，如本地均衡时延、标准中规定的固定时延、虚拟帧头发送时延(或称为上行带宽时延)、上行突发包的带宽等，其中上行信号突发包的帧头的时延和上行突发包的带宽并可从下行信号中携带的下行带宽地图中获得。下面描述其具体原理：

由于ONU采用时分复用的方式占用与OLT之间的传输线路，因此OLT需要对其下挂的多个ONU进行配置，使其发送的突发包在不同的时段内到达OLT。为此，OLT需要首先将距离时延不同、本地处理时延不同的ONU返回的上行信号的帧头对齐(即使其在相同的时刻到达OLT，该上行帧通常称为虚拟上行帧)，然后再为经过对齐后的不同的ONU分配不同的虚拟帧头发送时延和带宽(具体可为突发包相对于虚拟帧头的包头时延和包尾时延)，以保证其发送的突发包经过上述时延后能互不冲突的在不同的时段到达OLT。

为使距离时延不同、本地处理时延不同的ONU返回的虚拟上行帧的帧头对齐，OLT根据上述两种时延为ONU分配了不同的本地时延：FixDelay+EqD(ONU)，其中EqD(ONU)是OLT通过测距给每个ONU分配的不同的均衡时延。

通过上述描述可知，在OLT处于正常工作状态时，OLT会预先通过测距(即获知EqD的过程)和给每个ONU分配不同的带宽等，确保不同的上行突发包在不同时段内到达OLT。

由此可知，对于每个ONU以及中继设备，在经过OLT测距，并获知了OLT下行帧帧头到达本地的时刻后，就可以获知对应的虚拟上行帧帧头到达本地的时刻，结合从下行信号流里面提取的下行带宽地图，就可获知每个上行突发包到达本地的时刻(即为虚拟上行帧帧头延迟各自的Sstart后)。

基于此，可用中继设备模拟ONU响应OLT的测距，得到中继设备的均衡时延EqD(3R)，到达本地的下行帧帧头经过EqD(3R)和FixDelay延迟就是其对应虚拟上行帧帧头到达中继设备的时刻，再结合从下行信号中提取的上行带宽时延Sstart，就可以得出实际上行突发包帧头到达中继设备的时刻。这样，在该时刻之前产生复位信号，就可以正确接收的该上行突发包。其中，可在上述实际上行突发包帧头到达中继设备的时刻之前一个规定的时段内产生复位信号，以便使本次复位信号不与上次的突发接收冲突。

同理，当OLT处于开窗状态(开窗状态是指OLT处于测距状态，并且只有响应测距的ONU才有返回的上行信号)时，可立即产生复位信号，为中继设备接收第一个未注册ONU的序列码响应做准备。当收到第一个上行突发包后，延时一个固定时间(因为序列码响应和测距响应的带宽均固定为13字节，所以该固定时间需大于13字节)再给出下一个复位信号，以接收下一个未注册ONU的上行响应突发包。

则根据上述描述可知，按方式一所述的原理产生复位信号分为如下步骤：

判断所述光线路终端的工作状态，并生成判断结果，所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态或开窗状态；

当所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态时，获得所述正常工作状态下的所述中继设备的均衡时延；

将所述中继设备的均衡时延、下行帧帧头到达本地的时刻、上行带宽时延和预知的固定延时相加得到相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息；

在所述时刻之前生成复位信号。

当所述判断结果为所述光线路终端处于开窗状态时，根据所述上行信号产生复位信号。

方式二、采用上行突发包包尾检测的方式获得复位信号。

其原理介绍如下：由于ONU采用的是突发发送方式，在有效上行突发包发送完毕之后就会关闭激光器，在收端可以检测到有效上行突发包结束后出现的长达数个字节的有规律的数据图案，如全0、全1等。利用此特点，中继设备通过检测和匹配这些有规律的数据图案判断出上行突发包包尾，获知该包尾到达本地的时刻，就可给出产生接收下一上行突发包的复位信号的时刻，而对于第一个上行突发包的复位信号可以通过初始化过程获得。

则根据方式二获得复位信号分为如下两步：

检测子模块，用于检测所述上行信号的突发包的包尾到达本地的时刻；

第二生成子模块，用于根据所述检测子模块检测到的突发包的包尾到达本地的时刻产生下一突发包的复位信号。

702、根据所述复位信号采用突发模式接收所述上行信号。当接收到本次突发接收的复位信号后即打开相应的器件准备接收将要到来的上行信号。如接收到复位信号后打开光接收器件接收将要到来的信号。

703、对所述接收的上行信号进行电中继放大并发送。包括对接收的所述上行光信号进行光电转换处理和放大整形处理获得处理后的上行电信号；利用下行重定时时钟对所述上行电信号进行时钟数据恢复，获得相位统一、稳定的上行恢复时钟和上行电信号。其中，下行重定时时钟是从下行信号传输中获得的；对经过时钟数据恢复获得上行电信号进行电光转换处理和放大处理获得处理后的上行光信号并发送。

当采用突发模式发送信号的，上述信号处理方法还可进一步包括：

704、根据所述传输信号产生开关信号。本步需要在本地收到要中继放大的上行信号后执行，但不一定要在703后执行。

其中，开信号可通过检测上行帧帧头产生，具体可通过匹配上行帧定界符产生。由于在上行帧的帧头中有标识其为帧头的特殊的序列码，因此，预先获知该序列码后，通过将该序列码与接收的上行信号流中的序列进行匹配，就可以获知具有该序列码的帧为上行帧的帧头，进而获知上行帧帧头到达的时刻，则在该时刻的基础上，结合中继设备内部的时延，得到发送包括该上行帧帧头的上行突发包的时刻，则据此产生开信号。其中，开关信号可分为开信号和关信号，其产生方法见下所述：

关信号则可由两种产生方法：方法一、根据上述上行突发包到达的时刻、上行带宽和中继设备内部时延获得的，即将上行突发包的到达时刻加上该上行突发包的长度(即上行带宽，可通过下行带宽地图中标识的Sstop减去Sstart获得)，得到该上行突发包包尾到达的时刻，再结合中继设备内部的时延，即可得到上行突发包已发送完毕的时刻，则据此产生关信号。

方法二：根据对该上行突发包包尾的检测来获得关信号。由于ONU采用的是突发发送方式，在有效上行突发包发送完毕之后就会关闭激光器，则在中继设备的收端可以检测到有效上行突发包结束后出现的长达数个字节的有规律的数据图案，如全0、全1等。利用此特点，通过检测和匹配这些有规律的数据图案判断出上行突发包包尾，并据此产生本次上行突发包发送的关信号。

705、接收步骤703中发送的信号，并将该信号根据704中产生的开关信号进行突发发送。本步具体可分为根据开关信号中的开信号以打开用于发送的激光器件发送经过电中继处理后的上行信号，以及根据开关信号中的关信号关闭激光器件，停止发送。

如上所述，由于本发明实施例中的中继设备具有突发接收和发送能力，解决了以OEO方式构建LR-PON的系统中，中继设备对上行突发包的正确接收和发送的问题。同时，由于本发明实施例中的中继设备实现突发接收和发送的方法简单，具有成本低的特点，且应用该中继设备的无源光网络系统兼容了目前OLT突发接收、ONU突发发送的特性，因此，具有广阔的市场前景。

以上所揭露的仅为本发明的实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种中继设备，其特征在于，所述设备包括：

第一控制模块，用于根据光网络单元和光线路终端之间传输的传输信号产生复位信号；

突发接收模块，用于根据所述复位信号采用突发模式接收所述光网络单元侧发送的上行信号；

上行处理模块，用于对所述突发接收模块接收的上行信号进行电中继放大后向光线路终端侧发送；

其中，所述第一控制模块包括：第一复位子模块，用于采用上下帧同步和上行信号信息提取的方式获得所述复位信号；

其中，所述第一复位子模块包括：

下行帧旁路监测子模块，用于从下行信号中获取所述光线路终端的工作状态、所述光线路终端下行帧帧头以及上行信号信息；

上下行同步子模块，用于根据所述光线路终端的工作状态、所述光线路终端下行帧帧头以及上行信号信息获取相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息，并根据所述时刻信息产生所述复位信号；

其中，所述上下行同步子模块包括：

判断子模块，用于判断相应光线路终端的工作状态，并生成判断结果，所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态或开窗状态；

时序子模块，用于当所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态时，获得所述正常工作状态下的所述中继设备的均衡时延；

获知子模块，用于将所述中继设备的均衡时延、下行帧帧头到达本地的时刻、上行带宽时延和预知的固定延时相加得到相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息；

第一生成子模块，用于在所述时刻之前生成所述复位信号。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述上下行同步子模块还包括：

产生子模块，用于当所述判断结果为所述光线路终端处于开窗状态时，根据所述上行信号产生复位信号。

3.如权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第二控制模块，用于根据所述传输信号产生开关信号；

突发发送模块，用于根据所述开关信号突发发送所述上行处理模块发送来的信号。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第二控制模块包括：

第一开关子模块，用于通过检测上行帧帧头和上行帧带宽的方法产生开关信号；

或，第二开关子模块，用于通过检测上行帧帧头和上行帧帧尾的方法产生开关信号。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，若所述第二控制模块包括第一开关子模块，则所述第一开关子模块包括：

匹配子模块，用于通过匹配上行帧定界符来检测上行帧帧头，获得所述上行帧帧头到达本地的时刻，并在所述上行帧帧头到达本地的时刻后产生所述开关信号中的开信号；

提取子模块，用于提取上行信号信息，并根据所述上行帧帧头到达本地的时刻和上行信号信息产生所述开关信号中的关信号。

6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，若所述第二控制模块包括第二开关子模块，则所述第二开关子模块包括：

第一检测子模块，用于通过匹配上行帧定界符来检测上行帧帧头，获得所述上行帧帧头到达本地的时刻，并在所述上行帧帧头到达本地的时刻后产生所述开关信号中的开信号；

第二检测子模块，用于检测所述上行帧的突发包包尾到达本地的时刻，并在所述上行帧的突发包包尾到达本地的时刻后产生所述开关信号中的关信号。

7.一种信号传输方法，其特征在于，所述方法包括：

中继设备根据光网络单元和光线路终端之间传输的传输信号产生复位信号；

根据所述复位信号采用突发模式接收来自所述光网络单元侧的上行信号；

对所述接收的上行信号进行电中继放大后向光线路终端侧发送；

其中，所述根据传输信号产生复位信号包括：

采用上下帧同步和上行信号信息提取的方式获得所述复位信号；

其中，所述采用上下帧同步和上行信号信息提取的方式获得复位信号包括：

从下行信号中获取所述光线路终端的工作状态、所述光线路终端下行帧帧头以及上行信号信息；

根据所述光线路终端的工作状态、所述光线路终端下行帧帧头以及上行信号信息获取相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息，并根据所述时刻信息产生所述复位信号；

其中，所述根据所述光线路终端的工作状态、所述光线路终端下行帧帧头以及上行信号信息获取相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息，并根据所述时刻信息产生复位信号包括：

判断所述光线路终端的工作状态，并生成判断结果，所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态或开窗状态；

当所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态时，获得所述正常工作状态下的所述中继设备的均衡时延；

将所述中继设备的均衡时延、下行帧帧头到达本地的时刻、上行带宽时延和预知的固定延时相加得到相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息；

在所述时刻之前生成所述复位信号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述接收的上行信号进行电中继放大并发送包括：

根据所述传输信号产生开关信号；

对所述接收的上行信号进行电中继放大并根据所述开关信号突发发送。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述传输信号产生开关信号包括：

通过检测上行帧帧头和上行帧帧尾的方法产生开关信号。

或，通过检测上行帧帧头和获知上行信号信息的方法产生开关信号。

10.一种无源光网络系统，包括光网络单元、光线路终端、光分配网，其特征在于，所述系统还包括中继设备，所述中继设备通过光分配网分别连接所述光网络单元和光线路终端，其中，所述中继设备包括：

第一控制模块，用于根据光网络单元和光线路终端之间传输的传输信号产生复位信号；

突发接收模块，用于根据所述复位信号采用突发模式接收所述光网络单元侧发送的上行信号；

上行处理模块，用于对所述突发接收模块接收的上行信号进行电中继放大后向光线路终端侧发送；

其中，所述第一控制模块包括：第一复位子模块，用于采用上下帧同步和上行信号信息提取的方式获得所述复位信号；

其中，所述第一复位子模块包括：

下行帧旁路监测子模块，用于从下行信号中获取所述光线路终端的工作状态、所述光线路终端下行帧帧头以及上行信号信息；

上下行同步子模块，用于根据所述光线路终端的工作状态、所述光线路终端下行帧帧头以及上行信号信息获取相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息，并根据所述时刻信息产生所述复位信号；

其中，所述上下行同步子模块包括：

判断子模块，用于判断相应光线路终端的工作状态，并生成判断结果，所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态或开窗状态；

时序子模块，用于当所述判断结果为所述光线路终端处于正常工作状态时，获得所述正常工作状态下的所述中继设备的均衡时延；

获知子模块，用于将所述中继设备的均衡时延、下行帧帧头到达本地的时刻、上行带宽时延和预知的固定延时相加得到相应的上行帧帧头到达所述中继设备的时刻信息；

第一生成子模块，用于在所述时刻之前生成所述复位信号。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述中继设备还包括：

第二控制模块，用于根据所述传输信号产生开关信号；

突发发送模块，用于根据所述开关信号突发发送所述上行处理模块发送来的信号。

Images