CN101938319B - 一种无源光网络环网系统及信号传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PON环网系统及信号传输方法，以解决现有技术中PON中信号传输可靠性差以及主备设备倒换时间长的问题。该PON环网系统包括：OLT和ONU，OLT和ONU分别连接有双发选收设备，各双发选收设备分别通过光纤环1和光纤环2连接；与OLT连接的双发选收设备分别通过光纤环1和光纤环2向目标ONU发送下行信号；目标ONU选择一路进行接收；与ONU连接的双发选收设备分别通过光纤环1和光纤环2向与OLT连接的双发选收设备发送上行信号；与OLT所连接的双发选收设备选择其中一路进行接收。采用本发明实施例提供的无源光网络系统，可以提高信号传输的可靠性，以及缩短主备设备之间倒换的时间。

Description

一种无源光网络环网系统及信号传输方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种无源光网络环网系统和一种基于无源光网络的信号传输方法。

背景技术

目前，网络随着信息化进程的推进和网络应用的需求快速向前发展，在网络的总带宽以每半年翻一番的速度递增的推动下，新的网络应用和网络技术也不断地涌现。PON(Passive Optical Network，无源光网络)技术作为一种质优价廉的宽带接入技术，颇受关注。

PON的最大优点在于，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成，因而信号处理较为简单。PON与有源光纤网络相比，造价低、无须另设机房、易于维护。

由于PON具有较大的优势，因而，对PON的保护即变得尤为重要。现有技术中，保护PON主要采用主、备方式。图1A与图1B给出了保护PON的拓扑结构，该PON拓扑结构中采用两个OLT(Optical Line Terminal，光缆终端设备)，该两个OLT通过一个分光器或分别通过2个分光器与多个ONU(Optical Network Unit，光节点)相连接，其中OLT1作为主用，OLT2作为备用；当OLT1正常工作时，OLT1通过分光器与各个ONU进行数据交互，备用OLT2处于备用状态；当OLT1出现故障时，由OLT1倒换至OLT2，由OLT2通过分光器与各个ONU进行数据交互。

可以看出，上述PON拓扑结构虽然在一定程度上能够起到保护PON的作用，但是由于在实际的网络中，ONU的数量较多，因此，从主用OLT倒换至备用OLT时，备用OLT需要接替主用OLT重新与各个ONU进行数据交互，倒换时间较长，并且，采用上述拓扑结构，OLT与ONU之间采用单纤传输数据，因此当光纤出现故障时，OLT与ONU之间将不能进行通信，因而导致该种方式传输数据的可靠性较低。

发明内容

本发明实施例提供一种无源光网络环网系统及信号传输方法，以解决现有PON系统中主备设备倒换时间长以及信号传输可靠性低的问题。

一种无源光网络的环网系统，包括：光缆终端设备OLT和ONU，所述OLT和ONU分别连接有双发选收设备，各双发选收设备分别通过第一光纤环和第二光纤环连接；其中，

与OLT连接的双发选收设备分别通过所述第一光纤环和所述第二光纤环以相反方向发送下行信号到目标ONU所连接的双发选收设备；所述目标ONU所连接的双发选收设备选择所述第一光纤环或所述第二光纤环传输的所述下行信号进行接收；

与ONU连接的双发选收设备分别通过所述第一光纤环和所述第二光纤环以相反方向发送上行信号到与OLT连接的双发选收设备；所述与OLT所连接的双发选收设备选择所述第一光纤环或所述第二光纤环传输的所述上行信号进行接收。

本发明实施例，在无源光网络环网系统中，光缆终端设备OLT、多个光节点ONU分别连接有双发选收设备，各双发选收设备分别通过第一光纤环和第二光纤环依次连接；与OLT连接的双发选收设备通过所述第一光纤环和所述第二光纤环、以相反方向发送下行信号到目标ONU所连接的双发选收设备，与ONU连接的双发选收设备通过所述第一光纤环和所述第二光纤环、以相反方向发送上行信号到与OLT连接的双发选收设备。采用本发明提供的无源光网络环网系统，一方面，上述OLT或OUN通过其对应的双发选收设备将需要发送的信号通过两条光纤环分别发送至目标节点，因而，当其中一条光纤环在信号传输过程中出现异常时，目标节点可以接收另外一条光纤环传输的信号，因而保证了信号传输的可靠性，并且还克服了现有技术中通过一条光纤传输信号，在该光纤传输信号的过程中出现故障时，还需要倒换到备用的光纤，重新传输该信号而导致倒换时间长的问题；另一方面，OLT或ONU连接的双发选收设备在接收信号时，从接收到的两路信号中选取质量较优的一路信号进行接收，从而可以提高信号质量。

一种基于无源光网络环网系统的信号传输方法，包括：

信号发送设备分别通过连接所述信号发送设备与信号接收设备的第一光纤环与第二光纤环，以相反的方向向所述信号接收设备发送信号；

所述信号接收设备选择所述第一光纤环或所述第二光纤环传输的信号进行接收。

本发明实施例中，信号发送设备分别通过连接该信号发送设备与信号接收设备的第一光纤环与第二光纤环，以相反的方向向信号接收设备发送信号；该信号接收设备选择其中一路信号进行接收。采用本发明技术方案，一方面，信号发送设备将需要发送的信号通过两条光纤环分别发送至信号接收设备，因而，当其中一条光纤环在信号传输过程中出现异常时，信号接收设备可以接收另外一条光纤环传输的信号，因而保证了信号传输的可靠性，并且还克服了现有技术中通过一条光纤传输信号，在该光纤传输信号的过程中出现故障时，还需要倒换到备用的光纤，重新传输该信号而导致倒换时间长的问题；另一方面，信号接收设备在接收信号时，从接收到的两路信号中选取质量较优的一路信号进行接收，从而可以提高信号质量。

附图说明

图1A为现有技术中采用拓扑结构保护PON的示意图之一；

图1B为现有技术中采用拓扑结构保护PON的示意图之二；

图2A为本发明实施例中采用双发选收机制保护PON的示意图之一；

图2B为图2A中与OLT连接的双发选收设备处理信号的流程示意图；

图2C为图2A中与ONU连接的双发选收设备处理信号的流程示意图；

图3A为本发明实施例中采用双链路结合选收并发机制保护PON的示意图；

图3B为图6A中ONU2处理信号的流程示意图；

图4A为本发明实施例中采用双发选收机制保护PON的流程示意图之二；

图4B为图4A中环上OLT处理信号的流程示意图；

图4C为图4A中环上ONU处理信号的流程示意图；

图5A为本发明实施例中采用多个OLT机制保护PON的示意图之一；

图5B为图5A中环上OLT处理信号的流程示意图；

图6为在图4B中的环上ONU上采用有源器件进行光功率补偿的流程示意图；

图7A为本发明实施例中采用引入波分的机制保护PON的示意图之一；

图7B为图7A中环上ONU处理信号的流程示意图；

图7C为图7A中环上OLT处理信号的流程示意图；

图8为本发明实施例中采用引入波分的机制保护PON的示意图之二。

具体实施方式

本发明实施例提供的PON环网系统，包括OLT和ONU(ONU可为多个)，OLT和各ONU分别连接有双发选收设备，各双发选收设备分别通过两条光纤环(后续称双纤环)依次连接；在下行方向上，与OLT连接的双发选收设备通过双纤环以相反方向发送下行信号到目标ONU所连接的双发选收设备；在上行方向上，与ONU连接的双发选收设备通过双纤环以相反方向将ONU发送的上行信号发送到与OLT连接的双发选收设备。由于在下行方向和上行方向上同时通过两条光纤环传输信号，因此可在设备或光纤出现故障时减少倒换时间，提高信号传输的可靠性。

下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细的描述。

参见图2A，为本发明实施例中采用双发选收机制保护PON的示意图之一。图2A所示的PON环网系统包括OLT、与OLT相连接的双发选收设备1、多个ONU、与ONU相连接的双发选收设备、光纤环1与光纤环2，光纤环1和2可以是如图所示的开环，也可以是闭环。其中：双发选收设备1、2、3、4、5依次通过光纤环1连接，双发选收设备1、5、4、3、2依次通过光纤环2连接；双发选收设备1与OLT单纤连接，双发选收设备2与ONU1单纤连接，双发选收设备3与ONU2单纤连接，双发选收设备4通过分光器1分别与ONU3、ONU4相连接，双发选收设备5与ONU5单纤连接；上述OLT采用波长λ1传播下行信号，ONU采用波长λ2传播上行信号。

在信号下行方向上，OLT将下行信号发送给双发选收设备1后，由双发选收设备1分别通过光纤环1和光纤环2将下行信号发送给与目标ONU连接的双发选收设备，并通过该双发选收设备发送给目标ONU，其中，如图所示，光纤环1中的下行信号以顺时针方向传输，光纤环2中的下行信号以逆时针方向传输。图2B和图2C分别给出了在下行方向上，与OLT连接的双发选收设备和与ONU连接的双发选收设备进行信号处理的示意图。

如图2B所示，在信号下行方向，OLT采用波长λ1发送下行信号，该下行信号经过双发选收设备1的分波、复制、分合波等处理之后，分别通过双发选收设备1的光纤接口11、12发送到光纤环1和光纤环2。如图2C所示，当与ONU连接的双发选收设备的光纤接口21从光纤环1接收到下行信号，光纤接口24从光纤环2接收到波长为λ1的下行信号后，分别经过分合波处理之后，再分别复制成两路信号，其中，由光纤环1接收到的下行信号复制后的两路信号中的一路经过分合波之后由光纤接口22发送至光纤环1，从而传输到其他连接有ONU的双发选收设备，另一路用于该双发选收设备选择接收；同理，由光纤环2接收到的下行信号经过复制后的两路信号中的一路由光纤接口23发送至光纤环2，从而传输到其他连接有ONU的双发选收设备，另一路用于该双发选收设备选择接收；与ONU连接的双发选收设备通过选收处理，选择其中一路质量较好的下行信号经过分波处理之后，发送至与该双发选收设备连接的ONU。如果该ONU为下行信号的目标ONU，则直接接收该下行信号。

在信号上行方向上，ONU将上行信号发送给与其连接的双发选收设备后，由该双发选收设备分别通过光纤环1和光纤环2将上行信号发送给与OLT连接的双发选收设备1，并通过双发选收设备1发送给OLT。图2B和图2C分别给出了在上行方向上，与ONU连接的双发选收设备和与OLT连接的双发选收设备进行信号处理的示意图。

如图2C所示，在信号上行方向上，ONU采用波长λ2将上行信号发送至与其连接的双发选收设备，该上行信号经过双发选收设备复制成两路上行信号，该两路上行信号分别经过合路、分合波处理之后，分别通过光纤接口21、24发送到光纤环1与光纤环2。如图2B所示，当与OLT连接的双发选收设备1的两个光纤接口11、12分别从光纤环1与光纤环2接收到波长为λ2的上行信号时，分别经过分合波处理之后，通过选收处理，选择其中一路质量较好的上行信号经过分波处理之后发送至OLT。

在上述PON环网系统中，在下行方向上，与OLT连接的双发选收设备1分别通过光纤环1与光纤环2向目标节点发送信号；在上行方向上，与ONU连接的双发选收设备分别通过光纤环1与光纤环2向OLT发送上行信号。这样，当其中一条光纤环出现故障时，目标节点可接收正常状态的光纤环传输的信号，从而保证信号传输的可靠性和信号的连续性。而现有技术中，由于当前仅通过一条光纤向目标节点发送信号，因而当该光纤出现故障时，需要再选择另一条光纤重新向目标节点传输该信号，从而导致倒换时间较长，因此，采用本发明实施例中的PON环网系统，不仅可以提高信号传输的可靠性，而且还可以减少故障倒换时间，保持信号传输的连续性。本发明实施例中，即使在双发选收设备之间连接的两路光纤都出现故障时，也不会影响到其他ONU与OLT之间的信号传输，例如，当图2A中，双发选收设备2与双发选收设备3之间的两路光纤出现故障时，双发选收设备1与双发选收设备2之间可以通过两者之间连接的光纤进行信号传输，双发选收设备1与双发选收设备3、4、5之间可以通过连接的光纤进行信号传输，从而保证OLT与各ONU之间的信号传输。

由于未连接在光纤环上的ONU(如通过分光器与环上ONU或双发选收设备连接的ONU)与环上ONU或双发选收设备通过单纤连接，因此当该光纤出现故障时，该ONU将不能收发信号，因此，为提高通过分光器与环上ONU或双发选收设备连接的ONU正常通信的可靠性，本发明实施例还提供一种采用双链路结合选收并发机制保护PON的环网系统。

参见图3A，为本发明实施例中采用双链路结合选收并发机制保护PON的环网系统，该PON环网系统与图2A的环网系统的结构类似，区别在于：图3A中的PON环网系统中至少有两个双发选收设备分别通过各自连接的分光器与同一ONU连接(如图3A中的ONU2)。ONU2为选发并收的光节点，因此可以同时与两个分光器相连接，ONU2发送上行信号和接收下行信号的过程可如图3B所示。

如图3B所示，在下行方向上，双发选收设备3、4分别从光纤环1和光纤环2接收到波长为λ1的下行信号后，双发选收设备3、4分别选取一路信号质量较好的下行信号经分光器发送至ONU2，ONU2通过光纤接口31和32分别接收双发选收设备3、4发送的下行信号，并分别经过分波、光电转换处理之后，选择其中一路质量较好的下行信号进行接收。在上行方向上，ONU2采用波长λ2发送上行信号，该上行信号经过电光转换、并发处理之后，采用接收下行信号的路径发送上行信号，如，若ONU2在接收下行信号时，选择接收的是双发选收设备3发送的下行信号，则在发送上行信号时，将上行信号通过光纤接口31发送至双发选收设备3；若ONU2在接收下行信号时，选择接收的是双发选收设备4发送的下行信号，则在发送上行信号时，将上行信号通过光纤接口32发送至双发选收设备4，再由双发选收设备3或双发选收设备4将该上行信号发送至双发选收设备1(双发选收设备3或4的信号处理过程可如图2C所示)，由双发选收设备1将接收到的上行信号经过如图2B所示的信号处理流程选择一路质量较好的信号发送至OLT。

为解决PON环网系统中，上、下行信号经过多级分光处理后，由于能量减弱而导致信号传输距离受限的问题，本发明实施例还提供另一种采用双发选收机制保护PON的环网系统。

参见图4A，为本发明实施例中采用双发选收机制保护PON的流程示意图之二，该PON环网系统包括环上OLT1、多个环上ONU、与环上ONU通过分光器连接的ONU、光纤环1与光纤环2，其中：环上OLT1、环上ONU1、环上ONU2、环上ONU3、环上ONU4依次通过光纤环1连接，环上OLT1、环上ONU4、环上ONU3、环上ONU2、环上ONU1依次通过光纤环2连接；ONU3与环上ONU4单纤连接，ONU1、ONU2分别通过分光器与环上ONU3相连接，环上OLT1采用波长λ1传播下行信号，ONU和环上ONU采用波长λ2传播上行信号。这里所说的环上OLT是通过将双发选收设备集成到OLT上形成的，所说的环上ONU是通过将双发选收设备集成到ONU上形成的。

在信号下行方向，如图4B所示，环上OLT1采用波长λ1发送下行信号，该下行信号经过电光转换之后，经过复制处理得到两路下行信号，该两路信号分别经过分合波等处理之后，通过光纤接口41、42发送到光纤环1与光纤环2；环上ONU分别从光纤环1和光纤环2接收波长为λ1的下行信号及其处理过程；如图4C所示，环上ONU的光纤接口41’、44’分别接收环上OLT通过光纤环1与光纤环2发送的下行信号，分别将该两路下行信号经过分合波处理之后，再经过复制处理得到两路信号，其中，由光纤环1接收到的下行信号复制出的两路信号中的一路经过分合波处理之后通过光纤接口42’发送至光纤环1，以便发送到其他环上ONU，另一路下行信号经过光电转换后由该环上ONU进行选择接收；同理，由光纤环2接收到的下行信号复制出的两路信号中的一路经过分合波处理之后通过光纤接口43’发送至光纤环2，以便发送到其他环上ONU，另一路下行信号经过光电转换后由该环上ONU进行选择接收；该环上ONU通过选收处理，选择其中一路质量较好的下行信号经过电光转换、分波处理之后进行接收，或者将该下行信号发送至与其连接的ONU。

在信号上行方向，如图4C所示，与环上ONU连接的ONU采用波长λ2发送上行信号，并将该上行信号经过环上ONU的分合波、光电转换、合路、电光转换等处理之后，经过复制处理复制成两路上行信号，该两路上行信号分别经过合路、分合波处理之后，分别通过光纤接口41’和44’发送到光纤环1与光纤环2；环上OLT1分别从光纤环1和光纤环2接收波长为λ2的上行信号及其处理过程可如图4B所示，环上OLT1的两个光纤接口41、42分别从光纤环1与光纤环2接收上行信号，该两路上行信号经过分合波、光电转换等处理后，通过选收处理，选择其中一路质量较好的上行信号进行接收。

采用如图4A所示的PON环网系统，一方面，环上OLT或环上ONU在从光纤环1和光纤环2接收到两路信号之后，分别将该两路信号经过光电转换处理之后，再选择其中一路质量较好的信号进行接收，因此，有利于分析误码率、延时等传输质量；另一方面，通过光电转换处理，可以再次延长数据下挂链路的传输距离；再一方面，环上ONU在进行信号处理时，采用无源器件，因此，在其停电后，并不影响其他节点的信号传输。

为更进一步的提高PON环网系统中信号传输的可靠性，还可在图2A、图3A或图4A所示的PON环网系统中采用主、备机制，即，增设OLT及其连接的双发选收设备，作为主用OLT及其连接的双发选收设备的备用设备。备用设备可以是一套也可以是多套，当PON环网系统正常工作时，主用设备工作，备用设备处于备用状态，一旦主用设备发生故障或因其他情况不能工作时，启用备用设备代替主用设备工作。由于主、备用机制实现的原理相同，本发明实施例仅以在图4A所示的PON环网系统中增加备用环上OLT进行描述。

参见图5A，为本发明实施例中采用主备机制实现PON环网系统的示意图之一。图5A所示的系统架构可通过在图4A所示的PON环网系统中增设环上OLT2得到，如图5A所示，将环上OLT1作为主用设备，将环上OLT2作为备用设备，并且光纤环1和光纤环2为闭环结构。当正常状态下，环上OLT1工作，环上OLT2处于备用状态；当环上OLT1停止工作时，环上OLT2切换为主用状态，以代替环上OLT1工作。上述环上OLT1与环上OLT2既可以如图所示不相邻设置，也可以相邻设置，两者之间的位置关系没有严格的要求。

环上OLT1和环上OLT2可按照表1所示的主、备用状态工作，其中MC和C分别为环上OLT内部结构中的控制开关。环上OLT的内部结构可如图5B所示。

表1、OLT的主、备用状态表

结合图5B与表1可知，环上OLT包括主备用控制器，该主备用控制器与OLT中的控制开关MC1、MC2、MC3、MC4、C1、C2、C3、C4相连接(主备用控制器与这些控制开关的连接关系在图中未标出)，并控制开关的关/闭状态，从而调整该环上OLT为主用状态或备用状态。如，当环上OLT为主用状态时，则主备用控制器开启环上OLT的监测控制开关MC2、MC4，关闭监测控制开关MC1、MC3，关闭控制开关C2、C4，开启控制开关C1、C3。

如图5B所示，当前处于备用状态的环上OLT的主备用控制器周期性监测各个监测控制开关的信号变化状态，并根据信号变化的情况继续保持该环上OLT为备用状态或者将该环上OLT的备用状态转换成主用状态。

表2、为备用环上OLT的监测控制开关的信号监测情况与主备状态的对应关系

表2中，“/”表示“或”。该表中列举了MC1～MC4的各种状态组合与主备状态转换的对应关系，其中，每一列表示MC1～MC4的状态组合。结合图5B与表2可知，当备用状态的环上OLT的主备用控制器监测该备用OLT中的MC1～MC4的状态组合为表2中“保持备用状态”所对应的MC1～MC4的状态组合时，继续保持该备用OLT的备用状态；当主备用控制器监测该备用OLT中的MC1～MC4的状态组合为表2中“转换为主用状态”所对应的MC1～MC4的状态组合时，可确定主用环上OLT可能出现故障或者工作异常，则可将该备用环上OLT由备用状态调整为主用状态，以代替主用环上OLT工作。

当前处于主用状态的环上OLT的主备用控制器周期性监测该环上OLT的监测控制开关的信号变化状态，并可根据信号变化的情况确定该环上OLT工作是否稳定。

表3、为主用OLT的监测控制开关状态表

如图5A所示，当连接OLT1与环上OLT2的光纤环1与光纤环2都出现故障，导致环上OLT1与环上OLT2不能连通时，如连接环上ONU1与环上ONU2的双纤，以及连接环上ONU3与ONU4的双纤都出现故障时，则主备用环上OLT各自的主备用控制器监测到其所在的环上OLT都为主用状态且都处于“不稳定状态”；在故障修复后，2个环上OLT同时变成稳定状态，可以根据预先设定的优先级确定主备用状态，如将其中优先级高的环上OLT调整为主用状态，将优先级低的环上OLT调整为备用状态(调整方式可包括手动调整或由主备用环上OLT根据优先级自动调整)。优先级可以通过手工设定，也可以通过修改协议由环上OLT1与环上OLT2协商确定。手工设定环上OLT的优先级，具体实现方式为：通过设定时间段的长短来确定环上OLT优先级的高低，该时间段为环上OLT在状态转换起到重新开始监控该环上OLT起之间的时间段，如时间段越短则优先级越高，时间段越长优先级越低，如可以设定优先级最高的环上OLT的时间段为0；当环上OLT由不稳定的主用状态变成稳定状态时，立即自动将该环上OLT调整成备用状态；优先级最高的环上OLT最先(设定时间最短)重新开始监控其监测控制开关的状态变化情况，并转换为主用状态；而针对优先级不是最高的环上OLT，在环上OLT经过状态转换之后的设定的时长之后，再监控该环上OLT的监测控制开关的状态变化情况，若监测控制开关的状态为备用时，则继续保持备用状态，若状态为主用状态时，自动将该环上OLT调整为主用状态。

在图5A所示的PON环网系统中，在对环上ONU进行光功率分配时，需要考虑环上OLT1与环上OLT2的位置关系(相邻连接或不相邻连接)，为避免OLT位置变化时环上ONU的光复制模块光功率分配的重新计算、调整，本发明实施例提供以下解决方案：在环上ONU进行光信号处理时，采用有源器件进行光功率补偿，以便在停电时实现透传。如图6所示，为在图5B中的环上ONU增加电源开关、合路模块以及放大模块之后的局部电路结构示意图，由于图5B中的环上ONU的电路结构示意图与图4C的电路结构示意图相似，为了更清楚的描述如何在图5B中的环上ONU中增加上述模块，以在图4C中增加电源开关、合路模块以及放大模块为例进行描述，如在图4C中的光纤接口41’与其连接的分合波之间连接电源开关，该开关与电源连接，在光纤接口42’与其连接的分合波之间连接一个合路模块，该合路模块与电源开关相连，在与光纤接口41’连接的分合波连接的复制模块与跟光纤接口42’连接的分合波模块之间连接有放大模块。

为快速实现切换，本发明实施例提供以下解决方案：当前处于备用状态的环上OLT开启控制开关C3监听各个环上ONU发送的上行信号，并根据上行信号监听情况分析当前网络的状态，当主用环上OLT出现故障时，快速将该处于备用状态的环上OLT调整为主用状态，从而实现快速倒换；当处于主用状态的环上OLT为不稳定状态时，尽量不更新环上ONU的关键接入信息、不接入新的环上ONU，以便在故障修复之后，实现快速切换。

为更进一步在PON环网系统中实现扩容，还可在图2A、图3A、图4A或图5A所示的PON环网系统中采用波分机制，即，在上述PON环网系统中，在下行方向上，一部分OLT设备通过不同的光纤环分别采用λ1、λ2以相反的方向发送下行信号，相应的，一部分ONU设备接收采用波长λ1、λ2发送的下行信号；另一部分OLT设备通过不同光纤环分别采用λ3、λ4以相反的方向发送下行信号，相应的，一部分ONU设备接收采用波长λ3、λ4发送的下行信号。在上行方向上，一部分ONU设备通过不同的光纤环分别采用λ1、λ2以相反的方向发送上行信号，相应的，一部分OLT设备接收采用波长λ1、λ2发送的上行信号；另一部分ONU设备通过不同光纤环分别采用λ3、λ4以相反的方向发送上行信号，相应的，一部分OLT设备接收采用波长λ3、λ4发送的上行信号。进一步的，还可以采用主、备用机制。由于上述各种系统架构中，主、备用机制实现的原理相同，本发明实施例仅以在图5A所示的PON环网系统中采用波分机制进行描述。

参见图7A，为本发明实施例中采用波分机制实现PON环网系统的示意图。图7A所示的系统架构可通过图5A所示的PON环网系统中增设环上OLT得到，如图所示，环上OLT1与环上OLT3组成1个主、备用OLT对；同理，环上OLT2与环上OLT4组成1个主、备用OLT对，其中环上OLT1与环上OLT2之间、环上OLT3与OLT4之间既可以相邻连接，也可以不相邻连接；环上ONU1通过分光器分别与ONU1、ONU2连接；环上ONU2通过分光器分别与ONU3、ONU4连接；环上ONU3通过分光器分别与ONU5、ONU6连接；ONU4通过分光器分别与ONU7、ONU8连接。

图7A所示的PON环网系统中，在下行方向上，环上OLT1与环上OLT3通过光纤环1和光纤环2发送下行信号时，每条光纤环上的下行信号所采用的波长不同，如一个是λ1，一个是λ2；同理，环上OLT2与环上OLT4通过光纤环1和光纤环2发送下行信号时，每条光纤环上的下行信号所采用的波长不同，如一个是λ3，一个是λ4。在上行方向上，环上ONU1与环上ONU3通过光纤环1和光纤环2发送上行信号时，每条光纤环上的上行信号所采用的波长不同，如一个是λ1，一个是λ2；同理，环上ONU2与环上ONU4通过光纤环1和光纤环2发送上行信号时，每条光纤环上的上行信号所采用的波长不同，如一个是λ3，一个是λ4。环上OLT1、环上OLT3互为主备用关系，环上OLT2、环上OLT4互为主备用关系，正常情况下，主用设备处于主用状态，备用设备处于备用状态。ONU1、ONU2、ONU3、ONU4、ONU5、ONU6、ONU7、ONU8(这些ONU也可以称为波分系统中的ONU)采用波长λb发送上行信号，接收波长为λa的下行信号。各环上ONU和各环上OLT的信号处理过程可如图7B和图7C所示。

在上行方向上，以ONU1发送上行信号为例，如图7B所示，ONU1采用波长λb发送上行信号，该上行信号发送至与其连接的环上ONU1，该波长为λb的上行信号经过环上ONU1的分合波、光电转换、合路处理之后，经过复制处理复制成两路上行信号，该两路上行信号分别经过电光转换、合路处理之后，一路转换成波长为λ1的上行信号并通过光纤接口72发送到光纤环2，另一路转换成波长为λ2的上行信号通过光纤接口74发送到光纤环1；环上OLT1接收上行信号及其处理过程可如图7C所示，环上OLT1的两个光纤接口分别接收环上ONU1通过光纤环1与光纤环2发送的波长为λ1、λ2的两路上行信号，该两路上行信号分别经过光电转换处理之后，从该两路上行信号中选择一路较优的上行信号进行接收。

在下行方向上，以环上OLT1向ONU1发送下行信号为例，如图7C所示，环上OLT1将下行信号复制成两路信号后，将该两路信号分别经过电光转换、合路处理之后，一路采用波长λ1发送到光纤环1，另一路采用波长λ2发送到光纤环2；环上ONU1接收下行信号及其处理过程可如图7B所示，环上ONU1的光纤接口71、73分别从光纤环1和光纤环2接收波长为λ1、λ2的两路下行信号，该两路信号分别经过复制处理后复制成两路信号，由光纤环1接收到的下行信号复制出的两路信号中的一路通过光纤接口74发送至光纤环1，另一路经过光电转换后由环上ONU1进行选择接收；同理，由光纤环2接收到的下行信号复制出的两路信号中的一路通过光纤接口72发送至光纤环2，另一路经过光电转换后由该环上ONU1进行选择接收；环上ONU1通过选收处理，选择其中一路质量较好的下行信号经过电光转换后，转换成波长为λa的下行信号后，再将该下行信号经过分合波处理发送至ONU1。

可以看出，由于环上OLT1(或环上OLT3)采用波长λ1、λ2发送下行信号，接收波长为λ1、λ2的上行信号，环上OLT2(或环上OLT4)采用波长λ3、λ4发送下行信号，接收波长为λ3、λ4的上行信号，因此，环上OLT1与环上OLT2同时处于主用状态时，彼此在信号传输上不会有影响，同理，环上OLT3与环上OLT4同时处于主用状态时，彼此在信号传输上不会有太大影响。通常，不同类型用户所使用的业务类型不同，采用如图7A所示的PON环网系统，可为不同类型的业务分配不同的波长，如，环上ONU1使用的波长为λ1、λ2，环上ONU2使用的波长为λ3、λ4。当不用类型的用户由于采用的波长不一样，因此，可以在一定程度上降低不同业务之间的相互干扰。另外，波分系统中的ONU采用波长λb发送上行信号，接收波长为λa的下行信号，但通过波长转换后可采用波分系统的波长(如λ1、λ2、λ3、λ4)来传输信号，即，环上OLT与波分系统中的ONU之间的信号交互通过环上ONU对信号波长的转换来实现，从而使得，波分系统中的ONU可以采用标准的PON接口方式，不需要改动现有的标准PON接口，从而充分利用现有资源。

如图7A所示的PON环网系统与双纤双向环的PON环网系统相比，增加的设备不多，但利用相同的光纤资源，可以增加好几倍的容量，从而更好的在PON环网系统中实现扩容。

较佳地，在上述图7A所示的PON环网系统，还可以针对不同类型的用户分级别进行隔离，以避免不同业务之间的相互干扰，如图8所示，该PON环网系统是一个8波的波分系统，在该波分系统中，将波长λ1、λ2分配给基站接入使用，波长λ3、λ4分配给集团专线接入使用，波长λ5、λ6分配给宽带上网使用，波长λ7、λ8作为备用，从而比如图7A所示的PON环网系统进一步实现了系统扩容。

本发明实施例中，OLT接收上行信号时，还可以是从光纤环1与光纤环2发送的上行信号中任意选择一路进行接收；ONU在接收下行信号时，还可以是从光纤环1与光纤环2发送的下行信号中任意选择一路进行接收。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化、替换或应用到其他类似的装置，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种无源光网络环网系统，其特征在于，包括：光缆终端设备OLT和光节点ONU，所述OLT和ONU分别连接有双发选收设备，各双发选收设备分别通过第一光纤环和第二光纤环连接；其中，

与OLT连接的双发选收设备分别通过所述第一光纤环和所述第二光纤环以相反方向发送下行信号到目标ONU所连接的双发选收设备；所述目标ONU所连接的双发选收设备选择所述第一光纤环或所述第二光纤环传输的所述下行信号进行接收，所述OLT及其连接的双发选收设备为多套，其中，一部分发送下行信号时，采用波长λ1通过第一光纤环发送下行信号、采用波长λ2通过第二光纤环发送下行信号，接收上行信号时，从第二光纤环接收波长为λ1的上行信号、从第一光纤环接收波长为λ2的上行信号；另一部分发送下行信号时，采用波长λ3通过第一光纤环发送下行信号、采用波长λ4通过第二光纤环发送下行信号，接收上行信号时，从第二光纤环接收波长为λ3的上行信号、从第一光纤环接收波长为λ4的上行信号；

与ONU连接的双发选收设备分别通过所述第一光纤环和所述第二光纤环以相反方向发送上行信号到与OLT连接的双发选收设备；所述与OLT所连接的双发选收设备选择所述第一光纤环或所述第二光纤环传输的所述上行信号进行接收，所述ONU及其连接的双发选收设备为多套，其中，一部分接收下行信号时，从第一光纤环接收波长为λ1的下行信号、从第二光纤环接收波长为λ2的下行信号，发送上行信号时，采用波长λ1通过第二光纤环发送上行信号、采用波长λ2通过第一光纤环发送上行信号；另一部分接收下行信号时，从第一光纤环接收波长为λ3的下行信号、从第二光纤环接收波长为λ4的下行信号，发送上行信号时，采用波长λ3通过第二光纤环发送上行信号、采用波长λ4通过第一光纤环发送上行信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述与OLT连接的双发选收设备发送下行信号时，将下行信号通过所述第一光纤环以顺时针方向发送、通过所述第二光纤环以逆时针方向发送；或者，将下行信号通过所述第一光纤环以逆时针方向发送、通过所述第二光纤环以顺时针方向发送；

所述与ONU连接的双发选收设备发送上行信号时，将上行信号通过所述第一光纤环以顺时针方向发送、通过所述第二光纤环以逆时针方向发送；或者，将上行信号通过所述第一光纤环以逆时针方向发送、通过所述第二光纤环以顺时针方向发送。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标ONU所连接的双发选收设备接收下行信号时，从第一光纤环与第二光纤环所传输的下行信号中，选择质量较好的一路信号进行接收；

所述与OLT所连接的双发选收设备接收上行信号时，从第一光纤环与第二光纤环所传输的上行信号中，选择质量较好的一路信号进行接收。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，与ONU连接的双发选收设备接收到下行信号时，进一步用于，将接收到的下行信号的波长转换为第一波长，并将波长转换后的下行信号发送给与其连接的ONU；

与ONU连接的双发选收设备发送上行信号时，进一步用于，接收ONU采用第二波长发送的上行信号，将该上行信号的波长转换为光纤环上传输信号时所使用的波长，并将波长转换后的上行信号发送到相应的光纤环。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，与ONU连接的双发选收设备中有两个双发选收设备分别与同一ONU连接；

所述连接有同一个ONU的两个双发选收设备分别将下行信号发送至与该两个双发选收设备连接的ONU，该ONU选择其中一个双发选收设备发送的下行信号进行接收；

所述ONU将上行信号发送至所述两个双发选收设备中、该ONU在接收下行信号时所选择的双发选收设备。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述两个双发选收设备分别通过分光器与所述ONU连接。

7.如权利要求1～6任一项所述的系统，其特征在于，所述OLT及其连接的双发选收设备为多套，该多套OLT设备之间采用主、备用机制设置。

8.如权利要求1～6任一项所述的系统，其特征在于，OLT与其连接的双发选收设备集成设置，或/和，ONU与其连接的双发选收设备集成设置。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ONU连接有有源器件，在所述ONU发送上行信号或接收下行信号过程中，由该有源器件为该ONU进行光功率补偿。

10.一种基于无源光网络环网系统的信号传输方法，其特征在于，包括：

多套信号发送设备中的一部分分别通过连接所述信号发送设备与信号接收设备的第一光纤环与第二光纤环，并且在第一光纤环上采用波长λ1、在第二光纤环上采用波长λ2以相反的方向向所述信号接收设备发送信号；

多套信号发送设备中的另一部分分别通过连接所述信号发送设备与信号接收设备的第一光纤环与第二光纤环，并且在第一光纤环上采用波长λ3、在第二光纤环上采用波长λ4以相反的方向向所述信号接收设备发送信号；

所述信号接收设备选择所述第一光纤环或所述第二光纤环传输的信号进行接收。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，通过所述第一光纤环和所述第二光纤环以相反方向发送信号，具体为：通过所述第一光纤环和所述第二光纤环其中之一以顺时针方向发送信号、通过所述第一光纤环和所述第二光纤环中另一光纤环以逆时针方向发送信号。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述信号发送设备为连接有OLT的双发选收设备，所述信号接收设备为连接有ONU的双发选收设备，所述信号为下行信号；

或者，所述信号发送设备为连接有ONU的双发选收设备设备，所述信号接收设备为连接有OLT的双发选收设备，所述信号为上行信号。

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