CN101959086A - 时分复用与波分复用共存的无源光网络系统及传输方法 - Google Patents

时分复用与波分复用共存的无源光网络系统及传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种时分复用与波分复用共存的无源光网络系统，包括：WDM-PON中心局、WDM-PON用户终端、TDM-PON中心局、TDM-PON用户终端、共存波分复用器、主干光纤和光分配网络；所述共存波分复用器用于对来自WDM-PON中心局的WDM信号和来自TDM-PON中心局的TDM信号进行波长复用后共同输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的WDM信号和TDM信号进行波长解复用后分别输出至WDM-PON中心局和TDM-PON中心局；所述光分配网络用于将主干光纤中的WDM信号和TDM信号分别输出至WDM-PON用户终端和TDM-PON用户终端，以及将来自WDM-PON用户终端的WDM信号和来自TDM-PON用户终端的TDM信号输入主干光纤进行复合传输。本发明提供的无源光网络系统及传输方法简单易行，充分利用了现有的PON网络的线路资源、且降低了基站网络的建设成本。

Description

时分复用与波分复用共存的无源光网络系统及传输方法
技术领域
本发明涉及光接入网领域，尤其涉及一种时分复用与波分复用共存的无源光网络系统及传输方法。
背景技术
随着近几年无源光网络技术(PON：Passive Optical Network)的发展和成熟，FTTX技术(指光纤到户、光纤到楼、光纤到路边等一系列光接入技术)开始在全球领域得到广泛应用。无源光网络技术具有低成本、多用户接入、超长距离传输、高传输带宽等优势，已经逐渐取代现有的以铜线为传输介质的有线接入网络，且势必引导未来接入网技术的主流发展方向。目前的无源光网络主要是基于时分复用的无源光网络(TDM-PON：TimeDivision Multiplexing-Passive Optical Network)。TDM-PON上下行均采用单一波长，对波长带宽的利用率很低。随着人们对于带宽需求的不断提高，这种基于单一波长的TDM-PON接入网形式将不可避免地遇到瓶颈。波分复用无源光网络(WDM-PON：Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network)是近来被提出的一种基于多波长单纤传输的新型无源光网络系统，工作原理为，每个终端用户单独占用一个波长通道，多个波长通道通过波分复用的方式在同一根干线光纤中传输。其特点是每个终端用户都独享一个波长带宽资源。这不仅使提供给个体用户的带宽大为提高，而且充分利用了光纤的波长带宽资源，极大地拓展了无源光网络的总带宽。因此，WDM-PON系统必将成为未来无源光网络系统构架的一个优选方案。
由于TDM-PON系统目前已经在世界范围内大规模部署。在今后相当长一段时间内，WDM-PON系统不可能完全替代TDM-PON系统。因此，如何使TDM-PON和WDM-PON在同一个的ODN网络上实现共存，成为一个很有实用价值的问题。
此外，移动通信中的中心移动基站(简称中心基站)和远程移动基站(简称远程基站)之间也采用光纤来传输移动基站信号，在光纤中传输的移动基站信号称为基站光信号。一般情况下，这种光信号都是采用单一波长。目前移动基站的建设面临着选址困难、耗资巨大、不易维护等问题，从一定程度上阻碍了移动通讯技术的发展和应用。如果能够利用现有TDM-PON的线路资源实现中心基站和远程基站之间的基站光信号的传输，就能从一定程度上避免以上所述的无线基站建设所面临的种种困难，显著降低运营商的网络建设成本，并促进移动通讯技术的进一步发展。然而，目前的TDM-PON只用于传输有线宽带光信号，其具备的专门的通讯协议和接口与移动基站通讯的通讯协议和接口完全不同，因此，无法在现有的无源光网络上直接传输基站光信号。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种简单易行的时分复用与波分复用共存的无源光网络系统，充分利用了现有的PON网络的线路资源、且降低了基站网络的建设成本。
为实现上述目的，本发明提供：
一种时分复用与波分复用共存的无源光网络系统，包括：WDM-PON中心局、WDM-PON用户终端、TDM-PON中心局、TDM-PON用户终端、共存波分复用器、主干光纤和光分配网络；所述共存波分复用器用于对来自WDM-PON中心局的WDM信号和来自TDM-PON中心局的TDM信号进行波长复用后共同输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的WDM信号和TDM信号进行波长解复用后分别输出至WDM-PON中心局和TDM-PON中心局；所述光分配网络用于将主干光纤中的WDM信号和TDM信号分别输出至WDM-PON用户终端和TDM-PON用户终端，以及将来自WDM-PON用户终端的WDM信号和来自TDM-PON用户终端的TDM信号输入主干光纤进行复合传输。
所述WDM信号的工作波长与TDM信号的工作波长相区分，都落在单模光纤允许的波长范围以内。
所述每个WDM信号的工作波长λ的取值为：1360nm+Δ1＜λ＜1480nm-Δ2或1500nm+Δ3＜λ＜1620nm，其中，Δ1、Δ2和Δ3指波长间隔。
所述每个WDM信号的工作波长λ的取值为：1360nm+Δ1＜λ＜1480nm-Δ2、1500nm+Δ4＜λ＜1570nm-Δ5或1580nm+Δ6＜λ＜1620nm，其中，Δ1、Δ2、Δ4、Δ5和Δ6指波长间隔。
所述WDM-PON中心局为中心基站、所述WDM-PON用户终端为至少一个远程基站、所述TDM-PON中心局为光线路终端所在局端、所述TDM-PON用户终端为光网络单元、所述共存波分复用器为第一共存波分复用器，所述WDM信号为基站波分复用光信号，所述TDM信号为有线宽带光信号；所述中心基站和远程基站都包括波长转换模块，用于对承载移动基站业务的基站光信号进行波长转换，转换为对应的基站波分复用光信号，以及对所述基站波分复用光信号进行波长转换，转换回对应的基站光信号；所述第一共存波分复用器用于对来自中心基站的基站波分复用光信号和来自光线路终端的有线宽带光信号进行波长复用后共同输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长解复用后分别输出至中心基站和光线路终端；所述光分配网络用于将主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号分别输出至至少一个远程基站和光网络单元，以及将来自至少一个远程基站的基站波分复用光信号和来自光网络单元的有线宽带光信号输入主干光纤进行复合传输。
所述光分配网络包括第一分光器，所述远程基站还包括滤波器；第一分光器用于对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行光功率分配后分别输出至远程基站和光网络单元，以及对来自远程基站的基站波分复用光信号和来自光网络单元的有线宽带光信号进行光功率合并后输入主干光纤进行复合传输；所述远程基站通过所述滤波器输入和输出对应的基站波分复用光信号。
还包括每个远程基站所对应的第二共存波分复用器，所述光分配网络包括第二分光器；第二分光器用于对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行光功率分配后输出至所述第二共存波分复用器和光网络单元，以及对来自所述第二共存波分复用器的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行光功率合并后输入主干光纤进行复合传输；第二共存波分复用器用于对基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长解复用后分别输出至对应的远程基站和光网络单元；以及对来自远程基站的基站波分复用光信号和来自光网络单元的有线宽带光信号进行波长复用后输入所述第二分光器。
所述光分配网络包括第三共存波分复用器、第三分光器和第三波分复用/解复用器；第三共存波分复用器用于对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长解复用后分别输入所述第三波分复用/解复用器和第三分光器，以及对来自所述第三波分复用/解复用器的基站波分复用光信号和来自第三分光器的有线宽带光信号进行波长复用后输入主干光纤进行复合传输；第三分光器用于对有线宽带光信号进行光功率分配后输出至所述光网络单元，以及对来自光网络单元的有线宽带光信号进行光功率合并后输入所述第三共存波分复用器；第三波分复用/解复用器用于对基站波分复用光信号进行波长解复用后分别输出至对应的远程基站，以及对远程基站对应的基站波分复用光信号进行波长复用后输入所述第三共存波分复用器。
一种时分复用与波分复用共存的无源光网络传输方法，对来自WDM-PON中心局的WDM信号和来自TDM-PON中心局的TDM信号进行波长复用后共同输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的WDM信号和TDM信号进行波长解复用后分别输出至WDM-PON中心局和TDM-PON中心局；通过光分配网络使主干光纤中的WDM信号在WDM-PON中心局和WDM-PON用户终端之间进行传输，并使TDM信号在TDM-PON中心局和TDM-PON用户终端之间进行传输。
所述WDM-PON中心局为中心基站、所述WDM-PON用户终端为至少一个远程基站、所述TDM-PON中心局为光线路终端所在局端、所述TDM-PON用户终端为光网络单元，所述WDM信号为基站波分复用光信号，所述TDM信号为有线宽带光信号；本方法包括以下步骤：步骤A：对承载移动基站业务的基站光信号进行波长转换，转换为对应的基站波分复用光信号；步骤B：通过光分配网络使所述基站波分复用光信号在中心基站和至少一个远程基站之间进行传输，并使有线宽带光信号在光网络终端和光网络单元之间进行传输，所述基站波分复用光信号和有线宽带光信号通过共存波分复用连接至光分配网络进行传输；步骤C：对所述基站波分复用光信号进行波长转换，转换回对应的基站光信号。
基站波分复用光信号从中心基站至远程基站的下行传输中，步骤B的具体过程为：对基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长复用后输入主干光纤进行复合传输，并利用光分配网络将所述基站波分复用光信号输出至对应的远程基站；基站波分复用光信号从远程基站至中心基站的上行传输中，步骤B的具体过程为：利用光分配网络将有线宽带信号和远程基站所对应的基站波分复用光信号输入主干光纤进行复合传输，并通过波长解复用将所述基站波分复用光信号输入中心基站。
基站波分复用光信号从中心基站至远程基站的下行传输中，步骤B首先对所述基站波分复用光信号进行第一次波长复用，再对所述基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行第二次波长复用后输入主干光纤进行复合传输；基站波分复用光信号从远程基站至中心基站的上行传输中，步骤B首先对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行第一次波长解复用，基站波分复用光信号输入中心基站后再进行第二次波长解复用。
基站波分复用光信号从中心基站至远程基站的下行传输中，通过光功率分配和/或波长解复用的方式将所述基站波分复用光信号输出至对应的远程基站；基站波分复用光信号从远程基站至中心基站的上行传输中，通过光功率合并和/或波长复用的方式将远程基站所对应的基站波分复用光信号输入主干光纤进行复合传输。
本发明的有益效果是，本发明通过合理的波长规划，利用波分复用的方式使TDM-PON系统和WDM-PON系统在同一个ODN网络上实现共存，大幅提高了ODN网络的资源利用率，降低了基站网络的建设成本。
本发明使移动基站信号和有线宽带光信号在现有的ODN中实现共同传输，简单易行，充分利用了现有的PON网络已经布设的线路资源以及PON网络技术的各种优势，实现了有线网络和无线网络的有效融合；从一定程度上避免了目前基站建设所面临的种种问题，而且使运营商易于实现多种网络资源的共享和统一管理，并为用户提供了更加便利、高效的通讯服务。本发明还通过各种灵活简便的方式在光分配网络中对基站波分复用光信号和有线宽带信号进行双向传输，使原有的TDM-PON网络中的接入用户数目和分布状况完全不受影响，显著提高了ODN网络的利用率和移动基站信号的传输效率。
附图说明
图1为本发明的时分复用与波分复用共存的无源光网络系统示意图；
图2为本发明的共存波分复用器的结构示意图；
图3为本发明的时分复用与波分复用共存的无源光网络系统用于传输移动基站信号的第一种具体实施方式示意图；
图4为本发明的时分复用与波分复用共存的无源光网络系统用于传输移动基站信号的第二种具体实施方式示意图；
图5为本发明的时分复用与波分复用共存的无源光网络系统用于传输移动基站信号的第三种具体实施方式示意图；
图6为本发明的时分复用与波分复用共存的无源光网络系统用于传输移动基站信号的滤波器的结构示意图。
图7本发明的时分复用与波分复用共存的无源光网络传输方法用于传输移动基站信号的一种具体实施方式的流程图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明，然而并不限于以下实施方式。
本发明提供的PON网络是一种TDM-PON和WDM-PON的共存系统，包括TDM-PON和WDM-PON两部分，TDM-PON用于传输有线宽带信号，WDM-PON可以用于传输多种业务信号，既可以是有线宽带光信号，也可以是无线通信的有线光信号。
如图1所示，本发明的时分复用与波分复用共存的无源光网络系统包括：WDM-PON中心局、WDM-PON用户终端、TDM-PON中心局、TDM-PON用户终端、共存波分复用器、主干光纤和光分配网络。
其中，共存波分复用器用于对来自WDM-PON中心局的WDM信号和来自TDM-PON中心局的TDM信号进行波长复用后共同输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的WDM信号和TDM信号进行波长解复用后分别输出至WDM-PON中心局和TDM-PON中心局；光分配网络用于将主干光纤中的WDM信号和TDM信号分别输出至WDM-PON用户终端和TDM-PON用户终端，以及将来自WDM-PON用户终端的WDM信号和来自TDM-PON用户终端的TDM信号输入主干光纤进行复合传输。因此，本发明的无源光网络系统用于同时传输WDM信号和TDM信号，WDM信号的工作波长与TDM信号的工作波长相区分，都落在单模光纤允许的波长范围以内。两者通过共存波分复用器连接到同一个ODN网络进行传输。本发明提供的技术方案实现了无源光网络中的多业务共存，最大限度地利用了无源光网络资源，且降低了网络的运营和维护成本。
单模光纤允许的波长范围通常为1260～1620nm，目前，TDM信号占用的上下行波长范围分别为1260～1360nm和1480～1500nm，下一代TDM-PON的标准规定有线宽带光信号下行波长改到1570～1580nm，因此可设置WDM-PON的工作波长λ的取值为1360nm＜λ＜1480nm或1500nm＜λ＜1620nm。鉴于下一代TDM-PON传输标准规定有线宽带光信号还占用1570～1580nm的波长范围，可相应设置每个WDM信号的工作波长λ取值为：1360nm＜λ＜1480nm、1500nm＜λ＜1570nm或1580nm＜λ＜1620nm。考虑到在TDM-PON工作波段和WDM-PON工作波段之间，应设一定的波长间隔保护带宽，WDM-PON的工作波长取值为：1360nm+Δ1＜λ＜1480nm-Δ2或1500nm+Δ3＜λ＜1620nm；针对下一代TDM-PON传输标准，每个WDM信号的工作波长取：1360nm+Δ1＜λ＜1480nm-Δ2、1500nm+Δ4＜λ＜1570nm-Δ5或1580nm+Δ6＜λ＜1620nm、其中，Δ1、Δ2、Δ3、Δ4、Δ5、Δ6指波长间隔。一种优选的实施方式在TDM-PON与WDM-PON的工作波长的取值范围之间留取70nm的波长间隔，即WDM信号的工作波长λ的取值范围为：1370nm＜λ＜1470nm、1510nm＜λ＜1560nm或1590nm＜λ＜1620nm。
上述共存波分复用器如图2所示。包括三个端口，其中一个为TDM-PON端口，用于连接TDM-PON的终端设备，能够使1260-1360nm，1480-1490nm，1570-1580nm波长范围的光双向通过；一个为WDM-PON端口，用于连接WDM-PON的终端设备，能够使1370nm＜λ＜1470nm、1510nm＜λ＜1560nm或1590nm＜λ＜1620nm波长范围的光双向通过。一个为公共端口，用于连接ODN网络，能够使1260～1620nm波长范围的光双向通过。
图3为本发明的TDM-PON和WDM-PON共存的无源光网络系统一种具体实施方式示意图，该实施方式利用TDM-PON和WDM-PON共存系统传输移动基站信号，可使3G/2G/WiMAX(微波接入全球互联网)接入网利用现有的PON网络已经布设的线路资源，从而降低基站网络的建设成本。本实施方式实现了基站波分复用光信号和有线宽带光信号通过同一光分配网络的传输，包括中心基站10、第一波分复用/解复用器(Mux/Dmux)20、光线路终端(PON-OLT：Passive Optical Network-optical line terminal)30、第一共存波分复用器40、光分配网络(ODN：Optical Distribution Network)50、远程基站(RAU：Remote Access Unit)60、光网络单元(ONU：OpticalNetwork Unit)70和主干光纤。其中，第一波分复用/解复用器20可直接设置在中心基站10内，也可与中心基站10分离设置。本实施方式用于传输移动基站信号，因此与图1相比，图3中的中心基站10指WDM-PON中心局，远程基站60指WDM-PON用户终端，第一共存波分复用器40指共存波分复用器，基站波分复用光信号即一种WDM信号，光线路终端30所在局端为TDM-PON中心局，光线路单元70为TDM-PON用户终端，有线宽带光信号即一种TDM信号。目前，光分配网络50通常用于在无源光网络的光线路终端30和光网络单元70之间传输有线宽带光信号，本实施方式中，通过合理地规划基站波分复用光信号的工作波长λ，使TDM-PON中的有线宽带信号和基站波分复用光信号通过同一个光分配网络进行传输，因此基站波分复用光信号的工作波长λ与有线宽带光信号的工作波长相区分，都落在单模光纤允许的波长范围以内。
其中，中心基站10和远程基站60都包括波长转换模块，用于对承载移动基站业务的基站光信号进行波长转换，转换为对应的基站波分复用光信号，以及对基站波分复用光信号进行波长转换，转换回对应的基站光信号。(为了便于区分，本发明中将原始的移动基站信号称为基站光信号，通过波长转换模块的转换，在本发明的无源光网络中进行传输的移动基站信号称为基站波分复用光信号)
第一共存波分复用器20用于对来自中心基站10的基站波分复用光信号和来自光线路终端30的有线宽带光信号进行波长复用后输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长解复用后分别输出至中心基站10和光线路终端30。
光分配网络50用于将主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号输出至至少一个远程基站60和光网络单元70，以及将来自至少一个远程基站60的基站波分复用光信号和来自光网络单元70的有线宽带光信号输入主干光纤进行复合传输。
基站波分复用光信号的下行传输中，中心基站10通过波长转换模块11将基站光信号转换成具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号，并将其输入第一波分复用/解复用器20进行第一次光波复用；第一共存波分复用器40对来自中心基站10的基站波分复用光信号和来自光线路终端(PON-OLT)30的有线宽带光信号进行第二次波长复用后输入主干光纤进行复合传输；通常主干光纤的传输距离不超过20Km；光信号到达光分配网络(ODN)50时，光分配网络(ODN)50中的第一分光器(Splitter)51对主干光纤中的光信号进行光功率分配，并利用分支光纤将其不加区分地输出至远程基站(RAU)60和光网络单元(ONU)70，ONU通过内置的滤波器进行滤波，选择自己的接收波长。各个远程基站(RAU)60通过滤波器62输出具有一定工作波长λ的基站波分复用光信号，并通过波长转换模块61将基站波分复用光信号转换成对应的基站光信号。
基站波分复用光信号的上行传输中，不同的远程基站(RAU)60通过波长转换模块61将基站光信号转换成具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号，并将其输入滤波器62；光分配网络(ODN)50中的第一分光器(Splitter)51对来自远程基站(RAU)60的基站波分复用光信号和来自光网络单元(ONU)70的有线宽带光信号进行光功率合并后输入主干光纤进行复合传输；光信号到达第一共存波分复用器40一端时，第一共存波分复用器40对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长解复用，并将基站波分复用光信号输出至第一波分复用/解复用器20，将有线宽带光信号输出至光线路终端(PON-OLT)30；第一波分复用/解复用器20对基站波分复用光信号进行波长解复用后分解成具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号，并将其输入中心基站10，中心基站10通过波长转换模块11分别将基站波分复用光信号转换成对应的基站光信号。
本实施方式能够通过PON技术传输承载移动基站信号，从一定程度上避免了目前基站建设所面临的种种问题，降低了基站网络的建设成本。本发明使移动基站信号与有线宽带光信号在现有的ODN中实现共同传输，简单易行，充分利用了现有的PON网络已经布设的线路资源以及PON网络技术的各种优势，实现了有线网络和无线网络的有效融合；而且使运营商易于实现多种网络资源的共享和统一管理，而且为用户提供了更加便利、高效的通讯服务。
图4为本发明的TDM-PON和WDM-PON共存的无源光网络系统用于传输移动基站信号的第二种具体实施方式示意图，该实施方式与图3类似，不同之处在于光分配网络(ODN)50和远程基站(RAU)60的具体结构。本实施方式中，光分配网络(ODN)50中包括第二分光器52，每个远程基站(RAU)60都对应一个第二共存波分复用器80。
基站波分复用光信号的下行传输中，第二分光器52对主干光纤中的光信号进行光功率分配后通过分支光纤不加区分地输出至第二共存波分复用器80和光网络单元(ONU)70，第二共存波分复用器80对有线宽带光信号和基站波分复用光信号进行波长解复用后输出至对应的光网络单元(ONU)70，将基站波分复用光信号输出至对应的远程基站(RAU)60，远程基站(RAU)60通过图6所示的滤波器滤出对应波长的基站波分复用光信号。
基站波分复用光信号的上行传输中，每个第二共存波分复用器80对来自远程基站(RAU)60的基站波分复用光信号和来自光网络单元(ONU)70的有线宽带光信号进行波长复用后输入第二分光器52；第二分光器52对来自第二共存波分复用器80的基站波分复用光信号、有线宽带光信号和来自光网络单元(ONU)70的有线宽带光信号进行光功率合并后输入主干光纤进行复合传输。本实施方式提供的技术方案更加灵活，运营商可根据实际需要选择具体的传输方式，实现一根分支光纤同时接入有线终端和无线终端，且使原有的TDM-PON网络中的接入用户数目和分布状况完全不受影响，因此进一步提高了OND网络的利用率。
图5为本发明的TDM-PON和WDM-PON共存的无源光网络系统用于传输移动基站信号的第三种具体实施方式示意图，该实施方式与图3类似，不同之处在于本实施方式中光分配网络(ODN)50包括第三共存波分复用器53、第三分光器54和第三波分复用/解复用器55。
基站波分复用光信号的下行传输中，第三共存波分复用器53对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长解复用后通过分支光纤分别输入第三波分复用/解复用器55和第三分光器54，第三波分复用/解复用器55对具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号进行波长解复用后分别输出至对应的远程基站(RAU)60；第三分光器54用于对有线宽带光信号进行光功率分配后输出至各个光网络单元(ONU)70。
基站波分复用光信号的上行传输中，第三波分复用/解复用器55对来自不同远程基站(RAU)60、具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号进行波长复用后输入第三共存波分复用器53；第三分光器54对来自不同光网络单元(ONU)70的有线宽带光信号进行光功率合并后输入第三共存波分复用器53；第三共存波分复用器53对基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长复用后输入主干光纤进行复合传输。本实施方式中，基站波分复用光信号的传输不经过第三分光器54，因此避免了第三分光器54的插损对基站波分复用光信号的影响，有效降低了基站波分复用光信号的跨段损耗，显著提高了其传输效率。
图6为图3和图4所示的具体实施方式中滤波器的结构示意图，公共端口通过分支光纤与第一分光器51(第一种具体实施方式)或第二共存波分复用器80(第二种具体实施方式)相连，用于输入来自第一分光器51或第二共存波分复用器80的基站波分复用光信号和有线宽带光信号，波长范围为1260～1620nm；基站波分复用光信号输出端口用于输出该远程基站(RAU)60所对应的基站波分复用光信号至波长转换模块61；基站波分复用光信号输入端口用于输入该远程基站(RAU)60所对应的基站波分复用光信号，公共端口再将该基站波分复用光信号输出至第一分光器51或第二共存波分复用器80。
以上所述的具体实施方式中的第一共存波分复用器40、第二共存波分复用器80和第三共存波分复用器53都具有图2所示的结构，其工作原理在于对具有不同波长范围的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长复用，使其在一根光纤上进行复合传输，以及对一根光纤上的光信号进行波长解复用，使分解后具有不同波长范围的基站波分复用光信号和有线宽带光信号分别进行传输。共存波分复用器的公共端口与主干光纤或分光器相连，用于输入或输出基站波分复用光信号和有线宽带光信号，波长范围为1260～1620nm；TDM-PON端口用于输入或输出有线宽带光信号，波长范围为1260～1360nm、1480～1500nm和1570～1580nm，WDM-PON端口用于输入或输出基站波分复用光信号，波长范围为1370～1470nm、1510～1560nm和1590～1620nm。
本发明的第一波分复用/解复用器20和第三波分复用/解复用器55都用于对具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号进行波长复用，使其在一根光纤上进行复合传输，以及对一根光纤上的基站波分复用光信号进行波长解复用，将其分解成具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号分别进行传输，两者都可为粗波分复用器(CWDM：Coarse Wavelength DivisionMultiplexing)或密集波分复用器(DWDM：Dense Wavelength DivisionMultiplexing)。
本发明还提供了一种时分复用和波分复用共存的无源光网络传输方法，即通过无源光网络系统传输WDM信号和TDM信号，两者通过共存波分复用连接至光分配网络50进行传输。即对来自WDM-PON中心局的WDM信号和来自TDM-PON中心局的TDM信号进行波长复用后共同输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的WDM信号和TDM信号进行波长解复用后分别输出至WDM-PON中心局和TDM-PON中心局；通过光分配网络50使主干光纤中的WDM信号在WDM-PON中心局和WDM-PON用户终端之间进行传输，并使TDM信号在TDM-PON中心局和TDM-PON用户终端之间进行传输。
如图7为本方法的一种具体实施方式，该实施方式提出利用TDM-PON和WDM-PON共存系统传输移动基站信号，包括以下步骤：
步骤S100：对承载移动基站业务的基站光信号进行波长转换，转换成对应的基站波分复用光信号，该步骤通过设在中心基站10或远程基站60的波长转换模块实现。为了实现波长复用的传输方式，需设置所述不同的远程基站60与中心基站10之间传输的基站波分复用光信号具有各不相同的工作波长λ，例如λ1、λ2......λn，但都属于一个大的波长范围。
步骤S200：本步骤通过光分配网络50使所述基站波分复用光信号在中心基站10和至少一个远程基站60之间进行传输，并使有线宽带光信号在光网络终端30和光网络单元70之间进行传输，基站波分复用光信号和有线宽带光信号通过共存波分复用连接至光分配网络50进行传输，即通过本发明的TDM-PON和WDM-PON共存系统使基站波分复用光信号在中心基站10和远程基站60之间进行传输，其具体实施过程为：
基站波分复用光信号从中心基站10至远程基站60的下行过程中，对基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长复用后输入主干光纤进行复合传输；由于不同的基站波分复用光信号的工作波长λ不同，可只通过一次波长复用将有线宽带信号和具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号输入主干光纤，也可首先对中心基站10中具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号进行第一次波长复用，再对这些基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行第二次波长复用后输入主干光纤进行复合传输；复合传输的光信号到达光分配网络50时，可通过光功率分配和/或波长解复用的方式将基站波分复用光信号通过分支光纤输出至对应的远程基站60。
对应地，基站波分复用光信号从远程基站60至中心基站10的上行传输中，在光分配网络50中通过光功率合并和/或波长复用的方式将有线宽带光信号和远程基站60所对应的基站波分复用光信号输入主干光纤进行复合传输；复合传输的光信号到达中心基站10时，再通过波长解复用将基站波分复用光信号输入中心基站10；可只通过一次波长解复用对有线宽带信号和具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号进行分解；也可首先对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行第一次波长解复用，在中心基站10中再对基站波分复用光信号进行第二次波长解复用得到具有不同工作波长λ的基站波分复用光信号。
步骤S300：对基站波分复用光信号进行波长转换，转换回对应的基站光信号，不同的远程基站60对应的基站波分复用光信号具有不同的工作波长λ；该步骤仍然通过设在中心基站10或远程基站60的波长转换模块实现。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种时分复用与波分复用共存的无源光网络系统，其特征在于，包括：WDM-PON中心局、WDM-PON用户终端、TDM-PON中心局、TDM-PON用户终端、共存波分复用器、主干光纤和光分配网络；
所述共存波分复用器用于对来自WDM-PON中心局的WDM信号和来自TDM-PON中心局的TDM信号进行波长复用后共同输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的WDM信号和TDM信号进行波长解复用后分别输出至WDM-PON中心局和TDM-PON中心局；
所述光分配网络用于将主干光纤中的WDM信号和TDM信号分别输出至WDM-PON用户终端和TDM-PON用户终端，以及将来自WDM-PON用户终端的WDM信号和来自TDM-PON用户终端的TDM信号输入主干光纤进行复合传输。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述WDM信号的工作波长与TDM信号的工作波长相区分，都落在单模光纤允许的波长范围以内。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述每个WDM信号的工作波长λ的取值为：1360nm+Δ1＜λ＜1480nm-Δ2或1500nm+Δ3＜λ＜1620nm，其中，Δ1、Δ2和Δ3指波长间隔。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述每个WDM信号的工作波长λ的取值为：1360nm+Δ1＜λ＜1480nm-Δ2、1500nm+Δ4＜λ＜1570nm-Δ5或1580nm+Δ6＜λ＜1620nm，其中，Δ1、Δ2、Δ4、Δ5和Δ6指波长间隔。
5.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于：所述WDM-PON中心局为中心基站、所述WDM-PON用户终端为至少一个远程基站、所述TDM-PON中心局为光线路终端所在局端、所述TDM-PON用户终端为光网络单元、所述共存波分复用器为第一共存波分复用器，所述WDM信号为基站波分复用光信号，所述TDM信号为有线宽带光信号；
所述中心基站和远程基站都包括波长转换模块，用于对承载移动基站业务的基站光信号进行波长转换，转换为对应的基站波分复用光信号，以及对所述基站波分复用光信号进行波长转换，转换回对应的基站光信号；
所述第一共存波分复用器用于对来自中心基站的基站波分复用光信号和来自光线路终端的有线宽带光信号进行波长复用后共同输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长解复用后分别输出至中心基站和光线路终端；
所述光分配网络用于将主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号分别输出至至少一个远程基站和光网络单元，以及将来自至少一个远程基站的基站波分复用光信号和来自光网络单元的有线宽带光信号输入主干光纤进行复合传输。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述光分配网络包括第一分光器，所述远程基站还包括滤波器；
第一分光器用于对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行光功率分配后分别输出至远程基站和光网络单元，以及对来自远程基站的基站波分复用光信号和来自光网络单元的有线宽带光信号进行光功率合并后输入主干光纤进行复合传输；
所述远程基站通过所述滤波器输入和输出对应的基站波分复用光信号。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：还包括每个远程基站所对应的第二共存波分复用器，所述光分配网络包括第二分光器；
第二分光器用于对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行光功率分配后输出至所述第二共存波分复用器和光网络单元，以及对来自所述第二共存波分复用器的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行光功率合并后输入主干光纤进行复合传输；
第二共存波分复用器用于对基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长解复用后分别输出至对应的远程基站和光网络单元；以及对来自远程基站的基站波分复用光信号和来自光网络单元的有线宽带光信号进行波长复用后输入所述第二分光器。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述光分配网络包括第三共存波分复用器、第三分光器和第三波分复用/解复用器；
第三共存波分复用器用于对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长解复用后分别输入所述第三波分复用/解复用器和第三分光器，以及对来自所述第三波分复用/解复用器的基站波分复用光信号和来自第三分光器的有线宽带光信号进行波长复用后输入主干光纤进行复合传输；
第三分光器用于对有线宽带光信号进行光功率分配后输出至所述光网络单元，以及对来自光网络单元的有线宽带光信号进行光功率合并后输入所述第三共存波分复用器；
第三波分复用/解复用器用于对基站波分复用光信号进行波长解复用后分别输出至对应的远程基站，以及对远程基站对应的基站波分复用光信号进行波长复用后输入所述第三共存波分复用器。
9.一种时分复用与波分复用共存的无源光网络传输方法，其特征在于：对来自WDM-PON中心局的WDM信号和来自TDM-PON中心局的TDM信号进行波长复用后共同输入主干光纤进行复合传输，以及对主干光纤中的WDM信号和TDM信号进行波长解复用后分别输出至WDM-PON中心局和TDM-PON中心局；
通过光分配网络使主干光纤中的WDM信号在WDM-PON中心局和WDM-PON用户终端之间进行传输，并使TDM信号在TDM-PON中心局和TDM-PON用户终端之间进行传输。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述WDM-PON中心局为中心基站、所述WDM-PON用户终端为至少一个远程基站、所述TDM-PON中心局为光线路终端所在局端、所述TDM-PON用户终端为光网络单元，所述WDM信号为基站波分复用光信号，所述TDM信号为有线宽带光信号；本方法包括以下步骤：
步骤A：对承载移动基站业务的基站光信号进行波长转换，转换为对应的基站波分复用光信号；
步骤B：通过光分配网络使所述基站波分复用光信号在中心基站和至少一个远程基站之间进行传输，并使有线宽带光信号在光网络终端和光网络单元之间进行传输，所述基站波分复用光信号和有线宽带光信号通过共存波分复用连接至光分配网络进行传输；
步骤C：对所述基站波分复用光信号进行波长转换，转换回对应的基站光信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：基站波分复用光信号从中心基站至远程基站的下行传输中，步骤B的具体过程为：对基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行波长复用后输入主干光纤进行复合传输，并利用光分配网络将所述基站波分复用光信号输出至对应的远程基站；
基站波分复用光信号从远程基站至中心基站的上行传输中，步骤B的具体过程为：利用光分配网络将有线宽带信号和远程基站所对应的基站波分复用光信号输入主干光纤进行复合传输，并通过波长解复用将所述基站波分复用光信号输入中心基站。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：基站波分复用光信号从中心基站至远程基站的下行传输中，步骤B首先对所述基站波分复用光信号进行第一次波长复用，再对所述基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行第二次波长复用后输入主干光纤进行复合传输；
基站波分复用光信号从远程基站至中心基站的上行传输中，步骤B首先对主干光纤中的基站波分复用光信号和有线宽带光信号进行第一次波长解复用，基站波分复用光信号输入中心基站后再进行第二次波长解复用。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：基站波分复用光信号从中心基站至远程基站的下行传输中，通过光功率分配和/或波长解复用的方式将所述基站波分复用光信号输出至对应的远程基站；
基站波分复用光信号从远程基站至中心基站的上行传输中，通过光功率合并和/或波长复用的方式将远程基站所对应的基站波分复用光信号输入主干光纤进行复合传输。
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