CN102104814A

CN102104814A - 一种无源光网络

Info

Publication number: CN102104814A
Application number: CN2011100666269A
Authority: CN
Inventors: 张强; 赵其圣; 薄生伟; 杨思更; 薛登山
Original assignee: Hisense Broadband Multimedia Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Broadband Multimedia Technology Co Ltd
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2031-03-14
Also published as: CN102104814B

Abstract

本发明公开了一种无源光网络，包括光线路终端、光缆及光网络单元，光线路终端包括有n个发射光组件单元和m个接收光组件单元，n和m均为大于1的自然数；光缆一端连接光线路终端，另一端连接有阵列波导光栅，进而通过阵列波导光栅连接光网络单元。利用本发明的无源光网络，可以实现下行光信号的点对点传输，从而提高终端用户的下行访问带宽。

Description

一种无源光网络

技术领域

本发明涉及一种无源光网络，具体地说，是涉及一种提高用户访问带宽的无源光网络，属于光通信技术领域。

背景技术

目前，在光通信技术领域，常用的无源光网络包括有传输速率能达到1Gbps和2.5Gbps的EPON(以太无源光网络)和GPON(吉比特无源光网络)。对于传输速率达到10Gbps的10G EPON(万兆以太无源光网络)及XGPON(万兆吉比特无源光网络)也已经进入部分实验局的部署，并且取得了成功，即将在实际FTTH(光纤到户)领域中部署和使用。

现有上述无源光网络的下行模式均是采用广播模式，并通过分光计将广播的信息分配给若干个用户终端。以XGPON为例，其网络结构如图1所示。整个XGPON网络系统包括有位于中心局端的光线路终端、位于用户家中或小区大楼中的光网络单元以及连接光线路终端及光网络单元的光缆。具体来说，光线路终端包括有OLT系统设备11及OLT光模块12，OLT光模块12中包括有实现下行光信号发射的发射光组件单元121，以及实现上行光信号接收的接收光组件单元122。发射光组件单元121的发射光信号及接收光组件单元122的接收光信号经WDM(波分复用器)13耦合到单根光缆14中进行传输。其中，WDM13可以内置于OLT光模块12内部，也可以外接于OLT光模块12的外部。整个XGPON采用32路拓扑结构，在光缆14的终端、也即光网络单元的前端设置有分光计15，该分光计15作为光分路器，一方面将OLT光模块12发射的光信号广播给32个ONU光模块161至1632，另一方面将每个ONU光模块上行传输的光信号耦合至光缆14中。每一个ONU光模块中也包括有接收光组件单元及发射光组件单元，且均连接有一个ONU系统设备，即ONU光模块161连接有ONU系统设备171，ONU光模块162连接有ONU系统设备172，...。

对于图1所示出的XGPON网络，其在实际应用过程中存在下述缺点和不足：首先，OLT光模块12采用一个固定1577nm的下行波长传输9.953Gbps的连续数据，广播给32个ONU光模块接收，每个ONU光模块根据OLT光模块12广播的信息选择属于自己的信息，这样一来，分配给每个光网络单元的带宽将远远小于总带宽9.953Gbps；若采用64拓扑网络结构，每个光线路终端带64个光网络单元，则分配到每个光网络单元用户的带宽将更小。其次，32个ONU光模块161至1632均采用同一个固定1270nm的上行波长传输2.488Gbps的突发信号，对于同一个接收突发光信号的OLT光模块12来说，要分时接收32个ONU光模块的信号，每个ONU光模块的平均上行信号传输时间为总时间的1/32，传输速度较慢、带宽较小。再次，分光计15分光损耗较大，且受制于分光比及传输损耗，整个XGPON网络系统所能增加的光网络单元用户的数量受到限制，不便于进行用户数量的扩展，应用受到局限。上述这些缺点和不足，同样存在于现有其他无源光网络中。

发明内容

本发明针对现有无源光网络采用单一下行波长的光信号、光信号下行的广播模式而存在的上述缺点和不足，提供了一种无源光网络，有效提高了光网络单元端用户的访问带宽。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种无源光网络，包括光线路终端、光缆及光网络单元，光线路终端包括有n个发射光组件单元和m个接收光组件单元，n和m均为大于1的自然数；光缆一端连接光线路终端，另一端连接有阵列波导光栅，进而通过阵列波导光栅连接光网络单元。

如上所述的无源光网络，为进一步增加光网络中光网络单元的数量，所述无源光网络还包括有设置在所述阵列波导光栅和所述光网络单元之间的若干个分光计，每个分光计的一端连接所述阵列波导光栅的其中一个信道，另一端连接有若干个光网络单元。

如上所述的无源光网络，所述分光计可以采用1分32路的分光计或1分64路的分光计来实现。

如上所述的无源光网络，为实现多路光信号在光缆中的耦合复用、减少所用光缆的数量，在所述光线路终端和所述光缆之间设置有将所述n个发射光组件单元发射的光信号及所述m个接收光组件单元接收的光信号耦合在光缆中的第一波分复用器；在光缆与所述阵列波导光栅之间设置有将经过阵列波导光栅的上行光信号和下行光信号耦合在光缆中的第二波分复用器。

如上所述的无源光网络，根据光网络中光线路终端采用下行连续发送光信号、上行突发接收光信号以及光网络单元大部分时间是接收下行光信号的特点，从所述光线路终端下行传输至所述光网络单元的下行光信号的波长采用密集波分复用波长，而从光网络单元传输至光线路终端的上行光信号的波长采用粗波分复用波长。

如上所述的无源光网络，为实现该无源光网络与现有无源光网络及将来要部署的其他无源光网络的兼容，所述下行光信号的波长优选采用L波段的密集波分复用波长。

如上所述的无源光网络，为实现无源光网络与现有GPON、XGPON等无源光网络的兼容，所述光线路终端包括有4个接收光组件单元，分别用于接收波长为1451nm、1471nm、1511nm及1531nm的上行光信号。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明在无源光网络的光线路终端设置多个发射光组件单元及接收光组件单元，一方面可以通过多个发射光组件单元发射多个波长的下行光信号，一个波长的光信号对应一个光网络单元，实现下行光信号的点对点传输，每个终端用户可以分到一个独立的下行波长，从而提高终端用户的下行访问带宽；另一方面可以利用多个接收光组件分别接收不同波长的上行光信号，增加了光网络单元上行光信号的波长数量，提高了光网络单元的上行访问带宽。而且，在下行光信号传输时，采用阵列波导光栅作为光分路器，分光损耗较小，便于增加光网络系统中光网络单元的数量和光信号的传输距离。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是现有XGPON网络的结构示意图；

图2是本发明无源光网络一个实施例的结构示意图；

图3是本发明无源光网络另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

本发明从现有无源光网络的布局结构出发，考虑到现有无源光网络普遍采用一个OLT通过分光计带多个ONU、采用一个波长的下行光信号及一个波长的上行光信号进行信号传输的结构存在的ONU访问带宽小、光损耗大、不便于扩展ONU数量等不足，提出了一种新的无源光网络，可以有效解决现有无源光网络的问题。

图2和图3分别示出了本发明无源光网络的两个实施例的结构示意图。

首先参考图2所示的本发明无源光网络第一个实施例的结构示意图。

如图2所示，该实施例的无源光网络包括有光线路终端、光网络单元及连接在两者之间的光缆24。光线路终端包括有OLT系统设备21及OLT光模块22，OLT光模块作为OLT端的光电转换部分，一方面将OLT系统设备21要发射的信号转换为光信号后通过光缆24传输至光网络单元，另一方面将光网络单元通过光缆24传输来的光信号转换为电信号后传输至OLT系统设备21进行处理。

其中，OLT光模块22包括有n个实现无源光网络下行光信号发射的发射光组件单元2211、2212、...、221n，以及m个实现无源光网络上行光信号接收的接收光组件单元2221、2222、...、222m，n和m均为大于1的自然数，也即整个OLT光模块22中包括有至少两个发射光组件单元及至少两个接收光组件单元。发射光组件单元及接收光组件单元采用现有无源光网络中常用的结构来实现即可，例如，发射光组件单元采用包括有发射驱动电路及激光器的结构来实现，而接收光组件单元采用包括光电探测器及跨阻放大器和限幅放大器等接收机电路的结构来实现，在此不作具体描述。

光缆24一方面通过第一波分复用器23连接光线路终端，另一方面通过第二波分复用器25连接阵列波导光栅26，进而通过阵列波导光栅26连接至光网络单元。在该实施例中，光网络单元包括有n个ONU光模块271、272、...、27n，每个ONU光模块中也包括有接收光组件单元及发射光组件单元，且均连接有一个ONU系统设备，即ONU光模块2711连接有ONU系统设备281，ONU光模块272连接有ONU系统设备282，...。

其中，第一波分复用器23的作用是将n个发射光组件单元发射的光信号及m个接收光组件单元接收的光信号耦合在光缆24中，而第二波分复用器25的主要作用是将经过阵列波导光栅26的下行光信号及上行光信号耦合在光缆24中，从而实现单纤传输，减少无源光网络所用光缆的数量。

在该实施例中，OLT光模块22中发射光组件单元的数量与光网络单元端的ONU光模块数量相等，因此，通过对每个OLT端的发射光组件单元设置不同波长的发射光信号，且使得每个OLT端的一个发射光组件单元对应一个ONU光模块，从而实现无源光网络下行光信号的点对点传输，每一个ONU光模块可以独享一个波长的发射光信号，相互之间不分享带宽，从而大幅度提高了ONU用户端的访问带宽。

对于下行光信号，其波长可以采用L波段的密集波分复用波长，以便于与现有无源光网络及将来要部署的其他无源光网络的兼容。根据有关协议规定，若波长间隔为100GHz，在L波段至少可以使用45个波长信道；若波长间隔为50GHz，则在L波段至少可以使用90个波长信道。波长间隔越小，可复用的波长信道越多，可以满足多个ONU用户终端的点对点下行信号传输需求。

当然，下行光信号的波长并不局限于L波段，若不考虑网络兼容问题，也可以选择C波段的密集波分复用波长作为下行光信号的波长。

OLT光模块22中包括有m个接收光组件单元，能够接收m个波长不同的光信号。因此，n个ONU光模块可以从m个波长中选择一个作为自身的上行波长来传输上行光信号。考虑到光网络中光线路终端采用下行连续发送光信号、上行突发接收光信号以及光网络单元大部分时间是接收下行光信号的特点，从光网络单元传输至光线路终端的上行光信号的波长可以采用粗波分复用波长。在该实施例中，为实现无源光网络与现有GPON、XGPON等无源光网络的兼容、不造成波长冲突，m可选择为4，即OLT光模块22包括有4个接收光组件单元，分别用于接收波长为1451nm、1471nm、1511nm及1531nm的上行光信号。这样一来，若无源光网络中存在有32个ONU用户端，也即存在有32个ONU光模块，可以每8个ONU光模块使用一个波长来传输上行光信号，分时访问一个OLT光模块22的接收信道，从而可以将ONU用户端的上行访问带宽提高4倍。此外，选择上述4个波长作为上行光信号波长的另一个优点是这4个波长的传输损耗较低，可以增加分光比，增加无源光网络所带ONU的数量，以降低系统成本。

而且，在该实施例的无源光网络中，在光网络单元的前端采用阵列波导光栅作为光分路器，利用其选定信道传输L波段的密集波分复用波长至各个ONU光模块，而采用其自由信道传输上行的粗波分复用波长至光线路终端，分光损耗较小，便于增加无源光网络系统中光网络单元的数量和光信号的传输距离。

该实施例通过在OLT端设置n个发射光组件单元和m个接收光组件单元，在OLT带有n个ONU用户时，通过n个下行波长光信号及m个上行波长光信号的耦合复用，可将下行用户访问带宽提高n倍，而将上行带宽提高m倍，满足了用户日益增长的带宽需求。

在该实施例中，ONU光模块的数量不一定是n个，也可以是1至(n-1)个中的任意数量。

利用本发明所提出的无源光网络，除了可以提高用户带宽之外，还可以增加网络中一个OLT所带的ONU的数量，其具体结构及原理参见图3及下述的实施例二。

图3所示为本发明无源光网络第二个实施例的结构示意图。该实施例的无源光网络结构与图2实施例类似，也包括有光线路终端、光网络单元及连接在两者之间的光缆34。光线路终端包括有OLT系统设备31及OLT光模块32，而OLT光模块包括有n个实现无源光网络下行光信号发射的发射光组件单元3211、3212、...、321n，以及m个实现无源光网络上行光信号接收的接收光组件单元3221、3222、...、322m，n和m均为大于1的自然数。光缆34一方面通过第一波分复用器33连接光线路终端，另一方面通过第二波分复用器35连接阵列波导光栅36。第一波分复用器33及第二波分复用器35的作用与实施例一的相同，在此不再复述，可参考上述图2实施例的描述。

该实施例与图2实施例的不同之处在于，阵列波导光栅36的每一个信道上分别连接有一个分光计，共计有n个分光计371、...、37n，每个分光计均为1分32路的结构，其后均连接有32个ONU光模块，即分光计371连接有ONU光模块381至3832，...，分光计37n连接有ONU光模块38n1至38n32。而且，每个ONU光模块连接有一个ONU系统设备，即如图3所示，ONU光模块381连接ONU系统设备391，ONU光模块382连接ONU系统设备392，ONU光模块3832连接ONU系统设备3932，...，ONU光模块38n1连接ONU系统设备39n1，ONU光模块38n2连接ONU系统设备39n21，...，ONU光模块38n32连接ONU系统设备39n32。

由于OLT光模块32中设置有n个发射光组件单元，可以发射n个波长的下行光信号，每个波长的光信号类似于现有无源光网络中一个OLT所发出的下行光信号，在对带宽要求不高的场合，一个波长的下行光信号可以通过1分32路的分光计带32个ONU用户终端，而n个波长的下行光信号可以带n*32个ONU用户终端，在保证与现有无源光网络相同下行访问带宽的前提下，大大增加而来一个OLT所带ONU终端的数量，实现了光网络中ONU数量的扩展，扩展方式简单有效。

需要说明的是，分光计的个数不局限于为n个，还可以是1至(n-1)个中的任意数量；每个分光计所带的ONU光模块也可以是小于32个。且分光计除了采用1分32路的分光计之外，也可以采用1分64路的分光计。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种无源光网络，包括光线路终端、光缆及光网络单元，其特征在于，光线路终端包括有n个发射光组件单元和m个接收光组件单元，n和m均为大于1的自然数；光缆一端连接光线路终端，另一端连接有阵列波导光栅，进而通过阵列波导光栅连接光网络单元。

2.根据权利要求1所述的无源光网络，其特征在于，所述无源光网络还包括有设置在所述阵列波导光栅和所述光网络单元之间的若干个分光计，每个分光计的一端连接所述阵列波导光栅的其中一个信道，另一端连接有若干个光网络单元。

3.根据权利要求2所述的无源光网络，其特征在于，所述分光计为1分32路的分光计或1分64路的分光计中的任一种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无源光网络，其特征在于，在所述光线路终端和所述光缆之间设置有将所述n个发射光组件单元发射的下行光信号及所述m个接收光组件单元接收的上行光信号耦合在光缆中的第一波分复用器；在光缆与所述阵列波导光栅之间设置有将经过阵列波导光栅的上行光信号和下行光信号耦合在光缆中的第二波分复用器。

5.根据权利要求4所述的无源光网络，其特征在于，从所述光线路终端下行传输至所述光网络单元的下行光信号的波长为密集波分复用波长；从光网络单元传输至光线路终端的上行光信号的波长为粗波分复用波长。

6.根据权利要求5所述的无源光网络，其特征在于，所述下行光信号的波长为L波段的密集波分复用波长。

7.根据权利要求5所述的无源光网络，其特征在于，所述光线路终端包括有4个接收光组件单元，分别用于接收波长为1451nm、1471nm、1511nm及1531nm的上行光信号。