CN102136875A - 一种自动配置可调光模块波长的方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动配置光模块波长的方法：步骤B：判断是否检测到下行光信号，如果是则执行步骤D，如果否则执行步骤C；步骤C：从波长分配表中获取一对波长，配置为可调接收机和发射机的工作波长，并执行步骤B；步骤D：判断所接收到的下行光信号速率在2s内的变化是否至少有一次大于600Mbps，如果否则执行步骤C，如果是则确定完成波长设置；本发明同时还提供一种小型可插拔式可调光模块，以及无线设备和系统，利用本发明可以通过让RE的可调光模块检测其所接入的波长对应的REC设备是否已经有RE接入，并根据检测结果进行波长选择，因此无需改动REC和RE之间的通信协议，无需改动REC，即可实现RE的波长自动配置，降低了成本，方便了系统的升级维护。

Description

一种自动配置可调光模块波长的方法、设备和系统

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及一种自动配置可调光模块波长的方法、设备和系统。

背景技术

通用公共无线接口(Common Public Radio Interface，CPRI)是无线基站设备中无线设备控制器(Radio Equipment Controller，REC)和无线设备(Radio Equipment，RE)之间的接口标准。CPRI的链路(link)是指直接连接的REC和RE或两个RE结点之间的双向链路。工作状态的CPRI链路包括主(Master)端口、双向链路和从(Slave)端口。从CPRI链路的主端口到从端口方向为下行方向；从CPRI链路的从端口到主端口方向为上行方向。

目前，有些运营商提出了通过现有无源光网络(Passive Optical Network，PON)的光配线网络(Optical Distribution Network，ODN)传输CPRI链路数据的需求。可以将若干REC集中放置在局端，可以与PON的光线路终端(Optical Line Terminate，OLT)放在一个机房；将RE分布在各基站处。REC和RE之间以波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)方式通过ODN的光纤连接。REC和RE之间的CPRI链路使用一对波长分别用于上下行链路。RE启动后，在接入REC建立CPRI链路之前，只在下行方向有光信号，RE的光模块在上行方向不发光；在RE与REC完成线路速率协商之后，上下行方向都有光信号。

REC和RE采用的是点对点通信。目前的CPRI应用中，REC和RE一般使用固定波长、上下行波长相同的光模块及双纤，即每个方向一根光纤，而且一个光纤中只传输一个固定波长(比如，850nm、1310nm或1550nm)的光信号。

由于目前REC和RE部署比较普遍，而现有RE都是采用固定波长光模块，对于一个网络系统来说，不同的RE需要配置不同的光模块，因此仓储和运营成本较高，且不利于系统维护。

发明内容

本发明实施例提供了一种自动配置可调光模块波长的方法，该方法包括：

步骤B：判断在当前可调接收机的工作波长对应的波长通道上是否检测到下行光信号，如果是则执行步骤D，如果否则执行步骤C；

步骤C：从波长分配表中获取一对波长，并将其中的下行波长配置为可调接收机的工作波长，将上行波长配置为可调发射机的工作波长，并执行步骤B；

步骤D：根据所接收到的下行光信号判断所述波长通道是否空闲，如果否则执行步骤C，如果是则确定完成波长设置。

本发明还提供一种可调光模块，包括：

波长配置模块，与可调接收机和可调发射机相连，用于将接收到的上行波长配置为可调发射机的工作波长，将接收到的下行波长配置为可调接收机的工作波长；

下行光检测模块，用于判断在波长配置模块配置的波长通道上是否检测到下行光信号，如果没有检测到下行光信号，则指示波长选择模块进行波长选择；

波长选择模块，用于根据收到的指示，从波长配置表中选择一对不同于上次所选择的波长对发送给波长配置模块；波长对包括上行波长和下行波长；

通道空闲检测模块，用于当下行光检测模块在波长配置模块配置的波长通道上检测到下行光信号时，根据所述下行光信号判断所述波长通道是否空闲，如果否则指示波长选择模块进行波长选择；

TIA/LA模块，用于接收可调接收机接收到的下行光信号，并发送给下行光检测模块和通道空闲检测模块；

波长分配表，用于存储该可调光模块所位于网络中全部上行波长和下行波长的非空子集或全集，波长分配表中存储一一对应的上行波长和下行波长，且所述存储的上行波长和下行波长为所述可调发射机和可调接收机所支持的工作波长。

本发明还提供一种无线网络设备，包括远程射频单元(Remote Radio Unit，RRU)，以及与该远程射频单元相连的可调光模块，其中可调光模块为如上所述的可调光模块。

本发明还提供一种网络系统，包括至少两个无线设备控制器，每个无线设备控制器通过光分配网络，连接至少两个无线网络设备，其中的无线网络设备为如上所述的无线网络设备；无线设备控制器间以波分复用的方式通过光分配网络的光纤与各自控制的无线网络设备相连接。

由于本发明实施例根据REC以一定速率发送CPRI下行帧，并且以相同速率等待接收RE响应的上行帧。如果REC在规定的时间内没有收到上行帧，REC会以其支持的另一速率发送下行帧的原理，根据CPRI协议的这一特点，可以让RE的光模块检测其所接入的波长对应的REC设备是否已经有RE接入，并根据检测结果自动进行波长选择，实现波长的自动分配。因此无需改动REC和RE之间的通信协议，无需对REC做改动，即可实现RE的波长自动配置功能，使得系统的升级维护更加方便；使用可调光模块也可以实现RE/ONU无色，减少了终端光源运维和仓储的复杂度，降低了成本。

附图说明

图1为本发明实施例的通信系统结构示意图；

图2为本发明实施例的方法流程示意图；

图3为本发明实施例通道空闲检测模块的内部实现示意图；

图4为本发明实施例RE的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行描述。

本发明实施例提供一种网络通信系统，如图1所示，至少包括REC、RE、OLT、ONU/ONT和ODN。其中REC集中放置在局端，可与无源光网络的光线路终端OLT放在一个机房，可将RE分布在各基站，局端的REC之间以及REC和OLT之间以WDM方式连接到ODN的主干光纤，并通过ODN的分支光纤分别与用户侧的ONU和RE连接。OLT/REC与ODN之间还可以包括复用/解复用器(Multiplexer/De-Multiplexer，MUX/DEMUX)；ONU与ODN间也可以包括波长阻带滤波器(Wavelength Blocking Filter，WBF)；ONU/ONT也可以是多用户单元(Multi-Dwelling Unit)。

REC启动后进入同步状态，从其支持的最高速率开始，控制自身的光模块发送CPRI下行帧，同时以相同速率接收CPRI上行帧；如果REC没有收到相同速率的CPRI上行帧，REC则选择另一个速率进行尝试，直到最低速率，然后又以最高速率重新开始速率同步，其中每种速率的发送时间持续0.9～1.1s。RE上电后进入待机状态，接收机以最高速率尝试接收CPRI下行帧，持续3.9～4.1s，如果没有接收到CPRI下行帧，则尝试下一速率，直到最低速率，周而复始的循环。

RE在其光模块完成波长配置后，能够收到恢复出来的下行CPRI数据信号，可以完成同步和速率协商状态，逻辑的状态机正常工作。

本发明提供了一种自动配置可调光模块波长的方法实施例，如图2所示，包括：

205.判断是否检测到RE工作波长对应的波长通道中有下行光信号，如果是则执行步骤D，如果否则执行步骤C；

20A.从波长分配表中获取一对波长，配置为可调接收机和可调发射机的工作波长，并执行步骤B；

207.判断所接收到的下行光信号速率在2s内的变化是否至少有一次大于600Mbps，如果否则执行步骤C，如果是则确定完成波长配置。

该方法在步骤205之前还可以包括步骤201、203和20A：配置光模块可调接收机和可调发射机工作波长的初始值。具体的，步骤20A：如果是第一次对光模块的可调接收机和可调发射机的工作波长进行配置，则从波长分配表中选择一对波长，这里的选择可以是随机选择一对波长，可以是选择波长分配表中的第一对，可以是选择波长分配表中的最后一对等，然后将选定的波长分配表中的上行波长配置为可调发射机的工作波长、下行波长配置为可调接收机的工作波长。第一次配置可以是出厂时统一配置，也可以是系统运行时人工设定或者上电时自动配置等等。步骤203：如果不是第一次配置，则用上次成功配置的上行波长来配置可调发射机的工作波长，用上次成功配置的下行波长来配置可调接收机的工作波长。这里提到的波长分配表如下表1所示，预先存储可选择的、成对的上行波长和下行波长信息，波长分配表中存储的上行波长和下行波长信息是该ODN网络中全部上行波长和下行波长的非空子集或全集，这些预存的上行波长和下行波长之间是确定的对应关系，并且都是光模块的可调发射机和接收机能够支持的工作波长。

下行波长	上行波长
		Λ d1	Λ u1
λ d2	λ u2
		Λ d3	Λ u3

Λ d4	Λ u4
		…	…

表1

步骤205中判断是否检测到下行光信号，是判断可调接收机是否接收到来自REC端的下行光信号，如果检测不到下行光信号，说明REC端的对应波长通道没有开，目前可调接收机的波长不合适，需要重新进行波长配置，则执行步骤20B。

步骤20B，从波长分配表中获取一对波长，配置为可调接收机和发射机的工作波长。具体的，从波长分配表中获取一对波长可以根据之前波长配置情况，随机或按照预先确定的一定规则，获取与之前配置波长不同的波长。

如果在步骤205中检测到下行光信号，则执行步骤207，即根据所接收到的下行光信号判断对应的波长通道是否空闲，例如可具体为判断所接收到的下行光信号速率在2s内的变化是否至少有一次大于600Mbps，如果是则完成波长配置，如果否，则重新配置工作波长，即返回执行步骤20B。其中判断下行光信号在预设时间内的速度变化是否至少有一次大于预设值的动作可以不限于判断2s内的速率变化是否大于600Mbps，可以在这个数值范围内进行合理的改变，本发明的各个实施例中只是以这个数值为例进行描述。

具体的，可以使用ANALOG DEVICE公司的自带速率检测及速率变化指示的LA芯片ADN2817实现(通过I2C接口读取速率指示信号)；或者可以使用通道空闲检测模块来实现，具体的如图3所示，从LA分一路信号，经过614.4M低通滤波器后，检波，然后保持波形并与614.4M bps、1228.8Mbps、2.4576Mbps和3.072Mbps的阈值分别进行比较，根据比较结果输出波长空闲指示信号。如果芯片ADN2817输出显示在2s内的速率变化至少有一次大于600Mbps或通道空闲检测模块输出的是波长空闲指示信号，则说明该波长通道是空闲的，完成波长配置过程；如果输出结果表示该波长通道不是空闲的，则重新配置光模块的可调接收机和发射机的工作波长，即返回步骤20B。

在RE选择波长的过程中，可能会存在其他RE同时也选择同一波长对而在上行数据传送上产生冲突的情况，如果发生了波长选择冲突，REC的接收机将检测到接收光功率突然增大，且该功率增大超过一定范围，则产生LOS信号，REC通过CPRI协议的下行帧发送远端LOS指示给RE，然后跳转到同步与速率协商状态；RE收到远端LOS指示后复位到同步与速率协商状态，然后RE的光模块可以检测到下行的速率变化，表明之前选择的波长存在冲突，随机等待一段时间，然后再次开始波长选择接入。

步骤207中判断出接收到的下行光信号速率在2s内的变化至少有一次大于600Mbps，确定完成波长配置可以具体包括：如果判断所接收到的下行光信号速率在2s内的变化至少有一次大于600Mbps，则确定该选择的波长对是空闲的波长对，完成光模块的波长配置，并执行步骤209：如果光模块完成波长配置后的一段时间内，检测到下行光的速率变化，则表明之前所选择的波长存在冲突，那么随机等待一段时间，重新进行波长配置，即执行步骤20B；如果光模块完成波长配置后的一段时间内没有检测到下行光信号的速率变化，表明不存在其他RE同时也选择了该波长的冲突，那么波长配置过程完成。

应用本发明实施例，通过让RE的可调光模块检测其所接入的波长对应的REC设备是否已经有RE接入，并根据检测结果进行波长选择，因此无需改动REC和RE之间的通信协议，无需对REC做改动，即可实现RE的波长自动配置功能，使得系统的升级维护更加方便；应用可调光模块也可以实现RE/ONU无色，减少了终端光源运维和仓储的复杂度，降低了成本。

本发明还提供一种小型可插拔式SFP可调光模块的实施例，用于执行以上方法实施例中的动作。如图4所示，该光模块包括：

波长配置模块、可调接收机、可调发射机、跨阻放大器/线路放大器TIA/LA模块、下行光检测模块、通道空闲检测模块、波长选择模块和波长分配表。其中，跨阻放大器/线路放大器(Trans-Impedance Amplifier/Line Amplifier，TIA/LA)模块与现有技术中已有的TIA/LA模块功能相同，主要用于放大信号。在光模块的波长分配表中，预先存储可选择的、成对的上行波长和下行波长信息，这些上行波长和下行波长信息是包括该光模块的RE所属ODN网络中全部上行波长和下行波长的非空子集或全集，这些上行波长和下行波长之间是确定的一一对应关系，且都是该光模块的可调发射机和可调接收机能够支持的工作波长。

波长配置模块用于根据接收到的波长，为可调接收机和可调发射机配置工作波长，配置了工作波长的可调发射机处于上电不发光状态。具体的，波长配置模块可根据接收到的来自波长选择模块的波长对，将其中的上行波长配置为可调发射机的工作波长，将下行波长配置为可调接收机的工作波长。

波长选择模块用于根据收到的指令从波长分配表中选择一对波长并将所选择的波长对发送给波长配置模块。具体的，光模块所属的RE上电后，如果是第一次配置波长，波长选择模块从波长分配表中选择一对波长并发送给波长配置模块。这里的选择可以是随机选择一对波长，可以选择波长分配表中的第一对波长、最后一对波长或其他波长；如果不是第一次配置波长，则将上次的成功波长对发送波长配置模块。波长选择模块在接收到下行光检测模块或者通道空闲检测模块的指令后，从波长配置表中选择一对不同于上次所选的波长并发送给波长配置模块。

下行光检测模块，用于检测是否接收到下行光信号，如果没有检测到下行光信号，则指示波长选择模块进行波长选择。这里的下行光信号是可调接收机接收到的来自局端的REC发送的下行光信号，以CPRI下行帧的形式。

通道空闲检测模块，用于检测下行光信号的速率在2s内的变化是否至少有一次大于600Mbps，如果检测下行光信号的速率在2s内的变化没有达到至少有一次大于600Mbps，则指示波长选择模块进行波长选择。如果检测到下行光信号的速率在2s内的变化至少有一次大于600Mbps，则说明没有RE使用该速率发送上行帧，即该波长通道是空闲的，完成波长配置过程。为避免其他RE可能同时选择同一对波长对而在上行通信时产生冲突，通道空闲模块还用于在完成波长配置后的一段时间内，检测下行光信号的速率变化，如果检测到下行光信号的速率有变化，则表明之前选择的波长存在冲突，随机等待一段时间后，指示波长选择模块进行波长选择；如果在完成波长配置后的一段时间内没有检测下行光信号的速率变化，则表明不存在波长冲突，执行步骤20C：确定波长配置过程完成。

下行光检测模块可以放置在或者集成在通道空闲检测模块上。

通道空闲模块的具体实现，可以利用现有的ANALOG DEVICES公司一款自带速率检测及速率变化指示的LA芯片ADN2817实现(通过I2C接口读取速率指示信号)。也可以使用现有的通道空闲模块实现，具体的，如图3所示，从LA分一路信号，经过614.4M低通滤波器后，检波，然后保持波形与614.4M bps、1228.8Mbps、2.4576Mbps和3.072Mbps的阈值分别进行比较，根据比较结果输出波长空闲指示信号。

应用本发明实施例，SFP可调光模块可以实现波长的自动配置，无需改动REC和RE之间的通信协议，无需对REC做改动，即可完成位于局端OLT侧的REC和位于ONU侧通过ODN网络光纤相连的RE的CPRI同步协商，使得系统的升级维护更加方便；同时可以实现RE/ONU无色，减少了终端光源运维和仓储的复杂度，降低了成本。

本发明实施例还提供一种无线设备RE，如图4所示，RE由远程射频单元(Remote Radio Unit，RRU)和小型可插拔式(Small Form Pluggable，SFP)可调光模块组成。其中，SFP可调光模块采用如上实施例所描述的方案，自动进行波长配置，在此不再赘述；RRU是现有技术没有改变。应用本发明实施例，只需更换现有RE的可插拔光模块，即可实现通过现有无源光网络的ODN传输CPRI链路数据的需求，无需改动REC和RE之间的通信协议，无需对REC做改动，实现简单、维护方便；同时由于采用可调波长而不是固定波长的光模块，无需准备多种固定波长值不同的光模块，能够实现RE/ONU无色，减少了终端光源运维和仓储的复杂度，降低了成本。

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，可轻易想到的变化或替换，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 (18)

1.一种可调光模块，其特征是，包括：

波长配置模块，与可调接收机和可调发射机相连，用于将接收到的上行波长配置为可调发射机的工作波长，将接收到的下行波长配置为可调接收机的工作波长；

下行光检测模块，用于判断在波长配置模块配置的波长通道上是否检测到下行光信号，如果没有检测到下行光信号，则指示波长选择模块进行波长选择；

波长选择模块，用于根据收到的指示，从波长配置表中选择一对波长对并发送给波长配置模块，所述波长对包括上行波长和下行波长；

通道空闲检测模块，用于当下行光检测模块在波长配置模块配置的波长通道上检测到下行光信号时，根据所述下行光信号判断所述波长通道是否空闲，如果否，则指示波长选择模块进行波长选择；

波长分配表，用于存储该光模块所位于网络中全部上行波长和下行波长的非空子集或全集，所述波长分配表中存储一一对应的上行波长和下行波长，且所述存储的上行波长和下行波长为所述可调发射机和可调接收机所支持的工作波长。

2.如权利要求1所述的可调光模块，其特征是：

所述通道空闲检测模块，还用于根据所述下行光信号判断所述波长通道空闲是否空闲，且判断结果为是时，在一段预设时间内，判断所述下行光信号的速率是否有变化，如果是，则随机等待一段时间，指示波长选择模块进行波长选择，如果否则输出波长配置完成信号。

3.如权利要求1或2所述的可调光模块，其特征是：

所述根据所述下行光信号判断所述波长通道是否空闲具体包括：判断所述下行光信号在预设时间内的速度变化是否至少有一次大于预设值，如果是，则认为通道空闲。

4.如权利要求3所述的可调光模块，其特征是：

所述判断所述下行光信号在预设时间内的速度变化是否至少有一次大于预设值具体为：判断所述下行光信号的速率在2s内的变化是否至少有一次大于600Mbps。

5.如权利要求1或2所述的可调光模块，其特征是：

所述波长选择模块，还用于判断是否是第一次选择波长，如果是，则判断是否存在上次成功配置的波长，如果存在上次成功配置的波长，则将上次成功配置的上行波长和下行波长发送给波长配置模块；如果不存在上次成功配置的波长，则选择波长配置表中的第一对，最后一对或随机选择一对波长对发送给波长配置模块。

6.如权利要求1或2所述的可调光模块，其特征是：

所述下行光信号是CPRI下行帧。

7.一种自动配置可调光模块波长的方法，其特征是：

B.判断在当前可调接收机的工作波长对应的波长通道上是否检测到下行光信号，如果是则执行步骤D，如果否则执行步骤C；

C.从波长分配表中重新获取一对波长，并将其中的下行波长配置为可调接收机的工作波长，将上行波长配置为可调发射机的工作波长，并执行步骤B；

D.根据所接收到的下行光信号判断所述波长通道是否空闲，如果否则执行步骤C，如果是则确定完成波长设置。

8.如权利要求7所述的方法，其特征是，所述步骤D中根据所接收到的下行光信号判断所述波长通道是否空闲具体为：

判断所述下行光信号在预设时间内的速度变化是否至少有一次大于预设值，如果是，则认为所述波长通道空闲。

9.如权利要求8所述的方法，其特征是，所述判断所述下行光信号在预设时间内的速度变化是否至少有一次大于预设值具体为：

判断所述下行光信号的速率在2s内的变化是否至少有一次大于600Mbps。

10.如权利要求7所述的方法，其特征是，在步骤B之前还包括：

A.配置所述可调光模块的可调接收机和可调发射机工作波长的初始值。

11.如权利要求10所述的方法，其特征是，所述步骤A具体为：判断是否存在上次成功配置的波长，如果是，则将上次成功配置的上行波长配置为光模块可调发射机工作波长的初始值，将上次成功配置的下行波长配置为可调接收机工作波长的初始值；如果否，则从波长分配表中选择一对波长，将其中的上行波长配置为光模块可调发射机工作波长的初始值，将其中的下行波长配置为可调接收机工作波长的初始值。

12.如权利要求7-11中任一所述的方法，其特征是：

所述步骤D中如果是则确定完成波长设置具体包括：

在一段预设时间内，检测下行光信号，判断下行光信号的速率是否有变化，如果是，则随机等待一段时间，并执行步骤C；如果否，则确定完成波长配置。

13.如权利要求12所述的方法，其特征是，

所述检测下行光信号，判断下行光信号的速率是否有变化具体为：

判断是否接收到远端光信号丢失(Loss of Signal，LOS)指示，如果是，则复位到同步与速率协商状态，检测下行光信号，判断下行光信号的速率是否有变化。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：

所述判断是否接收到远端LOS指示具体为：

判断是否接收到远端LOS信号，该信号是REC在检测到接收光功率突然增大超过一定范围时，产生并发送给对应的与其相连的RE的。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，

所述波长分配表中存储所述可调光模块所位于网络中全部上行波长和下行波长的非空子集或全集，所述波长分配表中存储一一对应的上行波长和下行波长，且所述存储的上行波长和下行波长为所述可调发射机和可调接收机所支持的工作波长。

16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，

所述下行光信号是CPRI下行帧。

17.一种无线网络设备(Radio Equipment，RE)，包括远程射频单元(Remote Radio Unit，RRU)，以及与该远程射频单元相连的可调光模块，其特征在于，所述可调光模块为如权利要求1-4任一权利要求所述的可调光模块。

18.一种网络系统，其特征在于，包括：

至少两个无线设备控制器(Radio Equipment Controller，REC)，每个无线设备控制器通过光分配网络，连接至少两个无线网络设备(Radio Equipment，RE)，其中所述的无线网络设备为如权利要求17所述的无线网络设备；所述的无线设备控制器间以波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)的方式通过光分配网络(Optical Distribution Network，ODN)的光纤与各自控制的无线网络设备相连接。

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