CN102271020A - 一种olt链路模块和无源光纤网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OLT链路模块，旨在提供一种损耗更小的OLT链路模块，其包括相互连接的OLT和光分路器，所述光分路器包括第一级光分路器，所述OLT链路模块还包括一输出端与OLT连接的信号合束器和若干与所述第一级光分路器的输出端一一对应的第一波分复用器，且各第一波分复用器的输入端与所述第一级光分路器的输出端一一对应连接，各第一波分复用器的一输出端均与所述信号合束器的输入端连接。本发明还公开了一种具有上述OLT链路模块的无源光纤网络。本发明可用于光纤网络。

Description

一种OLT链路模块和无源光纤网络

技术领域

本发明涉及光纤网络，尤其是涉及无源光纤网络的OLT(optical line terminal，光缆终端设备)到第一级光分路器之间的链路。

背景技术

世界范围内互连网正经历着翻天覆地的变化。宽带接入用户的快速增长，对光网络提出了巨大的带宽要求。只有将光纤直接拉到用户家中，用户通过光纤直接上网，用户才能实现真正的网络高速联接。因此世界很多国家都在大力发展光纤到户。

现在的光纤到户网络主要采用两种方式：GPON(Gigabit-Capable PON，千兆无源光纤网络)和EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光纤网络)。当然也有其他的接入方式，但当前GPON和EPON是最被广泛采用的网络建设方式。在光纤到户的链路设计中，通常要考虑几个方面：一个是网络的可扩展性，第二个是网络的成本。关于这两个方面的设计考虑，一个非常重要的指标就是网络的光损耗冗余。冗余越大，未来网络的扩展越容易，但成本越高；冗余越小，成本越低，但网络扩展就相对困难。

现有PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)的结构如图7所示。CATV发射机、波分复用器、光分路器、ONU(Optical Network Unit，光节点)依次连接，同时，OLT(opticalline terminal，光缆终端设备)与波分复用器连接，为一标准的单纤双向模块结构。光分路器可由多级光分路器依次连接而成，在本具体结构中，光分路器由1x4光分路器和1xN光分路器构成。CATV发射机发射1550nm信号、OLT发射的1490nm信号依次经波分复用器、1x4光分路器和1xN光分路器下行至ONU。ONU发射的1310nm信号依次经1xN光分路器、1x4光分路器和波分复用器上行至OLT。当然，在某些网络里没有CATV 1550nm信号，这时网络结构里面也不需要1310，1490/1550波分复用器件。

无论是那种接入方式，在进行链路设计的时候都要仔细考虑功率预算问题。通常PON里面功率预算很重要的一部分是上行的信号光(比如1310nm，根据设计不同也可以是其他波长)。1310nm光信号由ONU(Optical Network Unit，光节点)端发出，经过接入网链路在到达OLT(optical line terminal，光缆终端设备)接收器之前，光功率损耗主要来自于光分路器损耗、线路之间的光连接损耗以及传输距离带来的损耗。其中，光分路器损耗对照表如下：

该表描述了光分路器产生的损耗，如果再加上链路中跳线连接以及光纤传输本身产生的损耗(这与施工过程中的质量有关)，在某些具体网络规划的时候，各种损耗可能会比较大，留给网络设计的冗余就会很小或者完全不够，继而对网络扩展性和经济性平衡带来困难。同时由于ONU端对价格因素很敏感，1310nm激光器的发射功率一般比较低，因此在1310nm信号光到达OLT时，信号光功率将降低到很低的水平。可见，现有无源光纤网络由于上行信号需要通过各级光分路器才能到达OLT，光损耗比较大。

发明内容

本发明为了解决现有技术无源光纤网络由于上行信号需要通过各级光分路器才能到达OLT，光损耗比较大的技术问题，提供了一种OLT链路模块和无源光纤网络。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为设计一种OLT链路模块，包括相互连接的OLT和光分路器，所述光分路器包括第一级光分路器，所述OLT链路模块还包括一输出端与OLT连接的信号合束器和若干与所述第一级光分路器的输出端一一对应的第一波分复用器，且各第一波分复用器的输入端与所述第一级光分路器的输出端一一对应连接，各第一波分复用器的一输出端均与所述信号合束器的输入端连接。

所述光分路器还包括一第二光分路器，且各第一波分复用器的另一输出端与第二级光分路器的输入端连接。

所述OLT具有一输入端和一输出端，且其输入端与所述信号合束器的输出端相连，其输出端与所述第一级光分路器的输入端相连。

所述OLT具有一输入和输出共用的输出端，所述OLT链路模块还包括一连接在OLT与第一级分路器以及信号合束器之间的第二波分复用器，且其输入端与所述信号合束器的输出端连接，其一输出端与所述第一级光分路器的输入端连接，其另一输出端与所述OLT的输出端连接。

所述OLT与第二波分复用器之间通过双包层光纤连接。

所述OLT包括一分光片、位于分光片第一端的信号发射激光器和位于分光片第二端的信号接收探测器，所述双包层光纤连接在所述分光片的第三端。

所述信号合束器的输出端连接的为多模光纤。

本发明还公开了一种具有上述OLT链路模块的无源光纤网络。

所述无源光纤网络还包括一与所述第一级光分路器的另一输入端连接的CATV发射机。

所述无源光纤网络还包括与所述光分路器的输出端连接的光节点。

本发明通过设置信号合束器，使上行信号不再通过第一级光分路器，而直接通过第一波分复用器和信号合束器到达OLT，从而减少了上行信号的损耗。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明无源光纤网络的实施例一原理图；

图2是实施一的一具体实施图；

图3是本发明无源光纤网络的实施例二原理图；

图4是实施例二的一具体实施图；

图5是实施例二的双包层光纤的结构图；

图6是实施例二的OLT结构原理图；

图7是现有技术无源光纤网络的原理图。

具体实施方式

实施例一

请参见图1。本发明PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)包括CATV发射机、OLT(optical line terminal，光缆终端设备)、信号合束器、第一级光分路器、第一波分复用器、第二级光分路器和ONU。其中，第一级光分路器和第二光分路器构成光分路器，OLT、光分路器和信号合束器构成OLT链路模块。

CATV发射机主要用于发射信号，其输出端与第一级光分路器的一输入端相连。

OLT具有一输入端和一输出端，且其输入端与所述信号合束器的输出端相连，其输出端与所述第一级光分路器的输入端相连。此时，OLT的发射和接受部分将分成独立的两部分，成为收发一体结构，有别于现有技术标准的单纤双向模块结构。

信号合束器主要用于将多根单模光纤合束成一根多模光纤，其输出端与OLT的输入端连接，其输入端与各第一波分复用器的一输出端连接。

第一级光分路器主要用于实现信号的转换，如将1路或多路输入信号转换成多路或1路输出等。第一级光分路器的一输入端与CATV的输出端相连，另一输入端与OLT的输出端相连，第一级光路器的若干输出端分别与第一波分复用器1至第一波分复用器N(N为大于或等于2的整数，且等于第一级光路器的输出端的个数)的输入端相连，第一波分复用器1至第一波分复用器N分别与所述第一级光分路器的输出端一一对应，各第一波分复用器的一输出端均与所述信号合束器的输入端连接。

第一波分复用器采用波分复用技术，用于实现同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息。

第二光分路器的输入端与各第一波分复用器的另一输出端连接，第二光分路器的输出端与ONU相连。

使用时，CATV发射机发射的信号经第一级光分路器、第一波分复用器和第二级光分路器下行至ONU，OLT发射的信号经第一级光分路器、第一波分复用器和第二级光分路器下行至ONU，同时，ONU的上行信号经第二级光分路器、第一波分复用器、信号合束器上行至OLT。通过设置信号合束器，使上行信号不再通过第一级光分路器，而直接通过第一波分复用器和信号合束器到达OLT，由于信号合束器的光损耗小于光分路器，从而减少了上行信号的损耗。

当然，光分路器还可以包括在第二光分路器下设置的第三光分路器甚至更多级光分路器，光分路器的输出端与ONU连接即可。本发明并不限定光分路器的级数。当然，有些网络并不需要CATV发射机，此时，不需要设置CATV发射机。

请参见图2。

在该具体实施图中，信号合束器与OLT之间通过多模光纤连接，其余器件之间通过单模光纤连接。CATV发射机为一1550nm信号发射机，第一级光分路器为一2x4光分路器，第二级光分路器为一1xN光分路器，信号合束器为一4x1信号合束器，第一波分复用器(WDM)为1310，1490/1550WDM，ONU发送的上行信号为1310nm信号，OLT发射的为1490nm信号。

ONU送出的1310nm上行信号将通过1xN光分路器、第一波分复用器和4x1信号合束器到达OLT的输入端。由于绕过2x4splitter光分路器，通过4x1信号合束器到达OLT的输入接收端口，其损耗可以从原来的7.5dB(2x4光分路器损耗)下降到0.5dB(4x1信号合束器损耗)。同时由于1310nm上传链路增加了一个1310，1490/1550WDM，会带来0.5dB的损耗，因此，整体考虑，采用图2新设计的结构，1310nm信号上传光损耗冗余就增加了5.5dB。

本发明中的1310nm信号在多模光纤中的传输距离，与多模光纤的特性和1310的信号传输速率有关。

当然，在某些网络里没有CATV发射机信号，2x4光分路器可用1x4光分路器替换。另外，1x4or2x4分路器也可以根据网络不同而采用1xN或者2xN分路器。4x1信号合束器也可以用Nx1(N为大于或等于2的整数)信号合束器代替。

实施例二

请参见图3。本实施例与实施例一的区别在于：OLT只具有一个输出端，输入和输出均共用该输出端，OLT并不直接与信号合束器和第一级光分路器相连，而在OLT与信号合束器以及第一级光分路器之间设置一第二波分复用器。第二波分复用器的输入端与所述信号合束器的输出端连接，其一输出端与所述第一级光分路器的输入端连接，其另一输出端与所述OLT的输出端连接。同时，信号合束器与第二波分复用器之间通过双模光纤连接，OLT与第二波分复用器之间通过双包层光纤连接。

使用时，CATV发射机发射的信号经第一级光分路器、第一波分复用器和第二级光分路器下行至ONU，OLT发射的信号经第二波分复用器、第一级光分路器、第一波分复用器和第二级光分路器下行至ONU，同时，ONU的上行信号经第二级光分路器、第一波分复用器、信号合束器和第二波分复用器上行至OLT。通过设置信号合束器，使上行信号不再通过第一级光分路器，而直接通过第一波分复用器、信号合束器和第二波分复用器到达OLT，由于信号合束器的光损耗小于光分路器，从而减少了上行信号的损耗。

当然，光分路器还可以包括在第二光分路器下设置的第三光分路器甚至更多级光分路器，光分路器的输出端与ONU连接即可。本发明并不限定光分路器的级数。当然，有些网络并不需要CATV发射机，此时，不需要设置CATV发射机。

由于多加了一个波分复用器，在此波分复用器处增加了光的损耗，因此，上行信号的损耗冗余比实施例一有所降低。

请参见图4。在该具体实施图中，信号合束器与第二波分复用器之间通过双模光纤连接，OLT与第二波分复用器之间通过双包层光纤连接，其余器件之间通过单模光纤连接。CATV发射机为一1550nm信号发射机，第一级光分路器为一2x4光分路器，第二级光分路器为一1xN光分路器，信号合束器为一4x1信号合束器，第一波分复用器(WDM)为1310，1490/1550WDM，第二波分复用器(WDM)为1310/1490WDM，ONU发送的上行信号为1310nm信号，OLT发射的为1490nm信号。

ONU送出的1310nm上行信号将通过1xN光分路器、1310，1490/1550WDM、4x1信号合束器和1310/1490WDM到达OLT的输入端。由于绕过2x4splitter光分路器，通过4x1信号合束器和1310/1490WDM到达OLT的输入接收端口，其损耗可以从原来的7.5dB(2x4光分路器损耗)下降到0.5dB(4x1信号合束器损耗)。同时由于1310nm上传链路增加了一个1310，1490/1550WDM和一个1310/1490WDM，分别会带来0.5dB的损耗，因此，整体考虑，采用图4新设计的结构，1310nm信号上传光损耗冗余就增加了5dB。

当然，在某些网络里没有CATV发射机信号，2x4光分路器可用1x4光分路器替换。另外，1x4or2x4分路器也可以根据网络不同而采用1xN或者2xN分路器。4x1信号合束器也可以用Nx1(N为大于或等于2的整数)信号合束器代替。

请参见图5，该图揭示了双包层光纤的结构，其从内到外依次为纤芯1、第一包层2、第二包层3和涂覆层4。双包层光纤可将在多模光纤中传输的信号和单模光纤中传输的信号合波到一根光纤，双包层光纤与OLT输出光纤连接。

具体到图4中，双包层光纤的纤芯可以传输单模光信号，与传输1490nm信号的光纤匹配，用于接收通过1490nm单模信号；第一包层直径内部分(内包层，含纤芯)与传输1310信号的多模光纤匹配，用于接收通过多模光纤传来的1310nm信号；第二包层直径125um或者其他数值，其为玻璃结构，方便与普通单模光纤进行匹配；涂敷层直径为250um。

请参见图6。该图揭示了OLT的结构原理，其中，OLT包括分光片61、位于分光片第一端的信号发射激光器62和位于分光片第二端的信号接收探测器63，双包层光纤连接在所述分光片的第三端64。

信号发射激光器62发射的信号通过分光片61进入双包层光纤的纤芯，ONU发送的上行信号通过双包层光纤的第一包层进入到OLT的分光片，然后反射进入信号接收探测器63。

图6中的OLT也可以用在一般的PON系统里面，原因是双包层光纤在这种情况下使用时与普通单模光纤完全匹配。因此这种OLT的设计能够适用现有网络，增加了其通用性。

本发明信号合束器可为Nx1信号合束器(N为大于或等于2的整数)，N越大，能够提供的光损耗冗余越大。比如可以制作8x1信号合束器，其本身损耗可以控制在1dB以下，能够提高上传信号损耗冗余9～10dB。

本发明通过将上行信号使用信号合束器合波，来降低上行信号的光损耗，使得网络链路本身的光损耗得到降低，给网络设计者更大的空间来平衡网络扩展性和成本的关系。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种OLT链路模块，包括相互连接的OLT和光分路器，所述光分路器包括第一级光分路器，其特征在于：所述OLT链路模块还包括一输出端与OLT连接的信号合束器和若干与所述第一级光分路器的输出端一一对应的第一波分复用器，且各第一波分复用器的输入端与所述第一级光分路器的输出端一一对应连接，各第一波分复用器的一输出端均与所述信号合束器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的OLT链路模块，其特征在于：所述光分路器还包括一第二光分路器，且各第一波分复用器的另一输出端与第二级光分路器的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的OLT链路模块，其特征在于：所述OLT具有一输入端和一输出端，且其输入端与所述信号合束器的输出端相连，其输出端与所述第一级光分路器的输入端相连。

4.根据权利要求1所述的OLT链路模块，其特征在于：所述OLT具有一输入和输出共用的输出端，所述OLT链路模块还包括一连接在OLT与第一级分路器以及信号合束器之间的第二波分复用器，且其输入端与所述信号合束器的输出端连接，其一输出端与所述第一级光分路器的输入端连接，其另一输出端与所述OLT的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的OLT链路模块，其特征在于：所述OLT与第二波分复用器之间通过双包层光纤连接。

6.根据权利要求5所述的OLT链路模块，其特征在于：所述OLT包括一分光片、位于分光片第一端的信号发射激光器和位于分光片第二端的信号接收探测器，所述双包层光纤连接在所述分光片的第三端。

7.根据权利要求1所述的OLT链路模块，其特征在于：所述信号合束器的输出端连接的为多模光纤。

8.一种无源光纤网络，其特征在于：所述无源光纤网络具有权利要求1至6任一项所述的OLT链路模块。

9.根据权利要求8所述的无源光纤网络，其特征在于：所述无源光纤网络还包括一与所述第一级光分路器的另一输入端连接的CATV发射机。

10.根据权利要求8所述的无源光纤网络，其特征在于：所述无源光纤网络还包括与所述光分路器的输出端连接的光节点。

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