CN102332955B - 一种用于pon的光中继器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于PON的光中继器，采用通过波分复用器将波长不同的上下行载波分离，分别由上行突发信号路对上行信号进行放大，由下行连续信号路对下行信号进行放大，再通过波分复用器回到光纤网络中去的方案，由于不再使用现有技术中直接利用收发一体的OLT光模块和ONU光模块的方案，去除了许多对于中继来说冗余的部分，故电路相对简单、成本低、体积小；同时使上下行信号分离处理，一个器件负责一个工作，保证了器件的稳定性；还通过数据恢复单元对上下行信号进行整形调相，减少了数据在长距离传输中出错的可能。

Description

一种用于PON的光中继器

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种用于PON的，增加光信号在长距离光纤中传输功率的光中继器。

背景技术

PON（Passive Optical Network，无源光网络）是目前最具发展前景的一种光纤网络，由OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、ONT（Optical Network Terminal，光网络终端）和ODN（Optical Distribute Network，光配线网络）构成，一个OLT通过ODN以树形的拓扑结构和数个ONT相连接。PON的下行业务由OLT向ONT发送指定了用户的加密广播；PON的上行业务，OLT系统给每个用户一个传输数据的时隙，由ONT以时分多址的工作模式向OLT发送上行数据。在千兆以太网PON和吉比特PON中，上下行信号分别使用不同的波长的光波作为载波，其中，上行信号使用1260nm - 1360nm波长(标称1310nm)的载波，下行信号使用1480nm - 1500nm波长(标称1490nm )的载波，以此达到同一根光纤同时存在上行信号与下行信号的波分复用的效果。

PON由于各个光网络终端的位置不同、距离不同、光线路状态不同，其光纤中传输损耗就不同。在一些工程应用中，由于接入环境的因素，要求ODN将接入距离增加到60Km，分支比提高到64或128或更高，就使得现有PON技术的光纤传输功率不能满足要求。为了解决长距离光纤传输问题，现有两类技术方案：一类是通过引入SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)等传输系统来延伸满足功率要求的PON的接入距离，该方案己广泛应用到当前的宽带城域网建设中，但成本比较高。另一类是在PON中ODN的共享主干部分采用光放大器或光中继器来增加功率预算，其余ODN部分仍保持无源，《ITU-T G.984.6》协议对此有详细的介绍和规定。这类方案成本较低，工程实施难度较小，因而被广泛采用。

现有技术中光中继器往往如图1所示，一般直接采用成熟的完整封装的OLT光模块和ONU（Optical Network Unit，光网络单元）光模块背靠背互连，利用OLT和ONU来收发上下行光信号，同时利用逻辑控制器单元来控制两个光模块的发光，利用时钟数据恢复单元实现电信号的整形，从而达到“光-电-光”中继放大的目的。但这种方法，由于直接外购现成的OLT光模块和ONU光模块，价格成本无法控制，故成本高，现成封装好的光模块无法保障质量，稳定性差，同时要组装两个光模块使得电路板的体积大、结构复杂。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种能够在长距离PON中实现光信号中继放大的光中继器，同时能摆脱现有技术成本高、稳定性差、体积大、结构复杂的弊端。

本发明的目的是通过以下方案完成的：一种用于PON的光中继器，包括：第一WDM和第二WDM，至少部分的用于将不同频率的载波进行分光或合束；上行突发信号路，至少部分的用于放大上行信号；下行连续信号路，至少部分的用于放大下行信号；第一WDM合束端连接外界收发部件，第一WDM上行分光端连接上行突发信号路输入端，第一WDM下行分光端连接下行连续信号路输出端；第二WDM上行分光端连接上行突发信号路输出端，第二WDM下行分光端连接下行连续信号路输入端，第二WDM合束端连接外界收发部件。

进一步的，所述上行突发信号路包括：上行突发光接收机，至少部分的用于将上行信号转换为上行差分电信号；上行突发光发射机，至少部分的用于根据上行差分电信号放大并发射上行信号；控制单元，至少部分的用于接收来自于上行突发光接收机的突发接收指示信号后，向上行突发光发射机发送突发发射使能信号，并在上行信号接收完毕后向上行突发光接收机发送复位信号；该上行突发光接收机输入端与第一WDM上行分光端相连，上行突发光接收机输出端与上行突发光发射机输入端相连，上行突发光接收机指示端连接控制单元输入端，上行突发光接收机复位端连接控制单元复位输出端；该上行突发光发射机使能端连接控制单元使能输出端，上行突发光发射机输出端连接第二WDM上行分光端。在控制单元的控制下利用上行突发光接收机与上行突发光发射机这样相对成熟的模块，对突发的上行信号进行接收并进行有源的重新发射，能够方便快捷的恢复并放大上行信号的光功率，同时还能进一步减小体积与电路复杂度，提高稳定性，降低成本。

又进一步的，所述上行突发信号路还包括：突发数据恢复单元，至少部分的用于根据控制单元的控制信号，对上行差分电信号进行整形与调相；该突发数据恢复单元输入端与上行突发光接收机输出端相连，突发数据恢复单元输出端与上行突发光发射机输入端相连，突发数据恢复单元控制端连接控制单元控制输出端。对接收到的上行信号进行整形和调幅后再进行放大发射，能够清晰的恢复数据，减少数据在长距离传输中出错的可能。

另进一步的，所述下行连续信号路包括：下行连续光接收机，至少部分的用于将下行信号转换为下行差分电信号；下行连续光发射机，至少部分的用于根据下行差分电信号放大并发送下行信号；该下行连续光接收机输入端连接第二WDM下行分光端，下行连续光接收机输出端连接下行连续光发射机的输入端，下行连续光发射机的输出端连接第一WDM下行分光端。通过下行连续光接收机与下行连续光发射机对连续的下行信号进行接收并放大发射，能够方便快捷的恢复并放大下行信号的光功率，同时还能进一步减小体积与电路复杂度，提高稳定性，降低成本。

再进一步的，所述下行连续信号路还包括：连续数据恢复单元，至少部分的用于对下行差分信号的整形和调相；该连续数据恢复单元输入端下行连续光接收机的输出端，连续数据恢复单元输出端连接下行连续光发射机的输入端。对接收到的下行信号进行整形和调幅后再进行放大发射，能够清晰的恢复数据，减少数据在长距离传输中出错的可能。

本发明的有益效果在于：本发明采用通过波分复用器将波长不同的上下行载波分离，分别由上行突发信号路对上行信号进行放大，由下行连续信号路对下行信号进行放大，再通过波分复用器回到光纤网络中去的方案，由于不再使用现有技术中直接利用收发一体的OLT光模块和ONU光模块的方案，去除了许多对于中继来说冗余的部分，故电路相对简单、成本低、体积小；同时使上下行信号分离处理，一个器件负责一个工作，保证了器件的稳定性；还通过数据恢复单元对上下行信号进行整形调相，减少了数据在长距离传输中出错的可能。

附图说明

图1是现有技术中用于PON的光中继器的结构示意图；

图2是本发明具体实施例的用于PON的光中继器的结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。同时本说明书中对替代特征的描述是对等同技术特征的描述，不得视为对公众的捐献。

本说明书（包括任何权利要求、摘要和附图）中用语若同时具有一般含义与本领域特有含义的，如无特殊说明，均定义为本领域特有含义。

如图2所示，为本发明具体实施例的用于PON的光中继器的结构示意图。

一种用于PON的光中继器，由第一WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用器）、第二WDM、上行突发光接收机、上行突发光发射机、控制单元、突发数据恢复单元、下行连续信号光接收机、下行连续信号光发射机、连续数据恢复单元组成。

第一WDM和第二WDM作为本发明的用于PON的光中继器与外界收发器件的接入端，其合束端连接外界收发部件；比如第一WDM合束端连接到ONT光模块收发端，或者连接到另一个光中继器的收发端；第二WDM合束端连接到OLT光模块的收发端，或者另一个光中继器的收发端。第一WDM与第二WDM更重要的作用在于，将波长标称为1310nm的上行信号与波长标称为1490nm的下行信号，对内进行分光，将上行信号和下行信号分到不同的支路上去分别进行处理；对外进行合束，将上行信号和下行信号合到一起对外传输。故第一WDM上行分光端与上行突发光接收机输入端相连，第一WDM下行分光端与下行连续光发射机的输出端相连；第二WDM上行分光端与上行突发光发射机输出端相连，第二WDM下行分光端与下行连续光接收机输入端相连。

上行突发信号路由上行突发光接收机、上行突发光发射机、控制单元、突发数据恢复单元组成，用于对上行信号进行放大处理。该上行突发光接收机输入端与第一WDM上行分光端相连，上行突发光接收机输出端与突发数据恢复单元输入端相连，上行突发光接收机指示端连接控制单元输入端，上行突发光接收机复位端连接控制单元复位输出端；该上行突发光发射机输入端与突发数据恢复单元输出端相连，上行突发光发射机使能端连接控制单元使能输出端，上行突发光发射机输出端连接第二WDM上行分光端。

当第一WDM将突发的波长标称为1310nm的上行信号分到上行突发光接收机时，该上行突发光接收机向控制单元发出突发接收指示信号说明有突发的上行信号接入，控制单元则向上行突发光发射机发送突发发射使能信号使上行突发光发射机开始工作；上行突发光接收机则将该以光波形式存在的上行信号转换为上行差分电信号，并发送到突发数据恢复单元进行整形和调相，使在长距离光纤传输中波幅和相位都有损耗的上行差分电信号重新变的易于识别起来，同时控制单元检测到上行信号接收完毕后向上行突发光接收机发送复位信号使上行突发光接收机恢复接收状态；而后突发数据恢复单元将该经过整形和调相的上行差分电信号发送到上行突发光发射机，由上行突发光发射机利用其有源的激光器在设定的放大幅度下，将上行差分电信号转换为放大后的上行信号发送到第二WDM，由第二WDM负责对外发送。

下行连续信号路则由下行连续光接收机、下行连续光发射机、连续数据恢复单元构成，由于下行数据是连续的，故不需要像上行数据那样的用于对突发过程进行控制的控制单元。该下行连续光接收机输入端连接第二WDM下行分光端，下行连续光接收机输出端连接连续数据恢复单元输入端，连续数据恢复单元输出端连接下行连续光发射机的输入端，下行连续光发射机的输出端连接第一WDM下行分光端。

当第二WDM将连续的波长标称为1490nm的下行信号分到下行连续光接收机后，下行连续光接收机将该以光波形式存在的下行信号转换为下行差分电信号，并发送到连续数据恢复单元；连续数据恢复单元则对该下行差分电信号进行整形和调相，并将整形和调相后的下行差分电信号发送到下行连续光发射机；下行连续光发射机利用其有源的激光器在设定的放大幅度下，将下行差分电信号转换为放大后的下行信号发送到第一WDM，由第一WDM负责对外发送。

Claims (4)

1.一种用于PON的光中继器，其特征在于，包括：

第一WDM和第二WDM，至少部分的用于将不同频率的载波进行分光或合束；

上行突发信号路，至少部分的用于放大上行信号；

下行连续信号路，至少部分的用于放大下行信号；

所述上行突发信号路包括：上行突发光接收机，至少部分的用于将上行信号转换为上行差分电信号；上行突发光发射机，至少部分的用于根据上行差分电信号放大并发射上行信号；控制单元，至少部分的用于接收来自于上行突发光接收机的突发接收指示信号后，向上行突发光发射机发送突发发射使能信号，并在上行信号接收完毕后向上行突发光接收机发送复位信号；

上行突发光接收机输出端与上行突发光发射机输入端相连，上行突发光接收机指示端连接控制单元输入端，上行突发光接收机复位端连接控制单元复位输出端；该上行突发光发射机使能端连接控制单元使能输出端；

第一WDM合束段连接外界收发部件，上行分光端连接上行突发光接收机输入端，下行分光端连接下行连续信号输出端；第二WDM合束端连接外界收发部件，上行分光端连接上行突发光发射机输出端，下行分光端连接下行连续信号路输入端。

2.根据权利要求1所述用于PON的光中继器，其特征在于：

所述上行突发信号路还包括：突发数据恢复单元，至少部分的用于根据控制单元的控制信号，对上行差分电信号进行整形与调相；该突发数据恢复单元输入端与上行突发光接收机输出端相连，突发数据恢复单元输出端与上行突发光发射机输入端相连，突发数据恢复单元控制端连接控制单元控制输出端。

3.根据权利要求1所述用于PON的光中继器，其特征在于：

所述下行连续信号路包括：下行连续光接收机，至少部分的用于将下行信号转换为下行差分电信号；下行连续光发射机，至少部分的用于根据下行差分电信号放大并发送下行信号；

该下行连续光接收机输入端连接第二WDM下行分光端，下行连续光接收机输出端连接下行连续光发射机的输入端，下行连续光发射机的输出端连接第一WDM下行分光端。

4.根据权利要求3所述用于PON的光中继器，其特征在于：

所述下行连续信号路还包括：连续数据恢复单元，至少部分的用于对下行差分信号的整形和调相；该连续数据恢复单元输入端下行连续光接收机的输出端，连续数据恢复单元输出端连接下行连续光发射机的输入端。