CN102572619A - 无源光网络系统、光线路终端和光传输方法 - Google Patents

无源光网络系统、光线路终端和光传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种PON系统、OLT和应用PON系统进行的光传输方法，该PON系统包括多个ODN、与每个ODN相连的多个ONU、与多个ODN一一对应相连的第一WDM、与每个第一WDM均相连的上行光和下行光处理模块以及分别与上行光和下行光处理模块均相连的多个不同PON的多个OLT；上行光处理模块，用于将来自多个第一WDM的上行光先耦合后分路后分别输出至多个OLT；多个OLT，用于接收来自上行光处理模块输入的上行光，以及向下行光处理模块发送下行光；下行光处理模块，用于对多个OLT发送的下行光进行放大后合并，将合并后的下行光分成多路分别输出至多个第一WDM。本发明的技术方案提高了PON口的效率。

Description

无源光网络系统、光线路终端和光传输方法
技术领域
本发明涉及光接入技术领域，尤其涉及一种无源光网络系统、光线路终端和应用无源光网络系统进行的光传输方法。
背景技术
随着光纤通信技术的快速发展和低成本化以及绿色环保的要求，通讯网络从核心网、城域网到接入网，全部使用光纤组成网络已经成为基本共识。
对于有些比较分散的小区，每个无源光网络只接几个用户，对于人口比较密集的小区，由于每个无源光网络(PON)口所带的用户数比较有限，因此在局方需要很多很多PON口才能满足其需要。
但是局方的机房空间有限，PON口的数量不能太多，而且理论上讲光线路终端(OLT)所能携带的光网络单元(ONU)的数量几乎是无限的。
因此，如何充分地提高PON口的效率，降低营运成本，是目前运营商比较关注的一件事，现在已有一些方法利用模式耦合器进行PON口的合并，但对于吉比特无源光网络(GPON)与10吉比特无源光网络(XGPON)共用一个光分配网络(ODN)，如图1所示，还没有切实可行的方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种无源光网络系统、光线路终端和应用无源光网络系统进行的光传输方法，以解决现有的共用一个ODN的两个不同PON的PON口的效率低的问题。
本发明实施例提供了一种无源光网络(PON)系统，包括多个光分配网络(ODN)以及与每个ODN相连的多个光网络单元(ONU)，该系统还包括：与所述多个ODN一一对应相连的多个第一波分复用器(WDM)、与每个第一WDM均相连的上行光处理模块和下行光处理模块以及分别与所述上行光处理模块和所述下行光处理模块均相连的多个不同PON的多个光线路终端(OLT)，其中：
所述第一WDM，用于将通过与该第一WDM对应的所述ODN发送的来自与所述ODN相连的所述ONU的上行光导向所述上行光处理模块，以及将来自所述下行光处理模块的下行光通过与该第一WDM对应的所述ODN下发至与所述ODN相连的所述ONU；
所述上行光处理模块，用于将来自多个所述第一WDM的上行光先耦合后分路后分别输出至所述多个OLT；
所述多个OLT，用于接收来自所述上行光处理模块输入的上行光，以及向所述下行光处理模块发送下行光；
所述下行光处理模块，用于对所述多个OLT发送的下行光进行放大后合并，将合并后的下行光分成多路分别输出至所述多个第一WDM。
优选地，所述上行光处理模块包括依次连接的模式耦合器和第二WDM，其中：
所述模式耦合器，与每个第一WDM相连，用于将来自多个所述第一WDM的上行光耦合在一起输出至所述第二WDM上；
所述第二WDM，用于对来自所述模式耦合器的上行光进行分路后分别输出至所述多个OLT；
所述下行光处理模块包括分光器以及与所述分光器相连的多个光放大器，其中：
所述多个放大器，分别与所述多个OLT一一对应相连，用于对与接收到的下行光进行放大后输出至所述分光器；
所述分光器，与每个第一WDM相连，用于将来自所有光放大器的下行光耦合后分成多路分别输出至所述多个第一WDM。
优选地，所述OLT，是用于通过自己的光接收模块接收来自所述第二WDM输入的上行光，以及通过自己的光发送模块向与自己对应的所述光放大器发送下行光。
优选地，当所述第一WDM的个数为N个，所述OLT的个数为M个时，所述分光器为M*N分光器，所述模式耦合器为1*N模式耦合器；其中，N和M均为大于1的整数。
优选地，所述模式耦合器，是用于接收通过单模光纤传送的来自多个第一WDM的上行光，使用透镜或融合拉椎或波导的方式将所述上行光耦合在一起后通过多模光纤输出至所述第二WDM上。
优选地，当所述M为2时，该系统包括第一OLT和第二OLT，所述第一OLT为第一PON的OLT，所述第二OLT为第二PON的OLT；
所述第一PON为吉比特无源光网络(GPON)，所述第二PON为10吉比特无源光网络(XGPON)；或者
所述第一PON为以太无源光网络(EPON)，所述第二PON为10吉比特以太无源光网络(10G-EPON)。
优选地，当第一OLT为所述GPON的OLT，且所述第二OLT为所述XGPON的OLT时，所述第一WDM为以1450nm为分界点的边带滤波器，所述第二WDM为以1280nm为分界点的边带滤波器；与所述第一OLT相连的光放大器为S波段的半导体光放大器(SOA)；与所述第二OLT相连的光放大器为L波段的掺铒光纤放大器(EDFA)或SOA。
本发明实施例还提供了一种光线路终端(OLT)，应用于共用一个光分配网络(ODN)的多个不同无源光网络(PON)中的任一PON中，所述OLT包括：
光接收模块，用于接收通过所述ODN发送的来自所述OLT所在PON的光网络单元(ONU)的上行光；
光发送模块，用于通过所述ODN向所述OLT所在PON的光网络单元(ONU)发送下行光。
优选地，所述OLT所在PON为GPON、XGPON、EPON或10G-EPON。
本发明实施例还提供了一种应用上述PON系统进行的光传输方法，该方法包括：
所述第一WDM将与该第一WDM对应的所述ODN发送的来自与所述ODN相连的所述ONU的上行光导向所述上行光处理模块；
所述上行光处理模块将来自多个所述第一WDM的上行光先耦合后分路后分别输出至所述多个OLT。
优选地，所述方法还包括：
所述下行光处理模块对所述多个OLT发送的下行光进行放大后合并，将合并后的下行光分成多路分别输出至所述多个第一WDM；
所述第一WDM将所述下行光通过与该第一WDM对应的所述ODN下发至与所述ODN相连的所述ONU。
上述无源光网络系统、光线路终端和应用无源光网络系统进行的光传输方法，使得OLT可以管理的ODN的数量显著增加，进而使得可以管理的与ODN相连的ONU的数量显著增加，因而提高了PON口的效率。
附图说明
图1为现有GPON和XG-PON共存的无源光网络结构示意图；
图2为本发明无源光网络实施例的结构示意图；
图3为本发明第一WDM波分复用耦合器实施例的结构示意图；
图4为本发明第二WDM波分复用耦合器实施例的结构示意图；
图5为本发明模式耦合器实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明的实施例通过对局方现有的OLT设备进行相应的改造，使其能对多个光分配网络(ODN)进行管理，特别是对不同的PON例如GPON与XG-PON共用一个ODN的无源光网络，这将充分和更有效的发挥OLT的作用。
本发明实施例首先提供了一种光线路终端(OLT)，应用于共用一个光分配网络(ODN)的多个不同无源光网络(PON)中的任一PON中，所述OLT包括：
光接收模块，用于接收通过所述ODN发送的来自所述OLT所在PON的光网络单元(ONU)的上行光；
光发送模块，用于通过所述ODN向所述OLT所在PON的光网络单元(ONU)发送下行光。
其中，所述OLT所在PON为GPON、XGPON、以太无源光网络(EPON)或10吉比特以太无源光网络(10G-EPON)。
正是由于共用一个ODN的多个不同PON的OLT具有光接收模块和光发送模块，才使得OLT可以管理的ODN的数量显著增加，进而使得可以管理的与ODN相连的ONU的数量显著增加，因而提高了PON口的效率。
本发明实施例还提供了一种PON系统，该系统包括多个光分配网络(ODN)以及与每个ODN相连的多个光网络单元(ONU)，该系统还包括：与所述多个ODN一一对应相连的多个第一波分复用器(WDM)、与每个第一WDM均相连的上行光处理模块和下行光处理模块以及分别与所述上行光处理模块和所述下行光处理模块均相连的多个不同PON的多个光线路终端(OLT)，其中：
所述第一WDM，用于将通过与该第一WDM对应的所述ODN发送的来自与所述ODN相连的所述ONU的上行光导向所述上行光处理模块，以及将来自所述下行光处理模块的下行光通过与该第一WDM对应的所述ODN下发至与所述ODN相连的所述ONU；
所述上行光处理模块，用于将来自多个所述第一WDM的上行光先耦合后分路后分别输出至所述多个OLT；
所述多个OLT，用于接收来自所述上行光处理模块输入的上行光，以及向所述下行光处理模块发送下行光；
所述下行光处理模块，用于对所述多个OLT发送的下行光进行放大后合并，将合并后的下行光分成多路分别输出至所述多个第一WDM。
优选地，所述上行光处理模块可以包括依次连接的模式耦合器和第二WDM，其中：所述模式耦合器，与每个第一WDM相连，用于将来自多个所述第一WDM的上行光耦合在一起输出至所述第二WDM上；所述第二WDM，用于对来自所述模式耦合器的上行光进行分路后分别输出至所述多个OLT；所述下行光处理模块可以包括分光器以及与所述分光器相连的多个光放大器，其中：所述多个放大器，分别与所述多个OLT一一对应相连，用于对与接收到的下行光进行放大后输出至所述分光器；所述分光器，与每个第一WDM相连，用于将来自所有光放大器的下行光藕合后分成多路分别输出至所述多个第一WDM。
其中，本实施例中的OLT与现有技术不同，它是通过自己的光接收模块接收来自所述第二WDM输入的上行光，以及通过自己的光发送模块向与自己对应的所述光放大器发送下行光。
具体地，当所述第一WDM的个数为N个，所述OLT的个数为M个时，所述分光器为M*N分光器，所述模式耦合器为1*N模式耦合器；其中，N和M均为大于1的整数。
大多数情况下所述M为2，该系统包括第一OLT和第二OLT，所述第一OLT为第一PON的OLT，所述第二OLT为第二PON的OLT；所述第一PON为GPON，所述第二PON为XGPON；或者，所述第一PON为EPON，所述第二PON为10G-EPON等。
应用上述系统进行的光传输方法包括：
步骤11、所述第一WDM将与该第一WDM对应的所述ODN发送的来自与所述ODN相连的所述ONU的上行光导向所述上行光处理模块；
步骤12、所述上行光处理模块将来自多个所述第一WDM的上行光先耦合后分路后分别输出至所述多个OLT。
上述步骤11-12为上行光的传输过程，另外，应该该系统还可以进行下行光的传输，具体过程如下：
步骤21、所述下行光处理模块对所述多个OLT发送的下行光进行放大后合并，将合并后的下行光分成多路分别输出至所述多个第一WDM；
步骤22、所述第一WDM将所述下行光通过与该第一WDM对应的所述ODN下发至与所述ODN相连的所述ONU。
下面以GPON和XGPON共用ODN形成的网络为例，描述本发明实施例的技术方案。
实施例一
如图2所示，为本发明无源光网络实施例的结构示意图，在该实施例中只有两个OLT，这两个OLT采用的是本发明实施例中提供的OLT，该系统与现有系统相比增加了第一WDM、上行光处理模块和下行光处理模块；该上行光处理模块包括第二WDM和模式耦合器；该下行光处理模块包括2x4分光器以及S波段的光放大器和L波段的光放大器，其中：
第一WDM的主要功能是对上下行光的进行分路及合成，如把上行光导向模式耦合器，以及把下行光导向PON的主干光纤。根据现有的薄膜滤波(TFF)技术，可以用一个边带滤波片来完成该功能，如图3所示，它是一个以1450nm为分界点的边带滤波器，对于波长小于1450nm的光从它的透射口进出，而对波长大于1450nm的光从其反射口进出，它的C接口直接连接主干光纤。
第二WDM的主要功能是对不同波长的上行光的进行分路，与一般的滤波器不同，连接其的进出口光路的是多模光纤。根据现有的薄膜滤波TFF技术，可以用一个边带滤波片来完成该功能，如图4所示，它是一个以1280nm为分界点的边带滤波器，对于波长小于1280nm的光从它的透射口进出，而对波长大于1280nm的光从其反射口进出，它的C接口直接连接模式耦合器的多模光纤端。
2x4分光器的主要功能是把GPON的OLT的下行光与XG-PON的OLT的下行光合并在一起分为四路光分别导向相应第一WDM进入相应的ODN网络。
模式耦合器的主要功能是把来自多个ODN网络的上行光耦合在一起输入到第二WDM上。它的主要特点如图5所示，上行光经单模光纤(SMF)被聚合后通过多模光纤(MMF)传输到第二WDM上，而来自不同ODN的上行光分别通过各自第一WDM分离出来的上行光经单模光纤与模式耦合器相连，然后通过耦合机制，可以是透镜，也可以融合拉椎或波导等多种方式把多个单模光纤的光耦合到多模光纤上。
S波段光放大器的主要功能是对GPON的OLT的下行光进行放大，由于GPON的下行光在1480nm到1500nm之间，因此它的工作波段需在S波段，通常选择S波段的半导体光放大器(SOA)作为其光放大器。
L波段光放大器的主要功能是对XG-PON的OLT的下行光进行放大，由于XG-PON的下行光在1575nm到1581nm之间，因此它的工作波段需在L波段，通常选择L波段的掺铒光纤放大器(EDFA)或SOA作为其光放大器。
这些模块的之间的连接关系如图2所示，在这里主要讨论四个ODN网络的合并问题，首先四个ODN的主干光纤与各自的第一WDM的相连，第一WDM分离出的4个上行光通过单模光纤与模式耦合器相连，然后通过与其相连的第二WDM模块分为两个不同的上行光，通过多模光纤分别与GPON的OLT以及XG-PON的OLT相连；而GPON的OLT的下行光与S波段的光放大器相连以及XG-PON的OLT的下行光与L波段的光放大器相连，然后两个光放大器分别与2x4的分光器的两个进口相连，而2x4分光器的四个出口分别与相应的第一WDM的模块相连；四个ODN通过分支光纤与多个GPON的ONU以及XG-PON的ONU相连。
应用图2所示系统进行的光传输过程如下：
首先，GPON的OLT的下行光进入S波段的光放大器，同时XG-PON的OLT的下行光进入L波段的光放大器，被放大的两个下行光进入与其相连的2x4分光器，然后被均匀分在四个分光器的出口，进入与该分光器相连的第一WDM波分分光模块的R接口出C接口进入相应ODN的主干光纤，然后经传输到达相应的ODN分光器以及与之相连的分支光纤，最后到达相应的ONU，实际上每个ONU均收到GPON的OLT以及XG-PON的OLT发出的下行光，只是GPON的ONU只能收GPON的下行信号，而XG-PON的ONU只能收XG-PON的下行信号。
而GPON的ONU的上行光与XG-PON的ONU的上行光通过各自的分支光纤到达相应的ODN分光器上，这里需要说明一下，这些ODN一般有三个类型，一种ODN只带GPON-ONU；另一种ODN只带XG-PON-ONU，还有一种ODN既带GPON-ONU也带XG-PON-ONU。但不管什么类型这些ONU的上行光经相应的ODN及与之相连的主干光纤到达第一WDM的模块的C接口，然后被分光出第一WDM的P接口后进入模式耦合器，从该模式耦合器的多模出口进入第二WDM的模块的C接口，然后把两个上行光分开，把从其R接口输出的光输入GPON的OLT，而把从第二WDM的P接口输出的光输入XG-PON的OLT上。
本实施例主要把四个GPON与XG-PON共用的ODN在局方合并在一个GPON的OLT以及一个XG-PON的OLT上，当然本发明不限于只有四个ODN的合并，可以是N个ODN，只需将模式耦合器更换为1∶N的模式耦合器，以及分光器更换为2*N分光器即可。
上述结构的PON系统中的OLT，可以对多个光分配网络(ODN)进行管理，有效地提高了PON口的效率。
实施例二
如果对于EPON和10G-EPON共存的网络，可以重用图2的网络，只不过把GPON换为EPON，以及XG-PON换为10G-EPON即可，其他不需要变动。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.一种无源光网络(PON)系统，包括多个光分配网络(ODN)以及与每个ODN相连的多个光网络单元(ONU)，其特征在于，该系统还包括：与所述多个ODN一一对应相连的多个第一波分复用器(WDM)、与每个第一WDM均相连的上行光处理模块和下行光处理模块以及分别与所述上行光处理模块和所述下行光处理模块均相连的多个不同PON的多个光线路终端(OLT)，其中：
所述第一WDM，用于将通过与该第一WDM对应的所述ODN发送的来自与所述ODN相连的所述ONU的上行光导向所述上行光处理模块，以及将来自所述下行光处理模块的下行光通过与该第一WDM对应的所述ODN下发至与所述ODN相连的所述ONU；
所述上行光处理模块，用于将来自多个所述第一WDM的上行光先耦合后分路后分别输出至所述多个OLT；
所述多个OLT，用于接收来自所述上行光处理模块输入的上行光，以及向所述下行光处理模块发送下行光；
所述下行光处理模块，用于对所述多个OLT发送的下行光进行放大后合并，将合并后的下行光分成多路分别输出至所述多个第一WDM。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述上行光处理模块包括依次连接的模式耦合器和第二WDM，其中：
所述模式耦合器，与每个第一WDM相连，用于将来自多个所述第一WDM的上行光耦合在一起输出至所述第二WDM上；
所述第二WDM，用于对来自所述模式耦合器的上行光进行分路后分别输出至所述多个OLT；
所述下行光处理模块包括分光器以及与所述分光器相连的多个光放大器，其中：
所述多个放大器，分别与所述多个OLT一一对应相连，用于对与接收到的下行光进行放大后输出至所述分光器；
所述分光器，与每个第一WDM相连，用于将来自所有光放大器的下行光耦合后分成多路分别输出至所述多个第一WDM。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：
所述OLT，是用于通过自己的光接收模块接收来自所述第二WDM输入的上行光，以及通过自己的光发送模块向与自己对应的所述光放大器发送下行光。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的系统，其特征在于：
当所述第一WDM的个数为N个，所述OLT的个数为M个时，所述分光器为M*N分光器，所述模式耦合器为1*N模式耦合器；其中，N和M均为大于1的整数。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：
所述模式耦合器，是用于接收通过单模光纤传送的来自多个第一WDM的上行光，使用透镜或融合拉椎或波导的方式将所述上行光耦合在一起后通过多模光纤输出至所述第二WDM上。
6.根据权利要求4的系统，其特征在于：
当所述M为2时，该系统包括第一OLT和第二OLT，所述第一OLT为第一PON的OLT，所述第二OLT为第二PON的OLT；
所述第一PON为吉比特无源光网络(GPON)，所述第二PON为10吉比特无源光网络(XGPON)；或者
所述第一PON为以太无源光网络(EPON)，所述第二PON为10吉比特以太无源光网络(10G-EPON)。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：
当第一OLT为所述GPON的OLT，且所述第二OLT为所述XGPON的OLT时，所述第一WDM为以1450nm为分界点的边带滤波器，所述第二WDM为以1280nm为分界点的边带滤波器；与所述第一OLT相连的光放大器为S波段的半导体光放大器(SOA)；与所述第二OLT相连的光放大器为L波段的掺铒光纤放大器(EDFA)或SOA。
8.一种光线路终端(OLT)，应用于共用一个光分配网络(ODN)的多个不同无源光网络(PON)中的任一PON中，其特征在于，所述OLT包括：
光接收模块，用于接收通过所述ODN发送的来自所述OLT所在PON的光网络单元(ONU)的上行光；
光发送模块，用于通过所述ODN向所述OLT所在PON的光网络单元(ONU)发送下行光。
9.根据权利要求8所述的OLT，其特征在于：
所述OLT所在PON为GPON、XGPON、EPON或10G-EPON。
10.一种应用权利要求1所述的PON系统进行的光传输方法，其特征在于，该方法包括：
所述第一WDM将与该第一WDM对应的所述ODN发送的来自与所述ODN相连的所述ONU的上行光导向所述上行光处理模块；
所述上行光处理模块将来自多个所述第一WDM的上行光先耦合后分路后分别输出至所述多个OLT。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述下行光处理模块对所述多个OLT发送的下行光进行放大后合并，将合并后的下行光分成多路分别输出至所述多个第一WDM；
所述第一WDM将所述下行光通过与该第一WDM对应的所述ODN下发至与所述ODN相连的所述ONU。
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