CN102761795B - 无源光网络及其光填充系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无源光网络及其光填充系统，所述光网络包括：OLT、第一分光器、与第一分光器的分光口相连的至少一个ONU以及连接在第一分光器的公共端口与OLT之间的光填充系统；所述光填充系统包括：第二分光器、光填充模块和第三分光器；所述光填充模块用于在检测到其光输入端无光信号时，从其光输出端输出直流光；否则，停止从其光输出端输出直流光。由于在OLT与分光器之间连接有光填充系统，光填充系统一旦检测到上行方向没有光信号了，则向OLT发送直流光，使得OLT仍然保持工作状态，避免OLT进入非工作状态，节省OLT的建立时间，提高网络传输效率。

Description

无源光网络及其光填充系统

技术领域

本发明涉及光纤通信技术，尤其涉及一种无源光网络及其光填充系统。

背景技术

目前，PON(Passive Optical Network，无源光网络)已经开始普及。在如图1所示的PON光纤通信网络系统中，OLT(Optical Line Terminator，光线路终端)通常设置在光纤通信系统的接入网系统的中心局；ONU(optical netunit，光网络单元)通常设置在局端，即用户端或者大楼；Splitter为分光器，分光器具有一个上行光接口(或称公共端口)，若干下行光接口(或称分光口)。一般有2N个均分分光口，如果公共端口的光强为1，则每个分光口的光强为1/N。对于一个光接入系统，一般是1个OLT放在电信中心局，然后通过分光器，一般至少是1分32，或者1分64甚至1分128，即1个OLT带32或64或128个ONU。OLT与Splitter的公共端口之间通过光纤相连，Splitter的各分光口通过光纤与ONU相连。

在PON网络中的多个ONU通常采用突发发射方式，利用时分复用机制进行多个ONU对一个OLT通信，但是这总是不可避免的存在上行方向，有的时段不存在上行光，从而导致OLT设备处于一种非工作状态；当某一ONU突然发光时，OLT需要很长的建立时间，不利于系统的高效运作，使得网络系统的传输效率不高。

发明内容

本发明的实施例提供了一种无源光网络及其光填充系统，用以提高网络传输效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种无源光网络，包括：光线路终端OLT、第一分光器、与第一分光器的分光口相连的至少一个光网络单元ONU以及连接在第一分光器的公共端口与OLT之间的光填充系统；

所述光填充系统包括：第二分光器、光填充模块和第三分光器；

第二分光器的公共端口与第一分光器的公共端口相连，第二分光器的第一分光口与所述光填充模块光输入端相连；

第三分光器的公共端口与所述OLT相连，第三分光器的第一分光口与所述光填充模块的光输出端相连，第三分光器的第二分光口与第二分光器的第二分光口相连；

所述光填充模块用于在检测到其光输入端无光信号时，从其光输出端输出直流光；否则，停止从其光输出端输出直流光。

其中，所述光填充系统还包括：

光延时模块，其连接于第二分光器的第二分光口与第三分光器的第二分光口之间，用于对从第二分光器的第二分光口输出的光信号进行延时后，向第三分光器的第二分光口输出。

第二分光器的第一分光口与第二分光口的光强分配比为1:1，或者为其它比值；以及

第三分光器的第一分光口与第二分光口的光强分配比为1:1，或者为其它比值。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种光填充模块，包括：第二分光器、光填充模块和第三分光器；

第二分光器的公共端口与第一分光器的公共端口相连，第二分光器的第一分光口与所述光填充模块光输入端相连；其中，第一分光器的分光口相与至少一个光网络单元ONU相连；

第三分光器的公共端口与光线路终端OLT相连，第三分光器的第一分光口与所述光填充模块的光输出端相连，第三分光器的第二分光口与第二分光器的第二分光口相连；

所述光填充模块用于在检测到其光输入端无光信号时，从其光输出端输出直流光；否则，停止从其光输出端输出直流光。

进一步，所述系统还包括：

光延时模块，其连接于第二分光器的第二分光口与第三分光器的第二分光口之间，用于对从第二分光器的第二分光口输出的光信号进行延时后，向第三分光器的第二分光口输出。

根据本发明，光填充模块包括：

光信号检测单元，用于在检测到所述光填充模块的光输入端无光信号时，输出直流光输出使能信号。

直流光输出单元，用于在接收到所述光信号检测单元输出的直流光输出使能信号后，从所述光填充模块的光输出端输出直流光。

其中，所述光信号检测单元具体包括：APD接收探测器和限幅放大电路。

所述直流光输出单元具体包括：激光器及其驱动电路。

其中，所述驱动电路向所述激光器提供偏置电流，而其提供调制电流的管脚与激光器不相连，使得所述激光器输出直流光。

所述驱动电路还用于接收所述CML激光器内置的PD管输出的电流，根据PD管输出的电流调整输出到所述CML激光器的偏置电流，保证激光器输出的光功率稳定。

进一步，所述光填充模块还包括：

控制单元，用于接收指令，根据所述指令调整所述直流光输出单元输出的直流光的功率。

较佳地，所述光填充模块，其采用的封装与所述OLT的封装相兼容。

本发明实施例由于在在OLT与分光器之间连接有光填充系统，利用光填充系统检测上行方向是否有光信号，一旦检测到上行方向没有光信号了，则向OLT发送直流光，使得OLT仍然保持工作状态，避免OLT进入非工作状态；一旦检测到上行方向恢复了光信号，即有ONU发送了光包，则停止输出直流光，这样OLT不需要耗费建立时间，可以直接处理ONU发送的光信号，提高了网络传输效率。

附图说明

图1为现有技术的无源光网络系统的示意图；

图2a、2b为本发明实施例的无源光网络示意图；

图3为本发明实施例的没有连接光填充系统的情况下，OLT接收的上行方向的光信号的示意图；

图4为本发明实施例的连接有光填充系统的情况下，OLT接收的上行方向的光信号的示意图；

图5为本发明实施例的光填充模块的内部电路的模块框图；

图6a为本发明实施例的光信号检测单元的电路框图；

图6b为本发明实施例的光信号检测单元的限幅放大电路的电路图；

图7为本发明实施例的直流光输出单元的电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

本申请使用的“模块”、“系统”等术语旨在包括与计算机相关的实体，例如但不限于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。例如，模块可以是，但并不仅限于：处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。

本发明实施例的技术方案中，在OLT与分光器之间连接有光填充系统，利用光填充系统检测上行方向是否有光信号，一旦检测到上行方向没有光信号了，则向OLT发送直流光，使得OLT仍然保持工作状态，避免OLT进入非工作状态；一旦检测到上行方向恢复了光信号，即有ONU发送了光包，则停止输出直流光，这样OLT不需要耗费建立时间，可以直接处理ONU发送的光信号，提高了网络传输效率。

下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。本发明实施例提供的一种无源光网络，如图2a所示，包括：光线路终端OLT201、分光器A(第一分光器)202、至少一个光网络单元ONU203，以及光填充系统204。

其中，光填充系统204通过光纤连接在分光器A202的公共端口与OLT201之间，分光器A202的各分光口分别与各ONU203通过光纤相连。

光填充系统204中包括：分光器B(第二分光器)211、光填充模块212和分光器C(第三分光器)213。

具体地，分光器B211的公共端口与分光器A202的公共端口通过光纤相连，分光器B211的第一分光口与光填充模块212的光输入端通过光纤相连；这样，光填充模块212的光输入端可以接收到从分光器A202的公共端口通过光纤传送过来的上行方向的光信号。

分光器C213的公共端口与OLT201通过光纤相连，分光器C213的第一分光口与光填充模块212的光输出端通过光纤相连，分光器C213的第二分光口与分光器B211的第二分光口通过光纤相连；这样，OLT201发送的下行方向的光信号可以通过分光器C213的第二分光口与分光器B211的第二分光口发送到分光器A202，再由分光器A202分光后发向各ONU；在有ONU发送光包的情况下，分光器A202通过其公共端口在上行方向上向OLT201发送光信号，经由分光器A202的公共端口的上行方向的光信号通过分光器B211的第二分光口与分光器C213的第二分光口后到达OLT201，从而OLT201可以接收并处理由ONU发送的上行方向的光包。

光填充模块212用于在检测到其光输入端无光信号时，从其光输出端输出直流光；否则，停止从其光输出端输出直流光。即光填充模块212的光输入端若检测到从分光器A202的公共端口通过光纤没有传送过来的上行方向的光信号，则从其光输出端输出直流光。光填充模块212输出的直流光通过分光器C213到达OLT201，使得OLT201保持工作状态，避免其进入非工作状态。光填充模块212在检测到其光输入端有光信号时，停止从其光输出端输出直流光；即光填充模块212的光输入端若检测到从分光器A202的公共端口通过光纤传送过来的上行方向的光信号，则停止从其光输出端输出直流光。这时，从分光器A202的公共端口通过光纤传送过来的上行方向的光信号通过分光器B211的第二分光口与分光器C213的第二分光口后到达OLT201，而OLT201由于一直处于工作状态，不必耗费由非工作状态转为工作状态的建立时间，可以直接处理由ONU发送的光包，从而提高了网络的传输效率。

进一步，光填充系统204还包括：光延时模块214(如图2b所示)。

光延时模块214连接在分光器B211的第二分光口与分光器C213的第二分光口之间，用于对从分光器B211的第二分光口输出的光信号进行延时后，向分光器C213的第二分光口输出。光延时模块214对分光器C213的第二分光口的光信号进行延时是为了让从ONU发送的光信号与光填充模块212输出的直流光能够在分光器C213的公共端口处合路时不会出现时间差，即实现同步。例如，光填充模块212的光输入端若检测到从分光器A202的公共端口通过光纤传送过来的上行方向的光信号后，需要有一段处理时间来停止其输出端输出直流光，如果不对分光器B211的第二分光口的光信号进行延时，则在分光器C213的公共端口处有可能出现光填充模块212输出的直流光与从分光器B211的第二分光口传送过来的光信号重合，影响OLT201对ONU发送的光信号的接收与处理，而通过光延时模块214的延时处理就可以避免此现象。

图3示出了没有连接光填充系统的情况下，OLT接收的上行方向的光信号的示意图；可以看出，该情况下由于没有光填充系统输出直流光对没有光包的时间段进行光填充，所以OLT接收的上行方向的光信号是时断时续的。

图4示出了连接有光填充系统的情况下，OLT接收的上行方向的光信号的示意图；可以看出，该情况下由于光填充系统输出直流光对没有光包的时间段进行光填充(图4中的虚线表示填充的直流光)，所以OLT接收的上行方向的光信号是始终保持的。

本领域技术人员可以根据实际情况设置分光器B211的第一分光口与第二分光口的光强分配比，例如设置光强分配比为1:1，或者为1:31，或者1:63等其它比值。

本领域技术人员可以根据实际情况设置分光器C213的第一分光口与第二分光口的光强分配比，例如设置光强分配比为1:1，或者为1:31，或者1:63等其它比值。

上述的光填充模块212的内部电路的模块框图如图5所示，包括：光信号检测单元501、直流光输出单元502。

其中，光信号检测单元501用于在检测到所述光填充模块的光输入端无光信号时，输出直流光输出使能信号；若光信号检测单元501检测到所述光填充模块的光输入端有光信号就停止输出直流光输出使能信号。

直流光输出单元502用于在接收到所述光信号检测单元输出的直流光输出使能信号后，从所述光填充模块的光输出端输出直流光。

进一步，光填充模块212还可包括：控制单元503。

控制单元503用于接收指令，根据所述指令调整所述直流光输出单元输出的直流光的功率。控制单元503具体可以是单片机、处理器、微控器、逻辑器件等，用以接收外界输入的指令或参数，根据接收的指令或参数对光信号检测单元501或直流光输出单元502的状态进行调整，如调整工作模式，改变输出的直流光的功率等，以便于调试人员的工作。

上述光信号检测单元501的电路框图如图6a所示，其实质为一激光探测器，具体包括：APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管)接收探测器和限幅放大电路。例如，如果无源光网络中的上行光信号的波长为1310nm，则可以采用1310nm的APD接收探测器。APD接收探测器用以探测到光填充模块的光输入端有光信号，则根据接收光功率不同输出不同幅度电信号，电信号被限幅放大电路放大后，由限幅放大电路输出相同幅度的电信号。限幅放大电路的具体电路图如图6b所示。图6b中的限幅放大芯片U17芯片接收APD接收探测器输出的电信号，若其接收的电信号幅度过小，则表明APD接收探测器用没有探测到光信号，U17芯片输出直流光输出使能信号(图6b中为LOS信号)到直流光输出单元502。

上述直流光输出单元502的具体电路图如图7所示，包括激光器及其驱动电路。图7中的GN7355芯片为激光器驱动芯片，图7中虚线框内的电路组成激光器。GN7355芯片为激光器提供偏置电流，GN7355芯片提供调制电流的管脚并不与激光器相连，因此，GN7355输出的偏置电流加载在激光器上，但调制电流并未加载到激光器上，从而使激光器输出一个直流光。GN7355芯片还可以对通过激光器的PD(探测二极管)监控激光器输出光功率。其工作原理是，激光器输出前光和背光比例是一定的，激光器的内置PD管会跟随激光器输出光功率变化而输出不同光生电流，GN7355芯片通过其管脚22监测流过激光器的内置PD管的电流，GN7355芯片根据监测的流过PD管的电流调整输出到所述CML激光器的偏置电流：GN7355芯片通过内置电阻将电流转换为电压，通过该转换的电压值GN7355芯片调整输出的偏置电流，若转换的电压值高于参考电压值，则减小输出的偏置电流；若转换的电压值低于参考电压值，则增加输出偏置电流，从而保证激光器输出的光功率稳定，不受温度等的影响而光功率漂移，输出稳定的直流光。

上述的光延时模块214的具体电路为本领域技术人员所熟知的电路，此处不再详细介绍。显然，光延时模块214的电路也可集成到光填充模块212中，也就是说，光延时模块214的电路与光填充模块212的电路可以集成到一个实体中。

上述光填充模块212电路的封装，或者光延时模块214与光填充模块212的集成的电路的封装，可以与现有的OLT的封装相兼容，以便于利用现有的设备对光填充模块212进行参数或状态调整。例如，光填充模块212电路的封装，或者光延时模块214与光填充模块212的集成的电路的封装，可以采用SFP的封装形式，管脚定义如下表1所示：

表1

其中，通过SDA和SCL管脚外界的交换机可以实现与光填充模块212中的控制单元的通信：发送指令或参数等。

本发明实施例由于在在OLT与分光器之间连接有光填充系统，利用光填充系统检测上行方向是否有光信号，一旦检测到上行方向没有光信号了，则向OLT发送直流光，使得OLT仍然保持工作状态，避免OLT进入非工作状态；一旦检测到上行方向恢复了光信号，即有ONU发送了光包，则停止输出直流光，这样OLT不需要耗费建立时间，可以直接处理ONU发送的光信号，提高了网络传输效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种无源光网络，包括：光线路终端OLT、第一分光器、与第一分光器的分光口相连的至少一个光网络单元ONU以及连接在第一分光器的公共端口与OLT之间的光填充系统；

所述光填充系统包括：第二分光器、光填充模块和第三分光器；

第二分光器的公共端口与第一分光器的公共端口相连，第二分光器的第一分光口与所述光填充模块光输入端相连；

第三分光器的公共端口与所述OLT相连，第三分光器的第一分光口与所述光填充模块的光输出端相连，第三分光器的第二分光口与第二分光器的第二分光口相连；

所述光填充模块用于在检测到其光输入端无光信号时，从其光输出端输出直流光；否则，停止从其光输出端输出直流光。

2.如权利要求1所述的光网络，其特征在于，所述光填充系统还包括：

光延时模块，其连接于第二分光器的第二分光口与第三分光器的第二分光口之间，用于对从第二分光器的第二分光口输出的光信号进行延时后，向第三分光器的第二分光口输出。

3.如权利要求2所述的光网络，其特征在于，第二分光器的第一分光口与第二分光口的光强分配比为1:1，或者为其它比值；以及

第三分光器的第一分光口与第二分光口的光强分配比为1:1，或者为其它比值。

4.一种光填充系统，包括：第二分光器、光填充模块和第三分光器；

第二分光器的公共端口与第一分光器的公共端口相连，第二分光器的第一分光口与所述光填充模块光输入端相连；其中，第一分光器的分光口相与至少一个光网络单元ONU相连；

第三分光器的公共端口与光线路终端OLT相连，第三分光器的第一分光口与所述光填充模块的光输出端相连，第三分光器的第二分光口与第二分光器的第二分光口相连；

所述光填充模块用于在检测到其光输入端无光信号时，从其光输出端输出直流光；否则，停止从其光输出端输出直流光。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

光延时模块，其连接于第二分光器的第二分光口与第三分光器的第二分光口之间，用于对从第二分光器的第二分光口输出的光信号进行延时后，向第三分光器的第二分光口输出。

6.如权利要求4所述的光填充系统，其中，所述光填充模块包括：

光信号检测单元，用于在检测到所述光填充模块的光输入端无光信号时，输出直流光输出使能信号；

直流光输出单元，用于在接收到所述光信号检测单元输出的直流光输出使能信号后，从所述光填充模块的光输出端输出直流光。

7.如权利要求6所述的填充系统，其中，所述光信号检测单元具体包括：APD接收探测器和限幅放大电路。

8.如权利要求6所述的填充系统，其中，所述直流光输出单元具体包括：激光器及其驱动电路。

9.如权利要求8所述的填充系统，其中，所述驱动电路向所述激光器提供偏置电流，而其提供调制电流的管脚与激光器不相连，使得所述激光器输出直流光。

10.如权利要求9所述的填充系统，其中，所述驱动电路还用于监测流过CML激光器内置的PD管的电流，根据监测的电流调整输出到所述CML激光器的偏置电流，保证激光器输出的光功率稳定。

11.如权利要求6-10任一所述的填充系统，其中，所述光填充模块还包括：

控制单元，用于接收指令，根据所述指令调整所述直流光输出单元输出的直流光的功率。

12.如权利要求11所述的填充系统，其中，所述光填充模块采用的封装与所述OLT的封装相兼容。