CN103281613A - 多波长无源光网络系统的下行传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多波长无源光网络系统的下行传输方法。所述多波长无源光网络系统的下行传输方法包括通过下行主干光纤接收来自光线路终端的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号进行第一级分光处理形成多路多波长下行信号，其中所述下行主干光纤专用于传输下行光信号，而上行通过上行主干光纤传输给所述光线路终端；利用具有不同通带的带通滤波器分别对所述多路多波长下行信号进行滤波处理，形成多路单波长下行信号；对每一路单波长下行信号分别进行第二级分光处理，并分别输出给光网络单元。

Description

多波长无源光网络系统的下行传输方法

技术领域

本发明涉及一种光接入技术，特别地，涉及一种多波长无源光网络(Passive Optical Network，PON)系统的下行传输方法。

背景技术

随着用户对带宽需求的不断增长，传统的铜线宽带接入系统越来越面临带宽瓶颈。与此同时，带宽容量巨大的光纤通信技术日益成熟且应用成本逐年下降，光接入技术，比如无源光网络，逐渐成为下一代宽带接入网的有力竞争者。

传统的无源光网络系统，比如吉比特无源光网络(Gigabit-capablePassive Optical Network,GPON)系统或者以太网无源光网络(EthernetPassive Optical Network,EPON)系统，一般采用点到多点(Point to multiplepoint,P2MP)的网络架构，即中心局的光线路终端(Optical Line Terminal,OLT)通过光分配网络(Optical Distribution Network,ODN)以点到多点的方式连接到用户侧的多个光网络单元(Optical Network Unit,ONU)。其中，在下行方向，光线路终端采用指定的下行波长以时分复用(TimeDivision Multiplexing,TDM)方式将下行数据传输给光网络单元，每个光网络单元仅接收携带其设备标识的下行数据；而在上行方向，光网络单元采用指定的上行波长以时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)方式将上行数据传输给光线路终端，每个光网络单元仅在光线路终端授权的时隙(Time Slot)进行数据上发。

在上述传统的点到多点无源光网络系统中，由于光网络单元采用时分复用的方式共享光传输介质，在大分支比的网络架构下，时分复用方式的时间分割特性严重影响光网络单元的带宽。因此，随着宽带业务的发展，传统的无源光网络系统无法满足用户对带宽不断增长的需求。

发明内容

为解决现有技术存在的带宽问题，本发明提供一种多波长无源光网络系统。

本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法，包括接收来自光线路终端的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号进行第一级分光处理形成多路多波长下行信号；利用具有不同通带的带通滤波器分别对所述多路多波长下行信号进行滤波处理，形成多路单波长下行信号；对每一路单波长下行信号分别进行第二级分光处理，并分别输出给光网络单元。

在本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法一较佳实施例中，所述多波长下行信号携带有第一波长下行信号、第二波长下行信号、第三波长下行信号和第四波长下行信号，且所述第一级分光处理将所述多波长下行信号分成四路多波长下行信号。

在本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法一较佳实施例中，所述光线路终端包括第一光发射器、第二光发射器、第三光发射器和第四光发射器，且所述第一波长下行信号由所述光发射器发射，所述第二波长下行信号由所述第二光发射器发射，所述第三波长下行信号由所述第三光发射器发射，所述第四波长下行信号可以由所述第四光发射器发射。

在本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法一较佳实施例中，所述具有不同通带的带通滤波器分别设置在第一级分光器的下行分支端口。

在本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法一较佳实施例中，所述第一级分光器包括第一下行分支端口、第二下行分支端口、第三下行分支端口和第四下行分支端口，且所述第一下行分支端口、所述第二下行分支端口、所述第三下行分支端口和所述第四下行分支端口分别设置有具有不同通带的第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器和第四带通滤波器。

在本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法一较佳实施例中，所述第一带通滤波器、所述第二带通滤波器、所述第三带通滤波器和所述第四带通滤波器的中心透射波长分别为所述第一波长、所述第二波长、所述第三波长和所述第四波长。

在本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法一较佳实施例中，所述第一级分光器还通过所述上行主干光纤向所述光线路终端发送多波长上行信号，且所述第一级分光器还包括第一上行分支端口、第二上行分支端口、第三上行分支端口和第四上行分支端口，且所述第一上行分支端口、第二上行分支端口、第三上行分支端口和第四上行分支端的通道波长分别是第一上行波长、第二上行波长、第三上行波长和第四上行波长。

本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法中，光线路终端输出的下行信号为多波长下行信号，且所述多波长下行信号在第一级分光之后采分别利用带通滤波器进行下行波长分离，从而实现分别采用多对波长来分别承载不同组的光网络单元的数据，由此，在同一时间段便可以利用不同波长同时传输多个光网络单元的数据，从而有效提升系统的整体带宽，满足用户的宽带业务对带宽的增长需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明提供的多波长无源光网络系统一种较佳实施例的示意图。

图2是图1所示的多波长无源光网络系统的下行传输方法的流程图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其为本发明提供的多波长无源光网络系统一种较佳实施例的示意图。所述无源光网络系统100包括至少一个光线路终端(OLT)110、多个光网络单元(ONU)120-1～120-n和光分配网络(ODN)130。所述光线路终端110通过所述光分配网络130以点到多点的形式连接到所述多个光网络单元120-1～120-n。其中，从所述光线路终端110到所述光网络单元120-1～120-n的方向定义为下行方向，而从所述光网络单元120-1～120-n到所述光线路终端110的方向为上行方向。

所述无源光网络系统100可以是不需要任何有源器件来实现所述光线路终端110与所述光网络单元120-1～120-n之间的数据分发的通信网络，比如，在具体实施例中，所述光线路终端110与所述光网络单元120-1～120-n之间的数据分发可以通过所述光分配网络130中的无源光器件(比如分光器或者复用器)来实现。

所述光线路终端110通常位于中心位置(例如中心局Central Office，CO)，其可以统一管理所述多个光网络单元120-1～120-n。所述光线路终端110可以充当所述光网络单元120-1～120-n与上层网络(图未示)之间的媒介，将从所述上层网络接收到的数据作为下行数据转发到所述光网络单元120-1～120-n，以及将从所述光网络单元120-1～120-n接收到的上行数据转发到所述上层网络。

所述光网络单元120-1～120-n可以分布式地设置在用户侧位置(比如用户驻地)。所述光网络单元120-1～120-n可以为用于与所述光线路终端110和用户进行通信的网络设备，具体而言，所述光网络单元120-1～120-n可以充当所述光线路终端110与所述用户之间的媒介，例如，所述光网络单元120-1～120-n可以将从所述光线路终端110接收到的下行数据转发到所述用户，以及将从所述用户接收到的数据作为上行数据转发到所述光线路终端110。应当理解，所述光网络单元120-1～120-n的结构与光网络终端(Optical Network Terminal，ONT)相近，因此在本申请文件提供的方案中，光网络单元和光网络终端之间可以互换。

所述光分配网络130可以是一个数据分发系统，其可以包括光纤、光耦合器、光分路器、光复用器和/或其他设备。在一个实施例中，所述光纤、光耦合器、光分路器、光复用器和/或其他设备可以是无源光器件，具体来说，所述光纤、光耦合器、光分路器、光复用器和/或其他设备可以是在所述光线路终端110和所述光网络单元120-1～120-n之间分发数据信号是不需要电源支持的器件。另外，在其他实施例中，该光分配网络130还可以包括一个或多个处理设备，例如，光放大器或者中继设备(Relay device)。在如图1所示的分支结构中，所述光分配网络130具体可以从所述光线路终端110延伸到所述多个光网络单元120-1～120-n，但也可以配置成其他任何点到多点的结构。

在本发明提供的多波长无源光网络系统中，所述多个光网络单元120-1～120-n可以分成多组，同一组的光网络单元分别采用同一对上下行波长，并且采用时分复用方式进行复用；不同组的光网络单元采用的上下行波长不同，且不同组的光网络单元之间通过不同波长以波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)方式进行复用。

比如，图1所示的多波长无源光网络系统100可以采用四对上下行波长，为便于描述，以下将所述四对上下行波长分别记为第一上行波长λu1和第一下行波长λd1、第二上行波长λu2和第二下行波长λd2、第三上行波长λu3和第三下行波长λd3、第四上行波长λu4和第四下行波长λd4。并且，所述多个光网络单元120-1～120-n可以分成四组，其中第一组光网络单元的上下行波长分别采用所述第一上行波长λu1和第一下行波长λd1，第二组光网络单元的上下行波长分别采用所述第二上行波长λu2和第二下行波长λd2，第三组光网络单元的上下行波长分别采用所述第三上行波长λu3和第三下行波长λd3，第四组光网络单元的上下行波长分别采用所述第四上行波长λu4和第四下行波长λd4。

所述光线路终端110包括多个光发射器Tx1～Tx4和多个光接收器Rx1～Rx4，其中所述光发射器Tx1～Tx4用于向所述光网络单元120-1～120-n发射下行数据，且所述光发射器Tx1～Tx4的发射波长分别为所述第一下行波长λd1、所述第二下行波长λd2、所述第三下行波长λd3和所述第四下行波长λd4；所述光接收器Rx1～Rx4用于接收来自所述光网络单元120-1～120-n的上行数据，且所述光接收器Rx1～Rx4的接收波长分别为所述第一上行波长λu1、所述第二上行波长λu2、所述第三上行波长λu3和第四上行波长λu4。

所述光发射器Tx1～Tx4可以通过复用器111连接到下行输出端口(未标示)，所述复用器111可以将所述光发射器Tx1～Tx4发射的下行数据进行复用从而形成多波长下行信号。所述光接收器Rx1～Rx4可以通过解复用器112连接到上行输入端口(未标示)，所述解复用器112可以将来自所述多个120-1～120-n并且经过所述光分配网络130传输多波长上行信号携带的上行数据分别解复用到所述光接收器Rx1～Rx4。所述上行输入端口和所述下行输出端口可以分别连接到上行主干光纤135和下行主干光纤136，所述下行输出端口将来自所述复用器111的多波长下行信号耦合到所述光分配网络130的下行主干光纤136，所述上行输入端口将来自所述光分配网络的上行主干光纤135的多波长上行信号耦合到所述解复用器112。

所述光分配网络130可以采用双主干光纤，并具有两级分光架构，其包括第一级分光器131、第二级分光器132-1～132-4、上行波分复用器133和分支耦合器134-1～134-4。

所述第一级分光器131可以为分光比为2：8的光分路器，其包括两个公共端口和八个分支端口。所述第一级分光器131的其中一个公共端口作为上行公共端口，其通过所述上行主干光纤135连接到所述光线路终端110，另一个公共端口作为下行主干光纤136连接到所述光线路终端110。并且，所述第一级分光器131的其中四个分支端口作为下行分支端口，并且分别通过下行分支光纤137连接到所述分支耦合器134-1～134-4，并通过所述分支耦合器134-1～134-4分别进一步连接到所述第二级分光器132-1～132-4的公共端口。所述第一级分光器131的其余四个分支端口作为上行端口，并且分别通过上行分支光纤137连接到所述分支耦合器134-1～134-4。所述第一级分光器131可以将从所述下行分支光纤136接收到的光信号进行分光处理之后分别从所述下行分支端口输出给所述下行分支光纤，并且将所述上行分支光纤的光信号耦合到所述上行主干光纤135并输出给所述光线路终端110。

在本实施例中，所述第二级分光器132-1～132-4可以采用分支比为1：8、1：16、1：32或者1：64的光分路器，即其具有一个公共端口和多个分支端口。每一个第二级分光器132-1～132-4的分支端口分别通过分布光纤138连接到其中一组光网络单元，其中每一个分布光纤连接所述第二级分光器132-1～132-4其中一个分支端口和其对应的光网络单元120-1～120-n。

所述光分配网络130还可以包括多个具有不同通带且分别连接在所述第一级分光器131的下行分支端口的带通滤波器139，具体地，在本实施例中，所述光分配网络130可以包括四个带通滤波器139，为便于描述，所述四个带通滤波器139分别命名为第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器和第四带通滤波器。其中，所述第一带通滤波器串接在所述第一级分光器131的第一个下行分支端口与所述第二级分光器132-1之间的分支光纤；所述第二带通滤波器串接在所述第一级分光器131的第二个下行分支端口与所述第二级分光器132-2之间的分支光纤；所述第三带通滤波器串接在所述第一级分光器131的第三个下行分支端口与所述第二级分光器132-3之间的分支光纤；所述第四带通滤波器串接在所述第一级分光器131的第四个下行分支端口与所述第二级分光器132-4之间的分支光纤。

所述第一带通滤波器、所述第二带通滤波器、所述第三带通滤波器和所述第四带通滤波器分别具有不同的通带，具体地，所述第一带通滤波器的通带中心波长可以为所述第一下行波长λd1，所述第二带通滤波器的通带中心波长可以为所述第二下行波长λd2，所述第三带通滤波器的通带中心波长可以为所述第三下行波长λd3，所述第四带通滤波器的通带中心波长可以为所述第四下行波长λd4。基于上述通带中心波长，所述四个带通滤波器便可以将所述第一级分光器131输出的多路多波长下行信号分别滤波从而得到承载的不同波长的下行数据，并分别通过其所在的分支光纤137以及对应的第二级分光器132-1～132-4，输出给不同组的光网络单元。

具体地，在下行方向，所述光线路终端110输出的多波长下行信号经过所述主干光纤136传输之后，被所述主干耦合器135耦合到所述第一级分光器131，所述第一级分光器131对所述多波长下行信号进行功率分光形成多路多波长下行信号之后，分别通过其分支端口输出给所述多个下行分支光纤137。由于所述多个下行分支光纤137分别串接有具有不同通带的带通滤波器139，因此，每一路多波长下行信号在相应的下行分支光纤137进行传输时，只有其中一个波长的光信号可以通过所述带通滤波器139，而其他波长的光信号则被滤除。

比如，所述第一级分光器131的第一个下行分支端口输出的多波长下行信号经过所述带通滤波器139进行滤波之后，只有具有所述第一下行波长λd1的光信号可以通过，即只有所述光发射器Tx1发射的下行数据可以通过；所述第一级分光器131的第二个下行分支端口输出的多波长下行信号经过所述带通滤波器139进行滤波之后，只有具有所述第二下行波长λd2的光信号可以通过，即只有所述光发射器Tx2发射的下行数据可以通过；所述第一级分光器131的第三个下行分支端口输出的多波长下行信号经过所述带通滤波器139进行滤波之后，只有具有所述第三下行波长λd3的光信号可以通过，即只有所述光发射器Tx3发射的下行数据可以通过；所述第一级分光器131的第四个下行分支端口输出的多波长下行信号经过所述带通滤波器139进行滤波之后，只有具有所述第四下行波长λd4的光信号可以通过，即只有所述光发射器Tx4发射的下行数据可以通过。

因此，通过各个下行分支光纤137传输到所述第二级分光器132-1～132-4的光信号分别为所述光发射器Tx1～Tx4的发射的下行数据，所述下行数据经过所述第二级分光器132-1～132-4进行功率分光之后，进一步通过所述分布光纤138传输到对应组的光网络单元。

而在上行方面，每一组的光网路单元分别采用其上行波长λu1～λu4并在所述光线路终端110授权的时隙发送上行数据，由于各组光网络单元分别采用不同的上行波长，因此同一个时隙可以有多个采用不同上行波长的光网络单元同时发送上行数据。所述不同组的光网络单元发送的不同波长的上行数据分别通过其对应的第二级分光器132-1～132-4汇聚之后，被不同的分支耦合器134-1～134-4耦合到所述第一级分光器131的不同上行分支端口。所述第一级分光器131进一步对所述不同波长的上行数据进行复用形成多波长上行信号之后，通过所述上行主干光纤135传输到所述光线路终端110。

基于上述多波长无源光网络系统100，本发明还进一步提供一种多波长无源光网络系统的下行传输方法，请参阅图2，其为本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法一种实施例的流程图，所述多波长无源光网络系统的下行传输方法包括：

步骤S1，通过下行主干光纤接收来自光线路终端的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号进行第一级分光处理形成多路多波长下行信号，其中所述下行主干光纤专用于传输下行光信号，而上行通过上行主干光纤传输给所述光线路终端；

步骤S2，利用具有不同通带的带通滤波器分别对所述多路多波长下行信号进行滤波处理，形成多路单波长下行信号；

步骤S3，对每一路单波长下行信号分别进行第二级分光处理，并分别输出给光网络单元。

在具体实施例中，所述多波长下行信号携带有第一波长下行信号、第二波长下行信号、第三波长下行信号和第四波长下行信号，且所述第一级分光处理将所述多波长下行信号分成四路多波长下行信号。

在具体实施例中，所述光线路终端包括第一光发射器、第二光发射器、第三光发射器和第四光发射器，且所述第一波长下行信号由所述光发射器发射，所述第二波长下行信号由所述第二光发射器发射，所述第三波长下行信号由所述第三光发射器发射，所述第四波长下行信号可以由所述第四光发射器发射。

在具体实施例中，所述具有不同通带的带通滤波器分别设置在第一级分光器的下行分支端口。

在具体实施例中，所述第一级分光器包括第一下行分支端口、第二下行分支端口、第三下行分支端口和第四下行分支端口，且所述第一下行分支端口、所述第二下行分支端口、所述第三下行分支端口和所述第四下行分支端口分别设置有具有不同通带的第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器和第四带通滤波器。

在具体实施例中，所述第一带通滤波器、所述第二带通滤波器、所述第三带通滤波器和所述第四带通滤波器的中心透射波长分别为所述第一波长、所述第二波长、所述第三波长和所述第四波长。

在具体实施例中，所述第一级分光器还通过所述上行主干光纤向所述光线路终端发送多波长上行信号，且所述第一级分光器还包括第一上行分支端口、第二上行分支端口、第三上行分支端口和第四上行分支端口，且所述第一上行分支端口、第二上行分支端口、第三上行分支端口和第四上行分支端的通道波长分别是第一上行波长、第二上行波长、第三上行波长和第四上行波长。

本发明提供的多波长无源光网络系统的下行传输方法中，光线路终端输出的下行信号为多波长下行信号，且所述多波长下行信号在第一级分光之后采分别利用带通滤波器进行下行波长分离，从而实现分别采用多对波长来分别承载不同组的光网络单元的数据，由此，在同一时间段便可以利用不同波长同时传输多个光网络单元的数据，从而有效提升系统的整体带宽，满足用户的宽带业务对带宽的增长需求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种多波长无源光网络系统的下行传输方法，其特征在于，包括：

通过下行主干光纤接收来自光线路终端的多波长下行信号，并将所述多波长下行信号进行第一级分光处理形成多路多波长下行信号，其中所述下行主干光纤专用于传输下行光信号，而上行通过上行主干光纤传输给所述光线路终端；

利用具有不同通带的带通滤波器分别对所述多路多波长下行信号进行滤波处理，形成多路单波长下行信号；

对每一路单波长下行信号分别进行第二级分光处理，并分别输出给光网络单元。

2.根据权利要求1所述的多波长无源光网络系统的下行传输方法，其特征在于，所述多波长下行信号携带有第一波长下行信号、第二波长下行信号、第三波长下行信号和第四波长下行信号，且所述第一级分光处理将所述多波长下行信号分成四路多波长下行信号。

3.根据权利要求2所述的多波长无源光网络系统的下行传输方法，其特征在于，所述光线路终端包括第一光发射器、第二光发射器、第三光发射器和第四光发射器，且所述第一波长下行信号由所述光发射器发射，所述第二波长下行信号由所述第二光发射器发射，所述第三波长下行信号由所述第三光发射器发射，所述第四波长下行信号可以由所述第四光发射器发射。

4.根据权利要求2所述的多波长无源光网络系统的下行传输方法，其特征在于，所述具有不同通带的带通滤波器分别设置在第一级分光器的下行分支端口。

5.根据权利要求4所述的多波长无源光网络系统的下行传输方法，其特征在于，所述第一级分光器包括第一下行分支端口、第二下行分支端口、第三下行分支端口和第四下行分支端口，且所述第一下行分支端口、所述第二下行分支端口、所述第三下行分支端口和所述第四下行分支端口分别设置有具有不同通带的第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器和第四带通滤波器。

6.根据权利要求5所述的多波长无源光网络系统的下行传输方法，其特征在于，所述第一带通滤波器、所述第二带通滤波器、所述第三带通滤波器和所述第四带通滤波器的中心透射波长分别为所述第一波长、所述第二波长、所述第三波长和所述第四波长。

7.根据权利要求1所述的多波长无源光网络系统的下行传输方法，其特征在于，所述第一级分光器还通过所述上行主干光纤向所述光线路终端发送多波长上行信号，且所述第一级分光器还包括第一上行分支端口、第二上行分支端口、第三上行分支端口和第四上行分支端口，且所述第一上行分支端口、第二上行分支端口、第三上行分支端口和第四上行分支端的通道波长分别是第一上行波长、第二上行波长、第三上行波长和第四上行波长。

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