CN103583010A - 向通信系统中的一组或多组节点传送数据的通信系统和方法 - Google Patents

向通信系统中的一组或多组节点传送数据的通信系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种通信系统的中心节点(102)，所述通信系统具有通过无源光网络，与中心节点(102)耦接的多个节点，所述中心节点(102)包括适合于耦接到无源光网络的输出端口，和具有耦接到输出端口的多个输出(1441-144N)的复用器/解复用器设备(140)，其中复用器/解复用器设备(140)适合于把来自多个光源(1201-120N)的光信号复用到多个输出(1441-144N)之一，和把来自广谱光源(130)的光信号解复用到多个输出(1441-144N)，其中为了把数据传送给通信系统的一组节点，中心节点(102)适合于利用在复用器/解复用器设备(140)的多个输出(1441-144N)的光信号，在输出端口有选择地提供所述数据。

Description

向通信系统中的一组或多组节点传送数据的通信系统和方法
技术领域
本发明的实施例涉及无线通信系统，更具体地，涉及通信系统的中心节点，所述通信系统具有通过无源光网络，耦接到中心节点的多个节点，无线通信系统，通信系统的中心节点用光复用器/解复用器设备，和把数据传送给通信系统中的一组或多组节点的方法。更具体地，实施例涉及无源光网络(PON)的领域，例如，协同多点(CoMP)传输/接收系统中的波分复用无源光网络(WDM-PON)、移动回程网络、无线接入网络、组播方法和广播方法。
背景技术
最近由于其向每个订户提供大于Gbps容量的潜能，波分复用无源光网络(WDM-PON)已在光纤到户服务中引起注意。应用还被扩展到LTE-Advanced等的未来移动回程网络，如N.Cheng和F.Effenberger在“WDM-PON:Systems and Technologies”(ECOC Workshop,Torino,Italy,2010)中所述。例如，对协同多点系统(CoMP系统)来说，波分复用无源光网络使人感兴趣。
按照LTE-Advanced方法，每个基站(BS)，更准确地说，基站的每个扇区需要支持不止1Gbps传输。为了通过移动回程网络，支持利用多个BS共享信息和/或用户数据的协同多点(CoMP)系统，需要额外的回程网络容量，如M.Sawahashi,Y.Kishiyama,A.Morimoto,D.Nishikawa和M.Tanno在“Coordinated multipoint transmission/receptiontechniques for LTE-advanced”(IEEE wireless communications,vol.17,issue3,pp.26-34,2010)中所述。通过利用WDM技术，WDM-PON允诺中心节点(OLT=光线路终端)和本地节点(ONU=光网络单元)之间的虚拟点对点链路，这能够向具有3个或6个扇区的一个基站能够被集成到其中的每个ONU提供几Gbps的传输。
图1描述用于利用移动回程网络，实现协同多点系统的无线通信网络的一部分的示意图。网络100包括中央交换终端102，也称为光线路终端OLT。网络包括多个小区C1～C5，每个小区包括相应基站BS1、BS2、BS3、BS4和BS5。基站BS1～BS2都通过相应的光纤连接1061～1065，连接到无源远程节点104。无源远程节点104通过光纤108耦接到OLT102。OLT102、节点104和光纤1061～1065及108构成网络100的移动回程网络。图1表示按照协同多点方案，由在用户设备的范围(参见圆110)内的3个基站BS2,BS3和BS5服务的用户设备UE(参见从基站指向用户设备的相应箭头)。
图1表示CoMP如何在移动回程网络的支持下工作。对CoMP联合处理技术来说，多个基站联合向一个或多个UE传送下行链路数据，通过增大天线的数目，这允许利用MIMO系统的更高复用增益。为了支持这种方法，移动回程网络向协同地服务单个用户设备的多个基站提供用户数据。例如，考虑如图1中所示的情形，当另一个用户设备由基站的另一个子集服务时，与相应用户设备相关的相应基站需要被提供用于实现协同多点方案的必需数据。这需要允许向多个目的地传送数据的组播方法。除了刚刚提及的CoMP方法之外，存在需要组播能力的几种其它应用，例如，寻呼和多媒体广播/组播服务MBMS。理想的是把WDM-PON用于移动回程网络应用，以提供L1层(物理层)组播。
尽管IP层组播已为人们所知，并且可提供像L1组播一样的所需功能性，不过，IP层组播不能帮助需要把一个组播分组复制到几个分组中的多拷贝组播。它不能避免导致更大的网络开销，而更大的网络开销会导致低效的网络运行。从网络效率的角度看，L1层组播是最有前途的方法，并且大多数的移动回程网络技术，比如数字用户线路、T1、时分无源光网络(TDM-PON)不存在实现L1组播/广播的问题，因为在这样的方法中，所有本地节点共享一个物理介质(线路)。
然而，在WDM-PON中，情况不是这样，按照WDM-PON，每个本地节点被分配以一个波长，而不是被分配特定的物理传输介质。
存在涉及WDM-PON中的广播功能的许多出版物。能够容易地实现的技术之一是在光线路终端中使用广谱光源，例如，发光二极管，如J.H.Moon,K.M.Choi和C.H.Lee在“Overlay of broadcasting signal in aWDM-PON”(Optical Fiber Communication Conference,2006)中所述。
图2描述WDM-PON硬件的体系结构和功能性，其中图2(a)是硬件体系结构的示意图，图2(b)和2(c)更详细地描述这种体系结构的功能性。在图2(a)中，表示了光线路终端102(另外参见图1)的示意图，光线路终端102经光纤108连接到无源远程节点104，无源远程节点104再通过相应的光纤连接1061～106N，连接到相应的光网络单元1121～112N。光网络单元1121～1126包括例如如图1中所示的网络中的相应基站。无源远程节点104包括具有耦接到光纤108的1个OLT侧端口116的阵列波导光栅(AWG)114，光纤108连接节点104和OLT102。此外，AWG114包括多个ONU侧端口1181～118N，所述多个ONU侧端口1181～118N耦接到待连接到相应的光网络单元1121～112N的相应光纤1061～106N。OLT102包括分别在不同的波长λ1～λN下工作的多个激光二极管1201～120N，每个波长与光网络单元之一中的光接收器相关。例如，激光二极管1201在ONU1121中的光电检测器接收信号的波长下工作。同样地，激光二极管1202在ONU1122中的光电检测器接收光信号的光波长下工作，诸如此类。相应的激光二极管1201～120N的输出端口由耦接到光纤108的光耦合器122耦接。
现在参考图2(b)和(c)，更详细地说明在图2(a)中描述的体系结构的功能性。在图2(b)中，期望把数据从OLT102传送给第一个ONU1121(例如，图1中的基站BS1)。给ONU1121的下行链路数据被施加于激光二极管1201，以致用待提供给ONU1121的下行链路数据调制激光二极管1201输出的光信号。如在图2(b)中所示，激光二极管1201输出的信号具有波长λ1，从激光二极管1201的输出经耦合器122和光纤108被传送给节点104的AWG114的OLT侧端口116。AWG114使在波长λ1下在端口116接收的信号被转发给与第一个ONU1121相关的ONU侧端口1181，以致波长λ1的信号经AWG114和线路1061被耦接到ONU1121，在ONU1121，光信号被接收和解调，以便获得供进一步处理的下行链路数据1241。
当期望把数据传送给其它ONU时，与ONU相关的相应激光二极管被提供相应的下行链路数据，如图2(c)中所示。可以看出，相应的激光二极管1201～1203在ONU1121～1123能够接收和解调信号的不同波长λ1～λ3下工作。通过耦合器122、光纤108和AWG114，按照上述方式，相应的信号被传送给ONU。
从而，WDM PON硬件体系结构提供OLT102和相应ONU1121～112N之间的点对点链路。注意对沿上行链路方向，即，从ONU到OLT102传送数据来说，系统基本上按照相同的方式工作。相应的ONU1121～1126也包含在相应波长下工作的激光二极管，OLT包含用于接收来自不同单元1022～1026的信号的相应光电检测器。
图2中所示的具有较小修改的体系结构也允许实现广播功能性，如下参考图3所述。与图2相比，OLT102还包括广播块126和用于把广播块126输出的信号耦接到光纤108中的另一个光耦合器128。广播块126包括覆盖在图3的底部所示的上行链路和下行链路波长范围之外的波长范围λ'1～λ'6的宽带光源130，例如，发光二极管。相应的ONU1121～112N包括能够接收在光源130提供的波长之一下的光信号的光电检测器。广播块126还包括用待传送给所有ONU1121～112N的广播数据调制LED130的输出信号的调制器132。从广播块126输出的调制信号经无源光耦合器128耦接到光纤108中，并经AWG114被分发给每个ONU1121～112N，ONU1121～112N解调所述信号，以便获得供进一步处理的广播数据。广谱光源130覆盖WDM-PON使用的全部波长，以致能够向属于OLT的所有ONU发送1个广播数据。为了避免广播波长与上行链路和下行链路波长之间的冲突，可以利用波长分离使用不同的波长带，其中源于上行链路和下行链路波长带的波长分离可对应于AWG114的自由光谱范围(周期性-FSR)。在这种情况下，每个ONU包括另一个光电检测器以及波长解复用器。通过包括广播信道，以及最初的下行链路信道，这种体系结构不仅提供非常简单的在WD-PON中实现广播的方式，而且提供增大下行链路总容量的可能性。
从而，按照图3的方法适宜于向耦接到OLT102的网络的所有基站广播数据，然而，并不总是需要这样，例如，当考虑如图1中所示的情形时，当用户设备由两个或者更多的基站服务时。图4(a)表示与图1中的网络类似的网络的示意图。用户设备UE在连接到OLT102的基站BS1～BS3的范围134内。在OLT102，提供需要被传送给服务用户设备UE的基站，即，基站BS1～BS3的数据块136。应用如参考图3所述的功能性导致不仅把数据块136分发给基站BS1～BS3，而且分发给网络中的所有其它基站，如在图4(b)中所示，以致广播会把数据提供给不需要该数据的基站。
从而，上面讨论的广播方法可用于向FTTH订户提供有线电视或广播服务，但是，在移动应用中，它先天地存在使用限制，即，缺乏组播能力。如参考图4所述，对CoMP应用(例如参见图1)来说，不是每个基站都加入CoMP，意味协同基站的数目通常有限，其中实际数目取决于几个无线电和网络参数。此外，如图5中所示，在一个PON系统中，可能具有同时服务不同用户设备的一组不同的协同基站。更具体地，如图5中所示，用户站UE1由基站BS1～BS3服务，如用箭头和圆134所示。存在另一个基站UE2，并且只由例如基站BS4和BS5服务。从而，服务用户设备UE1的第一组基站BS1～BS3需要与服务用户设备UE2的第二组基站BS4和BS5不同的信息。从而，为了向不同组的基站提供不同的组播数据，需要组播能力，而不是广播能力。
发明内容
本发明的目的是提供具有L1组播能力的新颖WDM-PON体系结构。
上述目的是利用按照权利要求1所述的中心节点，按照权利要求11所述的无线通信系统，按照权利要求12所述的光复用/解复用设备，按照权利要求13所述的方法，和按照权利要求15所述的计算机程序产品实现的。
本发明的实施例提供通信系统的中心节点，所述通信系统具有通过无源光网络与中心节点耦接的多个节点，所述中心节点包括：
适合于耦接到无源光网络的输出端口；和
具有耦接到输出端口的多个输出的复用器/解复用器设备，
其中复用器/解复用器设备适合于把来自多个光源的光信号复用到多个输出之一，和把来自广谱光源的光信号解复用到多个输出，和
其中为了把数据传送给通信系统的一组节点，中心节点适合于利用在复用器/解复用器设备的多个输出的光信号，在输出端口有选择地提供所述数据。
本发明的实施例提供无线通信系统，包括：
适合于提供与一个或多个无线设备的无线通信的多个节点；和
按照本发明的实施例的至少一个中心节点，
其中所述至少一个中心节点和多个节点中的一个或多个节点由构成中心节点和所述节点之间的回程链路的无源光网络耦接。
本发明的实施例提供一种通信系统的中心节点用光复用器/解复用器设备，所述通信系统具有通过无源光网络耦接到中心节点的多个节点，所述光复用器/解复用器设备包括：
适合于接收来自多个光源的光信号和来自广谱光源的光信号的多个输入；
多个输出，其中光复用器/解复用器设备被配置成把来自多个光源的光信号复用到所述多个输出之一，其中光复用器/解复用器设备被配置成把来自广谱光源的光信号解复用成在多个输出的具有不同波长的多个光信号；
适合于把在多个输出的光信号耦接到输出端口的无源光耦合器；和
耦接在多个输出中的相应输出和无源光耦合器之间的多个设备，所述多个设备中的每个设备适合于有选择地把待传送给一组节点中的节点的数据提供给光耦合器。
本发明的实施例提供一种把数据传送给通信系统中的一组或多组节点的方法，所述通信系统具有通过无源光网络，耦接到中心节点的多个节点，所述方法包括：
在中心节点产生广谱光信号；
从广谱光信号中，选择其波长与分配给所述一组或多组节点中的节点的波长对应的光信号；和
利用选择的光信号，通过无源光网络，把数据提供给所述一组或多组节点中的相应节点。
本发明的实施例提供一种包括用机器可读载体保存的指令的计算机程序产品，当在计算机上执行所述指令时，所述指令实现按照本发明的实施例的方法。
按照实施例，中央节点包括适合于把在复用器/解复用器设备的多个输出的光信号耦接到输出端口的光耦合器，和耦接在复用器/解复用器设备的相应输出和光耦合器之间的多个设备，所述多个设备都适合于有选择地把待传送给一组节点中的节点的数据提供给光耦合器。
按照实施例，复用器/解复用器设备适合于接收来自广谱光源的调制光信号，和把调制光信号解复用到多个输出，调制光信号包括待传送给通信系统中的一组节点的数据，中心节点适合于有选择地把调制光信号耦接到输出端口。
按照实施例，中心节点包括广谱光源，具有耦接到广谱光源的输出，以接收未调制光信号的第一输入，适合于接收调制信号，以便用待传送给所述一组节点的数据调制光信号的第二输入，和耦接到复用器/解复用器设备，并且适合于提供调制的光信号的输出的调制器，和多个光开关，其中光开关设置在复用器/解复用器设备的多个输出中的每个输出和输出端口之间，其中中心节点适合于控制所述多个光开关，以致只有与所述一组节点中的节点相关的那些调制光信号被转发给输出端口。
按照实施例，复用器/解复用器设备适合于接收来自广谱光源的未调制信号，和把未调制信号解复用到多个输出，中央节点适合于调制在所述多个输出的与所述一组节点中的节点相关的那些未调制光信号，其中光信号被调制，以包括待传送给所述一组节点的数据。为了把第一数据传送给第一组节点，和把第二数据传送给第二组节点，中心节点适合于调制在所述多个输出的与所述第一组节点的节点相关的第一组光信号，从而构成第一数据，和适合于调制在所述多个输出的与所述第二组节点的节点相关的第二组光信号，从而构成第二数据。
按照实施例，中心节点还包括耦接到复用器/解复用器设备，用于提供未调制光信号的广谱光源，和多个调制器，其中调制器设置在复用器/解复用器设备的多个输出中的每个输出和输出端口之间，其中中心节点适合于有选择地控制所述多个调制器有选择地调制在所述多个输出的相应光信号，以构成将被传送给通信系统中的一组或多组节点的数据。
按照实施例，通信系统中的每个节点已分配由广谱光源提供的宽光谱中的不同波长，适合于检测在所分配波长下的光信号，其中复用器/解复用器设备适合于把从广谱光源接收的光信号解复用成多个光信号，解复用的光信号具有与分配给相应节点的波长对应的相应波长。
按照实施例，中心节点还包括多个光源，所述多个光源适合于提供在分配给通信系统中的相应节点的相应光波长下的相应光信号，其中复用器/解复用器设备包括用于接收来自多个光源的光信号的多个输入，其中复用器/解复用器设备适合于在接收来自所述多个光源之一的光信号的输入之一，还接收来自广谱光源的光信号，或者在其他输入，接收来自广谱光源的光信号。
按照实施例，复用器/解复用器设备包括阵列波导光栅；广谱光源包括发光二极管，光源包括相应的激光器。
按照实施例，在所述方法中，所述选择包括只调制将构成具有分配给所述一组或多组节点中的各个节点的波长的数据的那些光信号，或者提供调制的广谱光信号，并且只转发与分配给所述一组节点中的各个节点的波长对应的那些波长。
本发明的实施例提出具有L1组播功能的WDM-PON体系结构。对支持LTE-Advanced标准和此外的各种标准的移动回程无线接入网络来说，由于波分复用无源光网络(WDM-PON)系统的提供较大链路容量的能力，考虑到WDM-PON系统。这种系统向每个本地节点提供允许中心节点和本地节点之间的虚拟点对点链路的专用光波长。这允许向其带宽要求不止1Gbps的每个基站提供多个Gbps的回程链路容量。由于这种点对点链路特性，难以在WDM-PON之上实现物理层(L1)组播。除了提供广播服务之外，移动蜂窝网络还包括需要组播的应用，例如，需要只针对加入CoMP的特定基站的组播传输的协同多点(CoMP)系统。按照本发明的方法，不同的组播数据可被提供给不同组的基站，从而与广播相比，允许更高效地利用网络资源。按照实施例，和多个光调制器或开关一起使用广谱光源，以便组播信号传输。除上述组件之外，按照实施例的WDM-PON体系结构对应于常规体系结构，以致按照本发明的方法，提供优于WDM-PON的经济有效的组播解决方案。
本发明的实施例是有利的，因为它们允许提供期望的组播功能性。广播向所有的光网络单元传送相同的数据，而不存在有选择地选择实际需要这样的广播信号的光网络单元的智能，而组播能够只把数据传送给需要该信号的那些光网络单元，从而导致回程网络的更高效利用。另外，能够向多个组播组提供不同的组播数据，在CoMP应用中，这特别有用。与IP组播相比，物理层中的按照本发明方法的L1组播使单拷贝组播成为可能，这不会像IP组播那样增大网络开销。
本发明方法的另一个优点在于产生下行链路信道容量方面的额外灵活性。提供与WDM-PON系统中的下行链路数据信道分离的用于组播光通道的额外波长带。从而，当需要具有更大的下行链路容量时，例如对特定CoMP应用来说，组播信道还可用于增大下行链路容量。这允许回程网络的重构能力，而这又允许更有效地控制/管理回程网络。
附图说明
下面参考附图，说明本发明的实施例，附图中：
图1描述用于利用移动回程网络，实现协同多点系统的无线通信网络的一部分的示意图；
图2描述WDM-PON硬件的体系结构和功能性，其中图2(a)是硬件体系结构的示意图，其中图2(b)和2(c)更详细地描述图2(a)的体系结构的功能性；
图3描述用于实现广播功能性的与图2中所示类似的具有一些微小修改的体系结构；
图4表示与图1中的网络类似的网络的示意图，其中图4(a)表示在OLT的用于输送给一组基站的数据块，其中图4(b)表示应用如参考图3所述的功能性导致向网络中的所有基站分发数据块；
图5表示一个PON系统中的同时服务不同用户设备的不同组的协同基站；
图6表示按照本发明的实施例的具有组播能力的WDM-PON体系结构；
图7表示按照本发明的另一个实施例的，具有允许具有PON中的不同组播组的组播能力的WDM-PON体系结构；
图8表示图7中所示的允许有选择地调制组播数据的体系结构，其中图8(a)表示只向一组节点组播数据，其中图8(b)表示向不同组的节点组播不同数据；
图9表示按照本发明的另一个实施例的提供允许PON中的一个组播组的组播能力的WDM-PON体系结构；
图10表示按照本发明的实施例的组播数据的效果，其图10(a)表示具有服务不同用户设备的基站的无线通信网络的示意图，其中图10(b)表示数据块只被转发给需要该数据的基站；和
图11表示组播如何能够增强网络MIMO外加可行性的评估。
具体实施方式
图6表示按照本发明的实施例的具有组播能力的WDM-PON体系结构。图6中，只描述了光线路终端102；已参考前述各个附图说明的那些元件与相同的附图标记相关，从而不再说明。图6中，只表示了与光纤108耦接的OLT102，因为系统的其余部分保持不变。根据图3和6的比较可看出，OLT102包括多个激光二极管1201～1204，还包括块126，块126包含广谱光源130，例如，LED和调制器132。除了参考图3说明的布置之外，按照图6的实施例的体系结构包括具有多个输入端口1421～1425和多个输出端口1441～1445的N×N阵列波导光栅(AWG)140。激光二极管1201～1204的输出耦接到相应的输入端口1421～1425，其中AWG140被配置成把在输入端口1422～1425的信号施加于公共输出端口1445。块126的输出被耦接到输入端口1421，AWG140被配置成把宽带信号的波长分配给相应的输出端口1441～1445。OLT102另外包括多个调制器或开关1461～1465，所述多个调制器或开关1461～1465具有耦接到AWG140的相应输出端口1441～1445的输入，和具有耦接到无源光耦合器128的输出，无源光耦合器128再耦接到光纤108。
用在按照图6的实施例的体系结构中的组件可从市场上获得，并且完全与常规的WDM-PON系统兼容，以致按照图6的实施例允许经济有效的解决方案。按照图6的实施例的方法的基本思想是使用与现有方法不同的阵列波导光栅，和设置额外的调制器/开关。更具体地，按照在图6的实施例中描述的本发明的方法，代替利用如图3中使用的N×1阵列波导光栅把来自激光二极管(N个输入)的信号耦接到公共输出(1个输出)，利用N×N AWG140(N个输入-N个输出)分离来自广谱光源130，比如LED的不同波长。此外，在N×N AWG140的输出，为每个波长设置调制器/开关1461～1464。按照和上面说明的广播方法相似的方式，本发明的方法利用LED130产生具有波长λ'1～λ'4的广谱光信号，与用于下行链路的光信号的波长相比，波长λ'1～λ'4在不同的波长带，以致利用AWG140的FSR，分离各个波长范围。借助AWG特性，按照广谱光信号的波长，在AWG140的输出，空间分离所述广谱光信号。AWG140还将用于复用和解复用在OLT102和相应ONU之间交换的下行链路/上行链路光信号。在AWG140的每个输出，设置光调制器或开关1461～1465，通过利用无源光耦合器128，输出被组合到主要下行链路端口。
如下更详细所述，光调制器的使用使得能够把不同的组播数据施加到分配以不同ONU的不同波长中，而更简单的方法只利用光开关，而不是调制器，以简单地阻挡对不需要获得组播数据的ONU的传输。
图7表示按照本发明的另一个实施例的具有允许在PON中具有不同组播组的组播能力的WDM-PON体系结构，该WDM-PON体系结构与图6类似，除了元件1461～1465是相应的调制器，元件132是控制块之外。另外，AWG稍微不同，因为它包括与激光二极管1201～1205的数目对应的许多输入1421～1425和输出1441～1445(在图7中，存在5个输入和5个输出)。来自组播块126的信号经耦合器147耦接到还用于来自第一激光二极管1201的信号的第一输入1421中。组播块126包括广谱光源130和接收组播数据的控制块132。控制块132的输出连接到与AWG140的输出端口耦接的多个调制器1461～1465。图7中描述的体系结构使得能够有选择地把不同的组播数据调制到不同的ONU。参考图8更详细地说明这一点。在图8(a)中，设想一种情况，按照该情况，组播数据将只被传送给ONU1121和1122。相应的数据被提供给OLT102的组播块的控制块或者复用器132。在复用器132接收的信号指示期望所述信号被转发给包括ONU1121和1122的组，以致提供的数据只被块132转发给光调制器1461和1462。广谱LED130提供的波长λ'1和λ'2的信号用组播数据调制，而光波长λ'3～λ'N的剩余信号不被调制。从而，在组播数据被调制到的波长下，只有ONU1121和1122接收来自LED130的光信号，以致相应的组播数据被输出，以便由ONU1121和1122进一步传输。剩余的ONU不接收调制信号，以致不会得到信号。
图8(b)表示与图8(a)类似的方法，除了不同的组播数据将被传送给不同组的ONU之外。更具体地，在OLT102的组播块126的复用器132，接收给两个组的相应组播数据，从而向复用器132指出哪些ONU是相应组的一部分。根据该信息，复用器132把给组播组#1的数据转发给光调制器1461和1462，把给#2的组播数据转发给光调制器1464和1465。从而，波长λ'1和λ'2的信号用给组播组1的数据调制，波长λ'4和λ'5的信号用给组播组2的调制数据调制。如上关于广播方法所述，信号被传送给ONU，然而只有ONU1121和1122，以及ONU1124、1125在刚刚提及的波长下接收调制信号，于是接收给组#1(参见附图标记1501)和给组#2(参见附图标记1502)的组播数据。通过在调制器中阻挡传输，剩余的ONU1123和1126不接收光信号，于是在其输出不提供数据。
图9表示按照本发明的另一个实施例的提供允许PON中的一个组播组的组播能力的WDM-PON体系结构。除了元件1461～1465是光开关之外，OLT102的结构对应于参考图7说明的结构。按照图9中描述的实施例，组播数据可被提供给ONU1121～1126中的一个或多个。例如，当希望只向ONU1121和1122组播数据时，利用调制器132，期望的组播数据被调制到LED130的输出信号上，并且通过AWG140，该信号被提供给相应的输出端口1441～1445。根据哪个ONU将接收组件数据，控制光开关。例如，当只有ONU1121和1123应接收组播数据时，光开关1461和1463被启动，以允许从AWG140输出的信号通过，从而只提供由ONU1121和1123检测的具有波长λ'1和λ'3的信号。在分配给它们用于接收组播数据的波长下，其它ONU不接收信号。从而，图9描述组播功能性局限于WDM-PON中的仅仅一个组的WDM-PON体系结构的实施例。使用广谱光源130，比如LED，并且通过利用外部调制器132，比如电吸收调制器，用组播数据调制广谱光源130。调制光信号被送入最初用于下行链路和上行链路光信号的复用和解复用的N×N无源波长路由器(例如，AWG)140的第一端口中。具有宽光谱的组播光信号在AWG140的输出被空间分离。对于不需要组播数据的那些ONU，用光开关阻挡组播传输。
下面参考图10，说明组播数据的效果，在图10中，设定按照图7的OLT，即，允许在PON中具有不同组播组的OLT。图10(a)表示与图4和图5类似的情形。更具体地，图10(a)表示具有多个小区的无线通信网络的示意图，所述多个小区具有相应的基站。假定第一用户设备UE1由基站BS1～BS3服务，如用圆134所示。第二用户设备UE2由基站BS4和BS5服务，如用圆134'所示。假定系统利用CoMP，借助不同的基站服务用户设备。基站BS1和BS5经WDM-PON连接到OLT102，在OLT102，提供相应的组播数据块1361和1362，以便传送给相应的用户设备。块1361与用户设备UE1相关，而块1362与用户设备UE2相关。
通过应用按照图7和8的实施例的本发明的方法，实现如图10(b)中所示的情形，其中相应的数据块1361和1362分别被只转发给组134和134'的基站。更具体，基站BS1～BS3接收数据块1361，而基站BS4和BS5接收数据块1362。基站BS6～BS9不接收任何数据块。从而，图10描述本发明的向WDM-PON系统中的不同组组播数据的方法的效率。
图11表示组播如何能够增强网络MIMO，外加可行性的评估。图11表明组播增大网络MIMO的群集可行性，这又导致改善的用户吞吐量。
尽管关于设备说明了一些方面，不过显然这些方面也代表对应方法的说明，其中块或装置对应于方法步骤，或者方法步骤的特征。类似地，关于方法步骤说明的方面也代表对应设备的对应块或零件或特征的说明。
取决于某些实现要求，本发明的实施例可用硬件或软件实现。可以利用保存有电可读控制信号的数字或非临时性存储介质，比如软盘、DVD、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪速存储器，完成所述实现，所述电可读控制信号与(或者能够与)可编程计算机系统协作，以致实现相应方法。按照本发明的一些实施例包含具有电可读控制信号的非临时性数据载体，所述电可读控制信号能够与可编程计算机系统协作，以致实现这里说明的方法之一。通常，本发明的实施例可被实现成具有程序代码的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，所述程序代码能够实现这里说明的方法之一。例如，程序代码可保存在机器可读载体上。其它实施例包含保存在机器可读载体上的，实现这里说明的方法之一的计算机程序。
换句话说，于是，本发明的方法的一个实施例是具有程序代码的计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码实现这里说明的方法之一。于是，本发明的方法的另一个实施例是一种数据载体(或者数字存储介质，或者计算机可读介质)，所述数据载体包含记录在上面的，用于实现这里说明的方法之一的计算机程序。于是，本发明的方法的另一个实施例是代表用于实现这里说明的方法之一的计算机程序的数据流或信号序列。例如，所述数据流或信号序列可被配置成经数据通信连接，例如经因特网传送。另一个实施例包含配置成或者适合于实现这里说明的方法之一的处理装置，例如计算机，或者可编程逻辑器件。另一个实施例包含装有实现这里说明的方法之一的计算机程序的计算机。
在一些实施例中，可以使用可编程逻辑器件(例如，现场可编程门阵列)来实现这里说明的方法的一些或所有功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作，以实现这里说明的方法之一。通常，所述方法最好用任意硬件设备实现。
上述实施例只是本发明的原理的举例说明。显然对本领域的技术人员来说，这里说明的安排和细节的修改和变化是显而易见的。于是，本发明仅由附加的专利权利要求的范围限定，而不受利用这里的实施例的说明和解释给出的具体细节限定。

Claims (15)

1.一种通信系统(100)的中心节点(102)，所述通信系统(100)具有通过无源光网络(104,1061-106N,108)与中心节点(102)耦接的多个节点(BS1-BS9,1121-112N)，所述中心节点(102)包括：
适合于耦接到无源光网络(104,1061-106N,108)的输出端口；和
具有耦接到所述输出端口的多个输出(1441-144N)的复用器/解复用器设备(140)，
其中复用器/解复用器设备(140)适合于把来自多个光源(1201-120N)的光信号复用到所述多个输出(1441-144N)之一(1445,144N)，并且把来自广谱光源(130)的光信号解复用到所述多个输出(1441-144N)，以及
其中为了把数据传送给通信系统(100)的一组节点(BS1-BS9,1121-112N)，所述中心节点(102)适合于利用在复用器/解复用器设备(140)的所述多个输出(1441-144N)处的光信号，在所述输出端口处有选择地提供所述数据。
2.按照权利要求1所述的中心节点(102)，包括：
适合于把在复用器/解复用器设备的所述多个输出(1441-144N)处的光信号耦接到所述输出端口的光耦合器(128)；和
耦接在复用器/解复用器设备(140)的相应输出(1441-144N)和所述光耦合器(128)之间的多个设备(1461-146N)，所述多个设备(1461-146N)中的每一个适合于有选择地把待传送给一组节点中的节点的数据提供给所述光耦合器(128)。
3.按照权利要求1或2所述的中心节点(102)，其中
所述复用器/解复用器设备(140)适合于接收来自所述广谱光源(130)的调制光信号，并且把所述调制光信号解复用到所述多个输出(1441-144N)，所述调制光信号包含待传送给通信系统(100)中的一组节点(BS1-BS9,1121-112N)的数据，以及
所述中心节点(102)适合于有选择地把所述调制光信号耦接到所述输出端口。
4.按照权利要求1-3之一所述的中心节点(102)，包括：
广谱光源(130)；
调制器(132)，具有耦接到所述广谱光源(130)的输出以接收未调制光信号的第一输入、适合于接收调制信号以便用待传送给所述一组节点的数据调制光信号的第二输入、以及耦接到复用器/解复用器设备(140)并且适合于提供调制光信号的输出；以及
多个光开关(1461-146N)，其中光开关(1461-146N)被设置在复用器/解复用器设备(140)的所述多个输出(1441-144N)中的每个输出与所述输出端口之间，
其中所述中心节点(102)适合于控制所述多个光开关(1461-146N)，以致只有与所述一组节点中的节点相关的那些调制光信号被转发给所述输出端口。
5.按照权利要求1或2所述的中心节点(102)，其中
所述复用器/解复用器设备(140)适合于接收来自所述广谱光源(130)的未调制信号，并且把所述未调制信号解复用到所述多个输出(1441-144N)，以及
所述中央节点(102)适合于调制在所述多个输出(1441-144N)处的与所述一组节点中的节点(BS1-BS9,1121-112N)相关的那些未调制光信号，其中光信号被调制，以包含待传送给所述一组节点的数据。
6.按照权利要求5所述的中心节点(102)，其中为了把第一数据传送给第一组节点并且把第二数据传送给第二组节点，所述中心节点(102)适合于调制在所述多个输出(1441-144N)处的与所述第一组节点中的节点相关的第一组光信号，从而包含第一数据，并且适合于调制在所述多个输出(1441-144N)处的与所述第二组节点中的节点相关的第二组光信号，从而包含第二数据。
7.按照权利要求1、2、5或6之一所述的中心节点(102)，包括：
广谱光源(130)，耦接到复用器/解复用器设备(140)，用于提供未调制光信号；和
多个调制器(1461-146N)，其中调制器(1461-146N)被设置在复用器/解复用器设备(140)的所述多个输出中的每个输出与所述输出端口之间，
其中所述中心节点(102)适合于有选择地控制所述多个调制器(1461-146N)有选择地调制在所述多个输出(1441-144N)处的各个光信号，以包含将被传送给通信系统(100)中的一组或多组节点的数据。
8.按照权利要求1-7之一所述的中心节点(102)，其中通信系统(100)中的每个节点(BS1-BS9,1121-112N)已分配由所述广谱光源(130)提供的宽光谱中的不同波长，并且适合于检测在所分配波长下的光信号，并且其中复用器/解复用器设备(140)适合于把从所述广谱光源(130)接收的光信号解复用成多个光信号，解复用的光信号具有与分配给相应节点(BS1-BS9,1121-112N)的波长对应的相应波长。
9.按照权利要求1-8之一所述的中心节点(102)，包括：
多个光源(1201-120N)，所述多个光源(1201-120N)适合于提供在分配给通信系统(100)中的相应节点(BS1-BS9,1121-112N)的相应光波长下的相应光信号，
其中复用器/解复用器设备(140)包括用于接收来自所述多个光源(1201-120N)的光信号的多个输入，以及
其中复用器/解复用器设备(140)适合于在接收来自所述多个光源(1201-120N)之一的光信号的输入之一处，还接收来自所述广谱光源(130)的光信号，或者在其他输入处接收来自所述广谱光源(130)的光信号。
10.按照权利要求1-9之一所述的中心节点(102)，其中
所述复用器/解复用器设备(140)包括阵列波导光栅；
所述广谱光源(130)包括发光二极管，以及
所述光源(1201-120N)包括相应的激光设备。
11.一种无线通信系统(100)，包括：
适合于提供与一个或多个无线设备的无线通信的多个节点(BS1-BS9,1121-112N)；和
根据权利要求1-10之一所述的至少一个中心节点(102)，
其中所述至少一个中心节点(102)和所述多个节点(BS1-BS9,1121-112N)中的一个或多个节点由构成中心节点(102)和所述节点(BS1-BS9,1121-112N)之间的回程链路的无源光网络(104,1061-106N,108)耦接。
12.一种用于通信系统(100)的中心节点(102)的光复用器/解复用器设备(140)，所述通信系统(100)具有通过无源光网络(104,1061-106N,108)耦接到所述中心节点(102)的多个节点(BS1-BS9,1121-112N)，所述光复用器/解复用器设备(140)包括：
适合于接收来自多个光源(1201-120N)的光信号和来自广谱光源(130)的光信号的多个输入；
多个输出(1441-144N)，其中所述光复用器/解复用器设备(140)被配置成把来自所述多个光源(1201-120N)的光信号复用到所述多个输出(1445,144N)之一，并且其中所述光复用器/解复用器设备(140)被配置成把来自所述广谱光源(130)的光信号解复用成在所述多个输出(1441-144N)处的不同波长的多个光信号；
适合于把在所述多个输出(1441-144N)处的光信号耦接到输出端口的无源光耦合器(128)；以及
耦接在所述多个输出(1441-144N)中的相应输出与所述无源光耦合器(128)之间的多个设备(1461-146N)，所述多个设备(1461-146N)中的每个设备适合于有选择地把待传送给一组节点中的节点的数据提供给所述光耦合器(128)。
13.一种用于把数据传送给通信系统(100)中的一组或多组节点(BS1-BS9,1121-112N)的方法，所述通信系统(100)具有通过无源光网络(104,1061-106N,108)耦接到中心节点(102)的多个节点(BS1-BS9,1121-112N)，所述方法包括：
在所述中心节点(102)处产生广谱光信号；
从所述广谱光信号中选择波长与分配给所述一组或多组节点中的节点的波长对应的那些光信号；以及
利用所选择的光信号，通过所述无源光网络(104,1061-106N,108)把数据提供给所述一组或多组节点中的相应节点。
14.按照权利要求14所述的方法，其中选择包括：
只调制将包含具有分配给所述一组或多组节点中的各个节点的波长的数据的那些光信号，或者
提供调制的广谱光信号，并且只转发与分配给所述一组节点中的各个节点的波长对应的那些波长。
15.一种包括用机器可读载体保存的指令的计算机程序产品，当在计算机上执行所述指令时，所述指令实现按照权利要求13或14所述的方法。
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