CN104066016A - 一种基于可调谐激光器的无色onu上行波长设置方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可调谐激光器的无色ONU上行波长设置方法及系统，涉及无源光网络领域。所述方法包括：S1、光网络单元ONU(105)的第一控制单元(1053)控制可调谐激光器进行波长轮询，当轮询到某一波长与远端节点RN(103)的通道波长匹配时则该波长光信号将传输至OLT(101)；S2、OLT(101)的第一光接收机(1012)接收ONU(105)发出的上行光信号后发出收有光状态信号并将此信号报告给第二控制单元(1014)控制第二光发射机(1011)发射下行光信号；S3、ONU(105)接收下行光信号后发出收有光状态信号给第一控制单元(1053)，若第一控制单元(1053)收到此状态信号则发出停止轮询指令并记录此时的波长值，完成ONU上行波长配置。所述系统包括基于可调谐激光器的光网络单元ONU、分支光纤DF、远端节点RN、馈线光纤FF、光线路终端OLT。

Description

一种基于可调谐激光器的无色ONU上行波长设置方法及系统

技术领域

本发明涉及无源光网络技术领域，尤其涉及一种波分复用无源网络(WDM-PON)系统无色光网络单元ONU的实现方法。

背景技术

近年来，随着多媒体、互动游戏、高清电视等新兴业务的迅猛发展，用户对带宽的需求越来越大。目前，提高带宽的难点主要集中在光纤通信网络的“最后一公里”——接入网。现有TDM-PON接入网技术的系统容量已越来越不能满足需求，而WDM-PON作为一种宽带大容量的PON接入网技术，被认为是下一代最具前景和希望的接入网技术。在WDM-PON系统中，需要对每一个ONU的工作波长进行配置，因此实现对ONU波长灵活配置的无色ONU技术是该系统的一项关键技术。无色ONU技术能够实现ONU的一致性，便于批量生产，简化网络的安装和管理维护工作，可有效降低ONU成本和运营成本。

目前的无色ONU技术包括：基于光谱分割技术的无色ONU、基于波长重用技术的无色ONU、基于种子光源阵列下发的无色ONU和基于可调谐激光器的无色ONU。由于缩短了光源与调制器间的距离，提高了进入调制器的光载波的线宽、偏振稳定性与功率稳定性等的质量，基于可调谐激光器的无色ONU被认为是最理想的方案之一。基于可调谐激光器的无色ONU接入WDM-PON系统后，可通过电调谐、温度调谐、机械调谐等方式配置上行波长。由于可调谐激光器能发射不同波长的激光，即，可通过辅助手段对可调谐激光器的波长进行调谐使其工作在特定波长。采用此种方案的WDM-PON系统不需要OLT下发上行光载波，避免了下发上行光载波产生的后向瑞利散射、端面散射等对上行光信号的影响，并且基于可调谐激光器的本地产生上行光载波方案具有载波线宽窄，能够提高光信号质量等优势。

发明内容

（一）技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于可调谐激光器的无色ONU上行波长配置方法及系统，用于解决现有WDM-PON中在链路层的MAC子层中设计专门的波长自动配置协议使OLT以下发数据包的方式对ONU的上行波长进行配置的问题。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于可调谐激光器的无色ONU上行波长设置方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在光网络单元ONU105中，其第一控制单元1053控制波长可调谐激光器进行波长逐个轮询输出，设轮询时间间隔为t，当波长可调谐激光器轮询到某一波长与远端节点RN103的通道波长匹配时，则该波长的光信号将传至光线路终端OLT101；

S2、光线路终端OLT101接收ONU105发出的上行光信号，OLT101的第二光接收机模块1012发出收有光状态信号且将收有光状态信号报告给OLT101的第二控制单元1014，第二控制单元1014控制OLT101的第二光发射机模块1011发射下行光信号，经OLT101的光波分复用/解复用器1013复用后再经馈线光纤FF102传至远端节点RN103，经RN103解复用后进入分支光纤DF104；

S3、ONU105接收分支光纤DF104传输的下行光信号，在时间t内，若ONU(105的第一光接收机模块1051发出收有光状态信号则将该状态信号报告至ONU105的第一控制单元1053，第一控制单元1053发出停止轮询指令并记录可调谐激光器此时的波长值，完成ONU上行波长配置，否则继续步骤S1、S2。

所述光波分复用/解复用器1013的通道个数为偶数，通道波长分别为λ₁、λ₂、…、λ_2n-1、λ_2n；

所述第二光发射机模块1011的工作波长分别为λ₁、λ₃、…、λ_2n-1，与光波分复用/解复用器1013对应通道波长的通道连接；

所述第二光接收机模块1012的工作波长分别为λ₂、λ₄、…、λ_2n-2、λ_2n，与光波分复用/解复用器1013对应通道波长的通道连接；

所述远端节点RN103包括光波分复用/解复用器，其通道波长与光波分复用/解复用器1013对应，为λ₁、λ₂、…、λ_2n-1、λ_2n；

所述远端节点RN103的通道波长为λ₁、λ₃、…、λ_2n-1的通道通过分支光纤DF104与ONU105的第一光接收机模块1051连接，通道波长为λ₂、λ₄、…、λ_2n-2、λ_2n的通道通过分支光纤DF104与ONU105的第一光发射机模块1052连接。

对应上述方法的技术方案，本发明还提出了一种基于可调谐激光器的无色ONU上行波长设置系统，包括光线路终端OLT101、馈线光纤FF102、远端节点RN103、分支光纤DF104、基于可调谐激光器的光网络单元ONU105：

所述光线路终端OLT101和馈线光纤FF102、远端节点RN103、分支光纤DF104、基于可调谐激光器的光网络单元ONU105依次连接；

所述光网络单元ONU105包括第一光接收机模块1051、第一光发射机模块1052和第一控制单元1053，其中第一光发射机模块1052包括可调谐激光器和外调制器，第一控制单元1053用于控制第一光接收机模块1051、第一光发射机模块1052的工作流程；

所述分支光纤DF104两两一组绑定，一根用于传输上行光信号，另一根传输下行光信号；

所述光线路终端OLT包括第二光发射机模块1011、第二光接收机模块1012、光波分复用/解复用器1013、第二控制单元1014，其中第二控制单元1014用于控制第二光发射机模块1011、第二光接收机模块1012的工作流程。

（三）有益效果

本发明仅利用物理层即可实现基于可调谐激光器的无色ONU上行波长配置，不需在链路层的MAC子层中使OLT以下发数据包的方式告知ONU进行波长匹配，功能简单，可靠性高；ONU的使用不受地理位置限制，只需对ONU中的原有数据格式化，即可随意改变其接入WDM-PON系统的通道，无需人工操作，ONU自动搜索通道波长，安装简单且易于管理维护；实现了ONU的一致性，便于批量生产，简化网络的安装和管理维护工作，可有效降低ONU成本和运营成本。

附图说明

图1为本发明提出的基于可调谐激光器的无色ONU的WDM-PON系统结构图；

图2为本发明提出的基于可调谐激光器的无色ONU上行波长设置的流程图；

图3为本发明提出的基于可调谐激光器的无色ONU上行波长配置过程中ONU端控制流程图；

图4为本发明提出的基于可调谐激光器的无色ONU上行波长配置过程中OLT端控制流程图；

图5为本发明提出的基于可调谐激光器的无色ONU上行波长配置过程中OLT与ONU的交互流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图1为本发明提出的基于可调谐激光器的无色ONU的WDM-PON系统结构图，包括光线路终端OLT101、馈线光纤FF102、远端节点RN103、分支光纤DF104和光网络单元ONU105，其中光线路终端OLT101、馈线光纤FF102、远端节点RN103、分支光纤DF104和光网络单元ONU105依次连接。光线路终端OLT101用于接收光网络单元ONU105发出的上行光信号并发出下行光信号；馈线光纤FF102用于向上传递上行光信号和向下传递下行光信号；远端节点RN103用于将下行光信号解复用，并将上行光信号复用；分支光纤DF104用于将经过远端节点RN103解复用的下行光信号传递给光网络单元ONU105，并将光网络单元ONU105发出的上行光信号传递给远端节点RN103进行复用；光网络单元ONU105用于接收光线路终端OLT101发出的下行光信号并发出上行光信号。

光线路终端OLT101由第二光发射机模块1011、第二光接收机模块1012、光波分复用/解复用器1013和第二控制单元1014组成。光波分复用/解复用器1013通带波长分别为λ₁、λ₂、…、λ_2n-1、λ_2n，第二光发射机模块1011的工作波长分别为λ₁、λ₃、…、λ_2n-1与光波分复用/解复用器1013的对应波长的通道相连；第二光接收机模块1012分别与光波分复用/解复用器1013通带波长为λ₂、λ₄、…、λ_2n-2、λ_2n的通道相连。下行传输方向：光波分复用/解复用器1013将光发射机模块发出的下行光信号复用为一路送入馈线光纤FF102；上行传输方向：光波分复用/解复用器1013接收馈线光纤FF102中传输的上行光信号并解复用后送入第二光接收机模块1012。第二控制单元模块1014控制第二光发射机模块1011和第二光接收机模块1012的工作流程。

馈线光纤FF102接收光波分复用/解复用器1013复用的下行光信号，并将其馈入远端节点RN103；同时接收远端节点RN103复用的上行光信号，并将其馈入光波分复用/解复用器1013。

远端节点RN103由光波分复用/解复用器构成，与光波分复用/解复用器1013对应，其通带波长分别为λ₁、λ₂、…、λ_2n-1、λ_2n。下行传输方向：远端节点RN103接收馈线光纤FF102馈入的下行光信号并进行波分解复用后送入分支光纤DF104；上行传输方向：远端节点RN103接收分支光纤DF104馈入的上行光信号并进行波分复用后送入馈线光纤FF102。

分支光纤DF104连接远端节点RN103和光网络单元ONU105。分支光纤DF104中的光纤两两一组绑定，一根传输上行光信号，另一根传输下行光信号。

光网络单元ONU105由第一光接收机模块1051、第一光发射机模块1052和第一控制单元1053组成。其中，第一光接收机模块1051通过DF104分别与RN103通带波长为λ₁、λ₃、…、λ_2n-1的通道相连，接收下行业务信号；第一光发射机模块1052包括可调谐激光器和外调制器，其通过DF104与RN103通带波长为λ₂、λ₄、…、λ_2n-2、λ_2n的通道相连，发射上行业务信号；第一控制单元1053控制第一光发射机模块1052和第一光接收机模块1051的工作流程。

图2为本发明提出的基于可调谐激光器的无色ONU上行波长设置的流程图，包括以下步骤：

S1：在光网络单元ONU105中，其第一控制单元1053控制波长可调谐激光器进行波长逐个轮询输出，设轮询时间间隔为t，当波长可调谐激光器轮询到某一波长与远端节点RN103的通道波长匹配时，则该波长的光信号将传至光线路终端OLT101；

S2、光线路终端OLT101接收ONU105发出的上行光信号，OLT101的第二光接收机模块1012发出收有光状态信号且将收有光状态信号报告给OLT101的第二控制单元1014，第二控制单元1014控制OLT101的第二光发射机模块1011发射下行光信号，经OLT101的光波分复用/解复用器1013复用后再经馈线光纤FF102传至远端节点RN103，经RN103解复用后进入分支光纤DF104；

S3、ONU105接收分支光纤D104传输的下行光信号，在时间t内，若ONU105的第一光接收机模块1051发出收有光状态信号则将该状态信号报告至ONU105的第一控制单元1053，第一控制单元1053发出停止轮询指令并记录可调谐激光器此时的波长值，完成ONU上行波长配置，否则继续步骤S1、S2。

图3、4、5分别为本发明提出的基于可调谐激光器的无色ONU上行波长配置过程中ONU端控制流程图、OLT端控制流程图、OLT与ONU的交互流程图。以ONU1为例，具体描述如下：

(1)如图3所示，ONU105上电，ONU系统初始化;

(2)如图3所示，第一控制单元1053轮询改变可调谐激光器的波长，轮询的时间间隔为t；

(3)如图5所示，当可调谐激光器轮询到某一波长恰与所连接分支光纤104的通道波长匹配时，则该波长的光信号将传输至OLT101；

(4)如图4所示，若OLT101的第二光接收机1012发出收有光状态信号且将收有光状态信号报告给第二控制单元1014，则第二控制单元1014对第二光发射机1011下发开启命令；

(5)如图5所示，在t时间间隔内，若ONU1的第一光接收机1051发出收有光状态信号，并将收有光状态信号报告给第一控制单元1053，则进入下一步流程，否则回到步骤(2)继续轮询；

(6)如图3所示，第一控制单元1053停止对可调谐激光器波长的轮询变化，并将此值记录到可调谐激光器的上行波长寄存器内；

(7)如图3所示，完成上行波长初始化，发出完成波长配置指示信号，请求后续操作；

(8)ONU正常工作。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种基于可调谐激光器的无色光网络单元ONU上行波长设置方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在光网络单元ONU(105)中，其第一控制单元(1053)控制可调谐激光器进行波长逐个轮询输出，设轮询时间间隔为t，当可调谐激光器轮询到某一波长与远端节点RN(103)的通道波长匹配时，则该波长的光信号将传输至光线路终端OLT(101)；

S2、光线路终端OLT(101)接收ONU(105)发出的上行光信号，OLT(101)的第二光接收机模块(1012)发出收有光状态信号且将收有光状态信号报告给OLT(101)的第二控制单元(1014)，第二控制单元(1014)控制OLT(101)的第二光发射机模块(1011)发射下行光信号，经OLT(101)的光波分复用/解复用器(1013)复用后再经馈线光纤FF(102)传至远端节点RN(103)，经RN(103)解复用后进入分支光纤DF(104)；

S3、ONU(105)接收分支光纤DF(104)传输的下行光信号，在时间t内，若ONU(105)的第一光接收机模块(1051)发出收有光状态信号则将该状态信号报告至ONU(105)的第一控制单元(1053)，第一控制单元(1053)发出停止轮询指令并记录可调谐激光器此时的波长值，完成ONU上行波长配置，否则继续步骤S1、S2。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光波分复用/解复用器(1013)的通道个数为偶数，通道波长分别为λ₁、λ₂、…、λ_2n-1、λ_2n。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二光发射机模块(1011)的工作波长分别为λ₁、λ₃、…、λ_2n-1，与光波分复用/解复用器(1013)对应通道波长的通道连接。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二光接收机模块(1012)的工作波长分别为λ₂、λ₄、…、λ_2n-2、λ_2n，与光波分复用/解复用器(1013)对应通道波长的通道连接。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述远端节点RN(103)包括光波分复用/解复用器，其通道波长与光波分复用/解复用器(1013)对应，为λ₁、λ₂、…、λ_2n-1、λ_2n。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述远端节点RN(103)的通道波长为λ₁、λ₃、…、λ_2n-1的通道通过分支光纤DF(104)与第一光接收机模块(1051)连接，通道波长为λ₂、λ₄、…、λ_2n-2、λ_2n的通道通过分支光纤DF(104)与第一光发射机模块(1052)连接。

7.一种基于可调谐激光器的无色ONU上行波长设置系统，其特征在于，包括：光线路终端OLT(101)、馈线光纤FF(102)、远端节点RN(103)、分支光纤DF(104)、基于可调谐激光器的光网络单元ONU(105)，其中光线路终端OLT(101)和馈线光纤FF(102)、远端节点RN(103)、分支光纤DF(104)、基于可调谐激光器的光网络单元ONU(105)依次连接。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述光网络单元ONU(105)包括第一光接收机模块(1051)、第一光发射机模块(1052)和第一控制单元(1053)，其中第一光发射机模块(1052)包括可调谐激光器和外调制器，第一控制单元(1053)用于控制第一光接收机模块(1051)、第一光发射机模块(1052)的工作流程。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述分支光纤DF(104)两两一组绑定，一根用于传输上行光信号，另一根传输下行光信号。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述光线路终端OLT包括第二光发射机模块(1011)、第二光接收机模块(1012)、光波分复用/解复用器(1013)、第二控制单元(1014)，其中第二控制单元(1014)用于控制第二光发射机模块(1011)、第二光接收机模块(1012)的工作流程。