CN104518840A

CN104518840A - 一种波长校准的方法、光网络单元及光线路终端

Info

Publication number: CN104518840A
Application number: CN201310467112.3A
Authority: CN
Inventors: 张德智; 张伟良; 耿丹; 袁立权
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2033-10-07
Also published as: CN104518840B

Abstract

本申请公开了一种波长校准的方法、光网络单元及光线路终端，应用于无源光网络系统中，所述方法包括：光网络单元ONU在当前波长的探测通道上，上行发送探测信号，所述探测通道为与所述当前波长上的数据通道不同的传输通道；ONU等待对应的响应消息，确定所述当前波长是否属于可工作的波长。本发明在与数据通道不同的探测通道上发送探测信号，在OLT侧探测信号是和数据通道进行区分接收和后续处理的，所以不会对正常ONU的数据通信产生干扰。

Description

一种波长校准的方法、光网络单元及光线路终端

技术领域

本发明涉及无源光网络，尤其涉及一种波长校准的方法、光网络单元及光线路终端。

背景技术

如图1所示，NG-PON2（Next generation-Passive optical network2，下一代-无源光网络2）系统是通过叠加不同波长组的单波长对PON（Passive opticalnetwork，无源光网络）系统组合搭建而成。

每个波长组（CHANNEL PAIR，CP）对应于NG-PON2OLT Port-x，基本上可以认为波长组是由一个上行波长和一个下行波长组成，有些特殊情况下，波长组也可以是由一个下行波长和多个上行波长组成。

NG-PON2的ONU（Optical Network Unit，光网络单元）可以通过调节其内置的可调发射机（T-Tx）和可调接收机（T-Rx）与不同的NG-PON2OLTPort-x配合工作和数据通信。

与传统PON系统不同的是，NG-PON2系统中如果ONU需要与OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）进行正常通讯，首要条件就是保障ONU的T-TX和T-Rx能和NG-PON2系统中至少一个下行波长和一个上行波长对齐（就是发和收两方的物理器件工作在同一个波长上）。对齐后ONU就可以进行注册激活的执行过程。

在NG-PON2系统中，OLT侧各波长组的波长一旦部署后可认为是不会变化的。ONU如果要对齐上述波长，则需要找到调节可调发射机或者可调接收机到相应波长的内部器件控制参数，内部器件控制参数可能是电压、电流和温度中的一种或多种。而ONU寻找相应波长的内部器件控制参数的过程，一般称之为“校准”（calibration）。

在每个波长对PON系统中，ONU都可以通过类似于传统PON协议，例如G.987.3XG-PON1的协议来进行注册激活。如图2所示，ONU经历O1到O5状态，逐一完成下行帧同步、上行通道参数获取、ONU-ID获取和测距等过程，然后进入到O5正常通讯状态。

传统的传输系统中，可调器件的波长校准一般是在工厂完成的。主要是考虑：传输系统要求系统安全性比较高，在工厂进行的可调器件校准程度比较精密，当然成本也比较高；但是在NG-PON2系统中，情况有所变化，主要包括：

一方面，接入系统对于ONU的设备成本比较敏感，一直在致力于低成本的设备实现，如果将校准过程放在ONU正常上线的过程中实现，可以降低部分工厂的校准成本；

另一方面，接入系统追求器件统一化，以形成规模降低成本。但是NG-PON2系统中上线波长仅定义了波长Band，没有定义具体的工作波长。也就是说，不同厂家的OLT实现，完全可以采用不同的上行波长进行设计，这样将有可能会因为波长对不上而导致ONU在工厂进行校准的参数完全失效。

在现有的技术条件下，ONU的下行可调接收机T-Rx的校准比较容易做到的，业界也有很多成熟的方案可以采用。比如，让T-Tx在下行波长所在的波带内扫描接收功率最高的一些波长位置，然后在这些波长位置上通过协议层定义的下行帧同步的方式进行通道信息的确认即可完成。

但是ONU的上行波长校准就难以自行判断了，需要OLT侧反馈相关信息，才能帮助ONU确认其在某个波长发射的波长是否就是某工作波长组的波长。如何在NG-PON2系统中通过OLT的配合来实现上行波长的在线校准；或者更进一步的问题是，如何利用现有的ONU注册激活机制，来支持ONU上行波长的在线校准需要得到解决。

现有的主要技术机制如下：

步骤1：ONU上行选择某一个波长，尝试利用现有上行数据通道发送上行Serial_Number_ONU消息，进行波长校准的探测；在消息中携带自身的SN（ONU设备序列号）号，以及ONU自身T-Rx调节同步并侦听到的下行波长通道号（DS_CH_ID）；

步骤2：如果OLT某上行波长通道对应的OLT-Port接收到该步骤1中的Serial_Number_ONU消息；OLT-PORT可以判断消息中的SN是否属于自身

负责响应的范畴；

（a）如果不属于，则OLT可以沉默不做响应；ONU继续调整T-Tx的波长并持续步骤1；

（b）如果属于，则OLT可以发送波长调整命令将ONU的上行调整到成对的波长组中，分配ONU-ID并继续注册激活过程。

上述方法在一些场景下是能正常工作的，但是依然存在一些缺陷和问题：

（1）NG-PON2系统一般包含4-8个波长组。也就是说，没有校准过的ONU，在对上行波长校准时，完成注册激活需要经过的步骤是M*（步骤1->步骤2中的a）+(步骤1->步骤2中的b)，其中M是在得到OLT响应之前的失败探测次数。因此ONU注册激活的时间是不确定的，M有可能等于1，也有可能很大，这个数值一方面取决于ONU设备探测波长时选择波长的方式，另外一方面也取决于ONU执行步骤1时碰到OLT波长组中上线波长的几率。带来的结果就是ONU的注册时间是不确定的，最长可能达到几秒钟，或者数十秒钟，用户体现比较差。

（2）在该方法中，因为ONU是不知道目前正在探测的波长是否是工作波长，也不知道在该波长发送探测信号的时隙是否是在该波长中预留的时间段。所以为了避免流氓ONU的问题，OLT在所有波长的上行通道上需要预留同步的时间段，以便让ONU的探测信号进入到任一波长探测时，都可以将探测信号发送在预留时间段，从而不影响正常ONU的数据通信。但是这样的话，就需要多波长的多个DBA（Dynamic Bandwidth Assignment，动态带宽分配，一般分析和分配的量级在毫秒级）模块实时同步。当OLT的多个波长的DBA分布在不同的线卡中时，实时同步就变成一种难度很高，很难实现的要求。

（3）如果按照上述方式进行上行波长校准，则ONU很可能停留在ONU选择的波长上，即：OLT允许进行注册激活的通道上，不再有机会继续进行其他上行波长的校准工作。这样在ONU上线完成进入O5状态后，将无法响应OLT在数据通信过程中发送的波长调整命令，因为OLT要求ONU调整波长时，很可能要求调整到的波长是ONU不具备校准参数的上行波长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种波长校准的方法、光网络单元及光线路终端，能够避免对ONU的数据通信产生干扰。

为解决上述技术问题，本发明的一种波长校准的方法，应用于无源光网络系统中，包括：

光网络单元ONU在当前波长的探测通道上，上行发送探测信号，所述探测通道为与所述当前波长上的数据通道不同的传输通道；

所述ONU等待对应的响应消息，确定所述当前波长是否属于可工作的波长。

进一步地，所述ONU在所述探测信号中携带以下信息中的一种或多种：

消息类型信息；

ONU身份相关信息；

ONU正在侦听的下行通道的标识；

ONU已探测到的上行波长的信息。

进一步地，所述ONU身份相关信息包含ONU采用的发送频率和/或ONU的标识。

进一步地，所述ONU在当前波长的探测通道上，上行发送探测信号，包括：

所述ONU采用低频或者低功率发送所述探测信号。

进一步地，还包括：

所述ONU在完成所述当前波长的校准后，选择下一个波长，为该波长进行校准，直到确定完成所有波长的校准。

进一步地，所述ONU等待对应的响应消息，确定所述当前波长是否属于可工作的波长，包括：

所述ONU如果在定时时间内接收到所述对应的响应消息，则确认所述当前波长属于可工作的波长；

或者，如果在定时时间内未接收到所述对应的响应消息，则将所述当前波长作为待校准波长。

进一步地，一种波长校准的方法，应用于无源光网络系统中，包括：

光线路终端OLT在一上行波长的探测通道上接收到探测信号后，发送对应的响应消息，所述探测通道为与所述上行波长上的数据通道不同的传输通道。

进一步地，所述探测信号中仅包含消息类型信息；

所述OLT在接收到所述探测信号后，在所有下行波长上发送所述对应的响应消息，所述响应消息用于指示有ONU在所述上行波长上进行探测。

进一步地，所述探测信号中包含ONU身份相关信息；

所述OLT在所述对应的响应消息中包含所述ONU身份相关信息；

其中，所述ONU身份相关信息包含ONU采用的发送频率和/或ONU的标识。

进一步地，所述探测信号中包含ONU正在侦听的下行通道的标识；

所述OLT根据所述ONU正在侦听的下行通道的标识，在ONU正在侦听的下行通道上发送所述对应的响应消息。

进一步地，所述探测信号中包含ONU已探测到的上行波长的信息；

所述OLT根据所述ONU已探测到的上行波长的信息，在所述对应的响应消息中指示所述ONU已完成所有波长的波长校准，或指示所述ONU使用已探测到的任一上行波长。

进一步地，所述发送对应的响应消息，包括：

所述OLT在下行波长上的数据通道，或与数据通道不同的传输通道上发送所述对应的响应消息。

进一步地，一种光网络单元，包括：波长校准单元和工作波长确定单元，其中：

所述波长校准单元，用于在当前波长的探测通道上，上行发送探测信号，所述探测通道为与所述当前波长上的数据通道不同的传输通道；

所述工作波长确定单元，用于等待对应的响应消息，确定所述当前波长是否属于可工作的波长。

进一步地，所述波长校准单元在所述探测信号中携带以下信息中的一种或多种：

消息类型信息；

ONU身份相关信息；

ONU正在侦听的下行通道的标识；

ONU已探测到的上行波长的信息。

进一步地，所述波长校准单元在当前波长的探测通道上，上行发送探测信号，包括：采用低频或者低功率发送所述探测信号。

进一步地，所述波长校准单元，还用于在完成所述当前波长的校准后，选择下一个波长，为该波长进行校准，直到确定完成所有波长的校准。

进一步地，所述工作波长确定单元等待对应的响应消息，确定所述当前波长是否属于可工作的波长，包括：

如果在定时时间内接收到所述对应的响应消息，则确认所述当前波长属于可工作的波长；

进一步地，一种光线路终端，包括：信号接收单元和响应消息发送单元，其中：

所述信号接收单元，用于在上行波长的探测通道上接收探测信号，所述探测通道为与所述上行波长上的数据通道不同的传输通道；

所述响应消息发送单元，用于在所述信号接收单元接收到探测信号后，发送对应的响应消息。

进一步地，所述探测信号中仅包含消息类型信息；

所述响应消息发送单元，具体用于在所述信号接收单元接收到所述探测信号后，在所有下行波长上发送所述对应的响应消息，所述响应消息用于指示有ONU在所述上行波长上进行探测。

进一步地，所述探测信号中包含ONU身份相关信息；

所述响应消息发送单元，具体用于在所述对应的响应消息中包含所述ONU身份相关信息；

所述响应消息发送单元，具体用于根据所述ONU正在侦听的下行通道的标识，在ONU正在侦听的下行通道上发送所述对应的响应消息。

所述响应消息发送单元，具体用于根据所述ONU已探测到的上行波长的信息，在所述对应的响应消息中指示所述ONU已完成所有波长的波长校准，或指示所述ONU使用已探测到的任一上行波长。

进一步地，所述响应消息发送单元发送对应的响应消息，包括：在下行波长上的数据通道，或与数据通道不同的传输通道上发送所述对应的响应消息。

综上所述，本发明在与数据通道不同的探测通道上发送探测信号，在OLT侧探测信号是和数据通道进行区分接收和后续处理的，所以不会对正常ONU的数据通信产生干扰。

附图说明

图1为现有技术中NG-PON2系统的架构图；

图2为现有技术中NG-PON2系统的ONU的注册激活的流程图；

图3为本发明实施方式的ONU侧的波长校准的方法的流程图；

图4为本发明实施方式的OLT侧的波长校准的方法的流程图；

图5为本发明实施方式的ONU的架构图;

图6为本发明实施方式的OLT的架构图。

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，申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图3所示，本申请在ONU侧的波长校准的方法，包括：

步骤301：ONU在O1状态，将可调接收机T-Rx调整到任一下行通道DS-1，尝试同步下行PON信号，同步成功后进入O2-3状态；

步骤302：ONU在进入O2-3状态后，将可调发射机T-Tx调整到当前待校准波长（以下简称为当前波长，也可以称为目标波长）US-x上，为当前波长进行上行波长的校准过程；

波长校准过程包括以下步骤303～306，包括：

步骤303：ONU在当前波长上的探测通道上向OLT上行发送探测信号，探测通道为与当前波长上的数据通道不同的传输通道；

本申请中ONU在探测信号中携带以下信息中的一种或多种：

消息类型信息；

ONU身份相关信息；ONU身份相关信息包含ONU采用的发送频率和/或ONU的标识。

ONU正在侦听的下行通道DS-1的标识；

ONU在步骤302之前已探测到的上行波长的信息。

本申请中ONU采用低频或者低功率发送探测信号。探测信号与NG-PON2系统的工作通道的信号通过频率滤波器或者波长调幅检测技术等与数据通道的信号在OLT的接收机侧进行区分接收和后续处理，因此不会产生干扰，也可以避免不同波长通道同步开窗的问题。

步骤304：ONU开启定时器T1并等待OLT在下行波长上发送的响应消息（对应的响应消息）；

步骤305：如果ONU在T1超时之前（定时时间内）收到对应响应消息，则认为当前波长US-x属于可工作的波长，并可以记录可调发射机内部的当前波长的校准信息，执行步骤307；

可工作的波长是OLT的某一个上行接收波长。

步骤306：如果直到T1超时，ONU都未收到对应的响应消息，则将当前波长US-x作为待校准波长，执行步骤307；

ONU未接收到对应的响应消息的原因，可能是因为当前波长不属于可工作的波长，也可能是因为线路故障，导致未接收到对应的响应消息，因此，将当前波长作为待校准波长，在后续的工作过程中再对该当前波长再次进行探测。

步骤307：ONU选择下一个波长，为该波长进行波长校准过程（执行步骤303～307），直到确认完成所有波长的波长校准。

ONU在接收到的对应的响应消息中包含已完成所有波长的波长校准的指示信息的情况下，确定完成所有波长的波长校准。

如图4所示，本申请在OLT侧的波长校准的方法，包括：

步骤401：OLT在上行波长的探测通道上接收探测信号，探测通道为与上行波长上的数据通道不同的传输通道；

步骤402：OLT在接收到探测信号后，发送对应的响应消息。

上述对应的响应消息的内容和发送通道是基于ONU的探测信号所携带的信息来确定的，下面根据探测信号携带的信息分别对OLT发送的响应消息的内容和发送通道进行说明。

（一）在步骤303中的探测信号中仅携带消息类型信息，仅是让OLT获知有一个ONU在当前波长正在进行探测。这时步骤402中OLT可以在所有波长对的下行通道上，广播发送对应的响应消息，响应消息用于指示有一个ONU正在当前波长上进行探测。这时候执行探测的ONU就能获知当前波长的校准信息了。

（二）在步骤303中的探测信号中可以包含ONU身份相关信息。ONU身份相关信息包含ONU采用的发送频率和/或ONU的标识。

例如，a）发送频率：不同的ONU采用不同的频率点，OLT在下发对应的响应消息时，将检测到的频率点携带在对应的响应消息中，这样可以使同时探测的ONU相互区分；b）将ONU的标识之类的标识信息携带在对应的响应消息中，这样OLT下发的对应的响应消息中可以直接包含ONU的标识，这样ONU也能区分步骤42中的属于自身的响应消息。

（三）在步骤303中的探测信号中可以携带ONU正在侦听的下行通道的标识，步骤402中的OLT可以至少在对应的单下行波长内发送对应的响应消息，而在其他下行波长通道中选择发送或者不发送对应的响应消息，在有需要的时候可以节约下行带宽。

（四）在步骤303中的探测信号中可以携带ONU已探测到的上行波长的信息，这样可以帮助OLT在对应的响应消息中包含调整ONU波长的指令（需要提前知道ONU的波长调节能力）等，如在对应的响应消息中指示ONU已完成所有波长的波长校准，或指示ONU使用已探测到的任一上行波长。

本申请中OLT在下行波长上的数据通道，或与数据通道不同的传输通道上发送对应的响应消息。

如图5所示，本申请还提供了一种光网络单元，包括：波长校准单元和工作波长确定单元，其中：

波长校准单元，用于在当前波长的探测通道上，上行发送探测信号，探测通道为与当前波长上的数据通道不同的传输通道；

工作波长确定单元，用于等待对应的响应消息，确定当前波长是否属于可工作的波长。

波长校准单元在探测信号中携带以下信息中的一种或多种：

消息类型信息；

ONU身份相关信息；

ONU正在侦听的下行通道的标识；

ONU已探测到的上行波长的信息。

ONU身份相关信息包含ONU采用的发送频率和/或ONU的标识。

波长校准单元在当前波长的探测通道上，上行发送探测信号，包括：采用低频或者低功率发送探测信号。

波长校准单元，还用于在完成当前波长的校准后，选择下一个波长，为该波长进行校准，直到确定完成所有波长的校准。

工作波长确定单元等待对应的响应消息，确定当前波长是否属于可工作的波长，包括：如果在定时时间内接收到对应的响应消息，则确认当前波长属于可工作的波长；如果在定时时间内未接收到对应的响应消息，则将所述当前波长作为待校准波长。

如图6所示，本申请还提供了一种光线路终端，包括：信号接收单元和响应消息发送单元，其中：

信号接收单元，用于在上行波长的探测通道上接收探测信号，探测通道为与上行波长上的数据通道不同的传输通道；

响应消息发送单元，用于在信号接收单元接收到探测信号后，发送对应的响应消息。

探测信号中仅包含消息类型信息；

响应消息发送单元，具体用于在信号接收单元接收到探测信号后，在所有下行波长上发送对应的响应消息，响应消息用于指示有ONU在上行波长上进行探测。

探测信号中包含ONU身份相关信息；

响应消息发送单元，具体用于在对应的响应消息中包含ONU身份相关信息；

其中，ONU身份相关信息包含ONU采用的发送频率和/或ONU的标识。

探测信号中包含ONU正在侦听的下行通道的标识；

响应消息发送单元，具体用于根据ONU正在侦听的下行通道的标识，在ONU正在侦听的下行通道上发送对应的响应消息。

探测信号中包含ONU已探测到的上行波长的信息；

响应消息发送单元，具体用于根据ONU已探测到的上行波长的信息，在对应的响应消息中指示ONU已完成所有波长的波长校准，或指示ONU使用已探测到的任一上行波长。

响应消息发送单元发送对应的响应消息，包括：在下行波长上的数据通道，或与数据通道不同的传输通道上发送对应的响应消息。

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，所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。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种波长校准的方法，应用于无源光网络系统中，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述ONU在所述探测信号中携带以下信息中的一种或多种：

消息类型信息；

ONU身份相关信息；

ONU正在侦听的下行通道的标识；

ONU已探测到的上行波长的信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ONU身份相关信息包含ONU采用的发送频率和/或ONU的标识。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述ONU在当前波长的探测通道上，上行发送探测信号，包括：

所述ONU采用低频或者低功率发送所述探测信号。

5.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，还包括：

6.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述ONU等待对应的响应消息，确定所述当前波长是否属于可工作的波长，包括：

7.一种波长校准的方法，应用于无源光网络系统中，包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述探测信号中仅包含消息类型信息；

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述探测信号中包含ONU身份相关信息；

所述OLT在所述对应的响应消息中包含所述ONU身份相关信息；

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述探测信号中包含ONU正在侦听的下行通道的标识；

11.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述探测信号中包含ONU已探测到的上行波长的信息；

12.如权利要求7～11任意之一所述的方法，其特征在于，所述发送对应的响应消息，包括：

13.一种光网络单元，包括：波长校准单元和工作波长确定单元，其中：

14.如权利要求13所述的光网络单元，其特征在于：

所述波长校准单元在所述探测信号中携带以下信息中的一种或多种：

消息类型信息；

ONU身份相关信息；

ONU正在侦听的下行通道的标识；

ONU已探测到的上行波长的信息。

15.如权利要求14所述的光网络单元，其特征在于，所述ONU身份相关信息包含ONU采用的发送频率和/或ONU的标识。

16.如权利要求13、14或15所述的光网络单元，其特征在于：

所述波长校准单元在当前波长的探测通道上，上行发送探测信号，包括：采用低频或者低功率发送所述探测信号。

17.如权利要求13、14或15所述的光网络单元，其特征在于：

所述波长校准单元，还用于在完成所述当前波长的校准后，选择下一个波长，为该波长进行校准，直到确定完成所有波长的校准。

18.如权利要求13、14或15所述的光网络单元，其特征在于：

所述工作波长确定单元等待对应的响应消息，确定所述当前波长是否属于可工作的波长，包括：

或者，在定时时间内未接收到所述对应的响应消息，则将所述当前波长作为待校准波长。

19.一种光线路终端，包括：信号接收单元和响应消息发送单元，其中：

20.如权利要求19所述的光线路终端，其特征在于：

所述探测信号中仅包含消息类型信息；

21.如权利要求19所述的光线路终端，其特征在于：

所述探测信号中包含ONU身份相关信息；

22.如权利要求19所述的光线路终端，其特征在于：

所述探测信号中包含ONU正在侦听的下行通道的标识；

23.如权利要求19所述的光线路终端，其特征在于：

所述探测信号中包含ONU已探测到的上行波长的信息；

24.如权利要求19～23任意之一所述的光线路终端，其特征在于：

所述响应消息发送单元发送对应的响应消息，包括：在下行波长上的数据通道，或与数据通道不同的传输通道上发送所述对应的响应消息。