CN104661314A - 新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法 - Google Patents

Abstract

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法在中继的无线系统中，每个用户只是在有呼叫时才分配一个信道，一旦通话终止，原先占用的信道就立即回到可用信道库中；中继理论也用在蜂窝无线系统的设计中，在可用的电话线路数目与在呼叫高峰时没有线路可用的可能性之间有一个折中；一种基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离。

Description

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法属于网络应用领域。

 “中继”是两点间的一条传输信道，这两点通常是交换中心。

中继线是承载多条逻辑链路的一条物理连接。随着科技发展，中继的概念不仅应用于无线通信中，网络通信交换机的trunk也可以称之为新型中继。

无线中继模式，顾名思义，即是无线AP在网络连接中起到中继的作用，能实现信号的中继和放大, 从而延伸无线网络的覆盖范围。

 无线分布式系统(WDS)的无线中继模式,就是在WDS上可以让无线AP之间通过无线信号进行桥接中继，在这同时并不影响其无线AP覆盖的功能，提供了全新的无线组网模式。

无线分布系统(WDS)通过无线电接口在两个 AP 设备之间创建一个链路。

此链路可以将来自一个不具有以太网连接的 AP 的通信量中继至另一具有以太网连接的AP。

WDS最多允许在访问点之间配置四个点对点链路。一般情况，中心AP最多支持四个远端无线中继模式的AP接入。

无线中继模式虽然使无线覆盖变得更容易和灵活，但是却需要高档AP支持，而且如果中心AP出了问题，则整个WLAN将瘫痪，冗余性无法保障，所以在应用中最常见的是“无线漫游模式”，而这种“中继模式”则只用在没法进行网络布线的特殊情况下，可适用于那些场地开阔、不便于铺设以太网线的场所,像大型开放式办公区域、仓库、码头等。

还有就两个网络隔离太远，网络信号无法传送到，就在中间设置一个中继AP，此AP只起中继的作用。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法无线中继模式，就是利用AP的无线接力功能，将无线信号从一个中继点接力传递到下一个中继点，实现信号的中继和放大，并形成新的无线覆盖区域，最终达到延伸无线网络的覆盖范围的目的。

假设B和D下面的电脑要相互通信，可是B的信号无法到达D，因此我们可以在中间加一个无线AP对B的信号进行中继，从而实现B和D的通信。

我们可以把B设置为AP模式，把C设置为对B的中继，再把D设置为对C的中继，从而使B和D实现通信。

所谓无线网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。

通过使用中继器技术扩展802.11网络的范围是可行的。事实上，IEEE 802.11协议已经明确规定通过几种模式支持中继。

无线分布式系统( WDS )允许一个接入点不仅在无线链路上与另一个接入点相连接，而且还可同时为802.11设备提供服务。

要是带宽对应用的关系不大，如果目前用802.11b扩展范围，它就具有最大的灵活性。

如果服务用户和双向传输正在使用同一个无线通信信道，可用带宽实质上已降低了一半。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法在网络中无线中继器，可以简单的狭义的说是无线AP。

Access Point（无线访问节点）的简称，它相当于有线网络中的集线器或交换机，不过，这是一个具备无线信号发射功能的集线器，它可为多台无线上网设备提供一个对话交汇点。

无线AP是一个含义很广的名称，它不仅包含单纯的无线接入点（无线AP），同样也是无线路由器等设备的统称，不过，为了区别这两类设备，我们一般把只具备AP功能的设备称为无线AP，把具备路 由器功能的AP称为无线路由器。

简单的说AP就是无线网络中的延长线、中继器、放大器。起到一个加强信号、延长距离的作用。

中继理论的基本原理是19世纪末的丹麦数学家爱尔兰（Erlang）提出的，他致力于研究怎样通过有限的服务能力为大量的用户服务。

现在，用他的名字作为话务量强度的单位。

一个Erlang 表示一个完全被占用的信道的话务量强度（即单位小时或单位分钟的呼叫时长）。

无线通信中，中继的概念是指允许大量的用户在一个小区内共享相对较小数量的信道，即从可用信道库中给每个用户按需分配信道。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法在中继的无线系统中，每个用户只是在有呼叫时才分配一个信道，一旦通话终止，原先占用的信道就立即回到可用信道库中。

根据用户行为的统计数据，中继使固定数量的信道或线路可为一个数量更大的、随机的用户群体服务。

中继理论也用在蜂窝无线系统的设计中，在可用的电话线路数目与在呼叫高峰时没有线路可用的可能性之间有一个折中。

当电话线路减少时，对于一个特定的用户，所有线路都忙的可能性变大。

在中继的移动无线系统中，当所有的无线信道都被占用而用户又请求服务时，则发生呼叫阻塞或系统拒绝接入。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法在一些系统中，可能用排队的方法来保存正在请求通话的用户信息，直到有信道为止。

中继器(REPEATER)中继器是网络物理层上面的连接设备。

适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离。

 中继器是对信号进行再生和还原的网络设备 OSI 模型的物理层设备 

中继器是局域网环境下用来延长网络距离的最简单最廉价的互联设备，操作在OSI的物理层，中继器对在线路上的信号具有放大再生的功能。用于扩展局域网网段的长度.仅用于连接相同的局域网网段.^[1]

中继器（RP repeater）是连接网络线路的新型装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。

中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。

由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。

中继器就是为解决这一问题而设计的。它完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同。

常用的中级放大器有手机信号中继站、手机信号放大器等，著名的品牌有国内的有华为、中兴，进口的有蜂信通、思科等。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法中继器的两端连接的是相同的媒体，但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作。

从理论上讲中继器的使用是无限的，网络也因此可以无限延长。事实上这是不可能的，因为网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定，中继器只能在此规定范围内进行有效的工作，否则会引起网络故障。

网络按照区域分类可以分为局域网，城域网和广域网。无线中继技术是针对于那些有线骨干网络布线成本很高，还有一些 

AP由于周边环境因素，无法进行有线骨干网络的连接的环境而提出的，利用无线中继与无线覆盖相结合的组网模式，可实现扩大无线覆盖范围，达到无线网络漫游。

无线中继技术就是利用AP的无线接力功能，将无线信号从一个中继点接力传递到下一个中继点，并形成新的无线覆盖区域，从而构成多个无线中继覆盖点接力模式，最终达到延伸无线网络的覆盖范围的目的。

无线中继模式组网方法的用途极其广泛，在无线网络已经开始广泛使用的今天，很多地方会因为场地比较大或者有障碍物，而无线设备的覆盖范围就达不到我们所需要的距离或中途受到阻碍，这时候我们采用无线中继模式来连接无线网络，就能满足组网的要求。

很多的无线AP产品桥接功能，在以前就只有通过无线网桥来实现无线连接，但以前的无线网桥只具有桥接功能，而不能达到无限覆盖的效果。

在如今的城市里，连接两个建筑物之间的网络，采用无线AP连接具有很大的便利性。

然而如今城市里高楼林立，很容易造成无线信号受阻，这样就不能顺利的实现网络的连接。

同时也会出现需要连接的网络相隔太远，就算中间没有什么其他的障碍物阻挡信号的传送与接收，但如今的网络技术及网络设备的覆盖范围还达不到这么远的距离，如此情况，我们就采用中继模式，以中继AP来实现信号的放大与延续传送。

楼宇之间的局域网需要互相连接；一个公司希望将其左近的生产厂房、车间、管理中心等所有的网络连接在一起，便于资源共享，统一管理，实现信息的最大化利用；在大学校园里，教学楼、学生宿舍与计算中心等部门中独立的内部局域网，也需要组建在一起，可以方便学生和教师接入校园网和Internet；等等。

这些需要连接各个局域网，都可以采用无线分布系统技术来实现，当出现距离过远，信号较弱，中间有障碍物阻挡的时候，我们就需要应用无线分布系统中的无线中继模式来连接组建网络。

当需要连接的两个局域网之间有障碍物遮挡而不可视时，可以考虑使用无线中继的方法绕开障碍物，来完成两点之间的无线桥接。

无线中继点的位置应选择在可以同时看到网络A与网络B的位置，中继无线网桥连接的两个定向天线分别对准网络A与网络B的定向天线，无线网桥A与无线网桥B的通讯通过中继无线网桥来完成。

无线中继模式组建网络连接构建中继网桥可以有两种方式，单个桥接器作为中继器和两个桥接器背靠背组成中继点。

单个桥接器可以通过分路器连接两个天线。

由于双向通讯共享带宽的原因，对于对带宽要求不是很敏感的用户来说，此方式是非常简单实用的。

对带宽要求较高的用户，可采用背靠背两个处于不同频段的桥接器工作于无线网桥模式，每个无线网桥分别连接一个天线构成桥接中继，保证高速无线链路通讯。

两个背靠背的AP可以处于不同的频段，且可以同时工作于无线网桥模式，这样其功能就能得到扩大，信号在转发过程中也得到最大的发挥。

把带宽及速度提高到最大，以满足高要求的用户，保证其畅通程度。

需要连接的两个网络在距离过远或者中间有障碍 的适合，就采用中继AP来实现网络的连接。

在选购AP设备的时候，需要注意一点就是不是所有的AP都支持WDS，选购的时候看清楚。

同时还要看清发射功率和天线增益参数。AP发射功率单位是dbm，天线增益的单位是dbi，这两个值越高，说明无线设备的信号穿透力越强。

普通AP的发射功率在20dbm以下，天线的增益在2～3dbi范围以内，按照经验，2dbi的增益天线信号可以穿透两堵墙。

还有无线网络是共享网络，整个WDS相当于一个大的网络，用户越多，每个用户所得的带宽越低，最好买统一牌子的无线设备，根据实际情况选购何种带宽的设备。

最后在天线上，还是需要专用的定向天线，要做好防水防晒等护理措施。

无线中继覆盖点通常由两个AP模块构成，其中的一个AP的采用SAI模式工作（客户端模式），作为信号接收器接收前一站AP的无线信号，另外一个AP的模式采用标准AP覆盖模式，用来进行无线覆盖。 

这样，无线信号一方面可以一站一站地进行接力，构成无线中继，另一方面是，每一站均可以实现本地区域覆盖。

此种模式能实现网络信号的放大及延续，为网络组建解决了距离上的问题。使无线网络运用更加广泛，实现了许多无法使用有线网络的用户进行网络畅游的梦想。

无线局域网指的是采用无线传输媒介的计算机网络，结合了最新的计算机网络技术和无线通信技术。

首先，无线局域网是有线局域网的延伸。使用无线技术来发送和接收数据，减少了用户的连线需求。

在有线世界里，以太网已经成为主流的LAN技术，其发展不仅与无线LAN标准的发展并行，而且也确实预示了后者的发展方向。

通过电气和电子研究所（IEEE） 标准的定义，以太网提供了一个不断发展、高速、应用广泛且具备互操作特性的网络标准。

这一标准还在继续发展，以跟上现代LAN在数据传输速率和吞吐量方面要求。

以太网标准最初仅能提供10兆位/秒（Mbps）的数据传输速率，已经发展成为可以提供网络主干和带宽密集型应用所要求的100兆位/秒的数据传输速率。

IEEE 802.3标准是开放性的，减少了市场进入的障碍，并导致了大量可供以太网用户选择的供应商、产品和价值点的产生。

最重要的是，只要符合以太网标准就可以实现到操作性，从而使用户能够选择多个供应商提供的新型产品，同时确保这些产品能够共同使用。

第一代无线LAN技术是低速的（1-2兆位/秒）专有产品提供。

尽管有这些缺点，无线所带来的自由性和灵活性还是在纵向市场上为这些早期产品占据了一席之地，如零售业和仓储业，这些行业的移动工人使用手持设备进行存货管理和数据采集。

随后，医院使用无线技术将病人的信息直接传送到病床边。随着计算机进入课堂，学校和大学开始安装无线网络，以避免布线成本和共享Internet接入。

打头阵的无线供应商不久就认识到，为使这一技术获得市场的广泛接受，需要建立新型类似以太网的标准。

供应商们在1991年联合到一起，第一次建议并随后建立了一个基于各自技术的标准。1997年6月，IEEE发布了用于无线局域网的802.11标准。

正象802.3标准允许数据通过双绞线和同轴电缆进行传输一样，802.11WLAN标准允许通过不同的介质进行数据传输。

可以使用的介质包括红外线和两种在无需获得许可的2.4千兆赫频段上的无线电传输：跳频扩频（FHSS）和直序扩频（DSSS）。

传播频谱是40年代开发的新型调制技术，可以在一个很宽的无线电频率波段内传播信号。

这一技术是数据通信的理想选择，因为它对无线电干扰不很敏感，而且几乎不产生干扰。

FHSS受限于2兆位/秒的数据传输速率，仅推荐在非常特殊的应用如某些类型的水运工具中使用。

对于其它所有的无线LAN应用，DSSS是更好的选择。

发布的IEEE演化版本802.11b可以通过DSSS提供与以太网相当的11兆位/秒的数据传输速率。

FHSS不支持2兆位/秒以上的数据传输速率。（二）简介

无源光网络（PON），是指在OLT和ONU之间是光分配网络（ODN），没有任何有源电子设备，它包括基于ATM的无源光网络APON及基于IP的无源光网络E/GPON。

APON的业务开发是分阶段实施的，初期主要是VP专线业务。

相对普通专线业务，APON提供的VP专线业务设备成本低，体积小，省电、系统可靠稳定、性能价格比有一定优势。

第二步实现一次群和二次群电路仿真业务，提供企业内部网的连接和企业电话及数据业务。第三步实现以太网接口，提供互联网上网业务和VLAN业务。以后再逐步扩展至其它业务，成为名副其实的全业务接入网系统。

PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率信号。

特别是一个ATM化的无源光网络（APON）可以通过利用ATM的集中和统计复用，再结合无源分路器对光纤和光线路终端的共享作用，使成本可望比传统的以电路交换为基础的PDH/SDH接入系统低20%—40%。

APON采用基于信元的传输系统，允许接入网中的多个用户共享整个带宽。

这种统计复用的方式，能更加有效地利用网络资源。

APON能否大量应用的一个重要因素是价格问题。

第一代的实际APON产品的业务供给能力有限，成本过高，其市场前景由于ATM在全球范围内的受挫而不确定，但其技术优势是明显的。

特别是综合考虑运行维护成本，在新建地区，高度竞争的地区或需要替代旧铜缆系统的地区，此时敷设PON系统，无论是FTTC，还是FTTB方式都是新型有远见的选择。

在未来几年能否将性能价格比改进到市场能够接受的水平是APON技术生存和发展的关键。

IPPON的上层是IP，这种方式可更加充分地利用网络资源，容易实现系统带宽的动态分配，简化中间层的复杂设备。

基于PON的OAN不需要在外部站中安装昂贵的有源电子设备，因此使服务提供商可以高性价比地向企业用户提供所需的带宽。

其概念是将光纤中继线从服务提供商的头端辐射到用户。 

OLT （光线路终端） PON光纤在服务提供商设施处的终端。ONT（光网络终端） 在用户位置的终端。

OAS（光接入交换机） 位于服务提供商处的交换机，它聚合来自所有用户的信元/数据分组并提供向因特网和PSTN的连接。

POS（无源光分路器） 或“分路器”在沿着进入多点树状拓扑的路径的任意点分离中继线和光信号。

ONU（光网络单元） 提供对用户的扇出连接。每条PON中继线最多可支持32次分路和64个0NU。用户与ONU的连接可以使用同轴电缆、双绞线、光缆，甚至是无线连接。I0T（智能光终端） 主要指设计用于商业连接的0NU。它为企业提供多种话音和数据业务，与综合接入设备非常类似。PON中继线的带宽范围从l55Mbit/s622Mbit/s。

每一次分路都会减少带宽，因此用户可用的带宽取决于在他和头端设备之间的分路次数。

FSAN （全业务接入网络）联盟对ATM PON（APON）作出了决定，APON变成ITU G.983标准

APON使用众所周知的技术，并提供有保障的QoS（因为ATM信元有固定的大小以及ATM专用的QoS协议功能）。

APON是新型基于ATM信元的TDM/TDMA技术，由于ATM在实现不同业务的复用以及适应不同带宽方面的灵活性，使APON成为新型结合ATM多业务多比特率支持能力和无源光网络透明宽带传送能力的比较理想的长远解决方案，是未来宽带接入技术的发展方向，其标准遵循ITU-TG.983建议，最高速率为622Mbit/s。

因为APON二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题。为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初，IEEE802.3ah工作小组对其进行了标准化， 由Cisco和Corning牵头的数家公司正在促进以太网PON的使用。

他们称以太网比ATM更有理由成为PON的选择，因为大多数企业都使用以太网连接，所以提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术。IEEE组成了“Ethernet in the First Mile Study Group（第一英里以太网研究组）”对以太网PON以及其他接入技术进行评估。

EPON可以支持1.25Gbit/s对称速率，将来速率还能升级到10Gbit/s，EPON产品得到了更大程度的商用。 

接入网是用户进入城域网/骨干网的桥梁，是信息传送通道的“最后一公里”。

过去几年，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换、还是传输都己更新换代，而接入网由于经济性问题如用户的业务需求、用户密度、用户的经济承受能力等多方面原因发展缓慢，成为制约网络向宽带化、全业务化发展的瓶颈。

随着我国经济的迅速发展，高带宽的消耗业务逐步涌现，带宽提速成为迫切需求。为了满足用户的需求，各种新技术不断涌现，接入网技术己成为设备制造商、运营商和电信研究部门关注的焦点和投资的热点。

我国之前主流的有线接入技术包括ADSL、LAN、HFC、PLC和FTTH，其中部分LAN采用了PON+LAN的方式，而无线接入技术中又有WLAN、WiMAX、WiFi、Bluetooth、3G等技术。

之前宽带接入网有两个主要的研究目标，第一是向高速、安全、智能化方向发展，要求网络更灵活、面向用户更多和成本更低，这方面FTTH是有线接入领域的杰出代表。

另一个则是多业务的融合，即在同一个平台上灵活提供IPTV、有线电视视频、传统语音、数据业务的接入。

在各种宽带接入技术中，无源光网络以其容量大、传输距离长、较低成本、全业务支持等优势成为热门技术。之前已经逐步商用化的无源光网络主要有TDM-PON（APON、EPON、GPON）和WDM-PON，它们的共同特点是：

·可升级性好、低成本，接入网中去掉了有源设备，从而避免了电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，降低了相应的运维成本；

·业务透明性较好，高带宽，可适用于任何制式和速率的信号，能比较经济地支持模拟广播电视业务，支持三重播放（Triple play，语音、视频、数据）业务；

·高可靠性，提供不同业务优先级的QoS保证，适应宽带接入市场IP化的发展潮流，适于大规模应用。

无源光网络（PON）是新型纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。无源光接入网的优势具体体现在以下几方面：

无源光网体积小，设备简单，安装维护费用低，投资相对也较小。

无源光设备组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。

安装方便，它有室内型和室外型。其室外型可直接挂在墙上，或放置于“H”杆上，无须租用或建造机房。而有源系统需进行光电、电光转换，设备制造费用高，要使用专门的场地和机房，远端供电问题不好解决，日常维护工作量大。

无源光网络适用于点对多点通信，仅利用无源分光器实现光功率的分配。

无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。

从技术发展角度看，无源光网络扩容比较简单，不涉及设备改造，只需设备软件升级，硬件设备一次购买，长期使用，为光纤入户奠定了基础，使用户投资得到保证。

PON是在所谓的“最后一公里”中缺少带宽时的解决方案。

家庭用户为了获得快速因特网接入，可以选择的方法极其有限（电话或电缆系统）。

同样，企业也局限于T1和T3载波提供的性能。

PON提供了城域中的另新型解决方案。

它主要用于解决宽带最终用户接入终端局的问题，由于这种接入技术使得接入网的局端（OLT）与用户（ONU）之间只需光纤、光分路器等光无源器件，不需租用机房和配备电源，因此被称为无源光网络。

它用于FTTH（光纤到家庭）。混合PON系统将光缆延伸到通信公司的远程终端，然后利用铜线DSL业务进入家庭。

在PON的架构中，一个光纤终端（OLT）下可以有多个无源光网络（PON）的单元。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法每一个单元均可形成一个独立的PON网，藉由并不昂贵的分波器和光纤分布连接多种不同类型的ONT。

对于接入网络的无源性设计，减少了对电子元件的需求，如此一来便可以降低维修成本的支出。

无源光网络是“复兴的”光缆技术，它最初是为有线电视网络设计的，它作为新型能在城域提供高速接入的体系结构而得到关注。PON是ITU规范。

通过PON，单根光纤从服务提供商的设备延伸到靠近居民区或商务中心的位置。

“无源”是指该系统在服务提供商和客户之间不需要电源和有源的电子组件。

它仅由光纤、分路器、接头和连接器组成。

一根光纤可为多个客户提供服务，而此前的系统要求每个客户都有独立的光纤。PON可远距离使用，它是农村地区的理想选择。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法目前PON是解决接入网“最后一公里”、实现FTTx的最具吸引力的技术。

所谓“无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，因此其管理维护的成本较低，这是PON在接入网发展中最具优势的一面。

PON按信号分配方式可以分为PSPON（功率分割型无源光网络）和WDMPON（波分复用型无源光网络）。

APON、BPON、EPON和GPON均属于PSPON，PSPON采用星型耦合器分路，上/下行传送采用TDMA/TDM方式实现信道带宽共享，分路器通过功率分配将OLT发出的信号分配到各个ONU上。

WDMPON技术则是将波分复用技术运用在PON中，光分路器通过识别OLT发出的各种波长，将信号分配到各路ONU。

虽然PSPON较为成熟，特别是E-PON、GPON，在北美、日本已经有较大规模的部署，但是PSPON仍然存在一些问题需要解决，例如快速比特同步、动态带宽分配、基线漂移、ONU的测距与延时补偿、突发模式光收发模块的设计等。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法部分问题虽然得到了解决，但是成本较大。例如，在上行的TDMA复用测距方面，光缆中信号每米传输时间大约为5 ns，而STM-1、STM-16、GE系统的比特周期分别只有6.4 ns、0.4 ns和0.8 ns。可见，随着速率的提高，测距和上行成帧的难度将会大幅度增加。

基于波分复用技术的WDMPON采用波长作为用户端ONU标识，利用波分复用技术实现上行接入，能够提供较高的工作带宽，可以实现真正意义上的对称宽带接入。

同时，它还可以避免TDMA技术中ONU的测距、快速比特同步等诸多技术难点，并且在网络管理以及系统升级性能方面都有着明显的优势。随着技术的进步，波分复用光器件的成本，尤其是无源光器件成本大幅度下降，质优价廉的WDM器件不断出现，WDMPON技术将是接入网一个可以预见的发展趋势。下面对WDMPON中的OLT光源、ONU光源、光分路器所涉及的核心技术问题进行分析。

目前有多种方法构造多波长光源。

新型方法是选择一组波长接近的、离散的、可调谐的DFB激光器（DFB激光器阵列），利用温度调谐产生多波长的下行信号。

由于DFB激光器阵列输出光谱可以通过控制温度统一调谐，容易实现波长监控，但由于DFB激光器输出波长随波导有效折射率变化，很难精确控制输出光谱与波长路由器信道间隔的匹配。第二种方法是采用MFL（多频激光器）。

MFL是新型基于集成半导体放大器和WGR（Waveguide Grating Router，波导光栅路由器）技术的新型WDM激光器。

MFL包含N个光放大器和一个1×N的阵列波导光栅，阵列波导光栅的每个输入端集成一个光放大器。

在光放大器和阵列波导光栅输出端之间形成一个光学腔，如果放大器的增益克服腔内的损耗，则有激光输出，输出波长由阵列波导光栅的滤波特性决定。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法通过直接调制各个放大器的偏置电流，就可以产生多波长的下行信号。

MFL的波长间隔由阵列波导光栅中的波导长度差决定，可以精确控制，各波长可以通过控制同一个温度统一调节，便于波长监控。

已经开发出16信道间隔为200 GHz和20信道间隔为400 GHz的MFL产品，直接调制速率为622 Mbit/s。第三种方法是比特交错光源。

它使用了一个飞秒级（10-15，）光纤激光器来产生一个1.5μm附近70 nm谱宽的脉冲，这一脉冲被22 km长的标准单模光纤啁啾。

随着脉冲的传输，数据可在高速调制器中以比特交错的方式被编码。

在WDMPON系统中，波分复用器通常被称为波长分路器，它解复用下行信号，并分配给指定的ONU，同时把上行信号复用到一根光纤，传输到OLT。 

波长分路器主要由AWG构成。在波长分路器实现当中需要关注的问题有串扰问题、温度稳定性问题和色散效应。

由于AWG器件隔离度的不理想和非线性光学效应的影响，其他光通道的信号会泄露到传输通道形成噪声，从而对系统性能造成影响。  AWG由输入输出波导、平板波导和波导阵列组成。

聚焦模场和输出波导的场分布不是矩形结构，这是串扰的最直接来源。已经有三种方法来抑制串扰：激光束逐点扫描法、变迹相位模板法、均匀相位模板法。

在WDMPON系统中，AWG器件一般都放在野外，环境温度变化比较大，由于AWG主要材料是石英，而石英的折射率随温度变化而变化，因此AWG复用的信道波长容易受温度的影响。

因此当温度变化时，如何保证信道波长的稳定性是一个值得研究的问题。

人们已研究出多种方法增强AWG的温度稳定性。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法有利用折射率随温度作反方向变化的波导或在阵列波导之间刻蚀不同长度的凹槽的方法来实现温度控制，这些方法可以让AWG的光谱响应在-20～80 oC几乎没有变化。

另外，也有利用聚合物材料制造阵列波导光栅，如丙稀盐酸和聚硅树脂，这些材料减少了热膨胀系数，使折射率得到控制。

随着WDMPON系统接入距离的增加，光纤和阵列波导的色散效应会导致系统误码率增加。解决色散效应比较好的方法是色散补偿光纤光栅，通过在AWG中加入补偿光纤光栅改善色散特性。

色散补偿是对频率的二次相移所造成的脉冲展宽进行压缩补偿。如果波导光栅输出的响应频率的二次相移特性比较平坦，频带较宽且幅度满足要求，则认为此波导光栅的色散补偿特性较好。

ONU光源的选择原则是易于安装维护、成本低、光谱应工作于WDMPON的整个波长范围内。

目前有4种ONU光源。

由于PON拓扑在许多方面与传统网络不同，当使用OTDR测试链路特性时就出现新的挑战。

根据网络部署的不同阶段（也就是建设阶段和维护阶段），选择正确的OTDR非常重要。能够对PON网络测试的OTDR的特征包括能够利用相对短的脉冲、灵敏的光学检测电路和优化的软件分析提供足够大的动态范围。

该方法允许执行端到端链路鉴定，甚至可以通过分路器进行。

为了测试每段引入光纤或配线光纤，技术人员必须在配线终端或ONT位置连接OTDR，并在上行方向测试光纤。

即使有足够高的动态范围，标准OTDR也无法通过分路器进行测试。由于分路器引起较高损耗，检测器的恢复速度不足以读取光纤的背向散射水平。

所以，它无法测量这段光纤区域的衰减和事件损耗。一些OTDR甚至不会在分路器后显示光纤区域。

相反，OTDR会显示噪音，这可能会令技术人员认为是光纤或分路器有缺陷，或熔接不良。

EXFO FTB-7000D OTDR一代的产品，其设计允许使用相对短的脉冲（275ns到1μs）通过分路器进行测试，脉冲长短取决于光纤分布集线器（FDH）处的分光比。PON优化的光学检测电路可以容忍分路器的高的损耗，并且仍能够恢复和测量后面的光纤区域（光纤配线）的背向散射水平。

新一代OTDR可用作FTB-200和FTB-400主机的插件模块，这些主机可兼容其它很多光学、传输和数据通信测试模块。

很多故障排除测试方案都不需要穿通分路器。例如，在故障排除期间，用户可能想只测试FDH和客户之间的分布光纤或配线光纤。这可使用手持式OTDR（如AXS-100）。这种OTDR并不是为了对分路器进行测试而设计，但却提供了足够的动态范围，可以完整鉴定PON网络的任意区域，包括CO和FDH位置之间的馈线。

在很多故障排除情况下，PON网络会保持活动状态，并继续为客户提供服务，承载1490和1550nm的下行传输。

本发明新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法如果使用OTDR精确查找问题，用户必须在测试前确保光纤是暗光纤。

为此，必须连接FDH，以便可以断开被测光纤。如果网络只包含熔接或如果问题出在分路器级别，则不可能使用工作于1310、1490或1550nm的“带内”OTDR，因为可能会损坏OTDR或传输设备。

针对上述情况，EXFO开发了工作于1625或1650nm的“带外”OTDR。这些高级OTDR不会干扰传输。使用集成滤波器，OTDR可以隔离发射机信号并对被测光纤进行检测。

（三）定义及应用

无源光网络（Passive Optical Network, PON）是新型纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。无源光网络（PON），是指在OLT和ONU之间是光分配网络（ODN），没有任何有源电子设备，它包括基于ATM的无源光网络APON及基于IP的无源光网络E/GPON。

（四）成分及组成

（1）单频激光器

宽调谐单模DFB激光器阵列可以满足要求，但由于价格昂贵，仍处于实验阶段，距市场化应用还有一定距离。

（2）光环回

光环回技术是利用OLT发出的一部分下行光信号作为载波，在ONU中调制上行信号，再发送到OLT。

光环回技术避免了使用ONU光源，但也存在一些缺点。它要求OLT光源输出功率很大，以支持上下行传输。

如果没有高功率的OLT光，替代方法是放大上行信号。

为了在OLT和ONU间保持无源设备，放大器必须放在ONU内，这样就导致了ONU成本的增加。

光环回的另一个缺点是，为了避免瑞利后向散射造成的较大干扰，必须将上下行信号分离在不同的光纤里进行传输，这样导致了光纤和路由器端口数量成倍增加，设备安装维护的复杂度提高。

（3）光谱分割

光谱分割的原理是：WDMPON利用宽带光源作为ONU的光源，发射光通过AWG后，输出信号的频谱是原来宽带信号的一部分，其波长取决于与ONU相连的复用器端口，输出信号复用到一根光纤上，在OLT通过解复用器到达目的接收机。

WDMPON系统中普遍采用窄带光滤波器对宽频谱的光源进行频谱分割，使每个WDM信道获得惟一光波作为上行光源。频谱分割WDMPON系统采用宽带光源（如LED），与可调谐单频激光器相比，宽带光源具有设备简单、成本低的优点，因此对成本敏感的接入网很有吸引力。光谱分割的主要缺点是频谱分割导致光功率损耗很大（18 dB），而LED的入纤功率一般只有-10 dBm，造成功率预算紧张；引起信道间的串扰，限制了系统的动态范围；多模或宽带光源固有的几种噪声（模分散噪声、强度噪声、光差拍噪声）的存在，使调制速率受限。

（4）波长锁定FP激光器

基于波长锁定FP激光器的WDMPON系统被采纳并开始商用，该系统把FP激光器作为OLT和ONU的信号发射器。

工作原理是：掺铒光纤放大器产生光谱放大自发辐射（ASE）信号，ASE信号通过OLT到达AWG，被AWG进行光谱分割后产生多个窄带信号，这些信号被注入不同的ONU的同一类型FP激光器中，迫使FP激光器产生单波长模式，抑制了多波长模式的产生。最新的产品可支持16个WDM信道，信道间隔为200 GHz，每信道速率为1.25 Gbit/s，可支持大约21 dB的ODN链路预算。

PON自出现以来，经过多年发展，形成了APON、EPON、GPON、WDMPON等一系列技术，而WDMPON结合了WDM技术和PON拓扑结构的优点，日益成为新型高性能的接入方式。

目前WDMPON系统面临的最大困难在于器件成本过高，多数研究仍处于实验室的理论研究阶段。

在光接入网方面表现突出的韩国，开始测试并小规模试商用WDMPON系统，其最大运营商KT与一家新兴器件公司Novera，于2005年开始合作进行5万户、16波的WDMPON实验。

Novera的突破在于使局端设备不需要多个激光器从而降低了系统成本，并且使用了波长锁定和温度稳定AWG技术。

利用特殊的光学技术，有可能将每用户成本降低到EPON每用户成本的2倍以下，随着使用量的增长价格还会降低。

虽然WDMPON技术还不稳定，但相关器件技术的成熟和用户带宽需求的增长，必将推动业界和市场对WDMPON技术的持续关注。

Aironet/IEEE的多级安全保密措施，极大地增强无线网络的安全可靠性，而且用户还可增加一些附属功能以达到更高的保密性，无线网络则已具有同有线局域网络甚至更高级别的保密特性。

与有线局域网相比较，无线局域网具有开发运营成本低、时间短，投资回报快，易扩展，受自然环境、地形及灾害影响小，组网灵活快捷等优点。

可实现“任何人在任何时间，任何地点以任何方式与任何人通信”，弥补了传统有线局域网的不足。

随着IEEE802.11标准的制定和推行，无线局域网的产品将更加丰富，不同产品的兼容性将得到加强。

无线网络的传输率已达到和超过了10Mbps，并且还在不断变快。无线局域网除能传输语音信息外，还能顺利地进行新型形、新型像及数字影像等多种媒体的传输。

Claims (7)

1.新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法需要高档AP支持，而且如果中心AP出了问题，则整个WLAN将瘫痪，冗余性无法保障，所以在应用中最常见的是“无线漫游模式”，而这种“中继模式”则只用在没法进行网络布线的特殊情况下，可适用于那些场地开阔、不便于铺设以太网线的场所,像大型开放式办公区域、仓库、码头等；

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法还有就两个网络隔离太远，网络信号无法传送到，就在中间设置一个中继AP，此AP只起中继的作用；

无线中继模式，就是利用AP的无线接力功能，将无线信号从一个中继点接力传递到下一个中继点，实现信号的中继和放大，并形成新的无线覆盖区域，最终达到延伸无线网络的覆盖范围的目的；

假设B和D下面的电脑要相互通信，可是B的信号无法到达D，因此我们可以在中间加一个无线AP对B的信号进行中继，从而实现B和D的通信。

2.新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法把B设置为AP模式，把C设置为对B的中继，再把D设置为对C的中继，从而使B和D实现通信；

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法通过使用中继器技术扩展802.11网络的范围是可行的；事实上，IEEE 802.11协议已经明确规定通过几种模式支持中继；

无线分布式系统( WDS )允许一个接入点不仅在无线链路上与另一个接入点相连接，而且还可同时为802.11设备提供服务；

要是带宽对应用的关系不大，如果目前用802.11b扩展范围，它就具有最大的灵活性；

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法中继的概念是指允许大量的用户在一个小区内共享相对较小数量的信道，即从可用信道库中给每个用户按需分配信道。

3.新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法在中继的无线系统中，每个用户只是在有呼叫时才分配一个信道，一旦通话终止，原先占用的信道就立即回到可用信道库中；

中继理论也用在蜂窝无线系统的设计中，在可用的电话线路数目与在呼叫高峰时没有线路可用的可能性之间有一个折中；

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法适用于完全相同的两类网络的互连，主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离；

 中继器是对信号进行再生和还原的网络设备 OSI 模型的物理层设备 

中继器是局域网环境下用来延长网络距离的最简单最廉价的互联设备，操作在OSI的物理层，中继器对在线路上的信号具有放大再生的功能；用于扩展局域网网段的长度.仅用于连接相同的局域网网段.

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法就是为解决这一问题而设计的；它完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同。

4.新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法常用的中级放大器有手机信号中继站、手机信号放大器等，著名的品牌有国内的有华为、中兴，进口的有蜂信通、思科等；

一般情况下，中继器的两端连接的是相同的媒体，但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作；

从理论上讲中继器的使用是无限的，网络也因此可以无限延长；事实上这是不可能的，因为网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定，中继器只能在此规定范围内进行有效的工作，否则会引起网络故障；

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法网络按照区域分类可以分为局域网，城域网和广域网；无线中继技术是针对于那些有线骨干网络布线成本很高，还有一些 

AP由于周边环境因素，无法进行有线骨干网络的连接的环境而提出的，利用无线中继与无线覆盖相结合的组网模式，可实现扩大无线覆盖范围，达到无线网络漫游。

5.新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法无线中继技术就是利用AP的无线接力功能，将无线信号从一个中继点接力传递到下一个中继点，并形成新的无线覆盖区域，从而构成多个无线中继覆盖点接力模式，最终达到延伸无线网络的覆盖范围的目的；

无线中继模式组网方法的用途极其广泛，在无线网络已经开始广泛使用的今天，很多地方会因为场地比较大或者有障碍物，而无线设备的覆盖范围就达不到我们所需要的距离或中途受到阻碍，这时候我们采用无线中继模式来连接无线网络，就能满足组网的要求；

很多的无线AP产品桥接功能，在以前就只有通过无线网桥来实现无线连接，但以前的无线网桥只具有桥接功能，而不能达到无限覆盖的效果；

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法由于双向通讯共享带宽的原因，对于对带宽要求不是很敏感的用户来说，此方式是非常简单实用的；

对带宽要求较高的用户，可采用背靠背两个处于不同频段的桥接器工作于无线网桥模式，每个无线网桥分别连接一个天线构成桥接中继，保证高速无线链路通讯。

6.两个背靠背的AP可以处于不同的频段，且可以同时工作于无线网桥模式，这样其功能就能得到扩大，信号在转发过程中也得到最大的发挥。

7.把带宽及速度提高到最大，以满足高要求的用户，保证其畅通程度；

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法无线信号一方面可以一站一站地进行接力，构成无线中继，另一方面是，每一站均可以实现本地区域覆盖；

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法FHSS不支持2兆位/秒以上的数据传输速率；

Aironet/IEEE的多级安全保密措施，极大地增强无线网络的安全可靠性，而且用户还可增加一些附属功能以达到更高的保密性，无线网络则已具有同有线局域网络甚至更高级别的保密特性；

与有线局域网相比较，无线局域网具有开发运营成本低、时间短，投资回报快，易扩展，受自然环境、地形及灾害影响小，组网灵活快捷等优点；

新型基于中继的无线网络的调度请求或紧急情况的方法传输率已达到和超过了10Mbps，并且还在不断变快；无线局域网除能传输语音信息外，还能顺利地进行图形、图像及数字影像等多种媒体的传输。