CN105978633B - Pon远端系统的以太网反向馈电装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PON远端系统中实现以太网反向馈电装置及方法，该装置包括多个光网络单元和依次相连的网管、光线路终端和光路分离器，光路分离器分别与每个光网络单元相连；每个光网络单元分别与至少一个用户侧装置相连，还包括设置在用户侧装置中的供电适配器及设置在光网络单元中的转压供电模块、控制模块和交换模块；供电适配器用于将用户侧装置发送的混合信号中的电信号转换为安全电压值后并发至光网络单元；转压供电模块用于将供电适配器送入的安全电压转换为光网络单元的工作电压并为其供电；控制模块用于监测接收到的数字信号并控制对光网络单元供电及对用户发送数据；交换模块用于将接收数据转发给用户或所述控制模块。

Description

PON远端系统的以太网反向馈电装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及无源光网络技术领域，具体涉及一种PON(Passive Optical Network，无源光网络)远端系统的以太网反向馈电装置及其实现方法。

背景技术

随着三网融合时代的到来，各个运营商需要进行全业务的部署，借此机会开始了FTTH(Fiber To The Home，光纤到家)的网络建设。随着建设的开展，一些问题也随之而来，比如ODN(Optical Distribution Network；光配线网络)网络的合理设计、大量入户光缆的布放等。

在FTTH的建设过程当中，必然会涉及到光缆入户的问题。在现阶段很大一部分建设是针对老旧小区的改造，这种情况下光纤入户就存在很大的难度，因为前期没有预留的管道等资源，所以一般会采取直接钻墙将光纤引入户内，在合适的位置安装一个家庭信息箱，或是直接将家庭信息箱安装在户门外的合适位置，用来放置ONU设备或家庭网关设备，这种情况存在以下问题：

1)信息箱内的ONU(Optical Network Unit；光网络单元)取电难；或是有些户内原来有信息箱，有些能提供电源接口，但还有一大部分是不能提供电源接口的；一般情况下设备箱的容积比较小，除ONU外如果再放上接线板等设备时，就会非常拥挤，造成非常大的安全隐患，

2)现在市场上的光纤到路边、光纤到楼、光纤到地下室等等的光纤直接入户的成本很高，例如在发达国家，一户家庭在光纤入户的最后50米，因为上门安装工程师的工时成本，再加上敲开墙壁再重新装修等各种费用，平均耗费高达3000美元。而且很多用户并不愿意把墙壁撬开，把光纤埋进去；另外，在南美区域面积广、用户散，光纤到户的工程要求高，建设成本高。

由此可鉴，急需提供一种供电方式方便，业务部署简单且设备投入小的ONU供电方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提了一种PON远端系统中实现以太网反向馈电装置，包括多个光网络单元和依次相连的网管、光线路终端和光路分离器，且所述光路分离器分别与每个光网络单元相连；每个光网络单元分别与至少一个用户侧装置相连；

还包括设置在用户侧装置中的供电适配器以及设置在光网络单元中的转压供电模块、控制模块和交换模块；其中，

供电适配器，用于将用户侧装置发送的混合信号中的电信号，由市电电压值转换为安全电压值后，转发至所述光网络单元；

转压供电模块，用于将所述供电适配器送入的安全电压转换为所述光网络单元的工作电压，并为所述光网络单元供电；

控制模块，用于监测接收到的数字信号，来控制所述转压供电模块对所述光网络单元供电以及对用户发送数据；且将接收到的数据进行数模转换并发送至所述交换模块或光线路终端；

交换模块，用于将接收数据转发给用户侧PC或所述控制模块。

在上述方案中，所述转压供电模块为PR0E扣板。

在上述方案中，所述控制模块为PON芯片BCM68380。

在上述方案中，交换模块为芯片BCM53282。

在上述方案中，所述安全电压值为-48V，光网络单元的工作电压为12V。

在上述方案中，用于控制所述转压供电模块对光网络单元供电以及对用户侧PC发送数据的为PON芯片BCM68380的GPIO接口。

在上述方案中，所述控制模块通过RGMII接口与交换模块的RGMII0接口相连。

在上述方案中，所述控制模块的GPHY接口连接转换芯片AC101形成对所述交换模块的管理接口。

本发明还提供了一种PON远端系统中实现以太网反向馈电的方法，包括以下步骤：

步骤S1、供电适配器将用户侧装置发送的混合信号中的电信号，由市电电压值转换为安全电压值后，转发混合信号至光网络单元；

步骤S2、光网络单元中的交换模块将接收到的混合信号分离为模拟信号和电信号，将电信号发送至转压供电模块，跳转至步骤S3；同时，交换模块将模拟信号发送至控制模块，跳转至步骤S4；

步骤S3、转压供电模块将安全电压值转换为光网络单元的工作电压值，并发送至用户侧处于工作状态的对应的光网络单元，为光网络单元供电，结束；

步骤S4、控制模块接收分离后的模拟信号，并将模拟信号转换为光信号输出，结束。

本发明通过在用户侧设置的POE电源适配器与光网络单元中设置的转压供电模块形成的反向供电装置，解决了ONU在特殊环境下取电难的问题，工程投入大的问题，同时，实现了用户侧设备的无源，加快了网络建设进度，实现了业务的快速部署；不会因设备电源损坏等故障引起断网，网络故障大大减少，提高了网络稳定性，降低了维护工作量，节约了用于维护的人力资源与运维费用可节省近40％；

另外，光网络单元中设置的控制模块和交换模块控制对ONU的供电及数据传输，基于有用户上网才会供电的原则，ONU能耗平均降低30％，实现了电信网络的低炭、节能、环保；且降低了光模块等关键器件的损耗，延长了设备的使用寿命，减少了设备投入成本。

附图说明

图1为本发明提供的以太网反向馈电设备(AN5121-8GR)组网方式；

图2为本发明提供的PON远端系统中实现以太网反向馈电装置的结构框图；

图3为本发明提供的反向馈电装置中控制模块与交换模块的连接示意图；

图4为本发明提供的光网单元的结构示意图；

图5为本发明提供的PON远端系统中实现以太网反向馈电的方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明予以详细说明。

如图1、图2所示，本发明提供了一种PON远端系统中实现以太网反向馈电装置，其中PON远端系统包括多个光网络单元，每个光网络单元分别与至少一个用户侧装置相连，优选的，每个光网络单元分别与1～8个用户侧装置相连，PON远端系统还包括依次相连的网管、光线路终端和光路分离器，且光路分离器分别与每个光网络单元相连；用户侧装置包括PSE(Power Sourcing Equipment，供电适配器)以及与供电适配器相连的PC或者WIFI设备。

实现以太网反向馈电的装置还包括设置在用户侧装置中的POE供电适配器以及设置在光网络单元中的转压供电模块、控制模块和交换模块；POE供电适配器，用于将用户侧装置发送的混合信号中的电信号，由市电电压值转换为安全电压值后，转发至光网络单元；其中，市电电压值为220V，安全电压值的为-48V的安全电压值；转压供电模块，用于将供电适配器送入的-48V电压转换为ONU工作需求的12V电压，并为光网络单元供电，转压供电模块具体为PR0E扣板；控制模块，用于监测接收到的数字信号，若有用户停止对光网络单元供电，控制模块将监测不到相应的数字信号，则转压供电模块将停止对光网络单元供电且停止向该用户发送数据，提高了工作效率；且将接收到的数据进行数模转换并发送至交换模块或OLT(Optical Line Terminal,光线路终端),控制模块具体为PON芯片BCM68380；交换模块，用于接收控制模块或用户发送至的数据并转发给用户侧PC或控制模块，交换模块具体为芯片BCM53282；如图3所示，为PON芯片BCM68380与芯片BCM53282的电路设计及连接关系。

PON芯片BCM68380负责整个主控盘的控制和管理功能，是整个单盘的核心模块；PON芯片BCM68380接口设计如下：

1)BCM68380对外提供NAND Flash接口以满足上电工作的需要，本发明中使用1G的NAND FLash芯片。

2)BCM68380提供DDR3接口以满足高速数据缓存，本发明采用2G容量的DDR3芯片。

3)BCM68380提供UART接口实现外部调试，UART电路采用RS232转换芯片来实现，告警输入功能使用普通IO口，考虑到外部接口兼容紧凑，UART和告警输入采用双RJ45座子使用电平转换芯片接入，面板指示灯信号的输出使用GPIO口实现，BCM68380上有8个GPIO口，分别用于监控用户侧的电源电压，来控制光网络单元网口的打开与关闭。

4)BCM68380的RGMII口用作数据接口，BCM68380还需要对交换芯片BCM53282进行管理，这需要一组管理接口，而BCM68380提供4个GPHY接口，所以采用一个转换芯片AC101把其中一个GPHY接口转换成MII接口作为管理接口。

芯片BCM53282集成了8/16/24个百兆PHY，还有1个MII口和2个GMII口，使得它对用户的接口，以及PON芯片、CPU的连接都很方便，BCM53282支持802.1Q VLAN和端口限速功能，颗粒度为64K，支持组播，RSTP等功能。芯片BCM53282的接口设计如下：

1)BCM53282的数据通路RGMII0与BCM68380的RGMII接口互连。

2)BCM53282的MII口用作与AC101的接口，以满足管理的需要。

3)BCM53282使用MDC/MDIO接口对AC101进行管理。

4)BCM53282通过100M PHY转换成8路FE输出，经过100M变压器转换成适合RS232的电平(出于单盘EMC考虑，每组差分信号都使用一个保护器件)连接到面板座子，面板座子使用3组，每组8个的集成座子。

5)通过LED接口实现面板RJ45接口状态的显示，LED模式选择口设置LED数据口的工作模式，数据串行输出，使用移位寄存器74HC595并行输出端口状态，该移位寄存器使用时需要一个输入时钟的反向时钟，该反向时钟使用与非门实现。

如图4所示，为光网络单元的结构示意图，PON远端系统中以太网反向馈电的工作原理如下：

POE电源适配器将用户侧装置发送的混合信号中的由市电压值转换为安全电压值-48V后，并且通过POE电源适配器加载在信号线上(用户侧PC的网络信号)传输至转压供电模块，转压供电模块将提取-48电源并转化为12V，供给光网络单元使用；此时，PON芯片BCM68380上的GPIO口检测用户侧处于工作状态，并控制工作中用户的光网络单元网口的打开，且转压供电模块为其供电；最后用户侧PC的信号经交换模块的RGMII接口转发至控制模块(PON芯片BCM68380),最后转至OLT设备；

如图5所示，本发明还提供了一种基于上述装置的PON远端系统中实现以太网反向馈电的方法，包括以下步骤：

步骤S1、供电适配器将用户侧装置发送的混合信号中的电信号，由市电电压值转换为安全电压值后，转发混合信号至光网络单元。

步骤S2、光网络单元中的交换模块将接收到的混合信号分离为模拟信号和电信号，将电信号发送至转压供电模块，跳转至步骤S3；同时，交换模块将模拟信号发送至控制模块，跳转至步骤S4。

步骤S3、转压供电模块将安全电压值转换为光网络单元的工作电压值，并发送至用户侧处于工作状态的对应的光网络单元，为光网络单元供电，结束。

步骤S4、控制模块接收分离后的模拟信号，并将模拟信号转换为光信号输出，结束。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.PON远端系统中实现以太网反向馈电装置，包括多个光网络单元和依次相连的网管、光线路终端和光路分离器，且所述光路分离器分别与每个光网络单元相连；每个光网络单元分别与至少一个用户侧装置相连，其特征在于：还包括设置在用户侧装置中的供电适配器以及设置在光网络单元中的转压供电模块、控制模块和交换模块；其中，

供电适配器，用于将用户侧装置发送的混合信号中的电信号，由市电电压值转换为安全电压值后，转发至所述光网络单元；

转压供电模块，用于将所述供电适配器送入的安全电压转换为所述光网络单元的工作电压，并为所述光网络单元供电；

控制模块，用于监测接收到的数字信号，来控制所述转压供电模块对所述光网络单元供电以及对用户发送数据；且将接收到的数据进行数模转换并发送至所述交换模块或光线路终端；所述控制模块提供UART接口实现外部调试，告警输入功能使用普通IO口，UART和告警输入采用双RJ45座子使用电平转换芯片接入，面板指示灯信号的输出使用GPIO口实现；

交换模块，用于将接收数据转发给用户侧PC或所述控制模块。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转压供电模块为PR0E扣板。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块为PON芯片BCM68380。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，交换模块为芯片BCM53282。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安全电压值为-48V，光网络单元的工作电压为12V。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于控制所述转压供电模块对光网络单元供电以及对用户侧PC发送数据的为PON芯片BCM68380的GPIO接口。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块通过RGMII接口与交换模块的RGMII0接口相连。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块的GPHY接口连接转换芯片AC101形成对所述交换模块的管理接口。

9.基于权利要求1至8任意一项所述装置的PON远端系统中实现以太网反向馈电的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1、供电适配器将用户侧装置发送的混合信号中的电信号，由市电电压值转换为安全电压值后，转发混合信号至光网络单元；

步骤S2、光网络单元中的交换模块将接收到的混合信号分离为模拟信号和电信号，将电信号发送至转压供电模块，跳转至步骤S3；同时，交换模块将模拟信号发送至控制模块，跳转至步骤S4；

步骤S3、转压供电模块将安全电压值转换为光网络单元的工作电压值，并发送至用户侧处于工作状态的对应的光网络单元，为光网络单元供电，结束；

步骤S4、控制模块接收分离后的模拟信号，并将模拟信号转换为光信号输出，结束。