CN106550290B - 无源光网络功率均衡的方法、装置、终端、单元及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无源光网络功率均衡的方法、装置、终端、单元及系统，涉及通信领域。该方法应用于光线路终端OLT，包括：检测光网络单元ONU的功率；将检测得到的所述ONU的功率与预设阈值比较，在所述功率大于或等于所述预设阈值时，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。本发明的方案，解决了现有方法适用性差，成本大等问题，能够低成本实现时分波分复用无源光网TWDM PON系统的功率均衡。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是指一种无源光网络功率均衡的方法、装置、终端、单元及系统。
背景技术
随着网络技术的发展，可以利用网络传输大量的语音、数据、视频等业务，因此对带宽的要求不断提高，无源光网络(Passive Optical Network，简称PON)就是在这种需求下产生的。PON系统通常由局侧的光线路终端(Optical Line Terminal，简称为OLT)、用户侧的光网络单元(Optical Network Unit，简称为ONU)和光分配网络(OpticalDistribution Network，简称为ODN)组成，通常采用点到多点的网络结构。ODN由单模光纤和分光器、光连接器等无源光器件组成，为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。为了进一步提升网络的带宽，在主干光纤中传输多路波长，并在每路波长上再利用时分技术提供接入的PON系统，被称为时分波分复用(Time wavelength Division Multiplexing，简称TWDM)PON系统。
TWDM PON系统的拓扑结构如图1所示，TWDM PON OLT中有多个TWDM通道终端(Channel Termination，简称CT)，每个TWDM CT处理一对关联在一起的上下行波长通道(组成TWDM Channel)，并为工作在这一对波长通道中的所有ONU提供接入和维护服务。ONU通过时分复用的方式在这一对波长通道中传输数据。不同TWDM CT处理的上下行波长通道均不相同。每个ONU按照OLT CT的指令在特定的上行时隙内发送上行数据。
在ITU-T G.989.2标准中关于TWDM PON ODN差分损耗以及ONU发射功率的规定如下：
| 项目 | 单位 | 指标 |
| 最大ODN线路差分损耗 | dB | 15 |
| ONU平均信道发射功率最小值 | ||
| -A型线路Type A link | dBm | +4 |
| -B型线路Type B link | dBm | 0 |
| ONU平均信道发射功率最大值 | ||
| -A型线路Type A link | dBm | +9 |
| -B型线路Type B link | dBm | +5 |
可见不同ONU的发射功率相差5dB，最大ODN线路差分损耗，这导致不同ONU光信号到达OLT接收机时功率最大可相差20dB之多，这会造成如下三个问题：
(1)TWDM PON是一个多波长的波分复用系统，所使用的DFB(DistributedFeedback，分布式反馈)激光器工作在一个信道，虽然边模抑制比很高，但仍然会在相邻信道内有一定的光功率输出，如果恰好被干扰的信道比该信道功率低20dB，这会使得被干扰信道信号质量严重恶化，这即是TWDM PON中特有的OOB/OOC(OUT OF BAND/OUT OFCHANNEL，带外数据)问题，为了使得系统正常工作，对激光器的边模抑制比要求很高，这对现有激光器技术提出了严重挑战；
(2)当前的发射机灵敏度还达不到TWDM PON标准所定义的-36.5dBm,一般TWDMPON网络中需要加入放大器，放大器增益控制的稳定度也在1dB左右，因此，单信道内，到达OLT接收机功率最大差别可达21dB。这对接收机的要求是很高的，接收机里的TIA动态范围要达到21dB，实现上具有很大难度，成本也很高。
(3)光放大器的增益平坦度约在1dB左右，因此，不同波长的光信号到达波分复用器(WM)时，光信号功率相差也可达21dB之多，在最坏情况下，要使得信道间的串扰不会对信号造成干扰，波分复用器的隔离度要求也很高，成本大幅提升。
可以看到，以上这些问题的根源都在于TWDM PON系统中功率严重的不均衡。但是传统的解决功率均衡的方法并不适用于TWDM PON系统，在传输节点处利用快速SOA(semiconductor optical amplifier，半导体光放大器)调节不同突发包的增益的方式来解决无源光网络的功率均衡问题，但是，由于TWDM PON的多波长复用且突发的网络架构而变得完全不适用或者成本高昂。另一种动态调节方式，需要ONU具有输出功率可调的功能，从而可以在局端通过管理指定来测量并调节各ONU的输出功率，现有技术仅能允许发射机输出功率在小范围调节(如+/-3dB)，要支持更大范围的调节，ONU光模块需要增加可调光衰减器(VOA)或光放大器(SOA)，这增加了光模块的复杂性并带来成本的大幅增加，因此缺陷十分明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种无源光网络功率均衡的方法、装置、终端、单元及系统，能够低成本实现TWDM PON系统的功率均衡。
为达到上述目的，本发明的实施例提供一种无源光网络功率均衡的方法，应用于光线路终端OLT，所述方法包括：
检测光网络单元ONU的功率；
将检测得到的所述ONU的功率与预设阈值比较，在所述功率大于或等于所述预设阈值时，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述方法还包括：
监听所述ONU根据所述工作波段调整指令进行波段调整后返回的调整成功消息；
若在预设时间内获取到所述ONU返回的调整成功消息，则流程结束；若在预设时间内未接收到所述ONU返回的调整成功消息，则发送吊销Deactive指令至所述ONU。
其中，所述在所述功率大于或等于所述预设阈值时，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段的步骤，包括：
向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述检测ONU的功率的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述方法还包括：
在所述功率小于所述预设阈值时，向所述ONU下发保持指令，使所述ONU保持当前工作波段不作改变。
为达到上述目的，本发明的实施例还提供了一种无源光网络功率均衡的方法，应用于ONU，所述方法包括：
接收OLT下发的工作波段调整指令；其中，所述工作波段调整指令是所述OLT检测得到的ONU的功率大于或等于预设阈值时下发的；
根据所述工作波段调整指令，更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段的步骤，包括：
更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述接收OLT下发的工作波段调整指令的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述方法还包括：
接收所述OLT下发的保持指令；其中所述保持指令是所述OLT检测得到的ONU的功率小于预设阈值时下发的；
根据所述保持指令，保持当前工作波段不作改变。
其中，所述方法还包括：
在所述ONU处于初始化状态时，检测当前工作波段的功率；
确定检测得到的当前工作波段是否是功率最大的波段；
在当前工作波段不是功率最大的波段时，更改工作波段为输出功率最大的波段。
为达到上述目的，本发明的实施例还提供了一种无源光网络功率均衡的装置，应用于光线路终端OLT，所述装置包括：
第一检测模块，用于检测光网络单元ONU的功率；
第一处理模块，用于将检测得到的所述ONU的功率与预设阈值比较，在所述功率大于或等于所述预设阈值时，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述装置还包括：
监听模块，用于监听所述ONU根据所述工作波段调整指令进行波段调整后返回的调整成功消息；
第二处理模块，用于若在预设时间内获取到所述ONU返回的调整成功消息，则流程结束；若在预设时间内未接收到所述ONU返回的调整成功消息，则发送吊销Deactive指令至所述ONU。
其中，所述第一处理模块进一步用于向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述检测ONU的功率的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述装置还包括：
第二处理模块，用于在所述功率小于所述预设阈值时，向所述ONU下发保持指令，使所述ONU保持当前工作波段不作改变。
为达到上述目的，本发明的实施例还提供了一种无源光网络功率均衡的装置，应用于ONU，所述装置包括：
第一接收模块，用于接收OLT下发的工作波段调整指令；其中所述工作波段调整指令是所述OLT检测得到的ONU的功率大于或等于预设阈值时下发的；
第三处理模块，用于根据所述工作波段调整指令，更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述第三处理模块进一步用于更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述接收OLT下发的工作波段调整指令的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述装置还包括：
第二接收模块，用于接收所述OLT下发的保持指令；其中所述保持指令是所述OLT检测得到的ONU的功率小于预设阈值时下发的；
第四处理模块，用于根据所述保持指令，保持当前工作波段不作改变。
其中，所述装置还包括：
第二检测模块，用于在所述ONU处于初始化状态时，检测当前工作波段的功率；
确定模块，用于确定检测得到的当前工作波段是否是功率最大的波段；
第五处理模块，用于在当前工作波段不是功率最大的波段时，更改工作波段为输出功率最大的波段。
为达到上述目的，本发明的实施例还提供了一种光线路终端，包括分波器以及如上所述的应用于OLT的无源光网络功率均衡的装置；其中
所述分波器包括与光分配网络连接的一个或多个输入端口，以及分别对应一个工作通道的多个输出端口；所述分波器，用于将ONU发射的不同工作通道的光分到不同端口，不同波段的同一个工作通道的光进行合波进一个端口进行传输。
为达到上述目的，本发明的实施例还提供了一种光网络单元，包括如上所述的应用于ONU的无源光网络功率均衡的装置；以及波段分离器和控制器。
其中，所述波段分离器包括第一可调发射机、第一透镜、第一波段衰减器和第一可调接收机，所述第一波段衰减器为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片；其中，
所述第一透镜，用于接收经光纤传输的下行第一波段光束，并将第一波段光束聚焦在所述第一波段衰减器处，以及将透过所述第一波段衰减器的第二波段光束和经所述第一波段衰减器反射衰减后透过所述第一波段衰减器的第三波段光束的剩余部分导入到光纤；
所述第一波段衰减器，用于将聚焦在所述第一波段衰减器处的第一波段光束反射至所述第一可调接收机，以及将第二波段光束和经所述第一波段衰减器反射衰减后的第三波段光束的剩余部分透射至所述第一透镜；
所述第一可调接收机，用于接收经所述第一波段衰减器反射的第一波段光束；
所述第一可调发射机，用于发出上行第二波段光束和第三波段光束。
其中，所述波段分离器包括第二可调发射机、第二透镜、第二波段衰减器、第一宽带滤波器和第二可调接收机，所述第二波段衰减器为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片；其中，
所述第二透镜，用于接收经光纤传输的下行第一波段光束，并将第一波段光束聚焦在所述第一宽带滤波器处，以及将所述第一宽带滤波器反射的第二波段光束和第三波段光束的剩余部分导入到光纤；
所述第一宽带滤波器，用于将聚焦在所述第一宽带滤波器处的第一波段光束透射至所述第二可调接收机，以及将所述第二波段衰减器反射的第二波段光束和经所述第二波段衰减器透射衰减后所述第二波段衰减器反射的第三波段光束的剩余部分反射至所述第二透镜；
所述第二波段衰减器，用于将第二波段光束和经所述第二波段衰减器透射衰减后的第三波段光束的剩余部分反射至所述第一宽带滤波器；
所述第二可调接收机，用于接收经所述第一宽带滤波器透射的第一波段光束；
所述第二可调发射机，用于发出上行第二波段光束和第三波段光束。
其中，所述波段分离器包括第三可调发射机、第三透镜、第三波段衰减器、第二宽带滤波器和第三可调接收机，所述第三波段衰减器为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片；其中，
所述第三透镜，用于接收经光纤传输的下行第一波段光束，并将第一波段光束聚焦在所述第三波段衰减器处，以及将所述第三波段衰减器反射的第二波段光束和经所述第三波段衰减器透射衰减后所述第三波段衰减器反射的第三波段光束的剩余部分导入到光纤；
所述第三波段衰减器，用于将聚焦在所述第三波段衰减器处的第一波段光束反射至所述第二宽带滤波器，将经所述第二宽带滤波器透射的第二波段光束反射至所述第三透镜，以及将经所述第二宽带滤波器透射的经所述第三波段衰减器透射衰减第三波段光束的剩余部分反射至所述第三透镜；
所述第二宽带滤波器，用于将所述第三波段衰减器反射的第一波段光束反射至所述第三可调接收机，以及将第二波段光束和第三波段光束透射至所述第三波段衰减器；
所述第三可调接收机，用于接收经所述第二宽带滤波器反射的第一波段光束；
所述第三可调发射机，用于发出上行第二波段光束和第三波段光束。
为达到上述目的，本发明的实施例还提供了一种无源光网络系统，包括光分配网络、如上所述的光线路终端以及如上所述的光网络单元。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明实施例的无源光网络功率均衡的方法，OLT首先会检测ONU的功率，然后将该功率与预设阈值比较，在该功率大于或等于预设阈值时，就向ONU下发工作波段调整指令，使ONU更改工作波段为ONU中功率小于所述预设阈值的波段。这样，网络中所有ONU的功率即可实现均衡，而且该方法中OLT光模块仅需要在预设阈值点保持高精度即可，更容易实现，方案简单，降低了成本。
附图说明
图1为传统TWDM PON网络拓扑图；
图2为本发明实施例的应用于OLT的无源光网络功率均衡的方法步骤流程示意图一；
图3为本发明实施例的应用于OLT的无源光网络功率均衡的方法步骤流程示意图二；
图4为本发明实施例的应用于ONU的无源光网络功率均衡的方法步骤流程示意图一；
图5为本发明实施例的应用于ONU的无源光网络功率均衡的方法步骤流程示意图二；
图6为本发明实施例的应用于OLT的无源光网络功率均衡的装置结构示意图；
图7为本发明实施例的应用于ONU的无源光网络功率均衡的装置结构示意图；
图8为本发明实施例的光线路终端的分波器连接示意图；
图9为本发明实施例的光线路终端的分波器应用示意图；
图10为本发明实施例的光网络单元的波段分离器的应用示意图一；
图11为本发明实施例的光网络单元的波段分离器的应用示意图二；
图12为本发明实施例的光网络单元的波段分离器的应用示意图三；
图13为本发明实施例的光网络单元的波段分离器的应用示意图四；
图14为本发明实施例的无源光网络功率均衡的系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的解决功率不均衡的方法适用性差，成本大等问题，提供一种无源光网络功率均衡的方法，能够低成本实现TWDM PON系统的功率均衡。
如图2所示，本发明实施例的一种无源光网络功率均衡的方法，应用于光线路终端OLT，所述方法包括：
步骤11，检测光网络单元ONU的功率；
步骤12，将检测得到的所述ONU的功率与预设阈值比较，在所述功率大于或等于所述预设阈值时，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
通过上述步骤，OLT首先会检测ONU的功率，然后将该功率与预设阈值比较，在该功率大于或等于预设阈值时，就向ONU下发工作波段调整指令，使ONU更改工作波段为ONU中功率小于所述预设阈值的波段。这样，网络中所有ONU的功率即可实现均衡，而且该方法中OLT光模块仅需要在预设阈值点保持高精度即可，更容易实现，方案简单，降低了成本。
其中，所述预设阈值是根据ONU的多个波段的功率设定的，以等衰减间隔的多波段为例，在考虑系统一定的误差容限条件下，可以把ONU处于最大衰减波段时到达OLT的最大功率设为该阈值，当然，该阈值减去等间隔衰减的衰减值不能低于接收机的灵敏度，否则一些ONU会由于到达OLT功率过低而不能工作。
其中，对ONU功率的检测，具体可以在上行开窗或ONU正常工作时隙上检测，检测的途径如利用OLT光模块的RSSI功能读取ONU在目标时段的光功率。而在将检测到的功率与预设阈值进行比较时，往往为了避免绝对性，还能够扩展将检测的功率与预设阈值附近一范围进行比较，如预设阈值为A，在A附近的一个范围是B，B＝A±1dB，表示阈值范围为[(A-1)dB，(A+1)dB]进行比较。
在检测到的功率大于或等于预设阈值或预设阈值的一定范围时，就向ONU下发工作波段调整指令。具体的，可以是连续一次或者多次检测到ONU的功率大于或等于预设阈值或预设阈值的一定范围。在具体实现中，OLT可以利用系统的PLOAM(Physical LayerOperations,Administration and Maintenance，物理层操作管理和维护)消息或OMCC管理通道(ONU management and control channel，ONU管理控制通道)对ONU发送该工作波段调整指令。
在OLT给ONU发出该工作波段调整指令后，ONU就需要根据该指令进行相应的工作波段调整，但是，存在有调整不成功的情况，因此，如图3所示，在上述实施例的基础上，本发明的实施例中所述方法还包括：
步骤13，监听所述ONU根据所述工作波段调整指令进行波段调整后返回的调整成功消息；
步骤14，若在预设时间内获取到所述ONU返回的调整成功消息，则流程结束；若在预设时间内未接收到所述ONU返回的调整成功消息，则发送吊销Deactive指令至所述ONU。
在下发该工作波段调整指令后，等待收到ONU确认调整成功的消息，如步骤13，监听ONU根据该工作波段调整指令进行波段调整后返回的调整成功消息，如果收到了调整成功消息，则整个调整过程结束，如果在预设时间内未收到调整成功消息，可能该ONU出现调节问题无法进行工作波段的调整，但是，无法调整工作波段就有可能由于OOB/OOC等功率不均衡问题影响到网络中其他ONU，所以，会发送Deactive指令至该ONU，以隔离其影响。
当然，在下发工作波段调整指令后，ONU可以根据该工作波段调整指令直接选取功率小于所述预设阈值的波段为工作波段，然而应该了解的是，ONU有多个波段时，ONU可能不知道到底哪个波段是最佳的，这样的前提下可以依次进行判断，故，步骤12中，在所述功率大于或等于所述预设阈值时，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段的步骤，包括：
步骤121，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述检测ONU的功率的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
按照上述步骤，下发该工作波段调整指令后，ONU根据该指令会更改工作波段为当前工作波段的下一波段。例如ONU有三个波段，第一波段、第二波段和第三波段，按光功率大小降序的顺序排列，该ONU当前工作波段是第一波段，在OLT检测到第一波段的功率不满足条件即该功率大于或等于预设阈值，下发工作波段调整指令，该ONU就会先更改工作波段为当前工作波段的下一波段也就是第二波段。那么此时，OLT还要继续检测第二波段的功率是否满足条件，若第二波段的功率大于或等于预设阈值，再次下发工作波段调整指令，该ONU相应地再更改工作波段为第三波段，确认了该波段为功率小于该预设阈值的波段。当然，若在第二波段更改为工作波段时，第二波段为功率小于该预设阈值的波段，就不需再继续检测等步骤。
另，在上述实施例中，应该知道的是，对于检测到的ONU的功率除了大于或等于预设阈值的情况外，还存在小于预设阈值的情况，这种情况，可以理解为当前的工作波段就是功率小于预设阈值的波段，不需要更改工作波段，因此，所述方法还包括：
步骤15，在所述功率小于所述预设阈值时，向所述ONU下发保持指令，使所述ONU保持当前工作波段不作改变。
如此，在当前工作波段的功率小于预设阈值时，就不需要更改工作波段，此时，向该ONU下发保持指令，使该ONU保持当前工作波段不作改变。当然，若一预设时间段内没有接收到工作波段调整指令，ONU也可以设置为默认保持当前工作波段，此时也就不需要再发送保持指令了。
下面，以ITU-T G.989.2中，TWDM PON N2type的ODN网络为例来说明，已有条件：
(1)N2网络中，ONU的最大输出功率波段的输出功率为4-9dBm；
(2)ODN损耗的范围为16-31dB；
则到达OLT接收侧的功率为-7～-27dBm，功率不均衡性20dB；
ONU假设分2个波段C波段比D波段功率大10dB，预设阈值设定为-17dBm，首先ONU使用C波段作为工作波段，OLT检测该ONU的功率，当检测到该ONU的功率大于或等于-17dBm时，下发工作波段调整指令。该ONU收到该指令后，调整工作波段为D波段，该ONU在OLT侧的功率降低到-17～-27dBm这个档次，类似的，该TWDM PON网络中所有的ONU发出的光大道OLT侧后将都在-17～-27dBm之间，网络的功率不均衡性为10dB，降低了一半。
当前，由于环境，电压，器件的不一致性等因素导致光模块功率检测精度很低，一般是±3dB，更高的精度需要更加精密的器件，复杂的检测装置或者更加复杂的工艺，这些不可避免的带来了光模块成本大幅提升。而本发明实施例的无源光网络功率均衡的方法，在检测ONU的功率后将该功率与预设阈值比较，在该功率大于或等于预设阈值时，向ONU下发工作波段调整指令，使ONU更改工作波段为ONU中功率小于该预设阈值的波段，除预设阈值点外其他光功率是否准确不会影响到工作效果，降低了OLT光模块功率检测精度的要求，并且可以通过预校准等技术都可以方便实现阈值点光功率检测小于±0.5dB的精度，更容易实现，方案简单，降低了成本。
如图4所示，本发明实施例还提供了一种无源光网络功率均衡的方法，应用于ONU，所述方法包括：
步骤21，接收OLT下发的工作波段调整指令；其中，所述工作波段调整指令是所述OLT检测得到的ONU的功率大于或等于预设阈值时下发的；
步骤22，根据所述工作波段调整指令，更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
在本发明实施例中，ONU接收OLT检测得到该ONU的功率大于或等于预设阈值时下发的工作波段调整指令，然后根据该指令更改工作波段为其功率小于预设阈值的波段，从而协助OLT实现网络中所有ONU的功率的均衡，方案简单，更容易实现，降低了成本。
同样的，当ONU有多个波段时，ONU可能不知道到底哪个波段是最佳的。一个方法是依次进行判断，故，步骤22中，所述更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段的步骤，包括：
步骤221，更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述接收OLT下发的工作波段调整指令的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
按照上述步骤，例如ONU有三个波段，第一波段、第二波段和第三波段，按光功率大小降序的顺序排列，该ONU当前工作波段是第一波段，在OLT检测到第一波段的功率不满足条件即该功率大于或等于预设阈值，下发工作波段调整指令，该ONU就会先更改工作波段为当前工作波段的下一波段也就是第二波段。那么此时，OLT还要继续检测第二波段的功率是否满足条件，若第二波段的功率大于或等于预设阈值，再次下发工作波段调整指令，该ONU相应地需再接收工作波段调整指令，根据指令更改工作波段为第三波段，确认了该波段为功率小于预设阈值的波段。当然，若在第二波段更改为工作波段时，第二波段为功率小于预设阈值的波段，就不需再继续检测等步骤。
对于检测到的ONU的功率小于预设阈值的情况，由于ONU不需要更改工作波段，此时，OLT向该ONU下发保持指令，使该ONU保持当前工作波段不作改变，故，所述方法还包括：
步骤23，接收所述OLT下发的保持指令；其中所述保持指令是所述OLT检测得到的ONU的功率小于预设阈值时下发的；
步骤24，根据所述保持指令，保持当前工作波段不作改变。
这样，ONU在接收OLT检测得到该ONU的功率小于预设阈值时下发的保持指令后，根据该指令来保持当前工作波段不作改变。当然，若一预设时间段内没有接收到工作波段调整指令，ONU也可以设置为默认保持当前工作波段，此时也就不需要再发送保持指令了。
众所周知，PON里O1状态机是ONU最开始时所处的一个状态机，在该O1状态机理，ONU需要完成自身的初始化、下行同步、网络系统参数的侦听等功能，而ONU在其他工作状态一旦出现光路不通LOS、超时等异常时则会从其他状态机回到O1状态。在本发明实施例中，为了配合OLT进行功率均衡，如图5所示，所述方法还包括：
步骤25，在所述ONU处于初始化状态时，检测当前工作波段的功率；
步骤26，确定检测得到的当前工作波段是否是功率最大的波段；
步骤27，在当前工作波段不是功率最大的波段时，更改工作波段为输出功率最大的波段。
通过上述步骤，在O1状态机，ONU初始化后，首先检测当前工作波段的功率，确定其是否是功率最大的波段，在当前工作波段不是功率最大的波段时，更改工作波段为输出功率最大的波段，调节成功ONU进入到波段同步这一状态，当然若当前工作波段是功率最大的波段，就直接进入到波段同步这一状态。之后，当其他O1到O2-3状态也满足后，ONU从O1进入O2-3状态。由于将ONU初始化后工作波段调整到输出功率最大的波段，方便在OLT对ONU功率的检测，从而协助OLT实现网络中所有ONU的功率的均衡，整个方案简单，更容易实现，降低了成本。
如图6所示，本发明实施例还提供了一种无源光网络功率均衡的装置，应用于光线路终端OLT，所述装置包括：
第一检测模块60，用于检测光网络单元ONU的功率；
第一处理模块61，用于将检测得到的所述ONU的功率与预设阈值比较，在所述功率大于或等于所述预设阈值时，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述装置还包括：
监听模块，用于监听所述ONU根据所述工作波段调整指令进行波段调整后返回的调整成功消息；
第二处理模块，用于若在预设时间内获取到所述ONU返回的调整成功消息，则流程结束；若在预设时间内未接收到所述ONU返回的调整成功消息，则发送吊销Deactive指令至所述ONU。
其中，所述第一处理模块进一步用于向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述检测ONU的功率的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述装置还包括：
第二处理模块，用于在所述功率小于所述预设阈值时，向所述ONU下发保持指令，使所述ONU保持当前工作波段不作改变。
通过上述装置，OLT首先会检测ONU的功率，然后将该功率与预设阈值比较，在该功率大于或等于预设阈值时，就向ONU下发工作波段调整指令，使ONU更改工作波段为ONU中功率小于所述预设阈值的波段。这样，网络中所有ONU的功率即可实现均衡，而且该装置中OLT光模块仅需要在预设阈值点保持高精度即可，更容易实现，方案简单，降低了成本。
需要说明的是，该装置是应用了上述应用于OLT的无源光网络功率均衡的方法的装置，上述无源光网络功率均衡的方法的实现方式适用于该装置，也能达到相同的技术效果。
如图7所示，一种无源光网络功率均衡的装置，应用于ONU，所述装置包括：
第一接收模块70，用于接收OLT下发的工作波段调整指令；其中所述工作波段调整指令是所述OLT检测得到的ONU的功率大于或等于预设阈值时下发的；
第三处理模块71，用于根据所述工作波段调整指令，更改工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述第三处理模块进一步用于更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述接收OLT下发的工作波段调整指令的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
其中，所述装置还包括：
第二接收模块，用于接收所述OLT下发的保持指令；其中所述保持指令是所述OLT检测得到的ONU的功率小于预设阈值时下发的；
第四处理模块，用于根据所述保持指令，保持当前工作波段不作改变。
其中，所述装置还包括：
第二检测模块，用于在所述ONU处于初始化状态时，检测当前工作波段的功率；
确定模块，用于确定检测得到的当前工作波段是否是功率最大的波段；
第五处理模块，用于在当前工作波段不是功率最大的波段时，更改工作波段为输出功率最大的波段。
在本发明实施例的装置中，ONU接收OLT检测得到该ONU的功率大于或等于预设阈值时下发的工作波段调整指令，然后根据该指令更改工作波段为其功率小于预设阈值的波段，从而协助OLT实现网络中所有ONU的功率的均衡，方案简单，更容易实现，降低了成本。
需要说明的是，该装置是应用了上述应用于ONU的无源光网络功率均衡的方法的装置，上述无源光网络功率均衡的方法的实现方式适用于该装置，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种光线路终端，包括分波器以及如上项所述的应用于OLT的无源光网络功率均衡的装置；其中
所述分波器包括与光分配网络连接的一个或多个输入端口，以及分别对应一个工作通道的多个输出端口；所述分波器，用于将ONU发射的不同工作通道的光分到不同端口，不同波段的同一个工作通道的光进行合波进一个端口进行传输。
如图8所示，该分波器含有一个或多个输入端口，输入端口与ODN相连接，多个输出端口，每个输出端口分别与OLT的一个工作通道相连接，每个端口可以通过多个波长，用于将所述ONU发射的不同工作通道的光分到不同端口，不同波段的同一个工作通道的光进行合波进一个端口进行传输。当然，在TWDM PON网络中，如图9所示，处于同一个工作通道中的ONU，有些ONU工作在第一波段，有些ONU工作在第二波段，这些同一个工作通道中的不同波段的上行光在分波器中进行汇合，然后进入OLT中的相对应的工作通道中，另一方面，同一个波段的不同工作通道的上行光在分波器中进行分开，然后分别进入OLT中相对应的工作通道中。这种分波器的一个典型实例是如ITU-T G.989.2Appendix Vii中所述的环状阵列波导光栅(Cyclic AWG)或者其他实现类似功能的光栅或滤波片组合。
另外，在本发明实施例的光线路终端中，应用于OLT的无源光网络功率均衡的装置是包括上述模块的硬件结构。
需要说明的是，该光线路终端是应用了上述应用于OLT的无源光网络功率均衡的装置的光线路终端，上述无源光网络功率均衡的装置的实现方式适用于该光线路终端，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种光网络单元，包括如上所述的应用于ONU的无源光网络功率均衡的装置；以及波段分离器和控制器。
其中，本发明实施例在波段选择时，波长调节区域分多段，每段里有4-8个工作通道，不同波段的光功率相差一个显著水平。通过控制器控制进行波段调节，即将ONU发射机波长从一个波段的某一个工作通道调节到另一个波段的同一个工作通道。ITU-T G.989.2中定义的TWDM PON上行波长范围是1524-1544nm，在这个条件下，一个可能的波段划分实例如ITU-T G.989.2Appendix VII.Table VII-4中，取M1波段标示为第一波段，M4波段标示为第二波段，工作通道也按照顺序进行标示对应，如
(1)通道1：第一波段的1527.996nm,第二波段的1537.406nm；
(2)通道2：第一波段的1528.774nm，第二波段的1538.118nm；
(3)通道3：第一波段的1529.552nm,第二波段的1538.971nm；
(4)通道4：第一波段的1530.331nm，第二波段的1539.755nm；
第一波段的通道与第二波段的通道是一一对应并绑定的；在该实例中，第一波段与第二波段间隔带有7.1nm，这便于波段分离器的设计，设定波段分离器对第二波段比对第一波段损耗大10dB，从而实现了波段选择单元工作在第一波段时功率比工作在第二波段是功率大10dB的功能，实现了本发明的功率均衡的效果。
其中，所述波段分离器包括第一可调发射机、第一透镜、第一波段衰减器和第一可调接收机，所述第一波段衰减器为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片；其中，
所述第一透镜，用于接收经光纤传输的下行第一波段光束，并将第一波段光束聚焦在所述第一波段衰减器处，以及将透过所述第一波段衰减器的第二波段光束和经所述第一波段衰减器反射衰减后透过所述第一波段衰减器的第三波段光束的剩余部分导入到光纤；
所述第一波段衰减器，用于将聚焦在所述第一波段衰减器处的第一波段光束反射至所述第一可调接收机，以及将第二波段光束和经所述第一波段衰减器反射衰减后的第三波段光束的剩余部分透射至所述第一透镜；
所述第一可调接收机，用于接收经所述第一波段衰减器反射的第一波段光束；
所述第一可调发射机，用于发出上行第二波段光束和第三波段光束。
如图10所示，下行第一波段光束经光纤1至第一透镜2，通过第一透镜2聚焦在第一波段衰减器3处反射至第一可调接收机5；第一可调发射机4发出的上行双波段光束第二波段光束和第三波段光束，第二波段光束能够透过第一波段衰减器3至第一透镜2处，经第一透镜2进入光纤，而第三波段光束中有很大一部分都会经第一波段衰减器3反射掉，只有较少的剩余部分则透过第一波段衰减器3经第一透镜2进入光纤1。上述实施例中的波段衰减器为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片，将45°滤波片与光模块中传统的宽带滤波器(band filter)功能上进行了合并，仅使用一个45°滤波片实现了宽带滤波和波段衰减的两个功能，从而节省了光模块中的空间，节约了成本。
其中，所述波段分离器包括第二可调发射机、第二透镜、第二波段衰减器、第一宽带滤波器和第二可调接收机，所述第二波段衰减器均为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片；其中，
所述第二透镜，用于接收经光纤传输的下行第一波段光束，并将第一波段光束聚焦在所述第一宽带滤波器处，以及将所述第一宽带滤波器反射的第二波段光束和第三波段光束的剩余部分导入到光纤；
所述第一宽带滤波器，用于将聚焦在所述第一宽带滤波器处的第一波段光束透射至所述第二可调接收机，以及将所述第二波段衰减器反射的第二波段光束和经所述第二波段衰减器透射衰减后所述第二波段衰减器反射的第三波段光束的剩余部分反射至所述第二透镜；
所述第二波段衰减器，用于将第二波段光束和经所述第二波段衰减器透射衰减后的第三波段光束的剩余部分反射至所述第一宽带滤波器；
所述第二可调接收机，用于接收经所述第一宽带滤波器透射的第一波段光束；
所述第二可调发射机，用于发出上行第二波段光束和第三波段光束。
如图11所示，下行第一波段光束经光纤1至第二透镜2’，通过第二透镜2’聚焦在第一宽带滤波器6处透射至第二可调接收机5’；第二可调发射机4’发出的上行双波段光束第二波段光束和第三波段光束，第二波段光束经第二波段衰减器3’反射至第一宽带滤波器6处，再经第一宽带滤波器6反射通过第二透镜2’进入光纤1，而第三波段光束中有很大一部分都会经第二波段衰减器3’以透射形式衰减掉，另外较少剩余部分经第二波段衰减器3’反射至第一宽带滤波器6处，再经第一宽带滤波器6反射通过第二透镜2’进入光纤1。
其中，所述波段分离器包括第三可调发射机、第三透镜、第三波段衰减器、第二宽带滤波器和第三可调接收机，所述第三波段衰减器为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片；其中，
所述第三透镜，用于接收经光纤传输的下行第一波段光束，并将第一波段光束聚焦在所述第三波段衰减器处，以及将所述第三波段衰减器反射的第二波段光束和经所述第三波段衰减器透射衰减后所述第三波段衰减器反射的第三波段光束的剩余部分导入到光纤；
所述第三波段衰减器，用于将聚焦在所述第三波段衰减器处的第一波段光束反射至所述第二宽带滤波器，将经所述第二宽带滤波器透射的第二波段光束反射至所述第三透镜，以及将经所述第二宽带滤波器透射的经所述第三波段衰减器透射衰减的第三波段光束的剩余部分反射至所述第三透镜；
所述第二宽带滤波器，用于将所述第三波段衰减器反射的第一波段光束反射至所述第三可调接收机，以及将第二波段光束和第三波段光束透射至所述第三波段衰减器；
所述第三可调接收机，用于接收经所述第二宽带滤波器反射的第一波段光束；
所述第三可调发射机，用于发出上行第二波段光束和第三波段光束。
如图12所示，下行第一波段光束经光纤1至所述第三透镜2”，通过第三透镜2”聚焦在第三波段衰减器3”处反射至第二宽带滤波器6’处，经第二宽带滤波器6’反射至第三可调接收机5”；所述第三可调发射机4”发出的上行双波段光束第二波段光束和第三波段光束，第二波段光束和第三波段光束均先经第二宽带滤波器6’透射至第三波段衰减器3”处，第二波段光束经第三波段衰减器3”反射通过第三透镜2”进入光纤1，而第三波段光束中很大一部分经第三波段衰减器3”以透射形式衰减掉，另外较少剩余部分经第三波段衰减器3”反射通过第二透镜2”进入光纤1。
上述实施例中的波段衰减器均为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片。该实施例中，波段分离器中的波段衰减器与光分路器相连接可以放置在可调发射机与光分路器之间的任何位置，除上述将具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片作为波段衰减器外，还能够如图13所示，是放于ONU可调发射机与光分路器之间的一个独立器件，其特征是对不同波段的光损耗不同，在此不再一一列举。
另外，在本发明实施例的光网络单元中，应用于ONU的无源光网络功率均衡的装置是包括上述模块的硬件结构。
需要说明的是，该光网络单元是应用了上述应用于ONU的无源光网络功率均衡的装置的光网络单元，上述无源光网络功率均衡的装置的实现方式适用于该光网络单元，也能达到相同的技术效果。
如图14所示，本发明实施例还提供了一种无源光网络系统，包括光分配网络、如上所述的光线路终端以及如上所述的光网络单元。
该无源光网络系统，ONU在初始化状态调整工作波段在输出功率最大波段，以便OLT的检测，OLT通过检测ONU的功率后，将该功率与预设阈值比较，在该功率大于或等于预设阈值时，就向ONU下发工作波段调整指令，使ONU根据工作波段调整指令该更改工作波段为ONU中功率小于预设阈值的波段，当然，在该功率小于预设阈值时，就向ONU下发保持指令或不发送，使ONU保持当前工作波段不作改变。从而，网络中所有ONU的功率可实现均衡，而且该系统中OLT光模块仅需要在预设阈值点保持高精度即可，更容易实现，方案简单，降低了成本。
需要说明的是，该系统是包括了上述光线路终端以及光网络单元的系统，上述光线路终端以及光网络单元的实现方式适用于该终端，也能达到相同的技术效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种无源光网络功率均衡的方法，应用于光线路终端OLT，其特征在于，所述方法包括：
检测光网络单元ONU的功率；
将检测得到的所述ONU的功率与预设阈值比较，在所述功率大于或等于所述预设阈值时，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述检测ONU的功率的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
2.根据权利要求1所述的无源光网络功率均衡的方法，其特征在于，所述方法还包括：
监听所述ONU根据所述工作波段调整指令进行波段调整后返回的调整成功消息；
若在预设时间内获取到所述ONU返回的调整成功消息，则流程结束；若在预设时间内未接收到所述ONU返回的调整成功消息，则发送吊销Deactive指令至所述ONU。
3.根据权利要求1所述的无源光网络功率均衡的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述功率小于所述预设阈值时，向所述ONU下发保持指令，使所述ONU保持当前工作波段不作改变。
4.一种无源光网络功率均衡的方法，应用于ONU，其特征在于，所述方法包括：
接收OLT下发的工作波段调整指令；其中，所述工作波段调整指令是所述OLT检测得到的ONU的功率大于或等于预设阈值时下发的；
根据所述工作波段调整指令，更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述检测ONU的功率的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
5.根据权利要求4所述的无源光网络功率均衡的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述OLT下发的保持指令；其中所述保持指令是所述OLT检测得到的ONU的功率小于预设阈值时下发的；
根据所述保持指令，保持当前工作波段不作改变。
6.根据权利要求4所述的无源光网络功率均衡的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述ONU处于初始化状态时，检测当前工作波段的功率；
确定检测得到的当前工作波段是否是功率最大的波段；
在当前工作波段不是功率最大的波段时，更改工作波段为输出功率最大的波段。
7.一种无源光网络功率均衡的装置，应用于光线路终端OLT，其特征在于，所述装置包括：
第一检测模块，用于检测光网络单元ONU的功率；
第一处理模块，用于将检测得到的所述ONU的功率与预设阈值比较，在所述功率大于或等于所述预设阈值时，向所述ONU下发工作波段调整指令，使所述ONU更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述检测ONU的功率的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
8.根据权利要求7所述的无源光网络功率均衡的装置，其特征在于，所述装置还包括：
监听模块，用于监听所述ONU根据所述工作波段调整指令进行波段调整后返回的调整成功消息；
第二处理模块，用于若在预设时间内获取到所述ONU返回的调整成功消息，则流程结束；若在预设时间内未接收到所述ONU返回的调整成功消息，则发送吊销Deactive指令至所述ONU。
9.根据权利要求7所述的无源光网络功率均衡的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二处理模块，用于在所述功率小于所述预设阈值时，向所述ONU下发保持指令，使所述ONU保持当前工作波段不作改变。
10.一种无源光网络功率均衡的装置，应用于ONU，其特征在于，所述装置包括：
第一接收模块，用于接收OLT下发的工作波段调整指令；其中所述工作波段调整指令是所述OLT检测得到的ONU的功率大于或等于预设阈值时下发的；
第三处理模块，用于根据所述工作波段调整指令，更改工作波段至当前工作波段的下一波段，返回所述检测ONU的功率的步骤，直至所述ONU的工作波段为所述ONU中功率小于所述预设阈值的波段。
11.根据权利要求10所述的无源光网络功率均衡的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二接收模块，用于接收所述OLT下发的保持指令；其中所述保持指令是所述OLT检测得到的ONU的功率小于预设阈值时下发的；
第四处理模块，用于根据所述保持指令，保持当前工作波段不作改变。
12.根据权利要求10所述的无源光网络功率均衡的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二检测模块，用于在所述ONU处于初始化状态时，检测当前工作波段的功率；
确定模块，用于确定检测得到的当前工作波段是否是功率最大的波段；
第五处理模块，用于在当前工作波段不是功率最大的波段时，更改工作波段为输出功率最大的波段。
13.一种光线路终端，其特征在于，包括分波器以及如权利要求7至9任一项所述的应用于OLT的无源光网络功率均衡的装置；其中
所述分波器包括与光分配网络连接的一个或多个输入端口，以及分别对应一个工作通道的多个输出端口；所述分波器，用于将ONU发射的不同工作通道的光分到不同端口，不同波段的同一个工作通道的光进行合波进一个端口进行传输。
14.一种光网络单元，其特征在于，包括如权利要求10至12任一项所述的应用于ONU的无源光网络功率均衡的装置；以及波段分离器和控制器。
15.根据权利要求14所述的光网络单元，其特征在于，所述波段分离器包括第一可调发射机、第一透镜、第一波段衰减器和第一可调接收机，所述第一波段衰减器为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片；其中，
所述第一透镜，用于接收经光纤传输的下行第一波段光束，并将第一波段光束聚焦在所述第一波段衰减器处，以及将透过所述第一波段衰减器的第二波段光束和经所述第一波段衰减器反射衰减后透过所述第一波段衰减器的第三波段光束的剩余部分导入到光纤；
所述第一波段衰减器，用于将聚焦在所述第一波段衰减器处的第一波段光束反射至所述第一可调接收机，以及将第二波段光束和经所述第一波段衰减器反射衰减后的第三波段光束的剩余部分透射至所述第一透镜；
所述第一可调接收机，用于接收经所述第一波段衰减器反射的第一波段光束；
所述第一可调发射机，用于发出上行第二波段光束和第三波段光束。
16.根据权利要求14所述的光网络单元，其特征在于，所述波段分离器包括第二可调发射机、第二透镜、第二波段衰减器、第一宽带滤波器和第二可调接收机，所述第二波段衰减器为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片；其中，
所述第二透镜，用于接收经光纤传输的下行第一波段光束，并将第一波段光束聚焦在所述第一宽带滤波器处，以及将所述第一宽带滤波器反射的第二波段光束和第三波段光束的剩余部分导入到光纤；
所述第一宽带滤波器，用于将聚焦在所述第一宽带滤波器处的第一波段光束透射至所述第二可调接收机，以及将所述第二波段衰减器反射的第二波段光束和经所述第二波段衰减器透射衰减后所述第二波段衰减器反射的第三波段光束的剩余部分反射至所述第二透镜；
所述第二波段衰减器，用于将第二波段光束和经所述第二波段衰减器透射衰减后的第三波段光束的剩余部分反射至所述第一宽带滤波器；
所述第二可调接收机，用于接收经所述第一宽带滤波器透射的第一波段光束；
所述第二可调发射机，用于发出上行第二波段光束和第三波段光束。
17.根据权利要求14所述的光网络单元，其特征在于，所述波段分离器包括第三可调发射机、第三透镜、第三波段衰减器、第二宽带滤波器和第三可调接收机，所述第三波段衰减器为具有对不同波段的衰减不同功能的45°滤波片；其中，
所述第三透镜，用于接收经光纤传输的下行第一波段光束，并将第一波段光束聚焦在所述第三波段衰减器处，以及将所述第三波段衰减器反射的第二波段光束和经所述第三波段衰减器透射衰减后所述第三波段衰减器反射的第三波段光束的剩余部分导入到光纤；
所述第三波段衰减器，用于将聚焦在所述第三波段衰减器处的第一波段光束反射至所述第二宽带滤波器，将经所述第二宽带滤波器透射的第二波段光束反射至所述第三透镜，以及将经所述第二宽带滤波器透射的经所述第三波段衰减器透射衰减的第三波段光束的剩余部分反射至所述第三透镜；
所述第二宽带滤波器，用于将所述第三波段衰减器反射的第一波段光束反射至所述第三可调接收机，以及将第二波段光束和第三波段光束透射至所述第三波段衰减器；
所述第三可调接收机，用于接收经所述第二宽带滤波器反射的第一波段光束；
所述第三可调发射机，用于发出上行第二波段光束和第三波段光束。
18.一种无源光网络系统，其特征在于，包括光分配网络、如权利要求13所述的光线路终端以及如权利要求14至17任一项所述的光网络单元。
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| CN106550290A (zh) | 2017-03-29 |
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