CN107147513A - 一种多波长无源光网络的管理方法及光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多波长无源光网络的管理方法及光模块，所述方法包括：光模块从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，其中，所述模块管理信号携带与所述光模块相关的管理消息，所述设备管理信号携带与多波长无源光网络设备相关的管理消息。本发明公开的多波长无源光网络的管理方法以及光模块，能够解决现有技术中多波长无源光网络的光模块无法支持现有设备平滑升级到多波长无源光网络的问题。

Description

一种多波长无源光网络的管理方法及光模块
技术领域
本发明涉及光接入技术领域，尤其涉及一种多波长无源光网络的管理方法及光模块。
背景技术
近年来，随着接入网用户带宽需求的不断增加，无源光网络(PON，Passive Optical Network)光接入技术正逐步从传统的时分(TDM，TimeDivision Multiplexing)技术向波分(WDM，Wavelength Division Multiplexing)技术过渡。多波长无源光网络，如波分复用无源光网络(WDM-PON，Wavelength-Division Multiplexing Passive Optical Network)、时分波分复用无源光网络(TWDM-PON，Time-and Wavelength-Division MultiplexingPassive Optical Network)通过增加上下行波长对数，采用波分复用或者波分时分混合复用技术，能够满足更高的带宽需求。而WDM-PON，不仅具有带宽丰富的优点，并且时延小、安全性好，在无线承载或专网用户等应用场景有其独特的优势。
在多波长无源光网络中，光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)与光网络单元(ONU，Optical Network Unit)之间通常采用带内通道进行波长切换、波长分配、ONU状态监测等管理消息传递。举例而言，在现有技术中，多波长无源光网络通过物理层运行管理维护(PLOAM，Physical LayerOperations,Administration，and Management)消息和光网络单元管理控制接口(OMCI，ONU Management and Control Interface)信道进行波长管理；或者，WDM-PON系统通过扩展运行维护管理(OAM，Operation Administrationand Maintenance)进行波长分配。带内管理重用数据信号的物理通道，不需要修改物理层硬件，设备形态较为简单，但存在延时抖动大、多速率兼容难和占用数据信道带宽等问题。由此，带外管理成为多波长PON管理通道的另外一种选择。国际电联电信标准化部门(ITU-T，InternationalTelecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)在下一代PON2(NG-PON2，Next Generation PON2)标准G.989.3中定义了一种辅助管理通道(AMCC，Auxiliary Management and Control Channel)。通过带外的AMCC实现对TWDM-PON的非校准可调ONU的波长校准和注册。同时，G.989.3还定义了点到点(PTP，Point-to-Point)WDM的带外管理通道AMCC，对PTP网络进行管理。实现带外管理通道的技术手段有多种，例如采用与数据信号波长不同的第二上下波长对进行WDM-PON网络的波长管理，或者，采用对信号光进行顶调制的方法进行WDM-PON系统的波长管理。
然而，在现有的多波长PON网络带外管理方案中，光模块仅对管理信号进行物理层传递，管理信号的解析处理需要通过设备中相应的管理信号处理模块(如介质访问控制(MAC，Medium Access Control)芯片)进行。而目前移动承载和交换机等网络中采用的现网设备不包含该功能模块。因此，现有设备很难通过改造平滑升级到多波长PON网络。
发明内容
本发明实施例提供一种多波长无源光网络的管理方法以及光模块，用来解决现有技术中多波长无源光网络的光模块无法支持现有设备平滑升级到多波长无源光网络的问题。
为了达到上述技术目的，本发明实施例提供一种多波长无源光网络的管理方法，应用于多波长无源光网络的光模块，包括：光模块从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，其中，所述模块管理信号携带与光模块相关的管理消息，所述设备管理信号携带与多波长无源光网络设备相关的管理消息。
可选地，所述方法还包括：所述光模块将所述多波长无源光网络设备传输的设备管理反馈信号、所述多波长无源光网络设备传输的数据信号以及所述光模块发送的模块管理反馈信号加载在发送信号中进行发送。
可选地，所述光模块从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，包括：所述光模块区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号。
可选地，所述光模块区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号包括：所述光模块根据管理消息帧区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述管理消息帧包括以下至少一项：管理消息类型校验字节、目的地址、设备标识ID。
可选地，所述光模块区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号包括：
所述光模块根据信号频率区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述模块管理信号的频率不同于所述设备管理信号的频率；或者，
所述光模块根据信号波长区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述模块管理信号的波长不同于所述设备管理信号的波长。
本发明实施例还提供一种多波长无源光网络的光模块，所述光模块通过设备管理信号接口与多波长无源光网络设备相连，所述光模块包括：接收和发射光组件、信号处理单元以及模块控制单元；
所述信号处理单元，设置为：在通过所述接收和发射光组件从光信号接口接收的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，将所述模块管理信号传输至模块控制单元，并将所述设备管理信号通过设备管理信号接口传输至多波长无源光网络设备；其中，所述模块管理信号携带与所述光模块相关的管理消息，所述设备管理信号携带与多波长无源光网络设备相关的管理消息；
所述模块控制单元，设置为：根据所述模块管理信号，对所述光模块进行管理。
可选地，所述接收信号包括一路或多路信号；当所述接收信号为一路信号时，所述一路信号包括数据信号、模块管理信号和设备管理信号的组合；当所述接收信号为多路信号时，所述多路信号包括数据信号、模块管理信号以及设备管理信号，或者，所述多路信号包括数据信号以及管理信号。
可选地，所述信号处理单元，包括：第一处理单元以及第二处理单元，
所述第一处理单元，设置为：从所述接收信号中提取管理信号，并将提取出的管理信号传输至所述第二处理单元；
所述第二处理单元，设置为：从所述管理信号中提取所述模块管理信号以及所述设备管理信号，将所述模块管理信号传输至所述模块控制单元，并将所述设备管理信号通过设备管理信号接口传输至多波长无源光网络设备。
可选地，所述第二处理单元，还设置为：将从设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及从所述模块控制单元输入的模块管理反馈信号合并，并将合并后的管理反馈信号发送给所述第一处理单元；或者，将从设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及从所述模块控制单元输入的模块管理反馈信号发送给所述第一处理单元。
可选地，
所述光模块通过所述数据信号接口与多波长无源光网络设备相连；
所述第一处理单元，还设置为：将从所述数据信号接口输入的数据信号以及从所述第二处理单元输入的管理反馈信号分别通过相应的接口发送给所述接收和发射光组件；或者，将从所述数据信号接口输入的数据信号以及从所述第二处理单元输入的管理反馈信号合并，并将合并后的信号发送给所述接收和发射光组件。
可选地，
所述光模块通过所述数据信号接口与多波长无源光网络设备相连；
所述信号处理单元，还设置为：将从所述模块控制单元输入的模块管理反馈信号、从所述设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及从所述数据信号接口输入的数据信号分别通过相应的接口发送给所述接收和发射光组件。
可选地，所述模块控制单元，是设置为：根据所述模块管理信号得到管理指令，发送所述管理指令给所述接收和发射光组件，并将所述接收和发射光组件的反馈信息发送给所述信号处理单元。
可选地，所述信号处理单元是设置为：根据管理消息帧区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述管理消息帧包括以下至少一项：管理消息类型校验字节、目的地址、设备标识ID。
可选地，
所述信号处理单元是设置为：根据信号频率区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述模块管理信号的频率不同于所述设备管理信号的频率；或者，
所述接收和发射光组件设置为：根据信号波长区分所述模块管理信号以及设备管理信号，其中，所述模块管理信号的波长不同于所述设备管理信号的波长。
在本发明实施例中，光模块从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号。通过本发明实施例，光模块不需要设备辅助控制调整物理层参数，自身可完成管理控制物理层参数功能，可以满足移动承载和交换机的现网设备应用。而且，本发明实施例提供的管理方法及光模块能够广泛适用于现网设备以及新设备，从而实现多波长无源光网络的平滑演进。
附图说明
图1为本发明实施例提供的多波长无源光网络的光模块的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的多波长无源光网络的光模块的结构示意图；
图3为本发明实施例一中模块控制存储中心的结构示意图；
图4为本发明实施例一中管理消息帧的示意图；
图5为本发明实施例二提供的多波长无源光网络的光模块的结构示意图；
图6为本发明实施例二中模块控制存储中心的结构示意图；
图7为本发明实施例二中分离不同类型的管理信号的示意图；
图8为本发明实施例二中加载不同类型的管理信号的示意图；
图9为本发明实施例三提供的多波长无源光网络的光模块的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。
本发明实施例提供一种多波长无源光网络的管理方法，应用于多波长无源光网络的光模块，包括以下步骤：
光模块从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，其中，所述模块管理信号携带与所述光模块相关的管理消息，所述设备管理信号携带与多波长无源光网络设备相关的管理消息。
其中，所述光模块提取得到模块管理信号和设备管理信号后，所述光模块将设备管理信号通过设备管理信号接口传送给多波长无源光网络设备，所述光模块根据模块管理信号携带的管理消息进行自身的模块管理。
可选地，所述光模块从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，包括：
所述光模块先从光信号接口输入的接收信号中提取管理信号，再从所述管理信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，其中，所述管理信号携带管理消息；或者，
所述光模块直接从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号。
可选地，该方法还包括：光模块将多波长无源光网络设备传输的设备管理反馈信号、多波长无源光网络设备传输的数据信号以及光模块发送的模块管理反馈信号加载在发送信号中进行发送。
其中，模块管理反馈信号携带光模块对与其相关的管理消息的反馈消息；设备管理反馈信号携带多波长无源光网络设备对与其相关的管理消息的反馈消息。
换言之，光模块不仅可以从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，还可以将自身发送的模块管理反馈信号和从多波长无源光网络设备输入的设备管理反馈信号以及数据信号进行发送。
可选地，所述光模块从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号包括：所述光模块区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号。
可选地，所述光模块根据管理消息帧区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述管理消息帧包括以下至少一项：管理消息类型校验字节、目的地址、设备标识(ID)。
可选地，所述光模块根据信号频率区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述模块管理信号的频率不同于设备管理信号的频率。
可选地，所述光模块根据信号波长区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述模块管理信号的波长不同于所述设备管理信号的波长。
具体而言，模块管理信号和设备管理信号携带的管理消息可以包括管理消息帧，或者，模块管理信号以及设备管理信号通过不同信号频率传输，或者，模块管理信号以及设备管理信号通过不同信号波长传输。如此，光模块可以根据管理消息帧、信号频率或者信号波长区分模块管理信号以及设备管理信号，进而实现模块管理信号以及设备管理信号的传输。
通过本发明实施例提供的管理方法，光模块不需要设备辅助控制调整物理层参数，自身可完成管理控制物理层参数功能，可以满足移动承载和交换机现网设备应用。同时，该方法还提供了光模块与多波长无源光网络设备之间的管理控制接口，在需要对设备进行管理的应用场景也能适用。
图1为本发明实施例提供的多波长无源光网络的光模块的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的多波长无源光网络的光模块，包括：接收和发射光组件、信号处理单元以及模块控制单元。光模块通过光信号接口与光分配网络相连，通过数据信号接口以及设备管理信号接口与多波长无源光网络设备相连。
信号处理单元，设置为：在通过所述接收和发射光组件从光信号接口接收的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，将模块管理信号传输至模块控制单元，并将设备管理信号通过设备管理信号接口传输至多波长无源光网络设备；
模块控制单元，设置为：根据所述模块管理信号，对光模块进行管理。
其中，所述模块管理信号携带与所述光模块相关的管理消息，所述设备管理信号携带与多波长无源光网络设备相关的管理消息。
具体而言，模块控制单元根据模块管理信号携带的管理消息，对光模块进行管理；多波长无源光网络设备根据设备管理信号携带的管理消息，进行自身管理。
可选地，所述接收信号包括一路或多路信号；当所述接收信号为一路信号时，所述一路信号包括数据信号、模块管理信号和设备管理信号的组合；当所述接收信号为多路信号时，所述多路信号包括数据信号、模块管理信号以及设备管理信号，或者，所述多路信号包括数据信号以及管理信号。
可选地，所述信号处理单元，包括：第一处理单元以及第二处理单元，
所述第一处理单元，设置为：从所述接收信号中提取管理信号，并将提取出的管理信号传输至所述第二处理单元；
所述第二处理单元，设置为：从所述管理信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，将提取出的模块管理信号传输至模块控制单元，并将提取出的设备管理信号通过设备管理信号接口传输至多波长无源光网络设备。
可选地，第二处理单元，还设置为：将从设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及从所述模块控制单元输入的模块管理反馈信号合并，并将合并后的管理反馈信号发送给所述第一处理单元；或者，将从设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及从所述模块控制单元输入的模块管理反馈信号发送给所述第一处理单元。
可选地，第一处理单元，还设置为：将从数据信号接口输入的数据信号以及从所述第二处理单元输入的管理反馈信号分别通过相应的接口发送给所述接收和发射光组件；或者，将从数据信号接口输入的数据信号以及从所述第二处理单元输入的管理反馈信号合并，并将合并后的信号发送给所述接收和发射光组件。
可选地，所述信号处理单元，还设置为：将从模块控制单元输入的模块管理反馈信号、从设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及从数据信号接口输入的数据信号分别通过相应的接口发送给所述接收和发射光组件。
可选地，模块控制单元，是设置为：根据所述模块管理信号得到管理指令，发送所述管理指令给所述接收和发射光组件，并将所述接收和发射光组件的反馈信息发送给所述信号处理单元。
可选地，所述信号处理单元是设置为：根据管理消息帧区分所述模块管理信号以及设备管理信号，其中，管理消息帧包括以下至少一项：管理消息类型校验字节、目的地址、设备ID。
可选地，所述信号处理单元是设置为：根据信号频率区分所述模块管理信号以及设备管理信号，其中，所述模块管理信号的频率不同于所述设备管理信号的频率。
可选地，所述接收和发射光组件设置为：根据信号波长区分所述模块管理信号以及设备管理信号，其中，所述模块管理信号的波长不同于所述设备管理信号的波长。
可选地，所述信号处理单元包括：
高通滤波器，设置为：从所述接收信号中提取数据信号及管理信号；
低通滤波器，设置为：从提取出的管理信号中提取模块管理信号和设备管理信号。
可选地，所述信号处理单元包括：混频器，设置为：对不同频率的设备管理反馈信号和模块管理反馈信号混频得到管理反馈信号。
以下通过具体实施例对本申请进行说明。
实施例一
图2为本发明实施例一提供的多波长无源光网络的光模块的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的多波长无源光网络的光模块包括接收和发射光组件21、管理信号提取模块22、管理信号加载模块23以及模块控制存储中心24。
于此，信号处理单元包括第一处理单元以及第二处理单元。其中，第一处理单元的功能由管理信号提取模块22以及管理信号加载模块23实现，第二处理单元的功能由模块控制存储中心24的管理信号处理模块25实现，模块控制单元的功能由模块控制存储中心24的光组件控制模块26以及其他控制存储模块实现。
具体而言，所述接收和发射光组件21通过光信号接口与光分配网络相连。所述接收和发射光组件21包含光接收单元201和光发射单元202。其中，光接收单元201和光发射单元202可通过WDM器件实现与光分配网络(ODN，Optical Distribution Network)之间的单纤双向接口。所述光接收单元201可由光电探测器以及跨阻放大器、限幅放大器等部分组成，实现对接收光信号的光电转化、电信号放大和限幅整形等功能(如箭头210所示)；并且，通过相应的接口将数据信号和管理信号传输至管理信号提取模块22(如箭头211所示)。所述光发射单元202可由激光器、调制器、可调光衰减器以及驱动电路等部分组成，实现对数据信号和管理反馈信号的电光转换功能(如箭头220所示)。
所述管理信号提取模块22以及管理信号加载模块23通过数据信号接口与多波长无源光网络设备相连。
所述管理信号提取模块22可以通过幅度检测和低通滤波等方法将管理信号和数据信号分离开来，并将数据信号发送至数据信号接口(如箭头212所示)，将管理信号发送至模块控制存储中心24内部的管理信号处理模块25(如箭头213所示)。
所述管理信号加载模块23接收从数据信号接口输入的数据信号(如箭头222所示)和从模块控制存储中心24内部的管理信号处理模块25输入的管理反馈信号(如箭头223所示)；所述管理信号加载模块23通过混频等方法将上述数据信号和管理反馈信号结合在一起传输至所述接收和发射光组件21中的光发射单元202(如箭头221所示)。
所述模块控制存储中心24包括管理信号处理模块25、光组件控制模块26以及其他控制存储模块。所述模块控制存储中心24具备对管理信号处理、光组件控制、数据缓存以及整个模块各功能单元的初始化、告警检测、性能统计、管理消息反馈统计等控制功能。在所述模块控制存储中心24内部，管理信号处理模块25将管理信号中的模块管理信号提取出来解析之后，发送给控制存储中心27来控制光模块各个功能单元；例如，发送给光组件控制模块26(如箭头215所示)，进而对所述接收和发射光组件21进行控制(如箭头216所示)，此外，将管理信号中提取出来的设备管理信号通过设备管理信号接口发送给多波长无源光网络设备(如箭头214所示)。光组件控制模块26在响应模块管理信号后，将反馈消息发送至管理信号处理模块25(如箭头225所示)。管理信号处理模块25将模块内部的管理反馈消息与从设备管理信号接口输入的设备管理反馈消息(如箭头224所示)结合在一起发送至管理信号加载模块23(如箭头223所示)。
图3为本发明实施例一中模块控制存储中心24的结构示意图。如图3所示，所述模块控制存储中心24包括管理信号处理模块25、控制存储中心27以及设备接口28。其中，管理信号处理模块25包含解码单元250、编码单元251以及帧解析单元252。控制存储中心27包括光组件控制模块26。
具体而言，所述解码单元250对从管理信号提取模块22输入的比特流进行解码处理，并将解码后的数据恢复成管理消息帧。所述编码单元251用于对管理消息帧中的管理信息进行编码，转为适宜传输的码流信号，传输给管理信号加载模块23。
所述帧解析单元252根据管理消息帧的目标地址或校验字节等判断所接收的管理消息帧的类别，如果接收到的管理消息帧为模块管理信号，则将该管理消息帧发送至控制存储中心27，如果接收到的管理消息帧为设备管理信号，则将该管理消息帧发送至设备接口28。所述帧解析单元252还能够为从设备接口28输入的设备管理反馈消息与从控制存储中心27输入的模块管理反馈消息分别加上相应的目标地址或校验字节，组装成管理消息帧。
所述设备接口28将帧解析单元252输出的设备管理信号传递给光模块相连的多波长无源光网络设备，将从设备管理信号接口输入的设备管理反馈消息传递给帧解析单元252，并完成多波长无源光网络设备与控制存储中心27的其他通信指令传递。
所述控制存储中心27具备模块控制与数据存储功能，与光模块内部各个功能单元相连，对各个模块单元进行控制，将从各个模块单元读取到的控制反馈以及告警等信号通过设备接口28传递给光模块相连的多波长无源光网络设备。特别地，所述控制存储中心27包含光组件控制模块26，用于将帧解析单元252输入的模块管理信号，转化为相应的管理指令发送至所述接收和发射光组件21，并将控制得到的反馈消息组合缓存后传递给帧解析单元252。所述控制存储中心27还具备对各类管理控制数据的存储功能。
其中，所述编码单元250、解码单元251及帧解析单元252可由现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)器件实现，控制存储中心27可由微控制单元(MCU，Microcontroller Unit)、FPGA和电可擦可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory)等器件组成。控制存储中心27与其他单元之间可通过两线式串行总线(I2C，Inter-Integrated Circuit)、管理数据输入输出(MDIO，ManagementData Input Output)和串行外设接口(SPI，Serial Peripheral Interface)等接口进行通信。设备接口28可由一个或多个I2C、MDIO和SPI等接口组成。
图4为本发明实施例一中管理消息帧的示意图。如图4所示，为区别模块管理消息和设备管理消息，所述管理消息帧结构中增加定义相应的校验字节来进行管理消息类型区分。所述校验字节可以为管理消息帧的帧头(如图4(a)所示)或者帧尾字段(如图4(b)所示)。此外，也可以通过在管理消息帧中定义不同的目标地址、设备ID来区别模块管理消息和设备管理消息。
实施例二
图5为本发明实施例二提供的多波长无源光网络的光模块的结构示意图。如图5所示，本实施例提供的多波长无源光网络的光模块包括接收和发射光组件51、管理信号提取模块52、管理信号加载模块53以及模块控制存储中心54。
于此，信号处理单元的功能由管理信号提取模块52以及管理信号加载模块53实现，模块控制存储中心54实现模块控制单元的功能。
本实施例与实施例一的区别在于，在本实施例中，管理信号提取模块52实现数据信号、设备管理信号和模块管理信号的提取，管理信号加载模块53实现数据信号、设备管理反馈信号和模块管理反馈信号的加载，而在实施例一中，管理信号提取模块22仅实现管理信号的提取，管理信号加载模块23仅实现数据信号与管理反馈信号的加载，设备管理信号和模块管理信号的提取以及设备管理反馈信号和模块管理反馈信号的加载由模块控制存储中心24内部的管理信号处理模块25负责。
具体而言，所述接收和发射光组件51通过光信号接口与光分配网络相连。所述接收和发射光组件51包含光接收单元501和光发射单元502。其中，光接收单元501和光发射单元502可通过WDM器件实现与ODN之间的单纤双向接口。所述光接收单元501可由光电探测器以及跨阻放大器、限幅放大器等部分组成，实现对接收光信号的光电转化、电信号放大和限幅整形等功能(如箭头510所示)；并且，通过相应的接口将数据信号和管理信号传输至管理信号提取模块52(如箭头511所示)。所述光发射单元502可由激光器、调制器、可调光衰减器以及驱动电路等部分组成，实现对数据信号和管理反馈信号的电光转换功能(如箭头520所示)。
所述管理信号提取模块52以及管理信号加载模块53通过数据信号接口以及设备管理信号接口与多波长无源光网络设备相连。
所述管理信号提取模块52可以通过幅度检测和滤波等方法将模块管理信号、设备管理信号以及数据信号分离开来，并将模块管理信号发送至模块控制存储中心54内部的管理信号处理模块55(如箭头515所示)，将数据信号发送至数据信号接口(如箭头513所示)，将设备管理信号发送至设备管理信号接口(如箭头514所示)。或者，所述管理信号提取模块52接收从不同接口输入的数据信号、设备管理信号及模块管理信号，并将设备管理信号发送至模块控制存储中心54内部的管理信号处理模块55(如箭头515所示)，将数据信号发送至数据信号接口(如箭头513所示)，将设备管理信号发送至设备管理信号接口(如箭头514所示)。
所述管理信号加载模块53接收从数据信号接口输入的数据信号(如箭头523所示)、从设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号(如箭头524所示)以及从模块控制存储中心54内部的管理信号处理模块55输入的模块管理反馈信号(如箭头525所示)；并通过混频等方法将所述数据信号、设备管理反馈信号以及模块管理反馈信号结合在一起传输至所述接收和发射光组件51中的光发射单元502(如箭头521所示)，或者，将数据信号、模块管理反馈信号和设备管理反馈信号转送至不同的接口进入光发射单元502(如箭头521所示)。
所述模块控制存储中心54包括管理信号处理模块55、光组件控制模块56以及其他控制存储模块。所述模块控制存储中心54具备对管理信号处理、光组件控制、数据缓存以及整个模块各功能单元的初始化、告警检测、性能统计、管理消息反馈统计等控制功能。在所述模块控制存储中心54内部，管理信号处理模块55将输入的模块管理信号解析之后，例如发送给光组件控制模块56对所述接收和发射光组件51进行控制(如箭头516及517所示)。光组件控制模块56在响应模块管理信号后，将反馈消息发送至管理信号处理模块55(如箭头526所示)。管理信号处理模块55将模块内部的管理反馈消息再发送给管理信号加载模块53(如箭头525所示)。
图6为本发明第二实施例中模块控制存储中心54的结构示意图。如图6所示，所述模块控制存储中心54包括管理信号处理模块55、控制存储中心57以及设备接口58。其中，管理信号处理模块55包括解码成帧单元550以及编码成帧单元551。控制存储中心57包括光组件控制模块56。
具体而言，所述解码成帧单元550对从管理信号提取模块52输入的模块管理信号比特流进行解码处理，将解码后的数据恢复成模块管理消息帧，并发送给控制存储中心57。
所述编码成帧单元551将从控制存储中心57输入的模块管理反馈消息组装成模块管理消息帧。所述编码成帧单元551用于对模块管理消息帧中的模块管理信息进行编码，转为适宜传输的码流信号，传输给管理信号加载模块53。
所述设备接口58完成多波长无源光网络设备与控制存储中心57的其他通信指令传递。
所述控制存储中心57具备模块控制与数据存储功能，与光模块内部各个功能单元相连，对各个模块单元进行控制，将从各个模块单元读取到的控制反馈以及告警等信号通过设备接口58传递给光模块相连的多波长无源光网络设备。特别地，所述控制存储中心57包含光组件控制模块56，用于将解码成帧单元550输入的模块管理信号，转化为相应的管理指令发送至所述接收和发射光组件51，并将控制得到的反馈消息缓存后传递给编码成帧单元551。所述控制存储中心57还具备对各类管理控制数据的存储功能。
其中，所述编码成帧单元550以及解码成帧单元551可由FPGA器件实现，控制存储中心57可由MCU、FPGA和EEPROM等器件组成。控制存储中心57与其他单元之间可通过I2C、MDIO和SPI等接口进行通信。设备接口58可由一个或多个I2C、MDIO和SPI等接口组成。
于本实施例中，为区别模块管理消息和设备管理消息，在管理反馈消息发送方向，可通过管理信号加载模块将采取不同频率的模块管理反馈信号和设备管理反馈信号加载在数据信号上。在管理消息接收方向，可通过管理信号提取模块将模块管理信号、设备管理信号和数据信号分离开来。
图7所示为管理信号提取模块的一个示例。如图7所示，接收和发射光组件的光接收单元转化得到的携带管理信号的数据管理电信号，经过管理信号提取模块后，高频数据信息部分被高通滤波器(HPF，High Pass Filter)提取出来得到数据信号f0，并传输至数据信号接口；管理信号中的第一频率的设备管理信号f1被低通滤波器(LPF，Low Pass Filter)提取出来传输至设备管理信号接口；剩下的第二频率的模块管理信号f2则输送至光模块内部的管理信号处理模块。
图8所示为管理信号加载模块的一个示例。如图8所示，数据信号f0经过管理信号加载模块后传输至接收和发射光组件的光发射单元，经过电光转化转换为光信号，第一频率的设备管理反馈信号f3和第二频率的模块管理反馈信号f4在管理信号加载模块中通过混频器混频后传输至接收和发射光组件的光发射单元，再经过可调光衰减器(VOA，Variable OpticalAttenuator)加载在数据光信号上。
实施例三
图9为本发明实施例三提供的多波长无源光网络的光模块的结构示意图。如图9所示，本实施例提供的多波长无源光网络的光模块包括接收和发射光组件、管理信号提取模块、管理信号加载模块以及模块控制存储中心。
于此，信息处理单元的功能由管理信号提取模块以及管理信号加载模块实现，模块控制存储中心实现模块控制单元的功能。
具体而言，所述接收和发射光组件通过光信号接口与光分配网络相连。所述接收和发射光组件包含多个光接收单元、多个光发射单元以及WDM单元。所述WDM单元将不同波长的光信号分别复用或解复用至相应的光接收单元和光发射单元。不同波长的光信号用来分别携带数据信号、设备管理信号和模块管理信号。所述光接收单元可由光电探测器以及跨阻放大器、限幅放大器等部分组成，实现对接收光信号的光电转化、电信号放大和限幅整形等功能；并且，通过相应的接口将数据信号、设备管理信号和模块管理信号传输至管理信号提取模块。所述光发射单元可由激光器、调制器、可调光衰减器以及驱动电路等部分组成，实现对数据信号、设备管理反馈信号和模块管理反馈信号的电光转换功能。
所述管理信号提取模块将从不同接口输入的数据信号、设备管理信号以及模块管理信号分别转送接收数据信号接口、设备管理信号接口以及模块控制存储中心内部的管理信号处理模块。
所述管理信号加载模块将从数据信号接口输入的数据信号、设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及模块控制存储中心内部的管理信号处理模块输入的模块管理反馈信号转送至不同的接口进入光发射单元。
所述模块控制存储中心包含管理信号处理模块、光组件控制模块以及其他控制存储模块。所述模块控制存储中心具备对管理信号处理、光组件控制、数据缓存以及整个模块各功能单元的初始化、告警检测、性能统计、管理消息反馈统计等控制功能。在所述模块控制存储中心内部，管理信号处理模块将输入的模块管理信号解析之后，发送给光组件控制模块来对所述接收和发射光组件进行控制。光组件控制模块在响应管理控制消息后，将反馈信息发送至管理信号处理模块。管理信号处理模块将模块内部的管理反馈消息再发送给管理信号加载模块。
综上所述，在本发明实施例中，光模块不需要设备辅助控制调整物理层参数，自身可完成管理控制物理层参数功能，可以满足移动承载和交换机现网设备应用，实现网络的平滑演进。同时，本发明实施例还提供了光模块与设备之间的管理接口，在需要对设备进行管理的应用场景也能适用。
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(例如处理器)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，例如通过集成电路来实现其相应功能，也可以采用软件功能模块的形式实现，例如通过处理器执行存储于存储器中的程序/指令来实现其相应功能。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上显示和描述了本申请的基本原理和主要特征和本发明的优点。本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请范围内。

Claims (14)

1.一种多波长无源光网络的管理方法，应用于多波长无源光网络的光模块，其特征在于，包括：
光模块从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，其中，所述模块管理信号携带与所述光模块相关的管理消息，所述设备管理信号携带与多波长无源光网络设备相关的管理消息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述光模块将所述多波长无源光网络设备传输的设备管理反馈信号、所述多波长无源光网络设备传输的数据信号以及所述光模块发送的模块管理反馈信号加载在发送信号中进行发送。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光模块从光信号接口输入的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号包括：所述光模块区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光模块区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号包括：
所述光模块根据管理消息帧区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述管理消息帧包括以下至少一项：管理消息类型校验字节、目的地址、设备标识ID。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光模块区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号包括：
所述光模块根据信号频率区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述模块管理信号的频率不同于所述设备管理信号的频率；或者，
所述光模块根据信号波长区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述模块管理信号的波长不同于所述设备管理信号的波长。
6.一种多波长无源光网络的光模块，其特征在于，所述光模块通过设备管理信号接口与多波长无源光网络设备相连，所述光模块包括：接收和发射光组件、信号处理单元以及模块控制单元；
所述信号处理单元，设置为：在通过所述接收和发射光组件从光信号接口接收的接收信号中提取模块管理信号以及设备管理信号，将所述模块管理信号传输至所述模块控制单元，并将所述设备管理信号通过所述设备管理信号接口传输至所述多波长无源光网络设备；其中，所述模块管理信号携带与所述光模块相关的管理消息，所述设备管理信号携带与多波长无源光网络设备相关的管理消息；
所述模块控制单元，设置为：根据所述模块管理信号，对所述光模块进行管理。
7.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述接收信号包括一路或多路信号；当所述接收信号为一路信号时，所述一路信号包括数据信号、模块管理信号和设备管理信号的组合；当所述接收信号为多路信号时，所述多路信号包括数据信号、模块管理信号以及设备管理信号，或者，所述多路信号包括数据信号以及管理信号。
8.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述信号处理单元，包括：第一处理单元以及第二处理单元，
所述第一处理单元，设置为：从所述接收信号中提取管理信号，并将提取出的管理信号传输至所述第二处理单元；
所述第二处理单元，设置为：从所述管理信号中提取所述模块管理信号以及所述设备管理信号，将所述模块管理信号传输至所述模块控制单元，并将所述设备管理信号通过设备管理信号接口传输至多波长无源光网络设备。
9.如权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述第二处理单元，还设置为：将从所述设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及从所述模块控制单元输入的模块管理反馈信号合并，并将合并后的管理反馈信号发送给所述第一处理单元；或者，将从所述设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及从所述模块控制单元输入的模块管理反馈信号发送给所述第一处理单元。
10.如权利要求8所述的光模块，其特征在于，
所述光模块通过所述数据信号接口与多波长无源光网络设备相连，
所述第一处理单元，还设置为：将从所述数据信号接口输入的数据信号以及从所述第二处理单元输入的管理反馈信号分别通过相应的接口发送给所述接收和发射光组件；或者，将从所述数据信号接口输入的数据信号以及从所述第二处理单元输入的管理反馈信号合并，并将合并后的信号发送给所述接收和发射光组件。
11.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，
所述光模块通过所述数据信号接口与多波长无源光网络设备相连，
所述信号处理单元，还设置为：将从所述模块控制单元输入的模块管理反馈信号、从所述设备管理信号接口输入的设备管理反馈信号以及从所述数据信号接口输入的数据信号分别通过相应的接口发送给所述接收和发射光组件。
12.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述模块控制单元，是设置为：根据所述模块管理信号得到管理指令，发送所述管理指令给所述接收和发射光组件，并将所述接收和发射光组件的反馈信息发送给所述信号处理单元。
13.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述信号处理单元是设置为：根据管理消息帧区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述管理消息帧包括以下至少一项：管理消息类型校验字节、目的地址、设备标识ID。
14.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，
所述信号处理单元是设置为：根据信号频率区分所述模块管理信号以及所述设备管理信号，其中，所述模块管理信号的频率不同于所述设备管理信号的频率；或者，
所述接收和发射光组件设置为：根据信号波长区分所述模块管理信号以及设备管理信号，其中，所述模块管理信号的波长不同于所述设备管理信号的波长。
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