CN107911190A - 一种支持超密集波分复用的光线路终端 - Google Patents

一种支持超密集波分复用的光线路终端 Download PDF

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Abstract

一种支持超密集波分复用的光线路终端，包括主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元、信号处理单元，主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元和上联业务处理单元相互之间不直接通信，且均与信号处理单元连接；主控单元完成设备的核心交换控制、业务管理、维护和网管代理；PON处理单元支持PON接入业务；超密集波分复用单元完成光信号的接入控制、波分复用解复用；上联业务处理单元提供上联以太网数据业务；信号处理单元用来处理各个单元的信号交互，完成业务、控制信号处理。本发明可应用于超密集波分接入系统中，支持至少32波的TDM PON的复用，实现单光纤大容量光接入，其典型应用是千户千兆。

Description

一种支持超密集波分复用的光线路终端
技术领域
本发明涉及光接入网络领域，特别涉及一种支持超密集波分复用的光线路终端。
背景技术
随着网络的广泛普及和一些新兴、大带宽业务如广电的“云电视”业务和电信的高清IPTV(Internet Protocol Television，互联网电视)业务的快速发展，特别是4K极清电视点播的宽带杀手视频业务的兴起，用户对带宽的需求与日俱增，而目前广泛使用的1.25Gbps TDM-PON显然已无法满足用户的需求，光接入网络扩容势在必行。
光接入网的扩容有两个方向：提高单波长的速率和增加波长数。目前单波长速率最高为10Gbps，对应的PON系统为10GEPON和XG(S)-PON，单波长25G更高速率还在研究中。
而增加波长数量的PON系统也即TWDM-PON系统，是时分波分混合复用的无源光网络系统。目前典型的系统架构是NG-PON2，也仅实现了4个波长的TDM PON的复用，下行速率最大支持40Gbps，带宽扩展有限。
为了进一步的扩展带宽，除了提高单波长速率，还可以通过增加波长数量减少波长间隔来实现。单波长提速复杂度比较高，因为要在千家万户部署25G/40G甚至100G的技术成本过高；而增加波长数量对光电器件的带宽要求和成本要求比较低，因此，引入32波甚至更多波长的TDM PON的复用成为有效的解决方案之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有光接入网扩容存在的上述不足，提供一种支持超密集波分复用的光线路终端，支持至少32波的TDM PON的复用，实现单光纤大容量光接入，其典型应用是千户千兆。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种支持超密集波分复用的光线路终端，包括主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元、信号处理单元，所述的主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元均与所述的信号处理单元连接，主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元和上联业务处理单元相互之间不直接通信；
所述的信号处理单元用于处理主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元的信号交互，完成业务、控制信号处理并转发；
所述的主控单元用于完成设备的核心交换控制、业务管理、维护和网管代理功能，并将控制信号、业务信号、管理信号通过信号处理单元传送至PON处理单元、超密集波分复用单元和上联业务处理单元；
所述的上联业务处理单元用于提供上联以太网数据业务接口，下行以太网数据业务经过主控单元进行业务的汇聚交换处理后再经信号处理单元发送至PON处理单元，上行以太网数据业务则正好相反；
所述的PON处理单元共有M个，每个分别支持N/M个波长的PON接入业务，总共支持N个波长的PON接入业务，其中N是M的整数倍，N/M个波长均支持1:10～1:128的光分路接入；
所述的超密集波分复用单元用于将上行方向由一根光纤传输的光信号进行解复用为N个波长信号，通过信号处理单元传送至所述的PON处理单元，再由PON处理单元进行光信号的业务处理；同时，超密集波分复用单元还用于将PON处理单元经过信号处理单元发送来的N个不同下行波长的PON业务进行复用，汇聚成单一光纤传输，完成光信号的接入控制、波分复用解复用功能。
按上述方案，所述的PON处理单元不提供直接对外的PON输出，而是将下行信号发送至信号处理单元，再由信号处理单元发送至超密集波分复用单元进行处理，所述的下行信号包括业务信号、控制信号、管理信号；上行信号则由主控单元处理后经信号处理单元转发送至上联业务处理单元。
按上述方案，所述的超密集波分复用单元提供对外的PON输出接口。
按上述方案，所述的光线路终端支持至少32波的TDM PON的复用，实现单光纤的大容量光接入。
按上述方案，所述的光线路终端即OLT，OLT接收和发送N组不同波长的上下行光信号，且内含超密集波分复用单元WDM；上行方向由ONU发送来的N个波长光信号通过一根光纤传输到达OLT后，经由OLT内部的WDM分波，分成N个不同的上行波长λi，i＝1,2,...N，再经信号处理单元传送至PON处理单元进行处理，其中，N为自然数，典型值为32；下行方向OLT发送N个不同下行波长λi’(与上行的N个波长也各不相同)，i＝1,2,...N，经过OLT内部的WDM合波，由一根光纤传输至光分配网络ODN；每对上下行波长都对应着一个时分复用无源光网络系统，所述的光线路终端共支持将N个不同的时分复用无源光网络汇聚在一起。
按上述方案，上行波长、下行波长的中心波长满足ITU-T DWDM的栅格标准，间插复用信道间隔50GHz。
按上述方案，所述的时分复用无源光网络为GEPON、10GEPON、GPON、XGPON中的一种。
本发明的工作原理：光线路终端把N个时分复用无源光网络的工作波长变换到不同的超密集波分复用波长栅格，实现波分时分混合复用扩容；光线路终端可应用于超密集波分接入系统中，支持千个用户接入，且每个用户接入带宽可达千兆。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、支持N*U个用户(N为波长数量、U为TDM PON光分支比数量，其典型值为N＝32、U＝32，支持1024个用户)接入，且每个用户的接入带宽可达1Gbps；
2、接入扩容波分复用技术与时分复用无源光网络系统的数据格式及速率无关(即透明)，满足不同标准制式的时分复用无源光网络系统(如GEPON和GPON)都能进行波分复用。
附图说明
图1为典型的TDM-WDM PON架构图；
图2为本发明实施例中光线路终端OLT的波长处理示意图；
图3为本发明实施例中光线路终端OLT的结构组成示意图；
图4为本发明所适用的超密集波分接入系统的组网示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述的支持超密集波分复用的光线路终端，核心思想是：光线路终端把多个时分复用无源光网络的工作波长变换到不同的超密集波分复用波长栅格，实现波分时分混合复用扩容。光线路终端可应用于超密集波分接入系统中，支持千个用户接入，且每用户接入带宽可达千兆。
图1为典型的TDM-WDM PON架构，该架构采用了4个波长对，每个波长对内为TDM时分域(例如每个波长对为一个10GEPON)，仅物理层做改变，其上的网络链路层不做任何变动，协议简单。因为使用了时分波分混合架构，因此TDM-WDM PON较TDM-PON带宽提高了4倍(因为采用了4个波长对)，较WDM-PON的覆盖用户数提高了U倍(U为每波长对的分光比数量)。但是，提高的带宽和覆盖的用户数还是无法满足千户千兆等更大需求。
图2为本发明实施例中光线路终端OLT的波长处理示意图，OLT接收和发送N组不同波长的上下行光信号(N至少为32)，且内含超密集波分复用单元。
在上行方向，由ONU发送来的N个波长λi，i＝1,2,...N，光信号通过一根光纤传输到达OLT，经由OLT内部的超密集波分复用单元分波，分成N个不同的上行波长λi，i＝1,2,...N，再经信号处理单元传送至PON处理单元进行处理；
在下行方向，OLT发送N个不同下行波长λi’(与上行的N个波长也各不相同)，i＝1,2,...N，经过OLT内部的超密集波分复用单元合波，由一根光纤传输至光分配网络ODN。
每对上下行波长对都对应着一个时分复用无源光网络系统，所述的光线路终端共支持将N个不同的时分复用无源光网络汇聚在一起。
图3为本发明实施例中光线路终端OLT的结构组成示意图，光线路终端包括主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元、信号处理单元，主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元均与所述的信号处理单元连接，主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元和上联业务处理单元相互之间不直接通信，必须通过所述的信号处理单元进行处理并转发；所述的信号处理单元用于处理主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元的信号交互，完成业务、控制等信号处理并转发。
主控单元用于完成设备的核心交换控制、业务管理、维护和网管代理功能，并将控制信号、业务信号、管理信号等通过信号处理单元传送至PON处理单元、超密集波分复用单元和上联业务处理单元。
上联业务处理单元用于提供上联以太网数据业务接口，下行以太网数据业务经过主控单元进行业务的汇聚交换处理后再经信号处理单元发送至PON处理单元，上行以太网数据业务则正好相反。
PON处理单元共有M个，每个分别支持N/M个波长的PON接入业务，总共支持N个波长的PON接入业务，其中N应是M的整数倍；N/M个波长均支持1:10～1:128的光分路接入；但PON处理单元不提供直接对外的PON输出，而是将下行信号发送至信号处理单元，再由信号处理单元发送至超密集波分复用单元进行处理，下行信号包括业务信号、控制信号、管理信号；上行信号则由主控单元处理后经信号处理单元转发送至上联业务处理单元。
超密集波分复用单元用于将上行方向由一根光纤传输的光信号进行解复用为N个波长信号，通过信号处理单元传送至所述的PON处理单元，再由PON处理单元进行光信号的业务处理；同时，超密集波分复用单元还用于将PON处理单元经过信号处理单元发送来的N个不同下行波长的PON业务进行复用，汇聚成单一光纤传输，完成光信号的接入控制、波分复用解复用功能；超密集波分复用单元提供对外的PON输出接口。
图4为本发明所适用的超密集波分接入系统的组网示意图。
系统中放置于用户家庭的光网络单元ONU包括N组发射光源ONU1～ONUN，分别属于N个时分复用无源光网络，如GEPON、10GEPON、GPON、XGPON等，且均采用低成本、低能耗的无制冷普通激光器作为发射光源以实现无色特性。上行方向N组发射光源ONU1～ONUN发射相同波长的光信号，波长均为λ0，通过N个全光波长转换器AOWC1～AOWCN，分别变换到不同的N个上行波长λi，i＝1,2,...N，其中，N为自然数，典型值为32，这N个上行波长λi经过外部的波分复用器WDM合波后通过一根光纤传输至光线路终端OLT，再经由光线路终端OLT内部的超密集波分复用单元解复用，分成N个上行波长，再经信号处理单元传送至PON处理单元进行处理。由于各波长在时间上仍为同组ONU时分复用，因此在变换成N个波长后实现了时分波分混合复用的数据传输方式，使得比TDM-PON带宽提高了N倍。
下行方向光线路终端OLT发送N个不同下行波长λi’，i＝1,2,...N，经过超密集波分复用单元合波后由一根光纤传输，再通过外部的波分复用器WDM分波后到达光节点，此时不再通过AOWC转换波长，而是直接分别发送至N组发射光源ONU1～ONUN，各组ONU1～ONUN接收的下行波长与OLT发送的N个波长一致，均为λi’，i＝1,2,...N。
本发明适用的超密集波分接入系统共支持N*U个用户接入，N为波长数量，其典型值为32；U为时分复用无源光网络的光分支比，典型值为32；整个超密集波分接入系统可实现单根光纤接入1024户，再利用时分复用无源光网络TDM-PON的动态带宽管理技术来实现1Gbps的用户接入带宽。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，对于本领域的技术人员来说，可根据本发明作出各种相应的更改和变型，而所有这些相应的更改和变型都属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种支持超密集波分复用的光线路终端，其特征在于：包括主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元、信号处理单元，所述的主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元均与所述的信号处理单元连接，主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元和上联业务处理单元相互之间不直接通信；
所述的信号处理单元用于处理主控单元、PON处理单元、超密集波分复用单元、上联业务处理单元的信号交互，完成业务、控制信号处理并转发；
所述的主控单元用于完成设备的核心交换控制、业务管理、维护和网管代理功能，并将控制信号、业务信号、管理信号通过信号处理单元传送至PON处理单元、超密集波分复用单元和上联业务处理单元；
所述的上联业务处理单元用于提供上联以太网数据业务接口，下行以太网数据业务经过主控单元进行业务的汇聚交换处理后再经信号处理单元发送至PON处理单元，上行以太网数据业务则正好相反；
所述的PON处理单元共有M个，每个分别支持N/M个波长的PON接入业务，总共支持N个波长的PON接入业务，其中N是M的整数倍，N/M个波长均支持1:10～1:128的光分路接入；
所述的超密集波分复用单元用于将上行方向由一根光纤传输的光信号进行解复用为N个波长信号，通过信号处理单元传送至所述的PON处理单元，再由PON处理单元进行光信号的业务处理；同时，超密集波分复用单元还用于将PON处理单元经过信号处理单元发送来的N个不同下行波长的PON业务进行复用，汇聚成单一光纤传输，完成光信号的接入控制、波分复用解复用功能。
2.如权利要求1所述的支持超密集波分复用的光线路终端，其特征在于：所述的PON处理单元不提供直接对外的PON输出，而是将下行信号发送至信号处理单元，再由信号处理单元发送至超密集波分复用单元进行处理，所述的下行信号包括业务信号、控制信号、管理信号；上行信号则由主控单元处理后经信号处理单元转发送至上联业务处理单元。
3.如权利要求1所述的支持超密集波分复用的光线路终端，其特征在于：所述的超密集波分复用单元提供对外的PON输出接口。
4.如权利要求1所述的支持超密集波分复用的光线路终端，其特征在于：所述的光线路终端支持至少32波的TDM PON的复用，实现单光纤的大容量光接入。
5.如权利要求1所述的支持超密集波分复用的光线路终端，其特征在于：所述的光线路终端即OLT，OLT接收和发送N组不同波长的上下行光信号，且内含超密集波分复用单元WDM；上行方向由ONU发送来的N个波长光信号通过一根光纤传输到达OLT后，经由OLT内部的WDM分波，分成N个不同的上行波长λi，i＝1,2,...N，再经信号处理单元传送至PON处理单元进行处理，其中，N为自然数，典型值为32；下行方向OLT发送N个不同下行波长λi’，i＝1,2,...N，经过OLT内部的WDM合波，由一根光纤传输至光分配网络ODN；每对上下行波长都对应着一个时分复用无源光网络系统，所述的光线路终端共支持将N个不同的时分复用无源光网络汇聚在一起。
6.如权利要求5所述的支持超密集波分复用的光线路终端，其特征在于：上行波长、下行波长的中心波长满足ITU-T DWDM的栅格标准，间插复用信道间隔50GHz。
7.如权利要求5所述的支持超密集波分复用的光线路终端，其特征在于：所述的时分复用无源光网络为GEPON、10GEPON、GPON、XGPON中的一种。
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