CN108174313B - 一种epon扩展系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种EPON扩展系统，包括位于光纤干线终端的OLT光收发一体机以及与其信号连接并位于用户端的ONU；所述OLT光收发一体机包括依次信号连接的OLT模块、汇聚分发光信号的光收发模块和用于检测不同地址下ONU上行光功率的ONU功率检测模块，所述OLT模块信号连接有OLT功率调整模块；所述ONU包括用于检测接收下行光功率的OLT功率检测模块和ONU功率调整模块，所述OLT功率检测模块和OLT功率调整模块信号连接，所述ONU功率检测模块和ONU功率调整模块信号连接。其能够实时调整OLT和ONU通信时的光功率，减小系统负担，提高系统的扩展性。

Description

一种EPON扩展系统
技术领域
本发明涉及PON网络，具体涉及一种EPON扩展系统。
背景技术
EPON(基于以太网的无源光网络)是PON网络的一种，是随着电信技术发展，为满足视频、数据等高速率宽带业务需求而被广泛采用的一种综合接入技术。EPON网络由OLT、ODN和ONU三部分组成。主要特点是点对多点，线路无源，网络层次简单明晰，能够提供语音、宽带、CATV等多种业务的综合接入。目前，OLT和ONU基本是以固定光功率通信，而这个固定光功率远大于其能够正常工作的最小光功率，因而这种通信方法占用了大量的额外光功率，系统负担大，且无法再进行扩展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种EPON扩展系统，其能够实时调整OLT和ONU通信时的光功率，减小系统负担，提高系统的扩展性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种EPON扩展系统，包括位于光纤干线终端的OLT光收发一体机以及与其信号连接并位于用户端的ONU；所述OLT光收发一体机包括依次信号连接的OLT模块、汇聚分发光信号的光收发模块和用于检测不同地址下ONU上行光功率的ONU功率检测模块，所述OLT模块信号连接有OLT功率调整模块；所述ONU包括用于检测接收下行光功率的OLT功率检测模块和ONU功率调整模块，所述OLT功率检测模块和OLT功率调整模块信号连接，所述ONU功率检测模块和ONU功率调整模块信号连接。
作为优选的，所述ONU功率检测模块位于光收发模块和每个ONU之间。
作为优选的，所述OLT光收发一体机包括依次信号连接分离不同波长下行光信号的分光器、复合不同波长光信号的波分复用器和汇聚分发光信号的光收发模块，所述分光器和波分复用器之间信号连接有用于放大光功率的光放大器，所述光收发模块和ONU信号连接。
作为优选的，所述OLT功率调整模块和光放大器信号连接。
作为优选的，所述分光器包括各向异性的透明晶体。
作为优选的，所述各向异性透明晶体为方解石或石英。
作为优选的，所述光放大器和分光器的短波段光路连接，所述波分复用器和分光器长波段光路连接。
作为优选的，所述光收发模块包括将光束均匀扩散的扩束单元、将扩散光束汇聚的汇聚单元和光纤横截面积等规则变化的光纤束，所述波分复用器、扩束单元、汇聚单元和光纤束依次信号连接，所述光纤束和ONU功率检测模块连接。
作为优选的，所述扩束单元包括将光束扩散的凹透镜，所述汇聚单元包括位于凹透镜焦点处的凸透镜，其焦距和凹透镜的焦距相同，所述光纤束的收光面位于凸透镜的焦点处。
作为优选的，所述光纤束包括光纤的横截面为扇形的收光段、将收光段中扇形的光纤平缓过渡为圆形的过渡段和光纤折射率呈平方律分布的自聚焦段，所述扇形的收光段圆心角规则变化，其边依次相邻。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明OLT和ONU双方的动态功率检测和调整模块，使OLT和ONU之间始终以能够正常工作的最小光功率进行通信，大大减小了系统负担；且为后续系统的扩展预留了大量的空闲功率，能够减少铺设的OLT数量，降低了成本。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为ONU的结构示意图；
图3为光收发模块的结构示意图；
图4为收光段的横截面示意图；
图5为过渡段的横截面示意图。
其中，1-扩束单元，2-汇聚单元，3-收光段，4-过渡段，5-自聚焦段，6-OLT模块，7-光收发模块，8-ONU，80-OLT功率检测模块，81-ONU功率调整模块，9-分光器，10-光放大器，11-波分复用器，12-ONU功率检测模块，13-OLT功率调整模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参照图1～图5所示，本发明公开了一种EPON扩展系统，包括OLT光收发一体机和若干ONU8，OLT光收发一体机包括OLT模块6、光收发模块7、分光器9、光放大器10、波分复用器11、ONU功率检测模块12和OLT功率调整模块13，所述ONU8包括OLT功率检测模块80和ONU功率调整模块81。
上述OLT模块6设置在光纤干线终端。OLT模块6能够为ONU8以广播方式发送以太网数据和为ONU8分配带宽，即控制ONU8发送数据的起始时间和发送窗口大小。
上述分光器9和OLT模块6信号连接，其包括各向异性的透明晶体，其用于将1490nm段和1550nm段下行光信号分离。各向异性的透明晶体可以是方解石或石英。
上述光放大器10和波分复用器11均连接在分光器9上。分光器9分离的1490nm段下行光信号经由光放大器10进行光功率的放大；经功率放大后的1490nm段下行光信号和1550nm段的下行光信号经由波分复用器11进行复合，得到增强1490nm段下行光信号的混合光信号。光收发模块7和波分复用器11连接，混合光信号入射到光收发模块7中。
上述光收发模块7包括扩束单元1、汇聚单元2和光纤束。
上述扩束单元1和波分复用器11信号连接，其包括凹透镜。凹透镜能够将波分复用器11发出的带有信号的入射光束均匀扩散。
上述汇聚单元2和扩束单元1信号连接，其包括凸透镜。凸透镜位于凹透镜的焦点处，凸透镜的焦距和凹透镜的焦距相同，其能够将扩束单元1发出的扩散光束汇聚，并从汇聚单元2的出射面平行射出。
上述光纤束包括收光段3、过渡段4和自聚焦段5。收光段3的收光面位于凸透镜的焦点处。收光段3中的光纤均和中心轴线平行，光纤的横截面为扇形，扇形的圆心角规则变化，扇形的边依次相邻，扇形的弧组成完整的圆周。收光段3的直径不小于汇聚单元2出射光束的直径。收光段3上不同光纤的圆心角可以是等差数列、等比数列等，其根据ONU8和光收发模块7的距离的分布特点来确定；例如，若ONU8均位于距离光收发模块7相同的位置上，则光纤的圆心角相等，若ONU8和光收发模块7的距离逐渐增加，则光纤的圆心角逐渐增大。收光段3中的扇形光纤能够完全接收来自汇聚单元2的出射光束，光束的利用率高；扇形光纤的圆心角规则变化，使得光纤的收光面积规则变化，从而获得不同的光功率，对于较近的ONU8则使用圆心角较小的光纤线路，对于较远的ONU8则使用圆心角较大的光纤线路。收光段3根据ONU8的远近能够分配光功率，在保证光信号沿原有线路正常传输的情况下，能够增大光信号的最远传输距离，降低了铺设成本，加快光纤数据传输的普及。过渡段4设置在收光段3的出射面，其将收光段3中扇形的光纤平缓的过渡为圆形的光纤，以和后续的光纤对接。过渡段4的出光面可拆卸的设置在自聚焦段5的入射面，可以根据ONU8实际的分布情况更换收光段3和过渡段4，增加设备的通用性。自聚焦段5的光纤收光段3中的光纤对接。自聚焦段5的光纤折射率呈平方律分布，其能够将光束自动聚焦，以增加单位面积内的光功率，增加光信号的传输距离。自聚焦段5和ONU8之间通过光纤连接。
上述ONU功率检测模块12位于光收发模块7和每个ONU8之间，其能够实时检测所在地址下ONU8的上行光信号的光功率，并将光功率信息反馈给ONU8。上述ONU功率调整模块81和ONU功率检测模块12信号连接，其能够接收ONU功率检测模块60发出的光功率信息，并调整ONU8发出的光功率。当ONU功率检测模块12接收到的光功率大于能够使OLT模块6正常工作的上行光信号的最小光功率时，ONU功率调整模块81即减小ONU8发出的光功率；当ONU功率检测模块12接收到的光功率小于能够使OLT模块6正常工作的上行光信号的最小光功率时，ONU功率调整模块81即增加ONU8发出的光功率，并进行丢包重发；当ONU功率检测模块12接收到的光功率逐渐增加或逐渐减小时，ONU功率调整模块81即控制ONU8向相反变化。ONU功率检测模块12和ONU功率调整模块81能够保证OLT模块6始终以正常工作的上行光信号的最小光功率工作。正常工作的光信号的最小光功率可以包含一定余量，以提高系统的可靠性。
上述OLT功率调整模块13分别与OLT模块6、光放大器10和OLT功率检测模块80信号连接，其能够控制OLT模块60和光放大器10实时调整下行光信号的光功率。上述OLT功率检测模块80能够实时检测接收到的下行光信号的光功率，并将光功率信息反馈给OLT功率调整模块13。当OLT功率检测模块80接收到的光功率大于能够使ONU8正常工作的下行光信号的最小光功率时，OLT功率调整模块13即减小OLT模块6和光放大器10发出的光功率；当OLT功率检测模块80接收到的光功率小于能够使ONU8正常工作的下行光信号的最小光功率时，OLT功率调整模块13即增加OLT模块6和光放大器10发出的光功率，并进行丢包重发；当OLT功率检测模块80接收到的光功率逐渐增加或逐渐减小时，OLT功率调整模块13即控制OLT模块6和光放大器10向相反变化。OLT功率检测模块80和OLT功率调整模块13能够保证OLT模块6始终以正常工作的下行光信号的最小光功率工作。正常工作的光信号的最小光功率可以包含一定余量，以提高系统的可靠性。
上行光信号的传输路径可以是上述下行光信号的传输路径的逆向。汇聚单元2和光纤束相邻的收光面的半径不小于凸透镜的焦距和光纤全反射角的余角的正弦值的乘积，当光纤束中的光束以最大出射角度出射时，依然可以入射到汇聚单元2中，提高利用效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理能够在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种EPON扩展系统，其特征在于，包括位于光纤干线终端的OLT光收发一体机以及与其信号连接并位于用户端的ONU；
所述OLT光收发一体机包括依次信号连接的OLT模块、汇聚分发光信号的光收发模块和用于检测不同地址下ONU上行光功率的ONU功率检测模块，所述OLT模块信号连接有OLT功率调整模块；
所述ONU包括用于检测接收下行光功率的OLT功率检测模块和ONU功率调整模块，所述OLT功率检测模块和OLT功率调整模块信号连接，所述ONU功率检测模块和ONU功率调整模块信号连接；
所述OLT光收发一体机包括依次信号连接分离不同波长下行光信号的分光器、复合不同波长光信号的波分复用器和汇聚分发光信号的光收发模块，所述分光器和波分复用器之间信号连接有用于放大光功率的光放大器，所述光收发模块和ONU信号连接；
所述光收发模块包括将光束均匀扩散的扩束单元、将扩散光束汇聚的汇聚单元和光纤横截面积等规则变化的光纤束，所述波分复用器、扩束单元、汇聚单元和光纤束依次信号连接，所述光纤束和ONU功率检测模块连接；
所述光纤束包括光纤的横截面为扇形的收光段、将收光段中扇形的光纤平缓过渡为圆形的过渡段和光纤折射率呈平方律分布的自聚焦段，所述扇形的收光段圆心角规则变化，其边依次相邻。
2.如权利要求1所述的EPON扩展系统，其特征在于，所述ONU功率检测模块位于光收发模块和每个ONU之间。
3.如权利要求1所述的EPON扩展系统，其特征在于，所述OLT功率调整模块和光放大器信号连接。
4.如权利要求3所述的EPON扩展系统，其特征在于，所述分光器包括各向异性的透明晶体。
5.如权利要求4所述的EPON扩展系统，其特征在于，所述各向异性透明晶体为方解石或石英。
6.如权利要求3所述的EPON扩展系统，其特征在于，所述光放大器和分光器的短波段光路连接，所述波分复用器和分光器长波段光路连接。
7.如权利要求1所述的EPON扩展系统，其特征在于，所述扩束单元包括将光束扩散的凹透镜，所述汇聚单元包括位于凹透镜焦点处的凸透镜，其焦距和凹透镜的焦距相同，所述光纤束的收光面位于凸透镜的焦点处。
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