CN109067465A

CN109067465A - 光网络系统、olt、信号传输方法及可读存储介质

Info

Publication number: CN109067465A
Application number: CN201811115320.6A
Authority: CN
Inventors: 杨巍; 杨波; 黄新刚
Original assignee: Nanjing ZTE New Software Co Ltd
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2018-12-21
Also published as: WO2020063685A1

Abstract

本发明提供一种光网络系统、OLT、信号传输方法及可读存储介质，涉及但不限于光通信领域，光网络系统包括光线路终端OLT组件、主分光器以及至少两个光网络单元ONU；主分光器为M：N型分光器，且M和N均大于等于2；主分光器的M端与OLT组件相连，N端与ONU相连；OLT组件通过M个接收机接收主分光器转发的上行信号，并对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加。通过M：N型的主分光器，有效的避免了上行信号的功率损耗，显著提升了上行功率预算，为光网络系统提供了更广泛的适用空间。

Description

光网络系统、OLT、信号传输方法及可读存储介质

技术领域

本发明实施例涉及但不限于光通信领域，具体而言，涉及但不限于一种光网络系统、OLT、信号传输方法及可读存储介质。

背景技术

光接入领域由于用户多，使用多级分光，因此功率预算是一个十分重要的问题。随着用户带宽的不断增大，信号速率不断提高，接收机灵敏度相对会下降，如果发射功率不提升，那么会带来功率预算不够的问题。而直接提升发射光功率意味着大幅提升成本，对于对成本敏感的用户端设备这不是一个好的解决方法。目前无源光网络（PON）光分配网（ODN）中使用的大多数是1：N分光器，如图 1所示，对于上行方向（图示方向从右向左），通过这种类型的分光器后，光功率会减小为原来的1/N，即光功率减小10log(N) dB，减小部分的能量都被浪费，相关技术中为了提升上行功率通常采用提高发射端发射功率，加入放大器等手段，但是这些方案都要靠额外的能量补偿且成本较高。

发明内容

本发明实施例提供的光网络系统、OLT、信号传输方法及可读存储介质，主要解决的技术问题是相关技术中光网络上行功率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种光网络系统，包括光线路终端OLT组件、主分光器以及至少两个光网络单元ONU；所述主分光器为M：N型分光器，且M和N均大于等于2；所述主分光器的M端与所述OLT组件相连，N端与所述ONU相连；所述OLT组件通过M个接收机接收所述主分光器转发的上行信号，并对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加。

本发明实施例还提供一种OLT，所述OLT中包括至少一个接收机，且所述OLT接收至少两个接收机所接收并叠加的上行信号，其中，所述上行信号通过主分光器转发，所述主分光器为M：N型分光器，且M和N均大于等于2，M端与所述接收机相连，N端与ONU相连。

本发明实施例还提供一种信号传输方法，应用于上述的光网络系统中；所述信号传输方法包括；

ONU产生上行信号；

所述上行信号经过主分光器后，分为M路发送给OLT组件中的OLT的接收机，并对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的信号传输方法的步骤。

本发明的有益效果是：

根据本发明实施例提供的光网络系统、OLT、信号传输方法及可读存储介质，光网络系统包括光线路终端OLT组件、主分光器以及至少两个光网络单元ONU；主分光器为M：N型分光器，且M和N均大于等于2；主分光器的M端与OLT组件相连，N端与ONU相连；OLT组件通过M个接收机接收主分光器转发的上行信号，并对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加。在某些实施过程中，通过M:N型的主分光器，有效的避免了上行信号的功率损耗，显著提升了上行功率预算，为光网络系统提供了更广泛的适用空间。

本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为相关技术中分光器示意图；

图2为本发明实施例提供的光网络系统组成示意图；

图3为本发明实施例提供的光网络系统组成示意图；

图4为本发明实施例提供的同步相加模块组成结构示意图；

图5为本发明实施例提供的光网络系统组成示意图；

图6为本发明实施例提供的光网络系统组成示意图；

图7为本发明实施例提供的光网络系统组成示意图；

图8为本发明实施例提供的信号传输方法流程图。

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，下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

为了提升上行信号传输的功率预算，本实施例提供了一种光网络系统，请参考图2，本实施例中的光网络系统包括：OLT（optical line terminal，光线路终端）组件、主分光器22以及至少两个ONU23（Optical Network Unit，光网络单元）；主分光器22为M:N型分光器，且M和N均大于等于2；主分光器22的M端与OLT组件21相连，N端与ONU23相连；OLT组件21通过M个接收机接收主分光器22转发的上行信号，并对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加。

分光器又称光分路器，是光纤链路中重要的无源器件之一，是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件。光分路器按分光原理可以分为熔融拉锥型和平面波导型(PLC型)两种。分光器的主要技术参数包括损耗、分光比以及隔离度，其中，分光器的插入损耗是指每一路输出相对于输入光损失的dB（分贝）数，其数学表达式为：Ai=-10lg Pouti/Pin ，其中Ai是指第i个输出口的插入损耗；Pouti是第i个输出端口的光功率；Pin是输入端的光功率值；分光比则定义为分光器个输出端口的输出功率比值，在系统应用中，分光比可以是，根据实际系统光节点所需的光功率的多少，确定合适的分光比，或者直接平均分配；其中，分光器的分光比与传输光的波长有关。而隔离度则是指分光器的某一光路对其他光路中的光信号的隔离能力。

在本实施例中，所采用的主分光器22的类型为M:N型，其中M和N均大于等于2。主分光器22包括两端，一端具有M个接口，另一端具有N个接口，其中M端位于OLT侧，与OLT相连；N端位于ONU23侧，与ONU23相连。上行信号以光信号的形式从ONU23侧发出，经过主分光器22的N端发送到M端；M端有M个接口，连接着OLT组件21中的M个接收机，也就是主分光器22将M上行信号分到M个端口，再传输给OLT中的接收机。由于本实施例中，M端的接口有至少两个，相对于相关技术中只有一个端口的情况而言，由一路光变为了至少两路，从而从理论上提升了上行功率至少一倍，即上行功率预算增加了至少3dB。

可选的，在本实施例中，M与N可以相等。也就是说，主分光器22可以为N：N的分光器，其两个端口的光路的数量相同。其中，N:N至少为2:2，也可以是4:4、8:8等等。

由于在一个光网络系统中，ONU23的数量往往不止一个，当有多个ONU23时，在一些实施例中，还包括从分光器，通过从分光器连接主分光器22的N端的至少一个端口与ONU23。也就是说，ONU23与主分光器22之间的还可以通过从分光器来连接。在本实施例中，并没有限制从分光器的数量，以及从分光器的类型，也就是从分光器的类型可以为X:Y型；其中，X和Y均大于等于1。请参考图3，图3示出了本实施例中的具有从分光器的光网络系统组成示意，其中所示出的从分光器为1:N的分光器。此外，从分光器也可以有多级，各级从分光器依次连接，最后接入主分光器22。

在一些实施例中，OLT组件21包括至少一个OLT，一个OLT中设置至少一个接收机，且M个接收机中，对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加。当OLT组件21中的OLT中，至少有一个OLT具有两个接收机时，这两个接收机所接收到的上行信号就在该OLT中进行合并，从而，对于这个OLT而言，其接收到的上行信号的功率就是仅通过一个接收机进行接收情况下的两倍。而由于通过两个接收机来接收上行信号，在不同的上行信号之间可能存在同步的问题，这是由于从主分光器22到OLT之间连接了不同的光纤，不同的光纤到OLT的距离可能有所差异，这就导致OLT两个接收机接收到的上行信号可能存在时间差。因此，在一些实施例中，当对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加时，所述OLT内还包括同步相加模块30，所述同步相加模块30与所述待叠加的上行信号对应的接收机相连，接收所述接收机传输的上行信号，并进行同步叠加。其中，需要同步叠加的情况除了接收机位于一个OLT内时，还可以包括其中一个接收机位于一个OLT内，其他接收机位于OLT外但是需要对上行信号进行叠加的情况。

在一些实施例中，同步相加模块30包括与接收机数量匹配的缓存器31、延时计算模块32、可调延时模块33以及模拟相加模块34；缓存器31接收各接收机传输的上行信号并进行缓存，延时计算模块32根据缓存器31中缓存的各上行信号进行延时计算，并基于延时计算结果控制可调延时模块33对准各上行信号的时间；当各上行信号的时间对准之后，通过模拟相加模块34，对上行信号进行叠加。请参考图4，图4示出了本实施例中的同步相加模块30的组成结构示意；由于从第一级分光器到OLT连接了至少2根光纤，不同光纤到OLT的距离可能略有差异，这就导致了OLT的各接收机接收到的电信号可能存在一个时间差。如果将这两路电信号直接相加，可能会导致差错。因此，需要将两路电信号做一个同步的处理，将一路信号适当延时，保证两路信号时间上的对准，再相加。

如图 4，光电接收机接收的两路模拟电信号首先经过两个缓存器31缓存一段，然后将两个缓存器31中的信号通过延时计算模块32计算出两个信号的时间差。延时计算模块32可以通过计算两个信号的互相关获得。延时计算模块32得到时间差后通过调整可调延时模块33的延时，使两路模拟电信号在时间上对准。调整延时的过程可以在ONU23的注册过程中实现，一般来说，一旦延时确定没有特殊情况则不需要更改。延时调整完毕后两路模拟电信号经过模拟相加模块34相加后输出给OLT线卡。

OLT可以实时检测上行信号的误码情况，如果误码率过高，则使ONU23掉线，重新开始注册过程，OLT发出信号使同步相加模块30重新计算延时情况，更新可调延时模块33延时，使两路信号再次对准。

在一些实施例中，OLT组件21可以包括至少两个OLT。当所述OLT组件21包括至少两个OLT时，至少一个OLT为主OLT，不同于主OLT的至少一个OLT为备OLT；备OLT用于当主OLT不工作时，接替主OLT工作。当OLT组件21中包括至少两个OLT时，其中一个OLT可以作为正常工作的OLT，也就是主OLT，另一个OLT则是正常工作OLT的备OLT而待命。两个OLT之间可以存在信号连接，使得两个OLT之间的配置信息和注册信息为一致。当其中一个OLT发生故障无法正常工作时，另一OLT则替换该OLT投入工作。主备OLT之间的配置和ONU注册信息可以完全相同，备OLT可以在主OLT工作时复制主OLT的配置和ONU注册信息；此外，主OLT和备OLT并不是固定的配置方式，在一些情况下主OLT也可以作为备OLT，而备OLT也可以作为主OLT，也就是两个OLT之间可以互为主备。

本实施例提供了一种光网络系统，包括光线路终端OLT组件、主分光器以及至少两个光网络单元ONU；主分光器为M：N型分光器，且M和N均大于等于2；主分光器的M端与OLT组件相连，N端与ONU相连；OLT组件通过M个接收机接收主分光器转发的上行信号。在某些实施过程中，通过M:N型的主分光器，有效的避免了上行信号的功率损耗，显著提升了上行功率预算，为光网络系统提供了更广泛的适用空间。

实施例二：

本实施例提供了一种光网络系统，请参考图5，ODN主分光器采用2:2分光器，端口1和端口2分别与OLT一个光模块的两个光接收机相连，两个光接收机将两路光信号转换为两路电信号，两路电信号在光模块内部进行同步并相加，再向上传输。图中ONU1、ONU2、ONUn以及ONUn+1、ONUn+2、ONU2n标识了不同的ONU。

如图5，OLT光模块内有两个光接收机PD1和PD2，发射机DFB通过一个合分波器与PD1共用一个光纤端口，接收机PD2使用另一个光纤端口，这两个端口分别与2:2分光器的端口1和端口2连接。

对于下行，DFB发射的光信号通过端口1进入2:2的主分光器，然后光信号通过端口3和端口4等分向下传输，经过从分光器和光纤到达各个ONU。图示中从分光使用两个1：N分光器，实际可能不止两级分光。

对于上行，某个ONU发射上行突发信号，经过光纤和各个分光器后，到达2:2的主分光器，比如从端口4到达，然后从端口1和2等分出射进入OLT光模块。相关技术中没有端口2和PD2，因此有一半的上行光功率被浪费了，本方法使用PD1和PD2将两路光信号同时接收，转换为模拟电信号，两路电信号同步后在电域上进行相加，可以用模拟电加法器，相加后将模拟电信号转换为数字电信号，向上传给OLT线卡。如此，上行接收的光信号功率可以增大一倍，即上行功率预算增加3dB。

实施例三：

本实施例提供了一种光网络系统，请参考图6，其中主分光器采用2:2分光器，端口1和OLT光模块相连，端口2和OLT线卡上的专用接收机PD2相连，OLT光模块和OLT线卡有一个专用电通道，将PD2转换的模拟信号传到OLT光模块中，在光模块中和PD1转换的模拟电信号进行同步相加，转换为数字电信号，传给OLT线卡。

如图6，OLT光模块相对于传统光模块，多了一个模拟电通道，用于接收OLT线卡上PD2所转换的模拟电信号。

对于下行，OLT光模块发射的下行光信号通过端口1进入2:2的主分光器，然后光信号通过端口3和端口4等分向下传输，经过从分光器和光纤到达各个ONU。图示中从分光使用两个1：N分光器，实际可能不止两级分光。

对于上行，某个ONU发射上行突发信号，经过光纤和各个分光器后，到达2:2的主分光器，比如从端口4到达，然后从端口1和2等分出射分别进入光模块和OLT线卡专用接收机PD2，PD2接收光信号并转换为模拟电信号，将模拟电信号输入光模块，光模块中PD1接收光信号并转换为模拟电信号，将此模拟电信号与PD2传来的模拟电信号同步相加，再转换为数字电信号向上传给OLT线卡。如此，上行接收的光信号功率可以增大一倍，即上行功率预算增加3dB。

本实施例还提供一种光线路终端OLT，请参考图5、6，该OLT中包括至少一个接收机，且OLT接收至少两个接收机所接收的上行信号，并对上行信号进行叠加，其中，上行信号通过主分光器22转发，主分光器22为M：N型分光器，且M和N均大于等于2，M端与接收机相连，N端与ONU23相连。本实施例中，OLT中包括至少一个接收机，表示的可以是本OLT中包括至少两个接收机，如图5所示；也可以是在本OLT中包括一个接收机，而其他接收机则可以是OLT线卡上的接收机，如图6所示，或者是在其他OLT上的接收机，也就是说，对于本OLT而言，其接收至少两个接收机所接收的上行信号的过程中，该接收机至少一个是本OLT内的，其他的则可能是本OLT内的接收机，也可以是本OLT之外的接收机。

在一些实施例中，至少两个接收机所接收并叠加的上行信号包括：

通过同步相加模块30接收接收机传输的上行信号并进行叠加；同步相加模块30与对应的接收机相连。

在一些实施例中，同步相加模块30包括与接收机数量匹配的缓存器31、延时计算模块32、可调延时模块33以及模拟相加模块34；缓存器31接收各接收机传输的上行信号并进行缓存，延时计算模块32根据缓存器31中缓存的各上行信号进行延时计算，并基于延时计算结果控制可调延时模块33对准各上行信号的时间；当各上行信号的时间对准之后，通过模拟相加模块34，对上行信号进行叠加。

实施例四：

本实施例提供了一种光网络系统，请参考图7，ODN主分光器采用2:2分光器，端口1和OLT1相连，端口2和OLT2相连，OLT1为主OLT，OLT2为备用OLT。

当OLT1为主OLT，OLT2为备用OLT时，OLT1工作，OLT2待命。

对于下行，下行信号经过端口1进入2:2主分光器，然后光信号通过端口3和端口4等分向下传输，经过从分光器和光纤到达各个ONU。图示中从分光使用两个1：N分光器，实际可能不止两级分光。

对于上行，某个ONU发射上行突发信号，经过光纤和各个分光器后，到达2:2分光器，比如从端口4到达，然后从端口1和2等分出射分别进入OLT1和OLT2中，OLT1接收上行突发信号，并向上转发，OLT2接收上行突发信号，但是不作处理。OTL1和OLT2之间有信号连接，OLT2完全复制OLT1的配置和ONU注册等信息。如果OLT1发生故障无法正常工作，OLT1向OLT2发出信号，OLT2开始接替OLT1工作，重新开始注册过程并更新ONU的注册信息，如ONU距离等。以上过程OLT1和OLT2可以调换，即OLT1和OLT2可以互为主备。

本实施例主分光器不限于使用2:2分光器，也可以使用N：N分光器，作为备用的OLT也可以不止一个，并且本实施例可以与前述实施例二或实施例三进行组合，采用N:N分光器时，多个OLT也可以接多个光纤。

实施例五：

请参考图8，图8为本实施例提供的一种信号传输方法流程图，其应用于本发明各实施例中的光网络系统；该信号传输方法包括：

S801、ONU产生上行信号；

S802、上行信号经过主分光器后，分为M路发送给OLT组件中的OLT的接收机，并对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加。

其中，本实施例中的光网络系统如上述各实施例所述，这里不再赘述。

实施例六：

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性或非易失性、可移除或不可移除的介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）， ROM（Read-Only Memory，只读存储器），EEPROM（Electrically Erasable Programmable read only memory，带电可擦可编程只读存储器）、闪存或其他存储器技术、CD-ROM（Compact Disc Read-Only Memory，光盘只读存储器），数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。

本实施例中的计算机可读存储介质可用于存储一个或者多个计算机程序，其存储的一个或者多个计算机程序可被处理器执行，以实现上述实施例中的信号传输方法的至少一个步骤。

本实施例还提供了一种计算机程序（或称计算机软件），该计算机程序可以分布在计算机可读介质上，由可计算装置来执行，以实现上述各实施例中的信号传输方法的至少一个步骤；并且在某些情况下，可以采用不同于上述实施例所描述的顺序执行所示出或描述的至少一个步骤。

本实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读装置，该计算机可读装置上存储有如上所示的计算机程序。本实施例中该计算机可读装置可包括如上所示的计算机可读存储介质。

可见，本领域的技术人员应该明白，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件（可以用计算装置可执行的计算机程序代码来实现）、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。

此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种光网络系统，其特征在于，包括光线路终端OLT组件（21）、主分光器（22）以及至少两个光网络单元ONU（23）；所述主分光器（22）为M：N型分光器，且M和N均大于等于2；所述主分光器（22）的M端与所述OLT组件（21）相连，N端与所述ONU（23）相连；所述OLT组件（21）通过M个接收机接收所述主分光器（22）转发的上行信号，并对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加。

2.如权利要求1所述的光网络系统，其特征在于，还包括从分光器，通过所述从分光器连接所述主分光器（22）的N端的至少一个端口与所述ONU（23）。

3.如权利要求2所述的光网络系统，其特征在于，所述从分光器的类型为X:Y型；其中，X和Y均大于等于1。

4.如权利要求1所述的光网络系统，其特征在于，所述M与N相等。

5.如权利要求1所述的光网络系统，其特征在于，OLT组件（21）包括至少一个OLT，且一个所述OLT中设置至少一个所述接收机。

6.如权利要求1-5任一项所述的光网络系统，其特征在于，当对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加时，所述OLT组件（21）内还包括同步相加模块（30），所述同步相加模块（30）与待叠加的所述上行信号对应的接收机相连，接收所述接收机传输的上行信号，并进行同步叠加。

7.如权利要求6所述的光网络系统，其特征在于，所述同步相加模块（30）包括与所述接收机数量匹配的缓存器（31）、延时计算模块（32）、可调延时模块（33）以及模拟相加模块（34）；所述缓存器（31）接收各所述接收机传输的上行信号并进行缓存，所述延时计算模块（32）根据所述缓存器（31）中缓存的各上行信号进行延时计算，并基于延时计算结果控制所述可调延时模块（33）对准各所述上行信号的时间；当各上行信号的时间对准之后，通过所述模拟相加模块（34），对所述上行信号进行叠加。

8.如权利要求1-5任一项所述的光网络系统，其特征在于，所述OLT组件（21）包括至少两个OLT。

9.如权利要求8所述的光网络系统，其特征在于，当所述OLT组件（21）包括至少两个OLT时，至少一个OLT为主OLT，不同于所述主OLT的至少一个OLT为备OLT；所述备OLT用于当所述主OLT不工作时，接替所述主OLT工作。

10.一种OLT，其特征在于，所述OLT中包括至少一个接收机，且所述OLT接收至少两个接收机所接收的上行信号，并对所述上行信号进行叠加，其中，所述上行信号通过主分光器（22）转发，所述主分光器（22）为M：N型分光器，且M和N均大于等于2，M端与所述接收机相连，N端与ONU（23）相连。

11.如权利要求10所述的OLT，其特征在于，所述至少两个接收机所接收的上行信号包括：

通过同步相加模块（30）接收所述接收机传输的上行信号并进行叠加；所述同步相加模块（30）与对应的接收机相连。

12.如权利要求11所述的OLT，其特征在于，所述同步相加模块（30）包括与所述接收机数量匹配的缓存器（31）、延时计算模块（32）、可调延时模块（33）以及模拟相加模块（34）；所述缓存器（31）接收各所述接收机传输的上行信号并进行缓存，所述延时计算模块（32）根据所述缓存器（31）中缓存的各上行信号进行延时计算，并基于延时计算结果控制所述可调延时模块（33）对准各所述上行信号的时间；当各上行信号的时间对准之后，通过所述模拟相加模块（34），对所述上行信号进行叠加。

13.一种信号传输方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的光网络系统中；所述信号传输方法包括：

ONU（23）产生上行信号；

所述上行信号经过主分光器（22）后，分为M路发送给OLT组件（21）中的OLT的接收机，并对至少两个接收机所接收到的上行信号进行叠加。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有一个或者多个计算机程序，所述计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求13所述信号传输方法的步骤。