CN109104244A - 一种多芯光纤通信系统以及一种多芯光纤通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种多芯光纤通信系统以及一种多芯光纤通信方法，其中，所述系统包括：环形主干网、第一多芯光纤以及至少一个光网络单元；所述环形主干网包括：控制中心、下行环网信道以及上行环网信道；所述第一多芯光纤包括：第一下行信道纤芯组以及第一上行信道纤芯组；所述环形主干网的所述下行环网信道与所述第一多芯光纤的所述第一下行信道纤芯组相连接；所述环形主干网的所述上行环网信道与所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组相连接；所述环形主干网通过所述第一多芯光纤与所述光网络单元相连接。本发明实现了得到可复用的多芯光纤传输方案以及降低光网络单元的成本的目的。

Description

一种多芯光纤通信系统以及一种多芯光纤通信方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种多芯光纤通信系统以及一种多芯光纤通信方法。

背景技术

用光纤通信技术将终端用户接入到城域网的系统称为光纤接入系统。它由控制中心、无源光分配网络和光网络单元构成，适用于半径20公里范围以内、大容量、高带宽、低时延的用户接入服务。光纤接入系统具有光纤通信技术容量大、带宽高、时延低，无源光分配网络维护成本低、抗干扰能力强等优势。

随着5G时代的到来，用户对接入网的带宽、容量、时延、灵活性、安全性等性能指标提出了更高的要求，为保障用户需求和体验，波分复用无源光网络将成为接入网的终极方案。然而，波分复用无源光网络虽然性能优异，但是先天缺陷也很致命。它要求光网络单元是无色的，成本昂贵，用户无法承受。另外，由于单根光纤可分割的信道数有限，故它能提供端到端接入服务的用户也是有限的。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种多芯光纤通信系统以及一种多芯光纤通信方法，以实现得到可复用的多芯光纤传输方案以及降低光网络单元的成本的目的。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例公开了一种多芯光纤通信系统，所述系统包括：

环形主干网、第一多芯光纤以及至少一个光网络单元；所述环形主干网包括：控制中心、下行环网信道以及上行环网信道；所述第一多芯光纤包括：第一下行信道纤芯组以及第一上行信道纤芯组；

所述环形主干网的所述下行环网信道与所述第一多芯光纤的所述第一下行信道纤芯组相连接；所述环形主干网的所述上行环网信道与所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组相连接；所述环形主干网通过所述第一多芯光纤与所述光网络单元相连接；

所述环形主干网，用于将所述控制中心发出的下行光信号通过所述下行环网信道传输至所述第一多芯光纤，以及通过所述上行环网信道接收所述第一多芯光纤传输的上行光信号至所述控制中心；

所述第一多芯光纤，用于通过所述第一下行信道纤芯组接收所述环形主干网传输的所述下行光信号，并通过所述第一下行信道纤芯组将所述下行光信号传输至对应的光网络单元；以及通过所述第一上行信道纤芯组接收所述光网络单元发送的所述上行光信号；

所述光网络单元，用于接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，对所述下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号擦除数据后重调制成所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组。

可选地，所述环形主干网的外环信道为下行环网信道；所述环形主干网的内环信道为上行环网信道。

可选地，所述系统还包括：第一非对称阵列波导光栅、第二多芯光纤；

所述第二多芯光纤包括：第二下行信道纤芯组以及第二上行信道纤芯组；

所述第一非对称阵列波导光栅的一端与所述第一多芯光纤相连接，另一端与所述第二多芯光纤相连接；所述第二多芯光纤的一端与所述第一非对称阵列波导光栅相连接，另一端与各所述光网络单元相连接；

所述第一非对称阵列波导光栅，用于根据各所述光网络单元的带宽需求，为各所述光网络单元分配频带；接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给所述第二多芯光纤；以及转发所述第二多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第二多芯光纤，用于接收所述下行光信号，通过所述第二下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述光网络单元；以及接收所述光网络单元发送的所述上行光信号，通过所述第二上行信道纤芯组传输所述上行光信号至所述第一非对称阵列波导光栅。

可选地，所述系统还包括：第一非对称阵列波导光栅、第二多芯光纤、第二非对称阵列波导光栅、第三多芯光纤；

所述第二多芯光纤包括：第二下行信道纤芯组以及第二上行信道纤芯组；所述第三多芯光纤包括：第三下行信道纤芯组以及第三上行信道纤芯组；

所述第一非对称阵列波导光栅的一端与所述第一多芯光纤相连接，另一端与所述第二多芯光纤相连接；所述第二多芯光纤的一端与所述第一非对称阵列波导光栅相连接，另一端与所述第二非对称阵列波导光栅相连接；所述第二非对称阵列波导光栅的一端与所述第二多芯光纤相连接，另一端与所述第三多芯光纤相连接；所述第三多芯光纤的一端与所述第二非对称阵列波导光栅相连接，另一端与各所述光网络单元相连接；

所述第一非对称阵列波导光栅，用于根据各所述光网络单元的带宽需求，为各所述光网络单元分配频带；接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给所述第二多芯光纤；以及转发所述第二多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第二多芯光纤，用于接收所述下行光信号，通过所述第二下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述第二非对称阵列波导光栅；以及接收所述第二非对称阵列波导光栅传输的所述上行光信号；

所述第二非对称阵列波导光栅，用于根据各所述光网络单元的带宽需求，为各所述光网络单元分配频带；接收所述第二多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给所述第三多芯光纤；以及转发所述第三多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第三多芯光纤，用于接收所述下行光信号，通过所述第三下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述光网络单元；以及接收所述光网络单元发送的所述上行光信号，通过所述第三上行信道纤芯组传输所述上行光信号至所述第二非对称阵列波导光栅。

可选地，所述光网络单元，包括分光器、光电二极管以及反射半导体光放大器；其中，

所述分光器，用于对所述下行光信号进行分光处理，得到第一光信号以及第二光信号，将所述第一光信号传输到所述光电二极管，将所述第二光信号传输到所述反射半导体光放大器；

所述光电二极管，用于接收所述分光器传输的第一光信号，将所述第一光信号转换为电信号，并解调出下行数据；

所述反射半导体光放大器，用于接收所述分光器传输的第二光信号，擦除所述第二光信号中的下行数据，并在擦除所述下行数据后的所述第二光信号上调制上行数据，得到所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组。

第二方面，本发明实施例还公开了一种多芯光纤通信方法，应用于多芯光纤通信系统，所述方法包括：

将环形主干网中控制中心发出的下行光信号通过下行环网信道传输至第一多芯光纤，以及通过上行环网信道接收所述第一多芯光纤传输的上行光信号至所述控制中心；

所述第一多芯光纤通过第一下行信道纤芯组接收所述环形主干网传输的所述下行光信号，并通过所述第一下行信道纤芯组将所述下行光信号传输至对应的光网络单元；以及通过第一上行信道纤芯组接收所述光网络单元发送的所述上行光信号；

所述光网络单元接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，对所述下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号擦除数据后重调制成所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组。

可选地，所述方法还包括：

第一非对称阵列波导光栅接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给第二多芯光纤；以及所述第一非对称阵列波导光栅转发所述第二多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第二多芯光纤接收所述下行光信号，通过第二下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述光网络单元；以及所述第二多芯光纤接收所述光网络单元发送的所述上行光信号，通过第二上行信道纤芯组传输所述上行光信号至所述第一非对称阵列波导光栅。

可选地，所述方法还包括：

第一非对称阵列波导光栅接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给第二多芯光纤；以及所述第一非对称阵列波导光栅转发所述第二多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第二多芯光纤接收所述下行光信号，通过第二下行信道纤芯组传输所述下行光信号至第二非对称阵列波导光栅；以及所述第二多芯光纤接收所述第二非对称阵列波导光栅传输的所述上行光信号；

所述第二非对称阵列波导光栅接收所述第二多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给第三多芯光纤；以及所述第二非对称阵列波导光栅转发所述第三多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第三多芯光纤接收所述下行光信号，通过第三下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述光网络单元；以及所述第三多芯光纤接收所述光网络单元发送的所述上行光信号，通过第三上行信道纤芯组传输所述上行光信号至所述第二非对称阵列波导光栅。

可选地，所述对所述下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号擦除数据后重调制成所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组，包括：

分光器对所述下行光信号进行分光处理，得到第一光信号以及第二光信号，将所述第一光信号传输到光电二极管，将所述第二光信号传输到反射半导体光放大器；

所述光电二极管接收所述分光器传输的第一光信号，将所述第一光信号转换为电信号，并解调出下行数据；

所述反射半导体光放大器接收所述分光器传输的第二光信号，擦除所述第二光信号中的下行数据，并在擦除所述下行数据后的所述第二光信号上调制上行数据，得到所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组。

本发明实施例提供了一种多芯光纤通信系统以及一种多芯光纤通信方法，在本发明实施例的一种多芯光纤通信系统中，环形主干网中将控制中心发出的下行光信号通过下行环网信道传输至第一多芯光纤；第一多芯光纤通过第一下行信道纤芯组接收环形主干网传输的下行光信号，并通过第一下行信道纤芯组将下行光信号传输至对应的光网络单元；光网络单元接收第一多芯光纤传输的下行光信号，对下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号调制成上行光信号，以及发送上行光信号至第一多芯光纤。本发明实施例中通过光网络单元对下行光信号分光处理，进而基于下行光信号的原有光源调制上行光信号，无需光网络单元配置激光器，自行产生光信号，进而实现了波长重用以及降低了无色光网络单元的成本。并且在本发明实施例中通过多芯光纤传输信号，扩大了系统容量。综上，本发明实施例可以实现得到可复用的多芯光纤传输方案以及降低光网络单元的成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种多芯光纤通信系统结构示意图；

图2为本发明实施例的一种多芯光纤通信系统结构示意图；

图3为本发明实施例的一种多芯光纤通信系统结构示意图；

图4为本发明实施例的一种多芯光纤通信系统中光网络单元结构示意图；

图5为本发明实施例的一种多芯光纤通信系统结构示意图；

图6为本发明实施例的一种多芯光纤通信系统中多芯光纤传输和光网络单元的信号处理过程图；

图7为本发明实施例的一种多芯光纤通信方法流程图；

图8为本发明实施例的一种多芯光纤通信方法流程图。

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、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明实施例针对降低光纤成本、低成本光网络单元、带宽分配灵活、传输速率可变几方面，提出一种灵活、实用、低成本的波分复用光纤接入方案。具体过程如下：

第一方面，本发明实施例公开了一种多芯光纤通信系统，如图1所示。图1为本发明实施例的一种多芯光纤通信系统结构示意图，系统包括：

环形主干网101、第一多芯光纤102以及至少一个光网络单元103；环形主干网101包括：控制中心、下行环网信道以及上行环网信道；第一多芯光纤102包括：第一下行信道纤芯组以及第一上行信道纤芯组；

环形主干网101的下行环网信道与第一多芯光纤102的第一下行信道纤芯组相连接；环形主干网101的上行环网信道与第一多芯光纤102的第一上行信道纤芯组相连接；环形主干网101通过第一多芯光纤102与光网络单元103相连接。

环形主干网101，用于将控制中心发出的下行光信号通过下行环网信道传输至第一多芯光纤102，以及通过上行环网信道接收第一多芯光纤102传输的上行光信号至控制中心。

其中，环形主干网101的外环信道可为下行环网信道；环形主干网101的可内环信道为上行环网信道。

本发明实施例中，控制中心可通过环形主干网向光网络单元103发送下行光信号，该下行光信号可为控制中心检测与光网络单元103建立通信连接的通信信息，另外，该下行光信号还可为与光网络单元103请求对应的被请求信息，例如，视频信息、图片信息。

第一多芯光纤102，用于通过第一下行信道纤芯组接收环形主干网101传输的下行光信号，并通过第一下行信道纤芯组将下行光信号传输至对应的光网络单元103；以及通过第一上行信道纤芯组接收光网络单元103发送的上行光信号；

光网络单元103，用于接收第一多芯光纤102传输的下行光信号，对下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号擦除数据后重调制成上行光信号，以及发送上行光信号至第一多芯光纤102的第一上行信道纤芯组。

在本发明实施例的一种多芯光纤通信系统中，环形主干网中将控制中心发出的下行光信号通过下行环网信道传输至第一多芯光纤；第一多芯光纤通过第一下行信道纤芯组接收环形主干网传输的下行光信号，并通过第一下行信道纤芯组将下行光信号传输至对应的光网络单元；光网络单元接收第一多芯光纤传输的下行光信号，对下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号调制成上行光信号，以及发送上行光信号至第一多芯光纤。本发明实施例中通过光网络单元对下行光信号分光处理，进而基于下行光信号的原有光源调制上行光信号，无需光网络单元配置激光器，自行产生光信号，进而实现了波长重用以及降低了无色光网络单元的成本。并且在本发明实施例中通过多芯光纤传输信号，扩大了系统容量。综上，本发明实施例可以实现得到可复用的多芯光纤传输方案以及降低光网络单元的成本的目的。

可选地，在本发明的多芯光纤通信系统的一种实施例中，可有如图2所示的一种多芯光纤通信系统结构示意图。系统还包括：第一非对称阵列波导光栅104、第二多芯光纤105；

第二多芯光纤105包括：第二下行信道纤芯组以及第二上行信道纤芯组。

第一非对称阵列波导光栅104的一端与第一多芯光纤102相连接，另一端与第二多芯光纤105相连接；第二多芯光纤105的一端与第一非对称阵列波导光栅104相连接，另一端与各光网络单元103相连接。

第一非对称阵列波导光栅104，用于根据各光网络单元103的带宽需求，为各光网络单元103分配频带；接收第一多芯光纤102传输的下行光信号，并将下行光信号通过对应于光网络单元103的目标频带传输给第二多芯光纤105；以及转发第二多芯光纤105传输的上行光信号。

非对称阵列波导光栅通常用于波分复用系统中的光复用/解复用器，该设备能够把多个不同带宽的光信号耦合到一根光纤中，也能将多个耦合在一起的光信号分离，分别传输到不同的光纤中，从而提高光纤网络的总传输带宽。

本发明实施例利用非对称阵列波导光栅的原理，在第一多芯光纤102与光网络单元103之间设置第一非对称阵列波导光栅104，通过该第一非对称阵列波导光栅104获取各光网络单元103的带宽需求，进而按照各光网络单元103的需求给各光网络单元103分配不同宽度的频带，不同宽度的频带可包含一个或多个信道，各信道之间相互独立，各频带的传输带宽随其宽度增加而增大。

第二多芯光纤105，用于接收下行光信号，通过第二下行信道纤芯组传输下行光信号至光网络单元103；以及接收光网络单元103发送的上行光信号，通过第二上行信道纤芯组传输上行光信号至第一非对称阵列波导光栅104。

本发明实施例中为了增加系统容量，以及为接入更多的光网络单元103，可在第一非对称阵列波导光栅104与各光网络单元103之间设置第二多芯光纤105。该第二多芯光纤105包含的光纤数量以及接入方式可同第一多芯光纤102的数量和接入方式，另外，还可按照用户需求控制第二多芯光纤105中包含的光纤数量。

本发明实施例通过利用非对称阵列波导光栅，实现按需给不同的各光网络单元分配不同宽度的频带，不同宽度的频带中包含不同数量的信道，从而实现带宽的灵活分配。通过新增第二多芯光纤，扩大了系统可接入光网络单元的数量。

可选地，在本发明的多芯光纤通信系统的一种实施例中，可有如图3所示的一种多芯光纤通信系统结构示意图。系统还包括：第一非对称阵列波导光栅104、第二多芯光纤105、第二非对称阵列波导光栅106、第三多芯光纤107；

第二多芯光纤105包括：第二下行信道纤芯组以及第二上行信道纤芯组；第三多芯光纤包括：第三下行信道纤芯组以及第三上行信道纤芯组；

第一非对称阵列波导光栅104的一端与第一多芯光纤102相连接，另一端与第二多芯光纤105相连接；第二多芯光纤105的一端与第一非对称阵列波导光栅104相连接，另一端与第二非对称阵列波导光栅106相连接；第二非对称阵列波导光栅106的一端与第二多芯光纤105相连接，另一端与第三多芯光纤107相连接；第三多芯光纤107的一端与第二非对称阵列波导光栅106相连接，另一端与各光网络单元103相连接；

第一非对称阵列波导光栅104，用于根据各光网络单元103的带宽需求，为各光网络单元103分配频带；接收第一多芯光纤102传输的下行光信号，并将下行光信号通过对应于光网络单元103的目标频带传输给第二多芯光纤105；以及转发第二多芯光纤105传输的上行光信号；

第二多芯光纤105，用于接收下行光信号，通过第二下行信道纤芯组传输下行光信号至第二非对称阵列波导光栅106；以及接收第二非对称阵列波导光栅106传输的上行光信号；

第二非对称阵列波导光栅106，用于根据各光网络单元103的带宽需求，为各光网络单元103分配频带；接收第二多芯光纤105传输的下行光信号，并将下行光信号通过对应于光网络单元103的目标频带传输给第三多芯光纤107；以及转发第三多芯光纤107传输的上行光信号；

第三多芯光纤107，用于接收下行光信号，通过第三下行信道纤芯组传输下行光信号至光网络单元103；以及接收光网络单元103发送的上行光信号，通过第三上行信道纤芯组传输上行光信号至第二非对称阵列波导光栅106。

需要说明的是，在本发明实施例的多芯光纤通信系统的第三多芯光纤107与光网络单元103之间，按照本发明的接入方式，可根据需求添加多个非对称阵列波导光栅以及多个多芯光纤组，具体不再一一赘述。

本发明实施例中，在第一多芯光纤与光网络单元之间，增加两组非对称阵列波导光栅以及两组多芯光纤，更加细致的为各光网络单元分配不同宽度的频带，实现了带宽的灵活分配，以及扩大了系统可接入光网络单元的数量。

可选地，在本发明的多芯光纤通信系统的一种实施例中，可有如图4所示的本发明实施例的一种多芯光纤通信系统中光网络单元结构示意图。光网络单元103，包括分光器1031、光电二极管1032以及反射半导体光放大器1033；其中，

分光器1031，用于对下行光信号进行分光处理，得到第一光信号以及第二光信号，将第一光信号传输到光电二极管1032，将第二光信号传输到反射半导体光放大器1033；

光电二极管1032，用于接收分光器1031传输的第一光信号，将第一光信号转换为电信号，并解调出下行数据；

在本步骤中，该光电二极管1032接收到分光器1031传输的第一光信号后，解析该第一光信号包含的发送端信息。例如，解析出该多芯光纤通信系统的控制中心发送的视频信息、或者文字信息、或者图片信息。

反射半导体光放大器1033，用于接收分光器1031传输的第二光信号，擦除第二光信号中的下行数据，并在擦除下行数据后的第二光信号上调制上行数据，得到上行光信号，以及发送上行光信号至第一多芯光纤102的第一上行信道纤芯组。

本步骤中，通过反射半导体光放大器1033将得到的第二光信号中包含的下行数据擦除，例如，包含的发送给该光网络单元的视频信息擦除，并在擦除下行数据后的信息上调制上行数据，该上行数据可为该光网络单元103的确认信息，或者请求信息。将已被重新调制的光信号作为上行光信号发送至第一多芯光纤102的第一上行信道纤芯组。

本发明实施例中，通过在光网络单元对下行光信号分光处理，进而通过反射半导体光放大器擦除包含的下行信息，利用下行光信号原有的光信号调制出上行光信号，并将上行光信号发送给第一多芯光纤，实现了波长重用，并且不需要光网络单元配置激光器，即可得到上行光信号，降低了无色光网络单元的成本。

为了更好地说明本发明实施例的一种多芯光纤通信系统，本发明实施例还公开了如图5所示的多芯光纤通信系统。

在图5中，该多芯光纤通信系统包括：控制中心501、可获得环形主干网上传输的光信号的多个节点502、第一多芯光纤503、第一非对称阵列波导光栅504、第二多芯光纤505、第二非对称阵列波导光栅506、第三多芯光纤507、多个光网络单元508。在多芯光纤中，上行光信号和下行光信号分别在不同的纤芯组中传输，实现波长重用。

在图5中，环形主干网的外环信道双向传输下行光信号；环形主干网的内环信道双向传输上行光信号；上行光信号和下行光信号分别在第一多芯光纤503中的上行信道纤芯组和下行信道纤芯组中同时传输，上、下行信道纤芯组中纤芯数非对称。第一非对称阵列波导光栅504将总的信道根据各分路的带宽需求，非均匀地分配给各分路；且各信道之间完全独立，即可采用不同的调制格式、传输速率等。第二非对称阵列波导光栅506对频带再次分配。

图6为本发明实施例的一种多芯光纤通信系统中多芯光纤传输和光网络单元的信号处理过程图。

该光网络单元508包括分光器5081、光电二极管5082以及反射半导体光放大器5083。

在图6中，该第一多芯光纤503包括第一下行信道纤芯组A以及第一上行信道纤芯组B。下行光信号通过该第一多芯光纤503发送到光网络单元508，该光网络单元508的分光器5081，将第一光信号平分为第一光信号以及第二光信号。其中，第一光信号到达光电二极管5082，通过该光电二极管5082解出其中信息；第二光信号到达反射半导体光放大器5083，通过该反射半导体光放大器5083抹除其中下行数据，再将其调制成上行光信号，并发送该上行光信号到第一多芯光纤503的第一上行信道纤芯组。

本发明的一种多芯光纤通信系统，兼容传统EPON(Ethernet Passive OpticalNetwork以太网无源光网络)/GPON(Gigabit-Capable PON，无源光接入系统)，传统PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)可直接作为新的网络结构的一个分支；本方案支持5G前传，非对称阵列波导光栅将分配合适的频带给前传基站，该频带包含多条较窄的信道，基站将通过滤波器对其再分割，分离出其中的信道。

本发明的多芯光纤通信系统中，各信道调制格式、调制速率可变，波带内信道数可变，一方面扩大了系统容量，另一方面实现了波长重用，降低了无色光网络单元的成本以及降低了系统能耗。

第二方面，本发明实施例还公开了一种多芯光纤通信方法，如图7所示。该多芯光纤通信方法应用于上述多芯光纤通信系统，其具体实施方式同上述多芯光纤通信系统实施方式，以下不再具体叙述。

图7为本发明实施例的一种多芯光纤通信方法流程图，方法包括：

S701，将环形主干网中控制中心发出的下行光信号通过下行环网信道传输至第一多芯光纤，以及通过上行环网信道接收第一多芯光纤传输的上行光信号至控制中心；

S702，第一多芯光纤通过第一下行信道纤芯组接收环形主干网传输的下行光信号，并通过第一下行信道纤芯组将下行光信号传输至对应的光网络单元；以及通过第一上行信道纤芯组接收光网络单元发送的上行光信号；

S703，光网络单元接收第一多芯光纤传输的下行光信号，对下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号擦除数据后重调制成上行光信号，以及发送上行光信号至第一多芯光纤的第一上行信道纤芯组。

在本发明实施例的一种多芯光纤通信方法中，环形主干网中将控制中心发出的下行光信号通过下行环网信道传输至第一多芯光纤；第一多芯光纤通过第一下行信道纤芯组接收环形主干网传输的下行光信号，并通过第一下行信道纤芯组将下行光信号传输至对应的光网络单元；光网络单元接收第一多芯光纤传输的下行光信号，对下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号调制成上行光信号，以及发送上行光信号至第一多芯光纤。本发明实施例中通过光网络单元对下行光信号分光处理，进而基于下行光信号的原有光信号调制上行光信号，无需光网络单元配置激光器，自行产生光信号，进而实现了波长重用以及降低了无色光网络单元的成本。并且在本发明实施例中通过多芯光纤传输信号，扩大了系统容量。综上，本发明实施例可以实现得到可复用的多芯光纤传输方案以及降低光网络单元的成本的目的。

可选地，在本发明多芯光纤通信方法的一种实施例中，方法还包括：

步骤一，第一非对称阵列波导光栅接收第一多芯光纤传输的下行光信号，并将下行光信号通过对应于光网络单元的目标频带传输给第二多芯光纤；以及第一非对称阵列波导光栅转发第二多芯光纤传输的上行光信号。

步骤二，第二多芯光纤接收下行光信号，通过第二下行信道纤芯组传输下行光信号至光网络单元；以及第二多芯光纤接收光网络单元发送的上行光信号，通过第二上行信道纤芯组传输上行光信号至第一非对称阵列波导光栅。

本发明实施例通过利用非对称阵列波导光栅，实现按需给不同的光网络单元分配不同宽度的频带，不同宽度的频带中包含不同数量的信道，提供大小不同的传输带宽，从而实现带宽的灵活分配。通过新增第二多芯光纤，扩大了系统可接入光网络单元的数量。

可选地，在本发明多芯光纤通信方法的一种实施例中，方法还包括：

步骤A，第一非对称阵列波导光栅接收第一多芯光纤传输的下行光信号，并将下行光信号通过对应于光网络单元的目标频带传输给第二多芯光纤；以及第一非对称阵列波导光栅转发第二多芯光纤传输的上行光信号。

步骤B，第二多芯光纤接收下行光信号，通过第二下行信道纤芯组传输下行光信号至第二非对称阵列波导光栅；以及第二多芯光纤接收第二非对称阵列波导光栅传输的上行光信号。

步骤C，第二非对称阵列波导光栅接收第二多芯光纤传输的下行光信号，并将下行光信号通过对应于光网络单元的目标频带传输给第三多芯光纤；以及第二非对称阵列波导光栅转发第三多芯光纤传输的上行光信号。

步骤D，第三多芯光纤接收下行光信号，通过第三下行信道纤芯组传输下行光信号至光网络单元；以及第三多芯光纤接收光网络单元发送的上行光信号，通过第三上行信道纤芯组传输上行光信号至第二非对称阵列波导光栅。

本发明实施例中，在第一多芯光纤与光网络单元之间，增加两组非对称阵列波导光栅以及两组多芯光纤，更加细致的为各光网络单元分配不同宽度的频带，实现了带宽的灵活分配，以及扩大了系统可接入光网络单元的数量。

可选地，在本发明多芯光纤通信方法的一种实施例中，S703中对下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号擦除数据后重调制成上行光信号，以及发送上行光信号至第一多芯光纤的第一上行信道纤芯组，包括：

步骤a，分光器对下行光信号进行分光处理，得到第一光信号以及第二光信号，将第一光信号传输到光电二极管，将第二光信号传输到反射半导体光放大器；

步骤b，光电二极管接收分光器传输的第一光信号，将第一光信号转换为电信号，并解调出下行数据；

步骤c，反射半导体光放大器接收分光器传输的第二光信号，擦除第二光信号中的下行数据，并在擦除下行数据后的第二光信号上调制上行数据，得到上行光信号，以及发送上行光信号至第一多芯光纤的第一上行信道纤芯组。

本发明实施例中，通过在光网络单元对下行光信号分光处理，进而通过反射半导体光放大器擦除包含的下行信息，利用下行光信号原有的光信号调制出上行光信号，并将上行光信号发送给第一多芯光纤，实现了波长重用，并且不需要网络单元配置激光器，即可得到上行光信号，降低了无色光网络单元的成本。

为了更好地说明本发明实施例的多芯光纤通信方法，可有如图8所示的本发明实施例的一种多芯光纤通信方法流程图。

S801，控制中心通过下行环网信道发送下行光信号到分节点；

S802，每个分节点负责一片区域的上、下行光信号的传输，通过第一多芯光纤的下行信道纤芯组传输下行光信号；

S803，下行光信号进入第一非对称阵列波导光栅，被非均匀地分成数个频带，每个频带包含一个或数个传输信道，第一非对称阵列波导光栅将根据各分路的带宽需求，将这些频带分配给各分路；

S804，传统PON通过单芯光纤中的上、下行光信道为用户传输信息；

S805，新建网络通过第二多芯光纤中的上、下行信道纤芯组分别为用户传输上、下行信息，第二多芯光纤中包含的纤芯数目可变，它们之间空间隔离，互不干扰；第二多芯光纤各纤芯中传输带宽又被分成相互独立的传输信道，实现按需分配信道数和变速率传输；

S806，经过第一非对称阵列波导光栅分配的频带还可被第二非对称阵列波导光栅再次进行分配，其过程与S803相同；

S807，第二非对称阵列波导光栅下的各分路运行流程与S805相同；

S808，所有分路的上行光信号经第二非对称阵列波导光栅汇聚到上行信道纤芯组；

S809，上行光信号经过环形主干网的分节点后，汇聚到环形主干网的上行环网信道；

S810，上行光信号经过环形主干网的上行环网信道传输到控制中心进行处理。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多芯光纤通信系统，其特征在于，所述系统包括：

环形主干网、第一多芯光纤以及至少一个光网络单元；所述环形主干网包括：控制中心、下行环网信道以及上行环网信道；所述第一多芯光纤包括：第一下行信道纤芯组以及第一上行信道纤芯组；

所述环形主干网的所述下行环网信道与所述第一多芯光纤的所述第一下行信道纤芯组相连接；所述环形主干网的所述上行环网信道与所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组相连接；所述环形主干网通过所述第一多芯光纤与所述光网络单元相连接；

所述环形主干网，用于将所述控制中心发出的下行光信号通过所述下行环网信道传输至所述第一多芯光纤，以及通过所述上行环网信道接收所述第一多芯光纤传输的上行光信号至所述控制中心；

所述第一多芯光纤，用于通过所述第一下行信道纤芯组接收所述环形主干网传输的所述下行光信号，并通过所述第一下行信道纤芯组将所述下行光信号传输至对应的光网络单元；以及通过所述第一上行信道纤芯组接收所述光网络单元发送的所述上行光信号；

所述光网络单元，用于接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，对所述下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号擦除数据后重调制成所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组。

2.根据权利要求1所述的多芯光纤通信系统，其特征在于，所述环形主干网的外环信道为下行环网信道；所述环形主干网的内环信道为上行环网信道。

3.根据权利要求1所述的多芯光纤通信系统，其特征在于，所述系统还包括：第一非对称阵列波导光栅、第二多芯光纤；

所述第二多芯光纤包括：第二下行信道纤芯组以及第二上行信道纤芯组；

所述第一非对称阵列波导光栅的一端与所述第一多芯光纤相连接，另一端与所述第二多芯光纤相连接；所述第二多芯光纤的一端与所述第一非对称阵列波导光栅相连接，另一端与各所述光网络单元相连接；

所述第一非对称阵列波导光栅，用于根据各所述光网络单元的带宽需求，为各所述光网络单元分配频带；接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给所述第二多芯光纤；以及转发所述第二多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第二多芯光纤，用于接收所述下行光信号，通过所述第二下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述光网络单元；以及接收所述光网络单元发送的所述上行光信号，通过第二上行信道纤芯组传输所述上行光信号至所述第一非对称阵列波导光栅。

4.根据权利要求1所述的多芯光纤通信系统，其特征在于，所述系统还包括：第一非对称阵列波导光栅、第二多芯光纤、第二非对称阵列波导光栅、第三多芯光纤；

所述第二多芯光纤包括：第二下行信道纤芯组以及第二上行信道纤芯组；所述第三多芯光纤包括：第三下行信道纤芯组以及第三上行信道纤芯组；

所述第一非对称阵列波导光栅的一端与所述第一多芯光纤相连接，另一端与所述第二多芯光纤相连接；所述第二多芯光纤的一端与所述第一非对称阵列波导光栅相连接，另一端与所述第二非对称阵列波导光栅相连接；所述第二非对称阵列波导光栅的一端与所述第二多芯光纤相连接，另一端与所述第三多芯光纤相连接；所述第三多芯光纤的一端与所述第二非对称阵列波导光栅相连接，另一端与各所述光网络单元相连接；

所述第一非对称阵列波导光栅，用于根据各所述光网络单元的带宽需求，为各所述光网络单元分配频带；接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给所述第二多芯光纤；以及转发所述第二多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第二多芯光纤，用于接收所述下行光信号，通过所述第二下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述第二非对称阵列波导光栅；以及接收所述第二非对称阵列波导光栅传输的所述上行光信号；

所述第二非对称阵列波导光栅，用于根据各所述光网络单元的带宽需求，为各所述光网络单元分配频带；接收所述第二多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给所述第三多芯光纤；以及转发所述第三多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第三多芯光纤，用于接收所述下行光信号，通过所述第三下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述光网络单元；以及接收所述光网络单元发送的所述上行光信号，通过所述第三上行信道纤芯组传输所述上行光信号至所述第二非对称阵列波导光栅。

5.根据权利要求1所述的多芯光纤通信系统，其特征在于，所述光网络单元，包括：分光器、光电二极管以及反射半导体光放大器；其中，

所述分光器，用于对所述下行光信号进行分光处理，得到第一光信号以及第二光信号，将所述第一光信号传输到所述光电二极管，将所述第二光信号传输到所述反射半导体光放大器；

所述光电二极管，用于接收所述分光器传输的第一光信号，将所述第一光信号转换为电信号，并解调出下行数据；

所述反射半导体光放大器，用于接收所述分光器传输的第二光信号，擦除所述第二光信号中的下行数据，并在擦除所述下行数据后的所述第二光信号上调制上行数据，得到所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组。

6.一种多芯光纤通信方法，其特征在于，应用于多芯光纤通信系统，所述方法包括：

将环形主干网中控制中心发出的下行光信号通过下行环网信道传输至第一多芯光纤，以及通过上行环网信道接收所述第一多芯光纤传输的上行光信号至所述控制中心；

所述第一多芯光纤通过第一下行信道纤芯组接收所述环形主干网传输的所述下行光信号，并通过所述第一下行信道纤芯组将所述下行光信号传输至对应的光网络单元；以及通过第一上行信道纤芯组接收所述光网络单元发送的所述上行光信号；

所述光网络单元接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，对所述下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号擦除数据后重调制成所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组。

7.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述方法还包括：

第一非对称阵列波导光栅接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给第二多芯光纤；以及所述第一非对称阵列波导光栅转发所述第二多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第二多芯光纤接收所述下行光信号，通过第二下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述光网络单元；以及所述第二多芯光纤接收所述光网络单元发送的所述上行光信号，通过第二上行信道纤芯组传输所述上行光信号至所述第一非对称阵列波导光栅。

8.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述方法还包括：

第一非对称阵列波导光栅接收所述第一多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给第二多芯光纤；以及所述第一非对称阵列波导光栅转发所述第二多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第二多芯光纤接收所述下行光信号，通过第二下行信道纤芯组传输所述下行光信号至第二非对称阵列波导光栅；以及所述第二多芯光纤接收所述第二非对称阵列波导光栅传输的所述上行光信号；

所述第二非对称阵列波导光栅接收所述第二多芯光纤传输的所述下行光信号，并将所述下行光信号通过对应于所述光网络单元的目标频带传输给第三多芯光纤；以及所述第二非对称阵列波导光栅转发所述第三多芯光纤传输的所述上行光信号；

所述第三多芯光纤接收所述下行光信号，通过第三下行信道纤芯组传输所述下行光信号至所述光网络单元；以及所述第三多芯光纤接收所述光网络单元发送的所述上行光信号，通过第三上行信道纤芯组传输所述上行光信号至所述第二非对称阵列波导光栅。

9.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述对所述下行光信号进行分光处理，得到两路相同的光信号，将其中一路光信号擦除数据后重调制成所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组，包括：

分光器对所述下行光信号进行分光处理，得到第一光信号以及第二光信号，将所述第一光信号传输到光电二极管，将所述第二光信号传输到反射半导体光放大器；

所述光电二极管接收所述分光器传输的第一光信号，将所述第一光信号转换为电信号，并解调出下行数据；

所述反射半导体光放大器接收所述分光器传输的第二光信号，擦除所述第二光信号中的下行数据，并在擦除所述下行数据后的所述第二光信号上调制上行数据，得到所述上行光信号，以及发送所述上行光信号至所述第一多芯光纤的所述第一上行信道纤芯组。