CN109217936A - 光信号接收方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光信号接收方法和系统，涉及通信领域。其中通过对接收到的光信号进行光电转换，以生成电信号，将电信号同时提供给至少三个信号放大通路，以便利用各信号放大通路对电信号按照不同速率进行放大处理以生成放大电信号，其中信号放大通路生成的放大电信号速率各不相同，还根据接收到的速率选择信号，将对应信号放大通路生成的放大电信号作为接收信号输出。本发明通过设置多条对应不同速率的信号放大通路，从而能够同时接收不同速率的上行信号，并且还能保障接收灵敏度。

Description

光信号接收方法和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种光信号接收方法和系统。
背景技术
现网中PON(Passive Optical Network：无源光网络)技术的部署应用，已经实现OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)设备在单通道波长上的带宽达到对称10Gbit/s速率。在向未来演进的过程中，PON系统在考虑支持单波长25Gbit/s的速率类型，从而使PON系统的容量可以达到25G。另外由于平滑演进以及后向兼容的需求，原有10GEPON(EthernetPassive Optical Network，以太网无源光网络)的ONU(Optical Network Unit，光网络单元)依然需要在网内工作，直到用户升级带宽速率到25G时，才会尝试逐步更换ONU提高速率。因此在一张ODN网络中，有可能存在三种ONU形态和相应的上行速率类型：
1：对称10G EPON ONU采用10G上行；
2：非对称10G EPON ONU采用1G上行；
3：对称25G EPON ONU采用25G上行。
若沿用10G EPON原有的同波长时分共存的技术，则在引入25G时也会考虑继续沿用TDMA(Time Division Multiple Address，时分多址)方式，这就需要OLT的接收机支持TDMA方式下的三速率接收方式。
原有OLT双速率接收机的实现方式逻辑框图如图1所示。其中模块1为光电转换器，用于将光信号转换为电信号。模块2为跨阻放大器，用于将电信号转换为电信号。模块3为限幅放大器，用于对电信号进行限幅放大。
由于支持的速率类型是两种，即1G和10G，而通用方法是采用10G速率的跨阻放大器(TIA)，将10G和1G信号都按照10G TIA信号处理的方式转化成电信号，统一输入到后续的限幅放大器(LA)中。
在转化的过程中，由于1G信号通过10G TIA时虽然会因为不能完全匹配导致转化的电信号无法达到最优。但由于标准中对于1G信号的物理层约束较为宽松，因此即使TIA信号转化无法达到最优(接收机灵敏度)，但1G信号的接收和解析未有实质性的影响，所以业界普遍采用了上述通用方法。
如果25G速率的光信号也采用如上的方法，则仿真结果表明，25G信号通过10G TIA转化后的信号损失较大，接收机灵敏度的损失在4-5dBm左右，超过了物理层指标可承担的余量范围，会造成信号无法正常接收，最终通信链路失败的结果。
发明内容
本发明实施例提供一种光信号接收方法和系统，通过设置多条对应不同速率的信号放大通路，从而能够同时接收不同速率的上行信号，并且还能保障接收灵敏度。
根据本发明的一个方面，提供一种光信号接收方法，包括：
对接收到的光信号进行光电转换，以生成电信号；
将电信号同时提供给至少三个信号放大通路，以便利用各信号放大通路对电信号按照不同速率进行放大处理以生成放大电信号，其中各信号放大通路生成的放大电信号速率互不相同。
在一个实施例中，还根据接收到的速率选择信号，将对应信号放大通路生成的放大电信号作为接收信号输出。
在一个实施例中，利用信号放大通路对电信号进行放大处理以生成放大电信号包括：
通过跨阻放大器对电信号按照对应速率进行处理，以得到具有预定频率的电信号，其中不同信号放大通路中跨阻放大器的输出电信号频率各不相同；
通过限幅放大器对具有预定频率的电信号进行限幅放大处理，以得到具有预定频率的放大电信号。
在一个实施例中，根据带宽分配信息和光网络单元信息，确定指定时间段内的光信号所对应的速率类型，并根据速率类型发送相应的速率选择信号。
在一个实施例中，发送相应的速率选择信号包括：
在注册过程中，按光线路终端分配的特定速率所对应静态窗口的起始时间和结束时间，发送相应的速率选择信号；
在一个实施例中，发送相应的速率选择信号包括：
在数据传输阶段，按光线路终端的带宽分配，查询特定时间段所对应的光网络单元，并获取对应光网络单元的上行速率信息，然后按照上行速率信息，在特定时间段到来时，发送相应的速率选择信号。
根据本发明的另一方面，提供一种光信号接收系统，包括：
接收模块，用于接收光信号；
光电转换模块，用于对接收模块接收到的光信号进行光电转换，并将生成的电信号同时提供给至少三个信号放大通路；
信号放大通路，用于对电信号按照不同速率进行放大处理以生成放大电信号，其中信号放大通路生成的放大电信号速率各不相同。
在一个实施例中，上述接收系统还包括：
选择输出模块，用于根据接收到的速率选择信号，将对应信号放大通路生成的放大电信号作为接收信号输出。
在一个实施例中，信号放大通路包括：
跨阻放大器，用于对电信号按照对应速率进行处理，以得到具有预定频率的电信号，其中不同信号放大通路中跨阻放大器的输出电信号频率各不相同；
限幅放大器，用于对具有预定频率的电信号进行限幅放大处理，以得到具有预定频率的放大电信号。
在一个实施例中，上述系统还包括：
速率确定模块，用于根据带宽分配信息和光网络单元信息，确定指定时间段内的光信号所对应的速率类型，并根据速率类型将相应的速率选择信号发送给选择输出模块。
在一个实施例中，速率确定模块用于在注册过程中，按光线路终端分配的特定速率所对应静态窗口的起始时间和结束时间，发送相应的速率选择信号；
在一个实施例中，速率确定模块用于在数据传输阶段，按光线路终端的带宽分配，查询特定时间段所对应的光网络单元，并获取对应光网络单元的上行速率信息，然后按照上行速率信息，在特定时间段到来时，发送相应的速率选择信号。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中双速率接收机实现的示意图。
图2为本发明光信号接收方法一个实施例的示意图。
图3为本发明光信号接收方法另一实施例的示意图。
图4为本发明光信号接收系统一个实施例的示意图。
图5为本发明光信号接收系统另一实施例的示意图。
图6为本发明光信号接收系统又一实施例的示意图。
图7为本发明光信号接收系统又一实施例的示意图。
图8为本发明光信号接收系统实现一个实施例的示意图。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图2为本发明光信号接收方法一个实施例的示意图。可选地，本实施例的方法步骤可由光信号接收系统执行。其中：
步骤201，对接收到的光信号进行光电转换，以生成电信号；
步骤202，将电信号同时提供给至少三个信号放大通路，以便利用各信号放大通路对电信号按照不同速率进行放大处理以生成放大电信号，其中各信号放大通路生成的放大电信号速率互不相同。
可选地，利用信号放大通路对电信号进行放大处理以生成放大电信号包括：
通过跨阻放大器对所述电信号按照对应速率进行处理，以得到具有预定频率的电信号，其中不同信号放大通路中跨阻放大器的输出电信号频率各不相同；通过限幅放大器对所述具有预定频率的电信号进行限幅放大处理，以得到具有预定频率的放大电信号。
基于本发明上述实施例提供的光信号接收方法，通过设置多条对应不同速率的信号放大通路，从而能够同时接收不同速率的上行信号，并且还能保障接收灵敏度。
图3为本发明光信号接收方法另一实施例的示意图。可选地，本实施例的方法步骤可由光信号接收系统执行。其中：
步骤301，对接收到的光信号进行光电转换，以生成电信号；
步骤302，将电信号同时提供给至少三个信号放大通路，以便利用各信号放大通路对电信号按照不同速率进行放大处理以生成放大电信号，其中各信号放大通路生成的放大电信号速率互不相同。
步骤303，根据接收到的速率选择信号，将对应信号放大通路生成的放大电信号作为接收信号输出。
可选地，可根据带宽分配信息和光网络单元信息，确定指定时间段内的光信号所对应的速率类型，进而根据速率类型发送相应的速率选择信号。
例如，可根据不同的PON处理过程进行相应的处理。
在注册过程中，可按光线路终端分配的特定速率所对应静态窗口的起始时间和结束时间，发送相应的速率选择信号。
或者，在数据传输阶段，按光线路终端的带宽分配，查询特定时间段所对应的光网络单元，并获取对应光网络单元的上行速率信息，然后按照上行速率信息，在特定时间段到来时，发送相应的速率选择信号。
图4为本发明光信号接收系统一个实施例的示意图。如图4所示，光信号接收系统包括接收模块41、光电转换模块42、信号放大通路43。其中：
接收模块41用于接收光信号。
光电转换模块42用于对接收模块接收到的光信号进行光电转换，并将生成的电信号同时提供给至少三个信号放大通路。
信号放大通路43用于对所述电信号按照不同速率进行放大处理以生成放大电信号，其中信号放大通路生成的放大电信号速率各不相同。
基于本发明上述实施例提供的光信号接收系统，通过设置多条对应不同速率的信号放大通路，从而能够同时接收不同速率的上行信号，并且还能保障接收灵敏度。
图5为本发明光信号接收系统另一实施例的示意图。如图5所示，图4所示实施例中的信号放大通路上设置有跨阻放大器51和限幅放大器52。其中：
跨阻放大器51用于对电信号按照对应速率进行处理，以得到具有预定频率的电信号，其中不同信号放大通路中跨阻放大器的输出电信号频率各不相同。
限幅放大器52用于对具有预定频率的电信号进行限幅放大处理，
以得到具有预定频率的放大电信号。
图6为本发明光信号接收系统又一实施例的示意图。与图4和图5所示实施例相比，在图6所示实施例中，该系统除了接收模块61、光电转换模块62、信号放大通路63之外，还包括选择输出模块64，用于根据接收到的速率选择信号，将对应信号放大通路生成的放大电信号作为接收信号输出。
图7为本发明光信号接收系统又一实施例的示意图。与图4至图6所示实施例相比，在图7所示实施例中，该系统除了接收模块71、光电转换模块72、信号放大通路73和选择输出模块74之外，还包括速率确定模块75，用于根据带宽分配信息和光网络单元信息，确定指定时间段内的光信号所对应的速率类型，并根据速率类型将相应的速率选择信号发送给选择输出模块74。
可选地，速率确定模块75用于在注册过程中，按光线路终端分配的特定速率所对应静态窗口的起始时间和结束时间，发送相应的速率选择信号；
此外，速率确定模块75还可在数据传输阶段，按光线路终端的带宽分配，查询特定时间段所对应的光网络单元，并获取对应光网络单元的上行速率信息，然后按照上行速率信息，在特定时间段到来时，发送相应的速率选择信号。
下面通过具体示例对本发明进行说明。
例如，设100G EPON系统中存在四个ONU，如图8所示。其中：
ONU1：非对称10G EPON ONU，下行速率10G，上行速率1G
ONU2：对称10G EPON ONU，下行速率10G，上行速率10G
ONU3：对称100G EPON ONU，下行速率25G，上行速率25G
ONU4：对称10G EPON ONU，下行速率25G，上行速率25G
实施例一：
OLT侧MAC芯片给ONU1，ONU2，ONU3，ONU4分配带宽，带宽分配消息如下表1所示意：
表1
其中，该带宽分配为：
ONU1发送数据的起始时间是100TQ，发送数据长度为20TQ；
ONU2发送数据的起始时间是150TQ，发送数据长度为50TQ；
ONU3发送数据的起始时间是230TQ，发送数据长度为100TQ；
ONU4发送数据的起始时间是390TQ，发送数据长度为50TQ；
TQ为时间量子，就是单位时间，一般是16ns，也可以是其他定义长度的时间。
OLT将光电转换器(APD)接收到的信号，复制三份，传递到三速率接收机中的三个信号解析通路上，每个信号解析通路由对应速率的TIA和LA组成，共有1G、10G和25G三种速率的信号通路。
OLT通过带宽分配消息中获取ONU1的时间点是100TQ，并获取ONU1的上行速率类型是1G。OLT在100TQ到来之际发送速率选择信号选择1G信号通路给三速率接收机。三速率接收机按照接收到的选择1G信号通路的速率选择信号，控制内部的多路复用器MUX，选择1G信号通路进行信号输出。
OLT通过带宽分配消息中获取ONU2的时间点是150TQ，并获取ONU1的上行速率类型是10G。OLT在150TQ到来之际发送速率选择信号选择10G信号通路给三速率接收机。三速率接收机按照接收到的选择10G信号通路的速率选择信号，控制内部的MUX，选择10G信号通路进行信号输出。
OLT通过带宽分配消息中获取ONU3的时间点是230TQ，并获取ONU1的上行速率类型是25G。OLT在100TQ到来之际发送速率选择信号选择25G信号通路给三速率接收机。三速率接收机按照接收到的选择25G信号通路的速率选择信号，控制内部的Mux，选择25G信号通路进行信号输出。
OLT通过带宽分配消息中获取ONU4的时间点是390TQ，并获取ONU1的上行速率类型是25G。OLT在100TQ到来之际发送速率选择信号选择25G信号通路给三速率接收机，三速率接收机按照接收到的选择25G信号通路的速率选择信号，控制内部的Mux，选择25G信号通路进行信号输出。
实施例二：
在注册阶段，OLT侧MAC芯片给1G ONU，10G ONU以及25GONU分别分配注册窗口，注册窗口消息如下表所示：
表2
其中，OLT将APD接收到的信号，复制三份，传递到三速率接收机中的三个信号解析通路上，每个信号解析通路由对应速率的TIA和LA组成，共有1G，10G，25G三种速率的信号通路。
OLT通过带宽分配消息中获取1G上行注册窗口的时间点是100TQ，对应的上行速率类型是1G。OLT在100TQ到来之际发送速率选择信号选择1G信号通路给三速率接收机。三速率接收机按照接收到的选择1G信号通路的速率选择信号，控制内部的MUX，选择1G信号通路进行信号输出。
OLT通过带宽分配消息中获取10G上行注册窗口的时间点是2500TQ，对应的上行速率类型是10G。OLT在2500TQ到来之际发送速率选择信号选择10G信号通路给三速率接收机，三速率接收机按照接收到的选择10G信号通路的速率选择信号，控制内部的MUX，选择10G信号通路进行信号输出。
OLT通过带宽分配消息中获取25G上行注册窗口的时间点是5000TQ，对应的上行速率类型是35G。OLT在5000TQ到来之际发送速率选择信号选择25G信号通路给三速率接收机，三速率接收机按照接收到的选择25G信号通路的速率选择信号，控制内部的MUX，选择25G信号通路进行信号输出。
通过实施本发明，通过设置多条对应不同速率的信号放大通路，从而能够同时接收不同速率的上行信号，并且还能保障接收灵敏度。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (12)

1.一种光信号接收方法，其特征在于，包括：
对接收到的光信号进行光电转换，以生成电信号；
将所述电信号同时提供给至少三个信号放大通路，以便利用各信号放大通路对所述电信号按照不同速率进行放大处理以生成放大电信号，其中各信号放大通路生成的放大电信号速率互不相同。
2.根据权利要求1所述的接收方法，其特征在于，还包括：
根据接收到的速率选择信号，将对应信号放大通路生成的放大电信号作为接收信号输出。
3.根据权利要求2所述的接收方法，其特征在于，利用信号放大通路对所述电信号进行放大处理以生成放大电信号包括：
通过跨阻放大器对所述电信号按照对应速率进行处理，以得到具有预定频率的电信号，其中不同信号放大通路中跨阻放大器的输出电信号频率各不相同；
通过限幅放大器对所述具有预定频率的电信号进行限幅放大处理，以得到具有预定频率的放大电信号。
4.根据权利要求2所述的接收方法，其特征在于，还包括：
根据带宽分配信息和光网络单元信息，确定指定时间段内的光信号所对应的速率类型，并根据所述速率类型发送相应的速率选择信号。
5.根据权利要求4所述的接收方法，其特征在于，
发送相应的速率选择信号包括：
在注册过程中，按光线路终端分配的特定速率所对应静态窗口的起始时间和结束时间，发送相应的速率选择信号。
6.根据权利要求4所述的接收方法，其特征在于，
发送相应的速率选择信号包括：
在数据传输阶段，按光线路终端的带宽分配，查询特定时间段所对应的光网络单元，并获取对应光网络单元的上行速率信息，然后按照所述上行速率信息，在所述特定时间段到来时，发送相应的速率选择信号。
7.一种光信号接收系统，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收光信号；
光电转换模块，用于对接收模块接收到的光信号进行光电转换，并将生成的电信号同时提供给至少三个信号放大通路；
信号放大通路，用于对所述电信号按照不同速率进行放大处理以生成放大电信号，其中信号放大通路生成的放大电信号速率各不相同。
8.根据权利要求7所述的接收系统，其特征在于，所述接收系统还包括：
选择输出模块，用于根据接收到的速率选择信号，将对应信号放大通路生成的放大电信号作为接收信号输出。
9.根据权利要求8所述的接收系统，其特征在于，信号放大通路包括：
跨阻放大器，用于对所述电信号按照对应速率进行处理，以得到具有预定频率的电信号，其中不同信号放大通路中跨阻放大器的输出电信号频率各不相同；
限幅放大器，用于对所述具有预定频率的电信号进行限幅放大处理，以得到具有预定频率的放大电信号。
10.根据权利要求8所述的接收系统，其特征在于，所述接收系统还包括：
速率确定模块，用于根据带宽分配信息和光网络单元信息，确定指定时间段内的光信号所对应的速率类型，并根据所述速率类型将相应的速率选择信号发送给选择输出模块。
11.根据权利要求10所述的接收系统，其特征在于，
速率确定模块用于在注册过程中，按光线路终端分配的特定速率所对应静态窗口的起始时间和结束时间，发送相应的速率选择信号。
12.根据权利要求10所述的接收系统，其特征在于，
速率确定模块用于在数据传输阶段，按光线路终端的带宽分配，查询特定时间段所对应的光网络单元，并获取对应光网络单元的上行速率信息，然后按照所述上行速率信息，在所述特定时间段到来时，发送相应的速率选择信号。
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