CN112615674A - Olt光收发一体模块、处理多种pon的方法及系统 - Google Patents

Olt光收发一体模块、处理多种pon的方法及系统 Download PDF

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CN112615674A CN202011593265.9A CN202011593265A CN112615674A CN 112615674 A CN112615674 A CN 112615674A CN 202011593265 A CN202011593265 A CN 202011593265A CN 112615674 A CN112615674 A CN 112615674A
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付志明
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Abstract

本发明提供了OLT光收发一体模块、处理多种PON的方法及系统，其中，该OLT光收发一体模块，其中，包括：第二下行发射单元，用于接收电连接器发送的第二路电信号和第三路电信号，并将第二路电信号转化为第二路下行光信号和将第三路电信号转化为第三路下行光信号；其中，第二路下行光信号与第三路下行光信号采用时分复用方式；WDM单元，用于对第一下行发射单元发送的第一路下行光信号和第二下行发射单元发送的第二路下行光信号和第三路下行光信号进行波分复用后通过光接口输出，其中，该第一路、第二路和第三路下行光信号共存，通过本发明，解决了无源光网络无法平滑升级的问题，有效降低了运营商的系统升级成本和运维成本。

Description

OLT光收发一体模块、处理多种PON的方法及系统
本申请是2015年08月20日递交的申请号为201510514580.0，发明名称为“OLT光收发一体模块、处理多种PON的方法及系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种光线路终端(Optical LineTerminal，简称OLT)光收发一体模块、处理多种PON的方法及系统。
背景技术
随着光纤通信技术的快速发展，光纤接入技术的推广和普及，人们对带宽的需求不断增加，使得目前的一种已商业化的技术，不能满足日益增长的宽带业务的需求。因此，更高带宽的光纤接入技术，成为下一代宽带接入网的解决方案。
而对于已大量商业应用的产品，技术方案成熟稳定，考虑到成本和维护，更高带宽的方案应用还必须考虑到系统的平滑升级，所以无源光网络新方案应该考虑到兼容传统的成熟技术，使光网络单元(Optical Distribution Network，简称ONU)可以根据具体的应用环境选择方案。
在相关技术中，吉比特无源光网络(Gigabit-Capable Passive OpticalNetwork，简称GPON)技术已不能满足日益增长的宽带业务的需求。更高带宽的XGPON1和XGPON2技术成为下一代宽带接入网的解决方案，其中，XGPON1为下行速率为10Gbps、上行速率为2.5Gbps的无源光网络，XGPON2为下行速率为10Gbps、上行速率为10Gbps的无源光网络。在GPON技术中，光线路终端(Optical Line Terminal，简称OLT)是用于连接光纤干线的主要设备，其OLT光收发一体模块是实现GPON光纤通信的重要组成部分。目前的XGPON1 OLT技术方案可实现上行速率2.488Gbps(以下简称为2.5G)，下行速率9.95Gbps(以下简称为10G)的数据传输，以及XGPON2 OLT技术方案可实现上行速率10Gbps(以下简称为10G)，下行速率9.95Gbps(以下简称为10G)的数据传输，其可以解决下一代无源光网络商用低成本方案的技术问题。
而GPON技术方案成熟稳定，已大量商业应用。考虑到成本和维护的问题，XGPON1和XGPON2的应用还必须考虑到系统的平滑升级，所以OLT光收发一体模块的应用应兼容传统的GPON技术以及XGPON1和XGPON2技术，使更多客户可以根据具体的应用环境选择不同类型的ONU，但相关技术中的OLT光收发一体模块是不能够兼容传统的GPON技术以及XGPON1和XGPON2技术。
针对相关技术中的无源光网络无法平滑升级的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种OLT光收发一体模块、处理多种PON的方法及系统，以至少解决相关技术中无源光网络无法平滑升级的技术问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种OLT光收发一体模块，包括：电连接器，光接口，波分复用(Wavelength Division Multiplexing，简称WDM)单元，第一下行发射单元，第二下行发射单元，第一上行突发接收单元，第二上行突发接收单元；其中，第一下行发射单元，用于接收电连接器发送的第一路电信号，并将第一路电信号转化为第一路下行光信号；第二下行发射单元，用于接收电连接器发送的第二路电信号和第三路电信号，并将第二路电信号转化为第二路下行光信号和将第三路电信号转化为第三路下行光信号；其中，第二路下行光信号与第三路下行光信号采用时分复用方式；第一上行突发接收单元，用于接收WDM单元分离的第一路上行光信号，并将第一路上行光信号转化为第一路电信号，将转化后的第一路电信号输出至电连接器；第二上行突发接收单元，用于接收WDM单元分离的第二路上行光信号和第三路上行光信号，并将第二路上行光信号转化为第二路电信号和将第三路上行光信号转化为第三路电信号；以及将转化后的第二路电信号和第三路电信号输出至电连接器；其中，第二路上行光信号与第三路上行光信号采用时分复用方式；WDM单元，用于对第一下行发射单元发送的第一路下行光信号和第二下行发射单元发送的第二路下行光信号和第三路下行光信号进行波分复用后通过光接口输出；对光接口接收的光信号分离为第一路上行光信号和第二上行光信号，其中第二上行光信号包括：第二路上行光信号和第三路上行光信号。
在本发明实施例中，第一下行发射单元包括：第一激光驱动单元，用于将第一路电信号转化为第一激光器驱动信号；第一激光器，用于接收所述第一路激光驱动单元发送的所述第一路激光器驱动信号，在所述第一路激光器驱动信号的触发下，产生所述第一路下行光信号。
在本发明实施例中，第二下行发射单元包括：第二激光驱动单元，用于接收所述电连接器发送的不同时隙的第二路电信号和第三路电信号；并将第二路电信号转化为第二激光器驱动信号和将第三路电信号转化为第三激光驱动信号；第二激光器，用于接收第二激光驱动单元发送的第二激光器驱动信号和第三激光驱动信号，并在第二激光器驱动信号的触发下，产生第二路下行光信号，以及并在第三激光器驱动信号的触发下，产生第三路下行光信号。
在本发明实施例中，第一上行突发接收单元包括：第一光电接收单元，用于接收WDM单元分离的第一路上行光信号，并将第一路上行光信号转化为第一电流信号；第一放大单元，用于接收第一光电接收单元发送的第一电流信号，并将电流信号转化为第一差分电压信号；第二放大单元，用于接收第一放大单元发送的第一差分电压信号，并将第一差分电压信号进行放大或者限幅整形后输出到电连接器。
在本发明实施例中，第一上行突发接收单元还包括：第一复位电路，用于在接收到复位信号之后，释放第二放大单元的输入端的残留信号电平。
在本发明实施例中，第二上行突发接收单元包括：第二光电接收单元，用于接收WDM单元分离的不同时隙的第二路上行光信号和第三路上行光信号，并将第二路上行光信号转化为第二电流信号和将第三路上行光信号转化为第三电流信号；第三放大单元，用于接收第二光电接收单元发送的第二电流信号和第三电流信号，并将第二电流信号转化为第二差分电压信号和将所述第三电流信号转化为第三差分电压信号；第四放大单元，用于接收第三放大单元发送的第二差分电压信号和第三差分电压信号，并将第二差分电压信号和第三差分电压信号进行放大或者限幅整形后输出到电连接器。
在本发明实施例中，第二上行突发接收单元还包括：第二复位电路，用于在接收到复位信号之后，释放第四放大单元的输入端的残留信号电平。
在本发明实施例中，OLT光收发一体模块还包括：突发接收光功率RSSI监控单元，用于对第一上行突发接收单元接收WDM单元分离的第一路上行光信号和/或第二上行突发接收单元接收WDM单元分离的不同时隙的第二路上行光信号和/或第三路上行光信号进行采集、处理和上报，以及监控第一路上行光信号、第二路上行光信号和第三路上行光信号的信号强度。
在本发明实施例中，OLT光收发一体模块还包括：微控制器，与第一激光驱动单元、第二激光驱动单元、第二放大单元、第四放大单元、突发接收光功率RSSI监控单元以及电连接器相连，用于对第一激光驱动单元、第二激光驱动单元、第二放大单元、第四放大单元、突发接收光功率RSSI监控单元以及电连接器进行监控。
根据本发明的一个实施例，还提供了一种OLT光收发一体模块，包括：电连接器，光接口，波分复用WDM单元，第一路下行发射单元，第二路下行发射单元，第三路下行发射单元，第一路上行突发接收单元，第二路上行突发接收单元，第三路上行突发接收单元；其中，第一路下行发射单元，用于接收电连接器发送的第一路电信号，并将第一路电信号转化为第一路下行光信号；第二路下行发射单元，用于接收电连接器发送的第二路电信号，并将第二路电信号转化为第二路下行光信号；第三路下行发射单元，用于接收电连接器发送的第三路电信号，并将第三路电信号转化为第三路下行光信号，其中，第二路下行光信号与第三路下行光信号采用时分复用方式；第一路上行突发接收单元，用于接收WDM单元分离的第一路上行光信号，并将第一路上行光信号转化为第一路电信号，将转化后的第一路电信号输出至电连接器；第二路上行突发接收单元，用于接收WDM单元分离的第二路上行光信号，并将第二路上行光信号转化为第二路电信号；以及将转化后的第二路电信号输出至电连接器；第三路上行突发接收单元，用于接收WDM单元分离的第三路上行光信号，并将第三路上行光信号转化为第三路电信号；以及将转化后的第三路电信号输出至电连接器，其中，第二上行光信号与第三上行光信号采用时分复用方式；WDM单元，用于对第一路下行发射单元发送的第一路下行光信号和第二路下行发射单元发送的第二路下行光信号和第三路下行发射单元发送的第三路下行光信号进行波分复用后通过光接口输出；对光接口接收的光信号分离为第一路上行光信号、第二路上行光信号、第三路上行光信号。
根据本发明的一个实施例，还提供了一种处理多种无源光网络的方法，该方法包括：接收电连接器发送的第一路电信号、第二路电信号和第三路电信号；将第一路电信号转化为第一路下行光信号，将第二路电信号转化为第二路下行光信号以及第三路电信号转化为第三路下行光信号；将转化后的第一路下行光信号、第二路下行光信号和第三路下行光信号经过波分复用后输出；其中，第二路下行光信号与第三路下行光信号采用时分复用方式；将接收到的光信号解波分复用得到第一路上行光信号、第二路上行光信号和第三路上行光信号；将第一路上行光信号转化为第一路电信号，将第二路上行光信号转化为第二路电信号以及将第三路上行光信号转化为第三路电信号，将转化后的第一路电信号、第二路电信号和第三路电信号输出至电连接器，其中，第二路上行光信号与第三路上行光信号采用时分复用方式。
根据本发明的一个实施例，还提供了一种处理多种无源光网络的系统，分光器，光网络单元和上述实施例中的光线路终端OLT光收发一体模块；其中，分光器与光线路终端OLT光收发一体模块连接，以及分光器与光网络单元连接。
通过本发明，采用在OLT光收发一体模块中，第二路下行光信号和第三路下行光信号采用时分复用方式，第二路上行光信号和第三路上行光信号采用时分复用方式，以及第一路下行光信号和第二下行发射单元发送的第二路下行光信号和第三路下行光信号采用波分复用方式，使得该OLT光收发一体模块可以兼容波分复用模式又可以工作在时分复用模式，并且可以兼容以下三种模式进行工作：模式一：采用第一路下行光信号的下行速率和下行波长，第一路上行光信号的上行速率和上行波长；模式二：采用第二路下行光信号的下行速率和下行波长，第二路上行光信号的上行速率和上行波长；模式三：采用第三路下行光信号的下行速率和下行波长，第三路上行光信号的上行速率和上行波长，即，该OLT光收发一体模块可实现高速率的技术方案，又可以兼用传统的低速率商业化方案，解决了无源光网络无法平滑升级的问题，有效降低了运营商的系统升级成本和运维成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的应用场景的示意图；
图2是根据本发明实施例的OLT光收发一体模块的结构示意图；
图3是根据本发明优选实施例的OLT光收发一体模块的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的OLT光收发一体模块的另一种结构示意图；
图5是根据本发明优选实施例GPON OLT、XGPON1 OLT和XGPON2 OLT共存的光收发模块的应用框图；
图6是根据本发明优选实施例GPON OLT、XGPON1 OLT和XGPON2 OLT的OLT光收发一体模块的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
图1是根据本发明实施例的应用场景的示意图，如图1所示，本发明实施例的目的在于设计一种支持多种无源光网络共存的OLT光收发一体模块，共存系统中支持使用至少三种模式光网络单元(Optical Network Unit，简称ONU)，本发明涉及的OLT光收发一体模块通过系统选择可工作在三种模式下，分别是OLT模式一，采用第一种上行速率和上行波长，第一种下行速率和下行波长；OLT模式二，采用第二种上行速率和上行波长，第二种下行速率和下行波长；另一种是OLT模式三，采用第三种上行速率和上行波长，第三种下行速率和下行波长。
在本实施例中提供了一种OLT光收发一体模块，该模块用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图2是根据本发明实施例的OLT光收发一体模块的结构示意图，如图2所示，该模块包括：电连接器22，光接口24，波分复用WDM单元26，第一下行发射单元28，第二下行发射单元210，第一上行突发接收单元212，第二上行突发接收单元214；
在本实施例中，第一下行发射单元28，用于接收电连接器22发送的第一路电信号，并将第一路电信号转化为第一路下行光信号；
第二下行发射单元210，用于接收电连接器22发送的第二路电信号和第三路电信号，并将第二路电信号转化为第二路下行光信号和将第三路电信号转化为第三路下行光信号；其中，第二路下行光信号与第三路下行光信号采用时分复用方式；
第一上行突发接收单元212，用于接收WDM单元26分离的第一路上行光信号，并将第一路上行光信号转化为第一路电信号，将转化后的第一路电信号输出至电连接器22；
第二上行突发接收单元214，用于接收WDM单元26分离的第二路上行光信号和第三路上行光信号，并将第二路上行光信号转化为第二路电信号和将第三路上行光信号转化为第三路电信号；以及将转化后的第二路电信号和第三路电信号输出至电连接器22；其中，第二路上行光信号与第三路上行光信号采用时分复用方式；
WDM单元26，用于对第一下行发射单元28发送的第一路下行光信号和第二下行发射单元210发送的第二路下行光信号和第三路下行光信号进行波分复用后通过光接口24输出；以及对光接口24接收的光信号分离为第一路上行光信号和第二上行光信号，其中第二上行光信号包括：第二路上行光信号和第三路上行光信号。
通过上述OLTOLT光收发一体模块，采用在该OLT光收发一体模块中，第二路下行光信号和第三路下行光信号采用时分复用方式，第二路上行光信号和第三路上行光信号采用时分复用方式，以及第一路下行光信号和第二下行发射单元发送的第二路下行光信号和第三路下行光信号采用波分复用方式，使得该OLT光收发一体模块可以兼容波分复用模式又可以工作在时分复用模式，并且可以兼容以下三种模式进行工作：模式一：采用第一路下行光信号的下行速率和下行波长，第一路上行光信号的上行速率和上行波长；模式二：采用第二路下行光信号的下行速率和下行波长，第二路上行光信号的上行速率和上行波长；模式三：采用第三路下行光信号的下行速率和下行波长，第三路上行光信号的上行速率和上行波长，即，该OLT光收发一体模块可实现高速率的技术方案，又可以兼用传统的低速率商业化方案，解决了无源光网络无法平滑升级的问题，进而达到了有效降低运营商的系统升级成本和运维成本的效果。
需要说明的是，第一路上行光信号、第二路上行光信号、第三路上行光信号、第一路下行光信号、第二路下行光信号以及第三路下行光信号是共存的。
图3是根据本发明优选实施例的OLT光收发一体模块的结构示意图，如图3所示，
第一下行发射单元28可包括：第一激光驱动单元32，用于将第一路电信号转化为第一激光器驱动信号；第一激光器34，用于接收第一路激光驱动单元32发送的第一路激光器驱动信号，在第一路激光器驱动信号的触发下，产生第一路下行光信号。
第二下行发射单元210可包括：第二激光驱动单元36，用于接收电连接器22发送的不同时隙的第二路电信号和第三路电信号；并将第二路电信号转化为第二激光器驱动信号和将第三路电信号转化为第三激光驱动信号；第二激光器38，用于接收第二激光驱动单元36发送的第二激光器驱动信号和第三激光驱动信号，并在第二激光器驱动信号的触发下，产生第二路下行光信号，以及并在第三激光器驱动信号的触发下，产生第三路下行光信号。
第一上行突发接收单元212可包括：第一光电接收单元310，用于接收WDM单元26分离的第一路上行光信号，并将第一路上行光信号转化为第一电流信号；第一放大单元312，用于接收第一光电接收单元310发送的第一电流信号，并将电流信号转化为第一差分电压信号；第二放大单元314，用于接收第一放大单元312发送的第一差分电压信号，并将第一差分电压信号进行放大或者限幅整形后输出到电连接器22。
在本实施例中，上述第一上行突发接收单元212还包括：第一复位电路316，用于在接收到复位信号之后，释放第二放大单元314的输入端的残留信号电平。
第二上行突发接收单元214可包括：第二光电接收单元318，用于接收WDM单元26分离的不同时隙的第二路上行光信号和第三路上行光信号，并将第二路上行光信号转化为第二电流信号和将第三路上行光信号转化为第三电流信号；第三放大单元320，用于接收第二光电接收单元318发送的第二电流信号和第三电流信号，并将第二电流信号转化为第二差分电压信号和将第三电流信号转化为第三差分电压信号；第四放大单元322，用于接收第三放大单元320发送的第二差分电压信号和第三差分电压信号，并将第二差分电压信号和第三差分电压信号进行放大或者限幅整形后输出到电连接器。
在本发明实施例中，上述第二上行突发接收单元214还包括：第二复位电路324，用于在接收到复位信号之后，释放第四放大单元322的输入端的残留信号电平。
在本发明实施例中，该OLT光收发一体模块还包括：突发接收光功率RSSI监控单元326，用于对第一上行突发接收单元212接收WDM单元26分离的第一路上行光信号和/或第二上行突发接收单元接收WDM单元26分离的不同时隙的第二路上行光信号和/或第三路上行光信号进行采集、处理和上报，以及监控第一路上行光信号、第二路上行光信号和第三路上行光信号的信号强度。
在本发明实施例中，该OLT光收发一体模块还包括：微控制器328，与第一激光驱动单元32、第二激光驱动单元36、第二放大单元314、第四放大单元322、突发接收光功率RSSI监控单元326以及电连接器22相连，用于对第一激光驱动单元32、第二激光驱动单元36、第二放大单元314、第四放大单元322、突发接收光功率RSSI监控单元326以及电连接器22进行监控。
在本发明实施例中，上述第一光电接收单元310为光电二极管比如雪崩光电二极管或者能实现光电转化的电路等，但不限于此；第一放大单元312、第三放大单元320可以为跨阻放大器或者能够实现将电流信号转化为差分电压信号的电路，但不限于此；第二放大单元314、第四放大单元322可为限幅放大器或者能够对差分电压信号进行放大、限幅、整形的电路，但不限于。
在一种优选的实施例中，第一下行发射单元包括：第一激光驱动单元接收通过电连接器传送的第一路电信号，对发射端电信号进行优化并将数字电信号转化为激光器驱动信号，驱动第一激光器转化为第一路下行光信号。第二下行发射单元包括：第二激光驱动单元接收通过电连接器传送的不同时隙的第二路或第三路电信号，对发射端电信号进行优化并将数字电信号转化为激光器驱动信号，驱动第二激光器转化为第二路或第三路下行光信号。微控制器可对第一路激光驱动单元和第二激光驱动单元的调制电流和偏置电流进行控制，使得输出的光功率和消光比保持目标值，满足系统要求。第一路上行突发接收单元包括：光接口收到的光信号通过波分复用单元将第一路光信号分离后送至第一路光电接收二极管，第一路光电接收二极管转化为电流信号并送至第一路突发模式跨阻放大器；跨阻放大器将接收到的电流信号转化为差分电压信号经过第一路RESET泄放电路后送至第一路突发限幅放大器，限幅放大器对接收的电压信号放大或限幅整形后输出至电连接器。第二路上行突发接收单元包括：光接口收到的光信号通过波分复用单元将不同时隙的第二路或第三路光信号分离后送至第二光电接收二极管，第二光电接收二极管转化为电流信号并送至第二突发模式跨阻放大器；跨阻放大器将接收到的电流信号转化为差分电压信号经过第二复位(RESET)泄放电路后送分别送至第二路突发限幅放大器或第三路突发限幅放大器，限幅放大器对接收的电压信号放大或限幅整形后输出至电连接器。突发接收光功率(ReceiveSignal Strength Indicator，简称RSSI)监控单元分别对第一路和第二路第三路突发接收光信号采集、处理和上报，进行接收光功率信号强度的实时监控，并遵照SFF-8472等协议。RESET突发泄放电路，RESET信号是下一组突发数据到来的通知信号，在RESET泄放电路收到该复位信号后，及时清理突发限幅放大器输入端的残留信号电平，以确保下一组突发数据的准确接收。满足系统时序要求。
在本发明实施例中，两路RESET突发泄放电路分别对两路接收通道的限幅放大器的残留信号电平做处理，满足共存接收系统的时序要求。微控制器通过控制信号线或IIC总线对激光驱动器，限幅放大器，RSSI电路等相连，以实现对其相应数据的监控、采集和处理。还具有外接集成电路总线(Inter-integrated Circuit，简称IIC)接口，并通过光模块电接口与系统板IIC总线接口相连接，以实现系统对光模块的数字信号诊断和监控。
需要说明的是，上述各个单元是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述模块分别位于多个处理器中。
本发明实施例还支持OLT模式一、OLT模式二、OLT模式三均为波分复用模式，如图4所示，图4是根据本发明实施例的OLT光收发一体模块的另一种结构示意图，包括电连接器42、光接口44、波分复用WDM单元46、第一路下行发射单元48、第二路下行发射单元410、第三路下行发射单元412、第一路上行突发接收单元414、第二路上行突发接收单元416、第三路上行突发接收单元418；
第一路下行发射单元48，用于接收电连接器42发送的第一路电信号，并将第一路电信号转化为第一路下行光信号；
第二路下行发射单元410，用于接收电连接器42发送的第二路电信号，并将第二路电信号转化为第二路下行光信号；
第三路下行发射单元412，用于接收电连接器42发送的第三路电信号，并将第三路电信号转化为第三路下行光信号，其中，第二路下行光信号与第三路下行光信号采用时分复用方式；
第一路上行突发接收单元414，用于接收WDM单元46分离的第一路上行光信号，并将第一路上行光信号转化为第一路电信号，将转化后的第一路电信号输出至电连接器42；
第二路上行突发接收单元416，用于接收WDM单元46分离的第二路上行光信号，并将第二路上行光信号转化为第二路电信号；以及将转化后的第二路电信号输出至电连接器42；
第三路上行突发接收单元418，用于接收WDM单元46分离的第三路上行光信号，并将第三路上行光信号转化为第三路电信号；以及将转化后的第三路电信号输出至电连接器42，其中，第二上行光信号与第三上行光信号采用时分复用方式；
WDM单元46，用于对第一路下行发射单元48发送的第一路下行光信号和第二路下行发射单元410发送的第二路下行光信号和第三路下行发射单元412发送的第三路下行光信号进行波分复用后通过光接口44输出；对光接口44接收的光信号分离为第一路上行光信号、第二路上行光信号、第三路上行光信号。
通过上述OLT光收发一体模块，采用在该OLT光收发一体模块中，第一路下行光信号、第二路下行光信号和第三路下行光信号采用波分复用方式，使得该OLT光收发一体模块可以兼容以下三种模式进行工作：模式一：采用第一路下行光信号的下行速率和下行波长，第一路上行光信号的上行速率和上行波长；模式二：采用第二路下行光信号的下行速率和下行波长，第二路上行光信号的上行速率和上行波长；模式三：采用第三路下行光信号的下行速率和下行波长，第三路上行光信号的上行速率和上行波长，即，该OLT光收发一体模块可实现高速率的技术方案，又可以兼用传统的低速率商业化方案，解决了无源光网络无法平滑升级的问题，进而达到了有效降低运营商的系统升级成本和运维成本的效果。
在本发明实施例中，上述电连接器42采用分别作为第一路、第二路和第三路电信号输入输出的物理连接接口。上述光接口44作为第一路上行光信号、第二路上行光信号、第三路上行光信号、第一路下行光信号、第二路下行光信号以及第三路下行光信号的输入输出物理光接口。上述波分复用WDM单元46对第一路下行光信号、第二路第三路下行光信号复用后输出至光接口44，并对光接口44接收到的第一路上行信号和第二路第三路上行信号解复用后输出至相应的光电探测器。
图5是根据本发明优选实施例GPON OLT、XGPON1 OLT和XGPON2 OLT共存的光收发模块的应用框图，如图5所示，在该共存系统中支持使用GPON ONU、XGPON1 ONU和XGPON2ONU。在本发明优选实施例中，共存OTL光模块通过系统选择可工作在三种模式下，一种是GPON OLT模式，上行速率1.25Gbps，采用1310nm中心波长的突发接收，下行速率2.5Gbps，采用1490nm中心波长连续模式的发射部分；第二种是XGPON1 OLT模式，上行速率2.5Gbps，采用1270nm中心波长的突发接收，下行速率10Gbps，采用1577nm中兴波长连续模式的发射部分；另一种是XGPON2 OLT模式，上行速率10Gbps，采用与XGPON1相同的1270nm中心波长的突发接收，通过时分模式复用，下行速率10Gbps，采用与XGPON1相同1577nm中兴波长连续模式的发射部分，通过时分模式复用。
为了实现上述三种模式的兼容问题，图6是根据本发明优选实施例GPON OLT、XGPON1OLT和XGPON2 OLT的OLT光收发一体模块的结构框图，如图6所示，电连接器采用XFP定义。光接口采用SC Receptacle模式。该OLT光收发一体模块还包括波分复用WDM部分、10G发射部分、2.5G发射部分、10G接收部分、2.5G接收部分、1.25G接收部分以及其他信号处理部分。
在本优选实施例中，波分复用部分对10G 1577nm中心波长发射光信号和2.5G1490nm中心波长发射光信号复用并输出至SC Receptacle光接口。同时对接收的2.5G1270nm中心波长、10G 1270nm中心波长和1.25G 1310nm中心波长的光信号进行解复用，分别输出至10G雪崩光电二极管APD接收部分和1.25G雪崩光电二极管(Avalanche PhotoDiode，简称APD)接收部分。
在本优选实施例中，10G发射部分包括：10G时钟数据恢复单元、10G电吸收调制激光器(Electlro-absorption Modulated Laser，简称EML)激光驱动器单元、10G 1577nm激光器，其中，10G 1577nm激光器包含TEC控制单元和微控制器部分。其中，10G 1577nm激光器采用EML激光器，10G EML激光驱动器单元采用EML驱动芯片。10G时钟数据恢复单元对发射端电信号进行抖动优化并将数据送入10G EML激光驱动器单元，对激光器进行驱动并转化为光信号。微控制器部分对10G EML激光驱动器单元输出的驱动电流进行控制，使光信号指标符合相应标准并保持稳定可靠。TEC控制单元对10G 1577nm激光器中的TEC进行控制，保持激光器输出波长稳定，符合系统要求。
2.5G发射部分包括：2.5G激光驱动器单元、2.5G激光器以及微控制器部分。在本优选实施例中，采用2.5G DML DFB激光驱动芯片，2.5G 1490nm分布式反馈(DistributedFeedback，简称DFB)激光器。2.5G激光驱动器单元接收电连接器传送的2.5G数据信号，并将数字信号转换为激光器驱动信号，驱动2.5G激光器转化为光信号。微控制器部分对2.5G激光驱动器单元做驱动输出电流控制，使2.5G光信号指标稳定并符合系统要求。
10G和2.5G接收部分包括：10G雪崩光电二极管APD、升压电路、10G突发跨阻放大器、RESET泄放电路、10G 2.5G突发限幅放大器、突发接收光功率监控单元(RSSI)和微控制器部分。在本优选实施例中，雪崩光电二极管将波分复用单元解复用后的10G或2.5G1270nm中心波长的光信号转换为电流信号，并送至10G突发跨阻放大器；由于XGPON1和XGPON2上行采用时分复用模式，OLT接收的光信号是突发模式，采用突发跨阻放大器将接收到的电流信号快速转化为差分电压信号并送至RESET泄放电路。所述RESET信号是下一组突发数据到来的通知信号，在RESET泄放电路收到该复位信号后，及时清理10G或2.5G突发限幅放大器输入端的残留信号电平，以确保下一组突发数据的准确接收。突发限幅放大器对接收的电压信号放大或限幅整形后分别输出至2.5G电信号和10G电信号并连接至电连接器。
1.25G接收部分包括：1.25G雪崩光电二极管、升压电路、1.25G突发跨阻放大器、RESET泄放电路、1.25G突发限幅放大器、突发接收光功率监控单元(RSSI)和微控制器部分。波分复用单元解复用后的GPON上行1.25G 1310nm中心波长的光信号输入至1.25G接收部分，其信号处理原理与10G接收部分相似，通道带宽约束至适合1.25G信号速率，使得接收灵敏度处理最佳点。1.25G信号分别经过跨阻放大器、RESET泄放电路和限幅放大器后输出至电连接器。
上述升压电路，输出雪崩光电二极管所需最佳灵敏度的最佳偏置电压。并由微控制器控制输出电压范围，使其满足雪崩光电二极管随温度变化而引起的最佳偏置电压变化。
突发接收光功率(RSSI)单元是对突发接收光信号采集、处理和上报。本实施例中采用雪崩光电二极管光电流镜像及突发采样保持电路，微控制器将采样保持电路的模拟信号进行数字转换校准后，对系统上报。本实施例包括2路RSSI处理单元分别对10G与2.5G接收部分和1.25G接收部分进行接收光功率监控，并按照SFF-8472和INF-8077协议实施突发接收光功率信号强度的实时监控。
RESET突发泄放电路，RESET信号是下一组突发数据到来的通知信号，在RESET泄放电路收到该复位信号后，及时清理突发限幅放大器输入端的残留信号电平，以确保下一组突发数据的准确接收。满足系统时序要求。本实施例的RESET突发泄放电路分别对10G与2.5G接收部分以及1.25G接收部分的突发限放输入端坐突发信号接收前的残留电平处理，确保三路突发数据的准确接收。
本优选实施例采用XFP接口，并对电接口各管脚电平、功能进行定义，符合系统要求。满足INF-8077协议要求。
通过上述优选实施例，，使得提供的该OLT光收发一体模块，既支持传统的GPONOLT技术方案，也支持XGPON1和XGPON2高速率技术方案，实现GPON系统的平滑升级，降低运营商的系统升级运维成本。
在本发明实施例中，还提供了一种处理多种无源光网络的方法，该方法包括以下步骤：
步骤S702，接收电连接器发送的第一路电信号、第二路电信号和第三路电信号；将第一路电信号转化为第一路下行光信号，将第二路电信号转化为第二路下行光信号以及将第三路电信号转化为第三路下行光信号；并将转化后的第一路下行光信号、第二路下行光信号和第三路下行光信号经过波分复用后输出；其中，第二路下行光信号与第三路下行光信号采用时分复用方式；
步骤S704，将接收到的光信号解波分复用得到第一路上行光信号、第二路上行光信号和第三路上行光信号；将第一路上行光信号转化为第一路电信号，将第二路上行光信号转化为第二路电信号以及将第三路上行光信号转化为第三路电信号，将转化后的第一路电信号、第二路电信号和第三路电信号输出至电连接器，其中，第二路上行光信号与第三路上行光信号采用时分复用方式；
需要说明的是，第一路下行光信号，第二路下行光信号，第三路下行光信号是三路不同的光信号，同样，第一路上行光信号，第二路上行光信号，第三路上行光信号是三路不同的光信号。
多种无源光网络可以包括以下几种：模式一：采用第一路下行光信号的下行速率和下行波长，第一路上行光信号的上行速率和上行波长；模式二：采用第二路下行光信号的下行速率和下行波长，第二路上行光信号的上行速率和上行波长；模式三：采用第三路下行光信号的下行速率和下行波长，第三路上行光信号的上行速率和上行波长；而通过上述步骤，通过采用第一路下行光信号与第二路下行光信号和第三路下行光信号采波分复用方式，第二路下行光信号和第三路下行光信号采用时分复用方式，第一路上行光信号与第二路上行光信号和第三路上行光信号采用波分复用方式，第二路上行光信号和第三路上行光信号采用时分复用方式，使得通过该方法可以兼容上述三种模式，解决了无源光网络无法平滑升级的问题，进而达到了有效降低运营商的系统升级成本和运维成本的效果。
需要说明的是，上述处理多种无源光网络的方法可以通过上述实施例的OLT光收发一体模块实现，也可以通过其他的装置实现，并不限于此。
在本发明实施例中，还提供了一种处理多种无源光网络的系统，该系统包括分光器，光网络单元和上述实施例描述的光线路终端OLT光收发一体模块；其中，该分光器与该光线路终端OLT光收发一体模块连接，以及分光器与光网络单元连接。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种处理多种无源光网络PON的方法，其特征在于，包括：
将接收到的支持第一光信号上行速率的ONU发送的光信号，以及支持第三光信号上行速率的ONU发送的光信号解波分复用得到第一路上行光信号和第三路上行光信号；其中，所述第一路上行光信号具有第一光信号上行速率，所述第三路上行光信号具有第三光信号上行速率；
将所述第一路上行光信号转化为第一路上行电信号，将所述第三路上行光信号转化为第三路上行电信号，并将所述第一路上行电信号和所述第三路上行电信号输出至电连接器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将接收到的支持第二光信号上行速率的ONU发送的光信号解波分复用得到第二路上行光信号；其中，所述第二路上行光信号具有第二光信号上行速率，所述第二路上行光信号与所述第三路上行光信号采用时分复用方式；
将所述第二路上行光信号转化为第二路上行电信号，并将所述第二路上行电信号输出至电连接器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一路上行光信号转化为第一路上行电信号，将所述第三路上行光信号转化为第三路上行电信号，包括：
接收解波分复用后得到的所述第一路上行光信号，将所述第一路上行光信号转化为第一电流信号，并将所述第一电流信号转化为第一差分电压信号，将对所述第一差分电压信号进行放大或者限幅整形后形成的信号作为所述第一路上行电信号；
接收解波分复用后得到的所述第三路上行光信号，将所述第三路上行光信号转化为第三电流信号，并将所述第三电流信号转化为第三差分电压信号，将对所述第三差分电压信号进行放大或者限幅整形后形成的信号作为所述第三路上行电信号。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第二路上行光信号转化为所述第二路上行电信号，包括：
接收解波分复用后得到的所述第二路上行光信号，将所述第二路上行光信号转化为第二电流信号，并将所述第二电流信号转化为第二差分电压信号，将对所述第二差分电压信号进行放大或者限幅整形后形成的信号作为所述第二路上行电信号。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
监控所述第一路上行光信号、所述第二路上行光信号和所述第三路上行光信号的信号强度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收电连接器发送的第一路下行电信号和第三路下行电信号；
将所述第一路下行电信号转化为第一路下行光信号，将所述第三路下行电信号转化为第三路下行光信号；其中，所述第一路下行光信号具有第一光信号下行速率，所述第三路下行光信号具有第三光信号下行速率；
将所述第一路下行光信号和所述第三路下行光信号经过波分复用后输出至光网络单元ONU，以使支持所述第一光信号下行速率的ONU成功接收所述第一路下行光信号，以及支持所述第三光信号下行速率的ONU成功接收所述第三路下行光信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述电连接器发送的所述第二路下行电信号；
将所述第二路下行电信号转化为第二路下行光信号；其中，所述第二路下行光信号具有第二光信号下行速率，所述第二路下行光信号与所述第三路下行光信号采用时分复用方式；
所述将所述第一路下行光信号和所述第三路下行光信号经过波分复用后输出至光网络单元ONU，包括：
将所述第一路下行光信号、所述第二路下行光信号和所述第三路下行光信号经过波分复用后输出至光网络单元ONU，以使支持所述第一光信号下行速率的ONU成功接收所述第一路下行光信号，支持所述第二光信号下行速率的ONU成功接收所述第二路下行光信号，以及支持所述第三光信号下行速率的ONU成功接收所述第三路下行光信号。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第三光信号上行速率为吉比特无源光网络XGPON2中的上行速率，所述第三光信号下行速率为XGPON2中的下行速率。
9.一种处理多种无源光网络PON的方法，其特征在于，包括：
接收电连接器发送的第一路下行电信号和第三路下行电信号；
将所述第一路下行电信号转化为第一路下行光信号，将所述第三路下行电信号转化为第三路下行光信号；其中，所述第一路下行光信号具有第一光信号下行速率，所述第三路下行光信号具有第三光信号下行速率；
将所述第一路下行光信号和所述第三路下行光信号经过波分复用后输出至光网络单元ONU，以使支持所述第一光信号下行速率的ONU成功接收所述第一路下行光信号，以及支持所述第三光信号下行速率的ONU成功接收所述第三路下行光信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述电连接器发送的所述第二路下行电信号；
将所述第二路下行电信号转化为第二路下行光信号；其中，所述第二路下行光信号具有第二光信号下行速率，所述第二路下行光信号与所述第三路下行光信号采用时分复用方式；
所述将所述第一路下行光信号和所述第三路下行光信号经过波分复用后输出至光网络单元ONU，包括：
将所述第一路下行光信号、所述第二路下行光信号和所述第三路下行光信号经过波分复用后输出至光网络单元ONU，以使支持所述第一光信号下行速率的ONU成功接收所述第一路下行光信号，支持所述第二光信号下行速率的ONU成功接收所述第二路下行光信号，以及支持所述第三光信号下行速率的ONU成功接收所述第三路下行光信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将所述第一路下行电信号转化为第一路下行光信号，将所述第三路下行电信号转化为第三路下行光信号，包括：
将所述第一路下行电信号转化为第一激光器驱动信号，将所述第三路下行电信号转化为第三激光驱动信号；
在所述第一激光器驱动信号的触发下，产生所述第一路下行光信号，并在所述第三激光器驱动信号的触发下，产生所述第三路下行光信号。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述将所述第二路下行电信号转化为第二路下行光信号，包括：
将所述第二路下行电信号转化为第二激光器驱动信号；
在所述第二激光器驱动信号的触发下，产生所述第二路下行光信号。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第三光信号下行速率为吉比特无源光网络XGPON2中的下行速率。
14.一种光线路终端OLT光收发一体模块，其特征在于，包括：
下行发射单元，用于接收电连接器发送的第一路下行电信号和第三路下行电信号，并将所述第一路下行电信号转化为第一路下行光信号，将所述第三路下行电信号转化为第三路下行光信号；其中，所述第一路下行光信号具有第一光信号下行速率，所述第三路下行光信号具有第三光信号下行速率；
上行突发接收单元，用于接收波分复用WDM单元分离的第一路上行光信号以及第三路上行光信号，将所述第一路上行光信号转化为所述第一路上行电信号，以及将所述第三路上行光信号转化为第三路上行电信号，并将所述第一路上行电信号和所述第三路上行电信号输出至电连接器；其中，所述第一路上行光信号具有第一光信号上行速率，所述第三路上行光信号具有第三光信号上行速率；
所述WDM单元，用于对所述下行发射单元发送的所述第一路下行光信号和所述第三路下行光信号进行波分复用后输出至光网络单元ONU，以使支持所述第一光信号下行速率的ONU成功接收所述第一路下行光信号，以及支持所述第三光信号下行速率的ONU成功接收所述第三路光信号；
所述WDM单元，还用于将接收到的支持第一光信号上行速率的ONU发送的光信号，以及支持第三光信号上行速率的ONU发送的光信号解波分复用得到第一路上行光信号和第三路上行光信号。
15.根据权利要求14所述的OLT光收发一体模块，其特征在于，下行发射单元，还用于接收所述电连接器发送的所述第二路下行电信号，将所述第二路下行电信号转化为第二路下行光信号；其中，所述第二路下行光信号与所述第三路下行光信号采用时分复用方式，所述第二路下行光信号具有第二光信号下行速率；
所述WDM单元还用于：将所述第一路下行光信号、所述第二路下行光信号和所述第三路下行光信号经过波分复用后输出至光网络单元ONU，以使支持所述第一光信号下行速率的ONU成功接收所述第一路下行光信号，支持所述第二光信号下行速率的ONU成功接收所述第二路下行光信号，以及支持所述第三光信号下行速率的ONU成功接收所述第三路下行光信号；
所述上行突发接收单元，还用于接收波分复用WDM单元分离的第二路上行光信号，将所述第二路上行光信号转化为第二路上行电信号，并将所述第二路上行电信号输出至电连接器；其中，所述第二路上行光信号与所述第三路上行光信号采用时分复用方式，所述第二路上行光信号具有第二光信号上行速率；
所述WDM单元，还用于将接收到的支持第二光信号上行速率的ONU发送的光信号解波分复用得到所述第二路上行光信号。
16.根据权利要求15所述的OLT光收发一体模块，其特征在于，所述下行发射单元包括：
第一激光驱动单元，用于将所述第一路下行电信号转化为第一激光器驱动信号；
第一激光器，用于接收所述第一路激光驱动单元发送的所述第一路激光器驱动信号，在所述第一路激光器驱动信号的触发下，产生所述第一路下行光信号；
第二激光驱动单元，用于接收所述电连接器发送的不同时隙的第二路下行电信号和第三路下行电信号；并将所述第二路下行电信号转化为第二激光器驱动信号和将所述第三路下行电信号转化为第三激光驱动信号；
第二激光器，用于接收所述第二激光驱动单元发送的所述第二激光器驱动信号和第三激光驱动信号，并在所述第二激光器驱动信号的触发下，产生所述第二路下行光信号，以及并在所述第三激光器驱动信号的触发下，产生所述第三路下行光信号。
17.根据权利要求16所述的OLT光收发一体模块，其特征在于，所述上行突发接收单元包括：
第一光电接收单元，用于接收所述WDM单元分离的第一路上行光信号，并将所述第一路上行光信号转化为第一电流信号；
第一放大单元，用于接收所述第一光电接收单元发送的所述第一电流信号，并将所述电流信号转化为第一差分电压信号；
第二放大单元，用于接收所述第一放大单元发送的所述第一差分电压信号，并将所述第一差分电压信号进行放大或者限幅整形后，形成所述第一路上行电信号输出到所述电连接器。
18.根据权利要求17所述的OLT光收发一体模块，其特征在于，所述上行突发接收单元还包括：
第二光电接收单元，用于接收所述WDM单元分离的不同时隙的第二路上行光信号和第三路上行光信号，并将所述第二路上行光信号转化为第二电流信号和将所述第三路上行光信号转化为第三电流信号；
第三放大单元，用于接收所述第二光电接收单元发送的所述第二电流信号和所述第三电流信号，并将所述第二电流信号转化为第二差分电压信号和将所述第三电流信号转化为第三差分电压信号；
第四放大单元，用于接收所述第三放大单元发送的所述第二差分电压信号和所述第三差分电压信号，并将所述第二差分电压信号进行放大或者限幅整形后，形成所述第二路上行电信号输出到所述电连接器，将所述第三差分电压信号进行放大或者限幅整形后，形成所述第三路上行电信号输出到所述电连接器。
19.根据权利要求18所述的OLT光收发一体模块，其特征在于，还包括：
突发接收光功率RSSI监控单元，用于对所述上行突发接收单元接收所述WDM单元分离的第一路上行光信号、不同时隙的第二路上行光信号和第三路上行光信号中的至少之一进行采集、处理和上报，以及监控所述第一路上行光信号、所述第二路上行光信号和所述第三路上行光信号的信号强度。
20.根据权利要求19所述的OLT光收发一体模块，其特征在于，还包括：
微控制器，与第一激光驱动单元、第二激光驱动单元、第二放大单元、第四放大单元、突发接收光功率RSSI监控单元以及电连接器相连，用于对所述第一激光驱动单元、所述第二激光驱动单元、所述第二放大单元、所述第四放大单元、所述突发接收光功率RSSI监控单元以及所述电连接器进行监控。
21.根据权利要求14所述的OLT光收发一体模块，其特征在于，第三光信号上行速率为吉比特无源光网络XGPON2中的上行速率，所述第三光信号下行速率为XGPON2中的下行速率。
22.一种光线路终端OLT，其特征在于，包括：根据权利要求14至21任一项所述的OLT光收发一体模块。
23.一种处理多种无源光网络PON的系统，其特征在于，包括：分光器，光网络单元ONU和权利要求14至权利要求21中任一项所述的光线路终端OLT光收发一体模块；其中，所述分光器与所述光线路终端OLT光收发一体模块连接，以及所述分光器与所述光网络单元连接；
所述ONU包括支持第一光信号下行速率和第一光信号上行速率的第一ONU，以及支持第三光信号下行速率和第三光信号上行速率的第三ONU。
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述ONU还包括：支持第二光信号下行速率和第二光信号上行速率的第二ONU。
25.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，
所述系统用于支持从第一无源光网络到第三无源光网络的升级，其中，所述第一无源光网络采用第一光信号下行速率和第一光信号上行速率，所述第三无源光网络采用第三光信号下行速率和第三光信号上行速率。
26.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，
所述系统还用于支持从所述第一无源光网络到所述第三无源光网络的升级以及从所述第一无源光网络到第二无源光网络的升级，其中，所述第一无源光网络采用第一光信号下行速率和第一光信号上行速率，所述第二无源光网络采用第一光信号下行速率和第一光信号上行速率，所述第三无源光网络采用第三光信号下行速率和第三光信号上行速率。
27.一种存储介质，用于计算机可读存储，其特征在于，所述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，以实现如权利要求1至13任一项所述的处理多种无源光网络PON的方法的步骤。
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