CN112769519A - 光信号通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光信号通信系统，利用双光纤将信号传送到通信对端，所述光信号通信系统包括：波分器件和多个通信装置，所述波分器件对来自多个通信装置的多个波长的光信号进行波分复用并输出到光纤，所述多个波长是对将工作波段按照粗波分方式划分得到的各粗波段分别进一步按照密集波分方式划分得到的各子波段中的波长。根据本发明，能够有效利用波长资源，能够在一根光纤中传送更多的数据量，所以能够节约光纤资源，降低光信号传送系统的成本。
Description
技术领域
本发明涉及光通信传送领域，具体涉及进行波分复用(Wavelength DivisionMultiplexing，WDM)的光信号传送技术。
背景技术
5G时代，随着前传带宽和基站数量、载频数量的急剧增加，光纤直驱方案对光纤的占用量不容忽视。因此，光直驱方案适用于光纤资源非常丰富的区域，在光纤资源紧张的地区，可以采用WDM方案克服光纤资源紧缺的问题。
图1为现有技术中的WDM光信号传送系统的结构图，图2为现有技术中采用的波段分配方式。
如图1所示，WDM光信号传送系统包括：用户端光通信装置A01、A02、A03，第一波分器件W01、2根主干光纤G01、G02、第二波分器件W02、局端光通信装置D01、D02、D03。
在图1所示的WDM光信号传送系统中，第一波分器件W01对图2所示的1270/1290/1310nm这三个波长A1、A2、A3进行粗波分复用(Coarse Wavelength DivisionMultiplexing，CWDM)，实现用户端至局端方向的光信号的合波。第二波分器件W02对图2所示的1270/1290/1310nm这三个波长A1、A2、A3进行波分解复用，实现局端至用户端方向的光信号的分波。
在如图1所示的现有的WDM光信号传送系统中，只是将O波段(1260～1360nm波长范围)按照粗波分方式(例如，波长间隔为20nm)进行划分得到多个波长的信号，由于波长之间的波长间隔宽，所以在一根光纤中传送的波长数量有限，在一根光纤中传送的数据量有限。如果需要接入更多的光通信装置，传送更多的数据量，则需要更多的光纤，存在整个系统成本提高的问题。
另外，目前5G前传WDM方案还提出了基于C波段(1530－1565nm波长范围)、L波段(1565－1625nm波长范围)的密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)方案，但存在成本高、色散大、功耗大这样的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供能够降低成本的光信号通信系统。
本发明的一方面提供一种光信号通信系统，利用双光纤将信号传送到通信对端，
所述光信号通信系统包括：波分器件和多个通信装置，
所述波分器件对来自多个通信装置的多个波长的光信号进行波分复用并输出到光纤，
所述多个波长是对将工作波段按照粗波分方式划分得到的各粗波段分别进一步按照密集波分方式划分得到的各子波段中的波长。
优选为，所述波分器件对来自光纤的多个波长的光信号进行波分解复用并分别输出到各个通信装置。
优选为，所述粗波段进一步被划分为3个或3个以上的子波段。
优选为，所述通信装置为用户端光通信装置或者局端光通信装置。
优选为，所述粗波段的波长间隔为20nm。
本发明的另一方面提供一种光信号通信系统，利用单光纤将信号传送到通信对端，
所述光信号通信系统包括：波分器件和多个通信装置，
所述波分器件对来自多个通信装置的第一组波长的光信号进行波分复用，并输出到光纤，对来自光纤的第二组波长的光信号进行波分解复用，并分别输出到各个通信装置，
其中，工作波段按照粗波分方式被划分成多个粗波段，
所述第一组波长和所述第二组波长中的至少一组波长是将所述多个粗波段中的一部分粗波段分别进一步按照密集波分方式划分得到的各子波段中的波长。
优选为，所述第一组波长和所述第二组波长中的一组波长是将所述多个粗波段中的一部分粗波段进一步按照密集波分方式划分得到的各子波段中的波长；
所述第一组波长和所述第二组波长中的另一组波长是所述多个粗波段中的另一部分粗波段中的波长。
优选为，所述波分器件包括第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器，
所述第一滤波器用于对来自多个通信装置的第一组波长的光信号进行波分复用，并输出到所述第三滤波器，
所述第三滤波器用于将来自所述第一滤波器的第一组波长的光信号输出到光纤，用于将来自光纤的第二组波长的光信号输出到所述第二滤波器，
所述第二滤波器用于对来自所述第三滤波器的第二组波长的光信号进行波分解复用，并输出到多个通信装置。
优选为，当将粗波段进一步按照密集波分方式划分时，所述粗波段进一步被划分为3个或3个以上的子波段。
优选为，所述通信装置为用户端光通信装置或者局端光通信装置。
优选为，所述粗波段的波长间隔为20nm。
根据本发明，能够有效利用波长资源，能够在一根光纤中传送更多的数据量，所以能够节约光纤资源，降低光信号传送系统的成本。
本发明可适用于移动通信前传承载场景，能够节约大量主干光纤/管道资源，并采用现有传统光电组件实现低成本、低功耗的前传承载光信号传送系统。
附图说明
图1为现有技术中的WDM光信号传送系统的结构图。
图2为现有技术中采用的波段分配方式。
图3为本发明实施方式1的WDM光信号传送系统的结构图。
图4为本发明实施方式1的波长分配方式。
图5为本发明实施方式2的WDM光信号传送系统的结构图。
图6为本发明实施方式2的波长分配方式。
图7为本发明实施方式3的WDM光信号传送系统的结构图。
图8为本发明实施方式3的波长分配方式。
具体实施方式
在以往的WDM光信号传送系统中，例如在O波段(1260～1360nm波长范围)中进行粗波分复用(CWDM)，而密集波分复用(DWDM)是在C波段(1530～1565nm波长范围)或L波段(1565～1625nm波长范围)中进行。
在本发明中，作为一个实施方式，将以往只用于粗波分复用的波段进一步划分而用于密集波分复用。
下面结合图3～图8，详细说明本发明的WDM光信号传送系统的实施方式。
实施方式1
图3为本发明实施方式1的WDM光信号传送系统的结构图，图4为本发明实施方式1的波长分配方式。
在图4所示的波长分配方式中，将波长范围1260～1340nm的工作波段先按照粗波分方式划分成4个波段，得到中心波长为1270/1290/1310nm/1330nm的4个波段，然后，再将各波段分别进一步按照密集波分方式划分成3个波段，共得到12个波段，将这12个波段的中心波长分别记载为A1、A2……A12。
为了便于说明，在以下说明中，将按照粗波分方式划分得到的各波段称为“粗波段”，将该粗波段进一步按照密集波分方式划分得到的各波段称为“子波段”。
另外，需要说明的是，在本发明中所记载的粗波分方式和密集波分方式是波长划分方式的相对的两种方式，按照密集波分方式划分的波长间隔相比于按照粗波分方式划分的波长间隔小即可。
在本实施方式中，示出了按照粗波分方式划分的波长间隔例如是20nm，但在本发明中，按照粗波分方式划分的波长间隔也可以不限于此，可以是其它数值。将波长间隔为20nm的粗波段进一步划分为3个子波段时，各子波段的波长间隔例如是800GHz。
另外，在本实施方式中将粗波段进一步划分为3个子波段，但不限于此，也可以将粗波段进一步划分为4个子波段、5个子波段等更多个子波段。
图3所示的本发明实施方式1的WDM光信号传送系统包括：用户端光通信装置A301、A302……A312共12个用户端光通信装置、第一波分器件W301、2根光纤G301、G302、第二波分器件W302、局端光通信装置D301、D302……D312共12个局端光通信装置。用户端光通信装置有时还被称为远端光通信装置。
用户端光通信装置A301、A302……A312的工作波长例如为图4所示的A1、A2、…、A12，各个用户端光通信装置A301、A302……A312包含光发送机和光接收机，双纤双向结构。光发机送包含DFB(Distributed Feed Back，分布反馈)/TEC(温度控制器)和driver(驱动器)，实现电光信号转换。接收机包含PD(Photo-Diode，光电二极管)和TIA(trans-impedance amplifier，跨阻放大器)，实现光电信号转换。
第一波分器件W301对来自用户端光通信装置A301、A302……A312的A1、A2……A12这12个波长的光信号进行密集波分复用，并输出到光纤G301。第一波分器件W301还对来自光纤G302的A1、A2……A12这12个波长的光信号进行波分解复用，并将波分解复用出的信号分别输出到用户端光通信装置A301、A302……A312。
第二波分器件W302对来自光纤G301的A1、A2……A12这12个波长的光信号进行波分解复用，并将波分解复用出的光信号分别输出到局端光通信装置D301、D302……D312。第二波分器件W302还对来自局端光通信装置D301、D302……D312的A1、A2……A12这12个波长的光信号进行密集波分复用，并输出到光纤G302。
即，第一波分器件W301和第二波分器件W302实现用户端至局端方向和局端至用户端方向的光信号的合波和分波功能。第一波分器件W301可以包括波分复用器和波分解复用器，分别用于实现用户端至局端方向的光信号的合波功能和局端至用户端方向的光信号的分波功能。同样地，第二波分器件W302可以包括波分复用器和波分解复用器，分别用于实现局端至用户端方向的光信号的合波功能和用户端至局端方向的光信号的分波功能。第一波分器件W301和第二波分器件W302可采用基于薄膜滤波片的空间光学结构或PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)结构。
在实施方式1的WDM光信号传送系统中，用户端向局端的上行方向和局端向用户端的下行方向均采用A1、A2……A12这12个波长，因此，需要采用2根主干光纤G301、G302，分别传送上行信号和下行信号。
在实施方式1中，示出了对A1、A2……A12这12个波长的光信号进行密集波分复用的例子，但不限于此，也可以对3个或3个以上的波长的光信号进行密集波分复用。只要被密集波分复用的多个波长为将按照粗波分方式划分得到的粗波段进一步按照密集波分方式划分得到的各子波段中的波长即可。
在实施方式1中，实现了用户端至局端的上行方向和局端至用户端的下行方向的密集波分复用，因此有效地利用了波长资源，而且每根光纤能够承载更多的光信号，所以能够节约光纤资源，降低光信号传送系统的成本。
实施方式2
图5为本发明实施方式2的WDM光信号传送系统的结构图，图6为本发明实施方式2的波长分配方式。
在图6所示的实施方式2的波长分配方式中，将波长范围1260～1340nm的工作波段先按照粗波分方式划分成4个粗波段，得到中心波长分别为1270/1290/1310nm/1330nm的4个粗波段，然后再将中心波长为1330nm的粗波段进一步按照密集波分方式划分成3个子波段，得到中心波长分别为B1/B2/B3的子波段。其中，B1/B2/B3波长的波长间隔例如为800GHz。
在实施方式2中，将通过如上方式分配得到的1270/1290/1310nm这三个波长A1、A2、A3用于粗波分复用，将B1、B2、B3这三个波长用于密集波分复用。在实施方式2中，用于粗波分复用的波长和用于密集波分复用的波长不限于图6所示的分配方式，例如可以将1270/1290/1310nm/1330nm的4个粗波段中的任一个粗波段进一步按照密集波分方式划分而得到的3个子波段用于密集波分复用，将未被进一步按照密集波分方式划分的3个粗波段用于粗波分复用即可。
图5所示的本发明实施方式2的WDM光信号传送系统包括：用户端光通信装置A501、A502、A503、第一波分器件W501、一根光纤G500、第二波分器件W502、局端光通信装置D501、D502……D503。
用户端光通信装置A501、A502、A503的工作波长例如分别为图6所示的1270/1290/1310nm这三个波长A1、A2、A3，用户端光通信装置A501、A502、A503分别包含光发送机和光接收机，双纤双向结构。光发送机包含DFB和driver，实现电光信号转换。接收机包含PD和TIA，实现光电信号转换。
局端光通信装置D501、D502……D503的工作波长例如为图6所示的B1、B2、B3。局端光通信装置D501、D502……D503包含光发送机和光接收机，双纤双向结构。光发机送包含DFB/TEC和driver，实现电光信号转换。接收机包含PD和TIA，实现光电信号转换。
第一波分器件W501对来自用户端光通信装置A501、A502、A503的A1、A2、A3波长的光信号进行粗波分复用，并输出到光纤G500。第一波分器件W501还对来自光纤G500的B1、B2、B3波长的光信号进行波分解复用，并分别输出到用户端光通信装置A501、A502、A503。
第二波分器件W502对来自局端光通信装置D501、D502、D503的B1、B2、B3波长的光信号进行密集波分复用，并输出到光纤G500。第二波分器件W502还对来自光纤G500的A1、A2、A3波长的光信号进行波分解复用，并分别输出到局端光通信装置D501、D502、D503。
在一些实施例中，第一波分器件W501例如包含CWDM滤波器W5011、DWDM滤波器W5012、CWDM/DWDM滤波器W5013，实现用户端至局端方向和局端至用户端方向的光信号的合波和分波功能。CWDM滤波器W5011实现A1(1270nm)/A2(1290nm)/A3(1310nm)这3个波长的合波器功能。DWDM滤波器W5012实现1330nm波段中的B1、B2、B3这3个波长的分波器功能。CWDM/DWDM滤波器W5013实现CWDM/DWDM波长的合分波功能。第一波分器件W501中的各滤波器可采用基于薄膜滤波片的空间光学结构或PLC结构。
同样地，第二波分器件W502例如包含CWDM滤波器W5021、DWDM滤波器W5022、CWDM/DWDM滤波器W5023，实现用户端至局端方向和局端至用户端方向的光信号的合波和分波功能。CWDM滤波器W5022实现A1(1270nm)/A2(1290nm)/A3(1310nm)这3个波长的分波器功能。DWDM滤波器W5021实现1330nm波段中的B1、B2、B3这3个波长的合波器功能。CWDM/DWDM滤波器W5023实现CWDM/DWDM波长的合分波功能。第二波分器件W502中的各滤波器可采用基于薄膜滤波片的空间光学结构或PLC结构。
该实施方式2的WDM光信号传送系统中，用户端至局端的上行方向采用1270/1290/1310nm的工作波长，而局端至用户端的下行方向采用在中心波长为1330nm的波段基础上进一步划分出的3个子波段的工作波长，由于上行方向和下行方向中采用的工作波长的范围不同，所以实施方式2的WDM光信号传送系统仅需采用1根主干光纤来实现粗波分复用和密集波分复用的混合传送。因此，在实施方式2的WDM光信号传送系统中，有效地利用了波长资源，而且每根光纤能够承载更多的光信号，所以能够节约光纤资源，降低光信号传送系统的成本。
另外，在本实施方式2中，对于用户端至局端的上行方向的光信号进行粗波分复用，对于局端至用户端的下行方向的光信号进行密集波分复用，但不限于此，也可以相反地，对于用户端至局端的上行方向的光信号进行密集波分复用，对于局端至用户端的下行方向的光信号进行粗波分复用。
实施方式3
图7为本发明实施方式3的WDM光信号传送系统的结构图，图8为本发明实施方式3的波长分配方式。
在图8所示的实施方式3的波长分配方式中，例如将波长范围1260～1340nm的工作波段先按照粗波分方式划分成4个粗波段之后，将各粗波段分别进一步按照密集波分方式划分成3个子波段，共得到12个子波段，A1、……A6、B1、……B6这12个波长分别是这12个子波段的中心波长。其中，A1、……A6这6个波长用于用户端至局端的上行方向，B1、……B6这6个波长用于局端至用户端的下行方向。在实施方式3中，用于上行方向和下行方向的波长不限于图8所示的分配方式，例如也可以将A1、A2、A3、B1、B2、B3这6个波长用于用户端至局端的上行方向，将A4、A5、A6、B4、B5、B6这6个波长用于局端至用户端的下行方向，即，将按照粗波分方式划分出的多个粗波段分别进一步按照密集波分方式划分得到多个子波段，并将这些多个子波段中的一部分子波段的波长用于上行方向，将另一部分子波段的波长用于下行方向即可。
图7所示的本发明实施方式3的WDM光信号传送系统包括：用户端光通信装置A701、A702、……A706、第一波分器件W701、一根光纤G700、第二波分器件W702、局端光通信装置D701、D702、……D706。
用户端光通信装置A701、A702、……A706的工作波长例如分别为图8所示的A1、…、A6，用户端光通信装置A701、A702、……A706分别包含光发送机和光接收机，双纤双向结构。光发送机包含DFB/TEC和driver，实现电光信号转换。接收机包含PD和TIA，实现光电信号转换。
局端光通信装置D701、D702、……D706的工作波长例如分别为图8所示的B1、…、B6，局端光通信装置D701、D702、……D706分别包含光发送机和光接收机，双纤双向结构。光发送机包含DFB/TEC和driver，实现电光信号转换。接收机包含PD和TIA，实现光电信号转换。
第一波分器件W701对来自用户端光通信装置A701、A702、……A706的A1、A2、……A6波长的光信号进行密集波分复用，并输出到光纤G700。第一波分器件W701还对来自光纤G700的B1、B2、……B6波长的光信号进行波分解复用，并分别输出到用户端光通信装置A701、A702、……A706。
第二波分器件W702对来自局端光通信装置D701、D702、……D706的B1、B2、……B6波长的光信号进行密集波分复用，并输出到光纤G700。第二波分器件W702还对来自光纤G700的A1、A2、……A6波长的光信号进行波分解复用，并分别输出到局端光通信装置D701、D702、……D706。
在一些实施例中，第一波分器件W701例如包含DWDM滤波器W7011、DWDM滤波器W7012、滤波器W7013。DWDM滤波器W7011实现1260～1300nm波段中的A1、…、A6这6个波长的合波器功能。DWDM滤波器W7012实现1300～1340nm波段中的B1、…、B6这6个波长的分波器功能。滤波器W7013实现A1、…、A6、B1、…、B6这12个波长的合分波功能。在实际实施例中，第一波分器件W701中的各滤波器可采用基于薄膜滤波片的空间光学结构或PLC结构。
同样地，在一些实施例中，第二波分器件W702例如包含DWDM滤波器W7021、DWDM滤波器W7022、滤波器W7023。DWDM滤波器W7022实现1260～1300nm波段中的A1、…、A6这6个波长的分波器功能。DWDM滤波器W7021实现1300～1340nm波段中的B1、…、B6这6个波长的合波器功能。滤波器W7023实现A1、…、A6、B1、…、B6这12个波长的合分波功能。在实际实施例中，第二波分器件W702中的各滤波器可采用基于薄膜滤波片的空间光学结构或PLC结构。
在实施方式3的WDM光信号传送系统中，用户端至局端的上行方向可采用基于中心波长为1270nm和1290nm的波段划分出的6个子波段的工作波长，而局端至用户端的下行方向可采用基于中心波长为1310nm和1330nm的波段划分出的6个子波段的工作波长，由于上行方向和下行方向中采用的工作波长的范围不同，因此，实施方式3的WDM光信号传送系统仅需采用1根主干光纤来实现密集波分复用传送。因此，在实施方式3的WDM光信号传送系统中，有效地利用了波长资源，而且每根光纤能够承载更多的光信号，所以能够节约光纤资源，降低光信号传送系统的成本。
在上述实施方式2、3中，示出了第一波分器件和第二波分器件各由三个滤波器构成的例子，但波分器件的结构不限于此，只要能够实现2组波长的合分波功能，例如对第一组波长的光信号进行波分复用，对被波分复用的第二组波长的光信号进行波分解复用，则波分器件可以采用任意结构。其中，所述第一组波长和所述第二组波长中的至少一组波长是将对工作波段按照粗波分方式划分得到的多个粗波段中的一部分粗波段分别进一步按照密集波分方式划分得到的各子波段中的波长。
另外，在上述实施方式1～3中，关于工作波段示出了1260～1340nm波长范围的波段，但工作波段不限于上述波长范围，也可以是1260～1360nm波长范围中的任意波长范围，或者也可以是1260～1360nm波长范围以外的波长范围。另外，上述实施方式1～3中，将按照粗波分方式划分得到的粗波段进一步按照密集波分方式划分时，示出了划分成3个子波段的例子，但不限于此，也可以将各个粗波段分别进一步划分成3个以上的子波段。
上述实施方式1～3中的用户端光通信装置例如可以为AAU(Active AntennaUnit，有源天线单元)侧光模块，局端光通信装置例如可以为CU(Centralized Unit，集中单元)/DU(Distribute Unit，分布单元)侧光模块，但不限于此。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (11)
1.一种光信号通信系统，利用双光纤将信号传送到通信对端，其特征在于，
所述光信号通信系统包括：波分器件和多个通信装置，
所述波分器件对来自多个通信装置的多个波长的光信号进行波分复用并输出到光纤，
所述多个波长是对将工作波段按照粗波分方式划分得到的各粗波段分别进一步按照密集波分方式划分得到的各子波段中的波长。
2.根据权利要求1所述的光信号通信系统，其特征在于，
所述波分器件对来自光纤的多个波长的光信号进行波分解复用并分别输出到各个通信装置。
3.根据权利要求1或者2所述的光信号通信系统，其特征在于，
所述粗波段进一步被划分为3个或3个以上的子波段。
4.根据权利要求1或者2所述的光信号通信系统，其特征在于，
所述通信装置为用户端光通信装置或者局端光通信装置。
5.根据权利要求1或者2所述的光信号通信系统，其特征在于，
所述粗波段的波长间隔为20nm。
6.一种光信号通信系统，利用单光纤将信号传送到通信对端，其特征在于，
所述光信号通信系统包括：波分器件和多个通信装置，
所述波分器件对来自多个通信装置的第一组波长的光信号进行波分复用，并输出到光纤，对来自光纤的第二组波长的光信号进行波分解复用，并分别输出到各个通信装置，
其中，工作波段按照粗波分方式被划分成多个粗波段，
所述第一组波长和所述第二组波长中的至少一组波长是将所述多个粗波段中的一部分粗波段分别进一步按照密集波分方式划分得到的各子波段中的波长。
7.根据权利要求6所述的光信号通信系统，其特征在于，
所述第一组波长和所述第二组波长中的一组波长是将所述多个粗波段中的一部分粗波段进一步按照密集波分方式划分得到的各子波段中的波长；
所述第一组波长和所述第二组波长中的另一组波长是所述多个粗波段中的另一部分粗波段中的波长。
8.根据权利要求6或者7所述的光信号通信系统，其特征在于，
所述波分器件包括第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器，
所述第一滤波器用于对来自多个通信装置的第一组波长的光信号进行波分复用，并输出到所述第三滤波器，
所述第三滤波器用于将来自所述第一滤波器的第一组波长的光信号输出到光纤，用于将来自光纤的第二组波长的光信号输出到所述第二滤波器，
所述第二滤波器用于对来自所述第三滤波器的第二组波长的光信号进行波分解复用，并输出到多个通信装置。
9.根据权利要求6或者7所述的光信号通信系统，其特征在于，
当将粗波段进一步按照密集波分方式划分时，所述粗波段进一步被划分为3个或3个以上的子波段。
10.根据权利要求6或者7所述的光信号通信系统，其特征在于，
所述通信装置为用户端光通信装置或者局端光通信装置。
11.根据权利要求6或者7所述的光信号通信系统，其特征在于，
所述粗波段的波长间隔为20nm。
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