CN114845187A - 一种无源光网络系统及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种无源光网络系统及相关装置，该无源光网络系统采用通过ODN装配的光反射器件将第一ONU向第二ONU发送的第一信号进行光反射，使得第一信号能够不经过OLT到达第二ONU，实现局域内部的无源光交换，使得第一ONU能够在局域内部向第二ONU传输数据。因此，本申请实施例的方案无需经过OLT，因此方案时延较低。

Description

一种无源光网络系统及相关装置

技术领域

本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种无源光网络系统及相关装置。

背景技术

无源光网络(passive optical network，PON)是当前光纤入户的主要解决方案。PON接入可以提供足够的接入带宽，而且具有部署成本低，运维简单等优点。

图1为本申请提供的一种PON的架构图。PON是一种采用点到多点(point2multiple point，P2MP)结构的单纤双向光接入网络。PON系统由局端的光线路终端(optical line termination，OLT)、光分配网络(optical distribution network，ODN)和用户侧的光网络单元(optical network unit，ONU)组成。

数据传输系统中，传输的数据可以用“南北向流量”和“东西向流量”来形容，其中，南北向流量(NORTH-SOUTH traffic)通常是指客户端和服务器之间的流量，东西向流量(EAST-WEST traffic)可以是指不同服务器之间的流量，或者不同数据中心之间的流量。具体地，在PON系统中，南北向流量可以是指服务器到OLT到ONU之间的流量，东西向流量可以是指不同ONU之间的流量。图2为南北向流量和东西向流量的示意图。图2中服务器ONU之间的流量为南北向流量，各个ONU之间的流量为东西向流量。

如图2所示，若需要将ONU1#的数据传输至ONU2#，则需要将该数据先发送到OLT，然后OLT再将该数据发送到ONU2#。这种数据传输的方式时延较大，无法满足快速传输数据的要求。

发明内容

本申请实施例提供了一种无源光网络系统及相关装置，通过ODN装配的光反射器件将ONU向另一ONU发送的信号进行光反射，实现局域内部的无源光交换。信号无需经过OLT，因此方案时延较低。

第一方面，本申请实施例提供一种无源光网络系统，包括光分配网络ODN、第一光网络单元ONU和第二ONU；第一ONU中设置有第一发送机，用于向ODN发送预设波长的第一信号；ODN的主干光纤装配有对预设波长的信号进行光反射的光反射器件，用于反射第一信号，使得第一信号向第二ONU传输；第二ONU中设置有第一接收机，用于接收第一信号。本申请实施例采用通过ODN装配的光反射器件将第一ONU向第二ONU发送的第一信号进行光反射，使得第一信号能够不经过OLT到达第二ONU，实现局域内部的无源光交换，使得第一ONU能够在局域内部向第二ONU传输数据。因此，本申请实施例的方案无需经过OLT，因此方案时延较低。并且，由于OLT无需转发第一信号，因此本申请实施例提供的方案实际上还减轻了OLT的负载。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第二ONU还设置有第二发送机，用于向ODN发送预设波长的第二信号；光反射器件还用于反射第二信号，使得第二信号向第一ONU传输；第一ONU还设置有第二接收机，用于接收第二信号。该实现方式提供了第二ONU向第一ONU发送第二信号的方式，使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，系统还包括光线路终端OLT；第一ONU中设置有第三发送机，用于向ODN发送非预设波长的第三信号；光反射器件不反射第三信号，使得第三信号穿过光反射器件并向OLT传输；第一ONU中设置有第三接收机，用于接收来自OLT的穿过光反射器件的第四信号。该实现方式提供了南北向流量的传输方式，使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，OLT上设置有动态带宽调度DBA模块；DBA模块用于接收来自第一ONU的请求，并向第一ONU发送授权分配的时隙期间；第一ONU在OLT分配的时隙期间内通过第一发送机向ODN发送第一信号。该实现方式中，OLT可以通过DBA模块对第一ONU向第二ONU发送第一信号的过程进行授权控制和时隙控制，丰富了控制面的实现方式，使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第一ONU还包括光时域反射仪OTDR模块；OTDR模块用于通过第一发送机向ODN发送用于测试光纤链路的脉冲光信号；光反射器件还用于反射脉冲光信号，使得脉冲光信号向第一ONU的第二接收机传输；第一ONU根据第二接收机接收到的脉冲光信号生成反射光强度曲线。该实现方式中，第一ONU还可以通过OTDR模块及上述过程得到反射光强度曲线，然后根据该反射光强度曲线可以进行故障诊断和定位。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第一ONU还包括环形器；环形器的第一端连接第一发送机的输出端，环形器的第二端连接第一ONU的合波分波器，环形器的第三端连接第一ONU的第二接收机的输入端。该实现方式中，通过环形器可以把上行的第一信号和下行接收的第二信号进行分离，使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

第二方面，本申请实施例提供一种光分配网络，光分配网络ODN的主干光纤装配有对预设波长的信号进行光反射的光反射器件，用于反射第一信号，第一信号为来自第一ONU的预设波长的信号，使得第一信号向第二ONU传输；其中，第二ONU中设置有第一接收机，用于接收第一信号。该光分配网络中装配有光反射器件可以实现本申请实施例的方案，进一步地，该光反射器件可以是对特定波长进行全发射的全发射器件。

第三方面，本申请实施例提供一种光网络单元，包括第一发送机，用于向光分配网络ODN发送预设波长的第一信号，以使得ODN的主干光纤装配的光反射器件反射第一信号，使得第一信号向另一光网络单元ONU传输；其中，光反射器件用于对预设波长的信号进行光反射，另一ONU中设置有第一接收机，用于接收第一信号。本申请第三方面的光网络单元的技术效果可参照上述第一方面的关于第一ONU部分的相关效果进行理解，此处不再赘述。

结合第三方面，在本申请实施例的一种实现方式中，该光网络单元还包括第二接收机，用于接收第二信号；其中，第二信号为另一ONU中的第二发送机发送的预设波长的信号，第二信号被光反射器件反射后向光网络单元的第二接收机传输。

结合第三方面，在本申请实施例的一种实现方式中，该光网络单元还包括第三发送机，第三发送机，用于向ODN发送非预设波长的第三信号，以使得光反射器件不反射第三信号，使得第三信号穿过光反射器件并向光线路终端OLT传输；光网络单元还包括第三接收机，用于接收来自OLT的穿过光反射器件的第四信号。

结合第三方面，在本申请实施例的一种实现方式中，该光网络单元还包括光时域反射仪OTDR模块；OTDR模块用于通过第一发送机向ODN发送用于测试光纤链路的脉冲光信号，以使得光反射器件反射脉冲光信号，使得脉冲光信号向光网络单元的第二接收机传输；光网络单元用于根据第二接收机接收到的脉冲光信号生成反射光强度曲线。

结合第三方面，在本申请实施例的一种实现方式中，该光网络单元还包括环形器；环形器的第一端连接第一发送机的输出端，环形器的第二端连接光网络单元的合波分波器，环形器的第三端连接光网络单元的第二接收机的输入端。

第四方面，本申请实施例提供一种光线路终端，光线路终端OLT通过光分配网络ODN连接多个光网络单元ONU，多个光网络单元ONU包括第一ONU和第二ONU，OLT包括：第一动态带宽调度DBA模块，用于授权分配第一时隙期间给第一ONU，以使得第一ONU在第一时隙期间通过第一ONU的第一发送机向ODN发送第一信号，ODN的主干光纤装配有对预设波长的信号进行光反射的光反射器件，用于反射第一信号，使得第一信号向第二ONU传输，第二ONU中设置有第一接收机，用于接收第一信号；第二DBA模块，用于授权分配第二时隙期间给第一ONU，以使得第一ONU在第二时隙期间通过第一ONU的第三发送机向ODN发送第三信号，第三信号为非预设波长的信号，光反射器件不反射第三信号，使得第三信号穿过光反射器件并向OLT传输；发送机，用于向第一ONU发送第一时隙期间和/或第二时隙期间。本申请提供的光线路终端可以包括两个DBA模块，分别是第一DBA模块和第二DBA模块，其中第一DBA模块用于控制东西向流量的数据传输，第二DBA模块用于控制南北向流量的数据传输。因此，该光线路终端可以通过这两个DBA模块实现数据传输的控制，使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第四方面，在本申请实施例的一种实现方式中，该光线路终端还包括：接收机，用于接收第一ONU的请求，使得第一DBA模块根据请求分配第一时隙期间给第一ONU或使得第二DBA模块根据请求分配第二时隙期间给第一ONU。

第五方面，本申请实施例提供一种光网络单元ONU，包括：媒体接入控制MAC芯片、发送机以及接收机；MAC芯片、发送机以及接收机通过线路互相连接，MAC芯片用于实现如第三方面的光网络单元的功能。

第六方面，本申请实施例提供一种光线路终端OLT，包括：媒体接入控制MAC芯片、发送机以及接收机；MAC芯片、发送机以及接收机通过线路互相连接，MAC芯片用于实现如第四方面的光线路终端的功能。

第七方面，本申请实施例提供一种光线路终端OLT，包括：媒体接入控制MAC芯片、动态带宽调度DBA芯片、发送机以及接收机；所述MAC芯片、所述DBA芯片、所述发送机以及所述接收机通过线路互相连接，所述DBA芯片用于实现权利要求13至14任意一项的所述光线路终端的功能。

第八方面，本申请实施例提供一种光线路终端OLT，包括：处理器、存储器、发送机以及接收机；所述处理器、所述存储器、所述发送机以及所述接收机通过线路互相连接，所述处理器调用所述存储器中的程序代码，使得所述OLT实现权利要求13至14任意一项的所述光线路终端的功能。

第就方面，本申请实施例提供一种无源光网络，无源光网络包括：如第五方面的ONU和如第六方面、第七方面或第八方面的OLT。

附图说明

图1为本申请提供的一种PON的架构图；

图2为南北向流量和东西向流量的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种无源光网络系统的示意图；

图4为本申请实施例提供的光线路终端的示意图；

图5为本申请实施例提供的应用场景示意图；

图6为使用OTDR模块进行故障诊断的示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种光线路终端的示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种光线路终端的示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种无源光网络系统及相关装置，通过ODN装配的光反射器件将ONU向另一ONU发送的信号进行光反射，实现局域内部的无源光交换。信号无需经过OLT，因此方案时延较低。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“对应于”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

图3为本申请实施例提供的一种无源光网络系统的示意图。该系统至少包括：光分配网络(optical distribution network，ODN)、第一光网络单元(optical network unit，ONU)和第二ONU。

其中，第一ONU中设置有第一发送机，用于向ODN发送预设波长的第一信号。ODN的主干光纤装配有对预设波长的信号进行光反射的光反射器件，用于反射第一信号，使得第一信号向第二ONU传输。第二ONU中设置有第一接收机，用于接收第一信号。

在本申请实施例中，第一信号一般是以光信号的形式传播。第一信号从第一发送机发射，经过ODN被光反射器件反射后，广播到与该ODN对应的所有ONU。因此第二ONU能够接收到第一信号。

可以理解的是，第一信号的预设波长是工作人员根据ODN中装配的光反射器件所对应的特定波长预先设定的。当第一信号的波长为预设波长时，该第一信号到达光反射器件后，可以被该光反射器件反射至与该ODN对应的所有ONU。因此第二ONU能够接收到第一信号。当不是预设波长的其他信号到达光反射器件时，这些信号可以穿透光反射器件。因此，能够实现上述对特定波长的光信号进行光反射，对其他波长的光信号进行透射的光反射器件均可实现本申请的方案。

在本申请实施例中，光反射器件可以是对一定波长范围的光信号进行反射的器件，因此第一信号的预设波长可以在该波长范围内即可。在实际应用中，光反射器件也可能是对某些波长范围的光信号进行透射，其他波长范围的光信号进行反射，此时第一信号的预设波长可以设置为光反射器件进行反射所对应的波长范围。因此，光反射器件反射光信号所对应的波长范围与第一信号的预设波长具有匹配关系，该匹配关系使得光反射器件对第一信号进行反射即可实现本申请实施例提供的方案，本申请实施例对光反射器件反射光信号所对应的波长范围不做限定。

可以理解的是，光反射器件对第一信号的反射可以是部分反射，也可以是全反射。当光反射器件对第一信号部分反射时，只要第二ONU能够接收到该第一信号，本申请实施例的方案便能实现。当光反射器件对第一信号全反射时，本申请实施例的方案效果最好。

在本申请实施例中，光反射器件具体可以设置在ODN的主干光纤，即ODN的公共端，因此可以反射来自任一ONU的波长为预设波长的光信号，且这类光信号被反射后能够通过ODN广播到各个ONU。可以理解的是，ODN中包括主干光纤和分支光纤，其中，分支光纤用于连接各个ONU，通过分支光纤可以将光信号分别传输至各个ONU。而主干光纤是汇合了各个ONU光信号的主要光纤，一般用于ONU与其他设备(如OLT)之间的通信。

具体地，该光反射器件可以是滤波片式波分复用器(Filter WavelengthDivision Multiplexing，FWDM)、反射特定波长的反射镜、in-line型全反射器等，本申请实施例对该光反射器件的具体型号不做限定。

在本申请实施例中，与ODN连接的各个ONU都可以接收到第一信号，因此第二ONU能够接收到该第一信号。在一些实施例中，第二ONU中的第一接收机能够将第一信号转换为电信号，恢复由光载波所携带的全部信息。然后，第二ONU中配置的处理模块可以从全部信息中提取相关信息，根据该相关信息确定该第一信号是第二ONU所应该接收的。而其他ONU中的处理模块根据相关信息可以确定该第一信号不是应该接收的，则将该第一信号的信息丢弃。ONU中配置的处理模块可以是媒体接入控制(Media Access Control，MAC)模块，本申请实施例对此不做限定。第一信号恢复得到的相关信息可以是目标ONU的标识，与第二ONU的标识匹配，而与其他ONU不匹配。因此处理模块根据该目标ONU的标识可以确定该第一信号是否为应该接收的。在实际应用中，ONU还可能采用其他验证接收的方式，本申请实施例对此不做限定。

因此，本申请实施例提供的方案中，采用通过ODN装配的光反射器件将第一ONU向第二ONU发送的第一信号进行光反射，使得第一信号能够不经过OLT到达第二ONU，实现局域内部的无源光交换，使得第一ONU能够在局域内部向第二ONU传输数据。本申请实施例的方案无需经过OLT，因此方案时延较低。并且，由于OLT无需转发第一信号，因此本申请实施例提供的方案实际上还减轻了OLT的负载。

在一些实施例中，该光反射器件可以是对特定波长的光信号进行全反射的全反射器件。采用全反射器件来实现反射，能够实现较优的反射效果，使得第一信号的损耗较小。

在一些实施例中，第二ONU还设置有第二发送机，用于向ODN发送预设波长的第二信号；光反射器件还用于反射第二信号，使得第二信号向第一ONU传输；第一ONU还设置有第二接收机，用于接收第二信号。

在本申请实施例中，第二ONU通过第二发送机发送第二信号，而ODN对应的光反射器件可以将该第二信号反射广播到与该ODN通信的所有ONU，使得第一ONU通过第二接收机接收到该第二信号，实现第二ONU向第一ONU发送数据。

可以理解的是，第一信号的波长与第二信号的波长可以是相同的，都与光反射器件反射的光的波长对应。因此ODN对应的光反射器件可以对第一信号以及第二信号均进行反射。

结合上述第一信号的传输，本申请实施例实际上可以在局域内部实现第一ONU与第二ONU的数据双向传输，实现第一ONU和第二ONU的数据通信，实现数据在局域内部的东西向传输。

在一些实施例中，图3所示的系统还包括光线路终端OLT；第一ONU中设置有第三发送机，用于向ODN发送非预设波长的第三信号；光反射器件不反射第三信号，使得第三信号穿过光反射器件并向OLT传输；第一ONU中设置有第三接收机，用于接收来自OLT的穿过光反射器件的第四信号。

在本申请实施例中，第三信号的波长与第一信号的波长不相同，光反射器件不会反射该第三信号，而是让第三信号穿过光反射器件。因此第三信号从第一ONU的第三发送机发射出来后，可以经过ODN和光反射器件到达OLT，实现数据的南北向传输，从第一ONU传输到OLT。同理，第四信号经过OLT，穿过光反射器件和ODN后广播到与ODN连接的所有ONU，则第一ONU可以通过第三接收机接收到该广播的第四信号，实现数据的南北向传输，从OLT传输到第一ONU。同理，第二ONU中也可以设置第四发送机，以向OLT发送光信号，并且设置第四接收机，以接收来自OLT的光信号。

因此，本申请实施例的方案可以兼容现有的南北向流量，并且实现局域内部的东西向流量。

在一些实施例中，OLT上设置有第一动态带宽调度(dynamically bandwidthassignment，DBA)模块；第一DBA模块用于接收来自第一ONU的请求，并向第一ONU发送授权分配的时隙期间；第一ONU在OLT分配的时隙期间内通过第一发送机向ODN发送第一信号。

在本申请实施例中，控制面通过OLT实现。具体地，对于东西向流量，OLT通过第一DBA模块向第一ONU授权分配第一时隙期间，使得第一ONU在OLT分配的第一时隙期间内通过第一发送机向ODN发送第一信号，完成数据的东西向传输。

在实际应用中，OLT不仅用于调度东西向流量，还用于调度南北向流量。OLT中设置有第二DBA模块。第二DBA模块，用于授权分配第二时隙期间给第一ONU，以使得第一ONU在第二时隙期间通过第一ONU的第三发送机向ODN发送第三信号，第三信号为非预设波长的信号(第三信号为与第一信号波长不同的光信号)，光反射器件不反射第三信号，使得第三信号穿过光反射器件并向OLT传输；

可以理解的是，OLT授权分配的第一时隙期间和第二时隙期间没有关系，两个期间可以重叠，因为不同波长的光信号可以同时传播。以第一时隙期间为例，以下说明第一时隙期间的作用：

第一DBA模块接收到各个ONU的关于东西向传输的请求后，给各个ONU分配不同的第一时隙期间，使得各个ONU在不同时间段发送东西向传输的光信号(第一信号)，因此ONU在东西向流量上不会冲突。例如，第一DBA模块可以分配00:00至00:01这一分钟的时隙期间给第一ONU，使得第一ONU可以在这个时隙期间发送第一信号，而其他ONU不能在这个时隙期间发送东西向传输的光信号(因为第一DBA模块没有给这些ONU授权分配时隙期间)，因此第一ONU发送的第一信号不会被其他ONU的信号干扰。

同理，第二DBA模块接收到各个ONU的关于南北向传输的请求后，给各个ONU分配不同的第二时隙期间，使得各个ONU在不同时间段发送南北向传输的光信号，因此ONU在南北向流量上不会冲突。

在一些实施例中，第一ONU还包括光时域反射仪(optical time-domainreflectometer，OTDR)模块；OTDR模块用于向ODN发送用于测试光纤链路的脉冲光信号；光反射器件还用于反射脉冲光信号，使得脉冲光信号向第一ONU的第二接收机传输；第一ONU根据第二接收机接收到的脉冲光信号生成反射光强度曲线。

在本申请实施例中，OTDR模块向ODN发送脉冲光信号后，该脉冲光信号在光纤传输过程中的后向瑞利散射光被不断反射回第一ONU的第二接收机，第一ONU把第二接收机接收到的脉冲光信号的强度描述成反射光强度曲线，从而可以把ONU与全反射镜之间光纤链路上的衰减和反射时间在反射光强度曲线上描述出来。当光纤链路发生故障时可以通过反射光强度曲线确定故障位置，具体确定故障位置的方法与使用光时域反射仪测定光纤故障点位置的方法类似，此处不再赘述。因此，本申请实施例提供的方案中通过OTDR模块可以估测发生故障的位置。

在一些实施例中，第一ONU还包括环形器(也可以称为环行器)；环形器的第一端连接第一发送机的输出端，环形器的第二端连接第一ONU的第一合波分波器，环形器的第三端连接第一ONU的第二接收机的输入端。

如图3所示，第一ONU中第一发送机上侧的圆形为环形器的示意，该环形器的环行方向具体为顺时针，那么第一发送机发射的光信号可以从环形器的第一端输入，从环形器的第二端输出至第一合波分波器，而从第一合波分波器输入环形器第二端的光信号经过环形器后，从环形器的第三端输出至第二接收机。在实际应用中，也可以采用环行方向为逆时针的环形器，并将第一发送机和第二接收机的位置与逆时针匹配，本申请实施例对环形器的环行方向不做限定。

同理，第二ONU中也可以安装合适的环形器。环形器的具体情况与上述第一ONU的情况类似，此处不再赘述。

以下对合波分波器(multiplexer/demultiplexer，Mux/Demux)进行详细的描述：

在本申请实施例中，第一ONU的第一合波分波器用于将来自ODN的光信号复用为若干份并转发至各个ONU，或者将同一时刻的来自各个发送机的光信号合并，然后将其转发至ODN。而各个发送机的光信号通常是不同波长的，因此这些光信号不会相互干扰。

第二ONU中的第二合波分波器与第一合波分波器类似，此处不再赘述。本申请实施例对合波分波器的具体型号不做限定。

在本申请实施例中，光分配网络(optical distribution network，ODN)不仅用于将OLT下发的光信号以1：N的分路比转发到N个ONU中，还用于通过光反射器件将来自某一ONU的预设波长的光信号反射广播，使得N个ONU接收到该预设波长的光信号，实现数据的东西向传输。

在本申请实施例中，第一光网络单元ONU至少包括第一发送机，用于向光分配网络ODN发送预设波长的第一信号，以使得ODN的主干光纤装配的光反射器件反射第一信号，使得第一信号向另一光网络单元ONU传输。其中，光反射器件用于对预设波长的信号进行光反射，另一ONU中设置有第一接收机，用于接收第一信号。

进一步地，第一ONU还包括第二接收机，用于接收第二信号；其中，第二信号为另一ONU中的第二发送机发送的预设波长的信号，第二信号被光反射器件反射后向光网络单元的第二接收机传输。

进一步地，第一ONU还包括包括第三发送机，第三发送机，用于向ODN发送非预设波长的第三信号，以使得光反射器件不反射第三信号，使得第三信号穿过光反射器件并向光线路终端OLT传输；第一ONU还包括第三接收机，用于接收来自OLT的穿过光反射器件的第四信号。

进一步地，第一ONU还包括环形器；环形器的第一端连接第一发送机的输出端，环形器的第二端连接光网络单元的合波分波器，环形器的第三端连接光网络单元的第二接收机的输入端。

进一步地，第一ONU还包括光时域反射仪OTDR模块(图3中没有画出)；OTDR模块用于向ODN发送用于测试光纤链路的脉冲光信号，以使得光反射器件反射脉冲光信号，使得脉冲光信号向光网络单元的第二接收机传输；光网络单元用于根据第二接收机接收到的脉冲光信号生成反射光强度曲线。

此外，第一ONU还包括第一合波分波器，第一合波分波器的情况已在上述实施例描述，此处不再赘述。第二ONU与第一ONU结构类似，此处不再赘述。

图4为本申请实施例提供的光线路终端的示意图。本申请实施例提供的光线路终端OLT包括：

第一动态带宽调度DBA模块，用于授权分配第一时隙期间给第一ONU，以使得第一ONU在第一时隙期间通过第一ONU的第一发送机向ODN发送第一信号，ODN的主干光纤装配有对预设波长的信号进行光反射的光反射器件，用于反射第一信号，使得第一信号向第二ONU传输，第二ONU中设置有第一接收机，用于接收第一信号；

第二DBA模块，用于授权分配第二时隙期间给第一ONU，以使得第一ONU在第二时隙期间通过第一ONU的第三发送机向ODN发送第三信号，第三信号为非预设波长的信号，光反射器件不反射第三信号，使得第三信号穿过光反射器件并向OLT传输；

发送机，用于向第一ONU发送第一时隙期间和/或第二时隙期间。

接收机，用于接收第一ONU的请求，使得第一DBA模块根据请求分配第一时隙期间给第一ONU或使得第二DBA模块根据请求分配第二时隙期间给第一ONU。

其中，第一DBA模块和第二DBA模块可以是媒体接入控制MAC模块中的子模块。OLT中的MAC模块主要用于实现外部交换机与内部的发送机、接收机之间的访问控制，还用于通过第一DBA模块和第二DBA模块授权控制南北向数据传输和东西向数据传输。

可以理解的是，MAC模块的硬件结构可以是MAC芯片，MAC芯片可以执行上述第一DBA模块和第二DBA模块的操作。即，MAC芯片可以根据内部的逻辑电路自动给南北向流量和东西向流量分配各自的授权时隙，使得南北向流量和东西向流量传输时均不会出现时间上的冲突。

本申请实施例提供的OLT还包括合波分波器，该合波分波器用于将发送机发射的光信号转发出去，或者将输入的光信号转发至接收机。

在本申请实施例中，上述的发送机、接收机可以分开设置，也可以通过一个光收发器实现发送机和接收机的功能，本申请实施例对发送机和接收机的具体形式不做限定。可以理解的是，发送机具体可以是光发送机(optical transmitter)，接收机具体可以是光接收机(optical receiver)。

图5为本申请实施例提供的应用场景示意图。该场景中包括负载平衡交换机(loadbalance switch，LSW)、光线路终端OLT、光分配网络ODN和若干个光网络单元ONU。其中，ODN的主干光纤上设置有针对特定波长的光反射器件。

LSW为一种交换机，用于与OLT通信，以及与其他交换机、其他OLT通信，实现网络互连。

本应用例中，OLT与前述图4对应的各个实施例中的OLT类似，此处不再赘述。

本应用例中，ODN的分路比可以为1:32，表示该ODN可以连接32个ONU，图5中仅画出2个ONU(ONU1和ONU32)用于举例，其他ONU可参照图5中的ONU。ODN的主干光纤中串接了一个针对λ3进行全反射的无源装置。详细情况与前述图3对应的各个实施例中的ODN类似，此处不再赘述。

ONU包括合波分波器Mux/Demux、突发发送机BTx1、接收机Rx1、突发发送机BTx2、突发接收机BRx2、环形器、媒体接入控制模块MAC1和媒体接入控制模块MAC2。其中，合波分波器Mux/Demux、突发发送机BTx1、接收机Rx1、突发发送机BTx2、突发接收机BRx2、环形器与前述图3对应的各个实施例中的第一合波分波器、第三发送机、第三接收机、第一发送机、第二接收机和环形器类似，此处不再赘述。

在本申请实施例中，MAC1和MAC2具体可以为两个不同的MAC芯片来实现，也可以由一个MAC芯片实现，本申请实施例对此不作限定。当信号从ONU向外发送，且信号传输至MAC芯片时，MAC芯片可以根据当前信号的类型(南北向流量还是东西向流量)来确定通过哪个发送机来发送，从而使得信号根据需要送达合适的设备。同理，ONU接收信号时，MAC芯片接收到信号后可以解析接收的信号是否是符合要求的。例如，第二接收机接收到信号的类型一般是东西向流量的类型，若MAC芯片解释到该信号不是这个类型，则MAC芯片可以将该信号丢弃。又或者是，某信号是ONU1发送给ONU32的，那么ONU2中的MAC芯片解析到该信号后，确定该信号是发送给ONU32的，则MAC芯片可以将该信号丢弃。即，MAC芯片可以用于实现上述ONU中收发信号的功能，具体可参照前述实施例，此处不再赘述。可以理解的是，突发发送机可以工作在突发模式(Burst mode)，也可以工作在正常模式。突发模式是指发送机正常传输数据时，突然接收到额外的指令，则可以按照突发模式将该指令“插队”到正常数据流中发送出去，或者也可以表述为将正常数据流暂停，将该指令发送出去后再恢复该正常数据流。详情可参照PON系统中的突发模式。

可以理解的是，环形器的作用是把上行λ3光信号和下行λ3光信号进行分离，其中，把来自BTx2的上行λ3光信号顺时针方向传输到ONU的Mux/Demux，而把来自ONU Mux/Demux的下行λ3光信号顺时针方向，传输到BRx2进行数据接收和恢复。

ONU中还包括MAC1和MAC2。其中，MAC1的基本功能是控制南北向数据的传输。MAC2的基本功能是控制东西向数据的传输。

本应用例中，ONU和OLT之间南北向的数据传输情况，与当前标准的GPON、10G PON系统工作原理一样，ONU的上行发射BTx1在OLT MAC DBA1的调度下，按照时隙错开的方式完成上行时分复用。而同一个OLT PON下ONU与ONU之间东西向数据，则通过λ3在OLT MAC DBA2调度下完成数据收发。以下对一次东西向数据传输的过程进行详细的描述：

当ONU1要向ONU32发送数据时，首先要由ONU1通过ONU MAC1和BTx1向OLT发送一个局域网发送请求报文(通过波长为λ1的光信号传输至OLT)，OLT MAC收到ONU1的局域网发送请求报文后，通过DBA2模块，给ONU1分配在λ3上进行突发发送的时隙授权，并通过λ2将包含该时隙授权的指示报文下发给ONU1，ONU1收到来自OLT的λ3突发发送的指示报文后，在规定的时隙期间，通过BTx2发送波长为λ3的光信号，实现数据发送。ONU1发送的λ3上行信号经由环形器、ONU1 Mux/Demux、1：32ODN、λ3全反射镜、1：32ODN、ONU32 Mux/Demux、ONU 32环形器进入ONU32 BRx2，从而实现对来自ONU1的波长为λ3的光信号进行接收和数据恢复。

同理，ONU32向ONU1发送数据的过程与上述过程类似，以及其他ONU之间相互传输信号数据的过程也类似，此处不再赘述。

从上述实施例以及应用例可知，本申请提供的方案通过ODN中内置一个对局域网波长全反射的装置，结合特殊设计的ONT收发模块，简单高效地在PON系统架构上实现了局域内部的无源光交换，时延低。并且，本申请方案中的无源光局网，控制面和交换面分离，控制面上移到OLT，通过ODN中的无源装置实现光交换。

图6为使用OTDR模块进行故障诊断的示意图。在图5所示的ONU的基础上，图6所示的ONU增加了OTDR模块，该OTDR模块可以用于分支光纤的故障检测和定位。

可以理解的是，OTDR模块能够在上行方向在OLT MAC DBA2的调度授权下，通过BTx2发送一个用于测试光纤链路的脉冲光信号，该脉冲光信号在光纤传输过程中的后向瑞利散射光被不断反射回BRx2接收机，BRx2把反射光信号的强度描述成反射光强度曲线，从而可以把ONU与全反射镜之间光纤链路上的衰减和反射时间在反射光强度曲线上描述出来。因此可以根据反射光强度曲线进行故障检测和定位。具体过程与上述实施例中OTDR模块的描述类似，此处不再赘述。

图7为本申请实施例提供的另一种光线路终端的示意图。该光线路终端700包括：处理器701、存储器702、MAC芯片704、发送机705以及接收机706；处理器701、存储器702、MAC芯片704、发送机705以及接收机706通过通信总线703互相连接，处理器701调用存储器702中的程序代码，使得OLT实现如图3、图4或图5的光线路终端的功能。具体地，处理器调用存储器中的程序代码，以向MAC芯片发送相关指令，使得MAC芯片根据该指令给南北向流量和东西向流量分配各自的授权时隙，实现图4对应的各个实施例中第一DBA模块和第二DBA模块的操作。

可以理解的是，该光线路终端700还包括合波分波器707，与前述图4中光线路终端的合波分波器类似，此处不再赘述。

图8为本申请实施例提供的另一种光线路终端的示意图。该光线路终端800包括：动态带宽调度DBA芯片801、MAC芯片803、发送机804以及接收机805，DBA芯片801、MAC芯片803、发送机804以及接收机805通过通信总线802互相连接。DBA芯片801可以用于执行图4对应的各个实施例中第一DBA模块和第二DBA模块的操作。

在一些情况中，DBA芯片801可以由第一DBA芯片和第二DBA芯片组成，其中，第一DBA芯片可以用于执行图4对应的各个实施例中第一DBA模块的操作，第二DBA芯片可以用于执行图4对应的各个实施例中第二DBA模块的操作。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (19)

1.一种无源光网络系统，其特征在于，包括光分配网络ODN、第一光网络单元ONU和第二ONU；

所述第一ONU中设置有第一发送机，用于向所述ODN发送预设波长的第一信号；

所述ODN的主干光纤装配有对预设波长的信号进行光反射的光反射器件，用于反射所述第一信号，使得所述第一信号向所述第二ONU传输；

所述第二ONU中设置有第一接收机，用于接收所述第一信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述第二ONU还设置有第二发送机，用于向所述ODN发送预设波长的第二信号；

所述光反射器件还用于反射所述第二信号，使得所述第二信号向所述第一ONU传输；

所述第一ONU还设置有第二接收机，用于接收所述第二信号。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括光线路终端OLT；

所述第一ONU中设置有第三发送机，用于向所述ODN发送非预设波长的第三信号；

所述光反射器件不反射所述第三信号，使得所述第三信号穿过所述光反射器件并向所述OLT传输；

所述第一ONU中设置有第三接收机，用于接收来自所述OLT的穿过所述光反射器件的第四信号。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征在于，所述OLT上设置有动态带宽调度DBA模块；

所述DBA模块用于接收来自所述第一ONU的请求，并向所述第一ONU发送授权分配的时隙期间；

所述第一ONU在所述OLT分配的所述时隙期间内通过所述第一发送机向所述ODN发送所述第一信号。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的系统，其特征在于，所述第一ONU还包括光时域反射仪OTDR模块；

所述OTDR模块用于通过所述第一发送机向所述ODN发送用于测试光纤链路的脉冲光信号；

所述光反射器件还用于反射所述脉冲光信号，使得所述脉冲光信号向所述第一ONU的第二接收机传输；

所述第一ONU根据所述第二接收机接收到的所述脉冲光信号生成反射光强度曲线。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的系统，其特征在于，所述第一ONU还包括环形器；

所述环形器的第一端连接所述第一发送机的输出端，所述环形器的第二端连接所述第一ONU的合波分波器，所述环形器的第三端连接所述第一ONU的第二接收机的输入端。

7.一种光分配网络，其特征在于，所述光分配网络ODN的主干光纤装配有对预设波长的信号进行光反射的光反射器件，用于反射第一信号，所述第一信号为来自第一ONU的预设波长的信号，使得所述第一信号向第二ONU传输；

其中，所述第二ONU中设置有第一接收机，用于接收所述第一信号。

8.一种光网络单元，其特征在于，包括第一发送机，用于向光分配网络ODN发送预设波长的第一信号，以使得所述ODN的主干光纤装配的光反射器件反射所述第一信号，使得所述第一信号向另一光网络单元ONU传输；

其中，所述光反射器件用于对预设波长的信号进行光反射，所述另一ONU中设置有第一接收机，用于接收所述第一信号。

9.根据权利要求8所述的光网络单元，其特征在于，还包括第二接收机，用于接收第二信号；

其中，所述第二信号为所述另一ONU中的第二发送机发送的预设波长的信号，所述第二信号被所述光反射器件反射后向所述光网络单元的所述第二接收机传输。

10.根据权利要求8或9所述的光网络单元，其特征在于，还包括第三发送机，所述第三发送机，用于向所述ODN发送非预设波长的第三信号，以使得所述光反射器件不反射所述第三信号，使得所述第三信号穿过所述光反射器件并向光线路终端OLT传输；

所述光网络单元还包括第三接收机，用于接收来自所述OLT的穿过所述光反射器件的第四信号。

11.根据权利要求8至10任意一项所述的光网络单元，其特征在于，还包括光时域反射仪OTDR模块；

所述OTDR模块用于通过所述第一发送机向所述ODN发送用于测试光纤链路的脉冲光信号，以使得所述光反射器件反射所述脉冲光信号，使得所述脉冲光信号向所述光网络单元的第二接收机传输；

所述光网络单元用于根据所述第二接收机接收到的所述脉冲光信号生成反射光强度曲线。

12.根据权利要求8至10任意一项所述的光网络单元，其特征在于，还包括环形器；

所述环形器的第一端连接所述第一发送机的输出端，所述环形器的第二端连接所述光网络单元的合波分波器，所述环形器的第三端连接所述光网络单元的第二接收机的输入端。

13.一种光线路终端，其特征在于，所述光线路终端OLT通过光分配网络ODN连接多个光网络单元ONU，所述多个光网络单元ONU包括第一ONU和第二ONU，所述OLT包括：

第一动态带宽调度DBA模块，用于授权分配第一时隙期间给所述第一ONU，以使得所述第一ONU在所述第一时隙期间通过所述第一ONU的第一发送机向所述ODN发送第一信号，所述ODN的主干光纤装配有对预设波长的信号进行光反射的光反射器件，用于反射所述第一信号，使得所述第一信号向所述第二ONU传输，所述第二ONU中设置有第一接收机，用于接收所述第一信号；

第二DBA模块，用于授权分配第二时隙期间给所述第一ONU，以使得所述第一ONU在所述第二时隙期间通过所述第一ONU的第三发送机向所述ODN发送第三信号，所述第三信号为非预设波长的信号，所述光反射器件不反射所述第三信号，使得所述第三信号穿过所述光反射器件并向所述OLT传输；

发送机，用于向所述第一ONU发送第一时隙期间和/或所述第二时隙期间。

14.根据权利要求13所述的光线路终端，其特征在于，还包括：

接收机，用于接收所述第一ONU的请求，使得第一DBA模块根据所述请求分配第一时隙期间给所述第一ONU或使得第二DBA模块根据所述请求分配第二时隙期间给所述第一ONU。

15.一种光网络单元ONU，其特征在于，包括：媒体接入控制MAC芯片、发送机以及接收机；

所述MAC芯片、所述发送机以及所述接收机通过线路互相连接，所述MAC芯片用于实现权利要求8至12任意一项的所述光网络单元的功能。

16.一种光线路终端OLT，其特征在于，包括：媒体接入控制MAC芯片、发送机以及接收机；

所述MAC芯片、所述发送机以及所述接收机通过线路互相连接，所述MAC芯片用于实现权利要求13至14任意一项的所述光线路终端的功能。

17.一种光线路终端OLT，其特征在于，包括：媒体接入控制MAC芯片、动态带宽调度DBA芯片、发送机以及接收机；

所述MAC芯片、所述DBA芯片、所述发送机以及所述接收机通过线路互相连接，所述DBA芯片用于实现权利要求13至14任意一项的所述光线路终端的功能。

18.一种光线路终端OLT，其特征在于，包括：处理器、存储器、发送机以及接收机；

所述处理器、所述存储器、所述发送机以及所述接收机通过线路互相连接，所述处理器调用所述存储器中的程序代码，使得所述OLT实现权利要求13至14任意一项的所述光线路终端的功能。

19.一种无源光网络，其特征在于，所述无源光网络包括：如权利要求15所述的ONU和如权利要求16至18任意一项所述的OLT。

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