CN1909433A - 一种复用解复用装置以及应用该装置的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复用解复用装置以及应用该装置的方法和系统，所述的装置包括：粗波分器件，用来将输入的光信号中的特定波长的光信号与非特定波长的光信号分离；波分器件，用来将所述的粗波分器件分离出的非特定波长的光信号波分的在其各个输出端口上输出；分功率器件，用来对所述的粗波分器件分离出的特定波长的光信号进行功率分割，分割成多份特定波长的光信号后通过合波器同时在所述的波分器件的各个输出端口上输出；合波器，用来将所述的分功率器件分割出的多份特定波长的光信号与所述的波分器件各个输出端口输出的光信号混合。采用本发明的技术方案，广播信号承载在一个独立波长的光信号上，不会占用用户单播波长上的带宽，同时解决了带内多拷贝方式传输广播信号时OLT处理性能瓶颈问题，并实现了对广播业务的可控管理。

Description

一种复用解复用装置以及应用该装置的方法和系统

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON)技术领域，具体来说，涉及到WDM-PON系统中的复用解复用技术。

背景技术

随着用户对各种宽带业务需求的增加，如VoD(Video on Demand视频点播)业务等高质量的视频信息业务，对传输速率的要求越来越高，要满足用户的带宽需求要有100Mbps的数据传输速率，现有的拨号调制解调器、非对称数字线用户线(ADSL)、电缆调制解调器(CM)等接入方式已无法满足要求，因此，用光纤铺设接入网的需求迅速增长，无源光网络正是既能满足这些新业务需求而且又经济、运营维护方便的用户接入网。

如图1所示，一个无源光网络(PON)通常包括位于中心局的OLT(opitcalline terminal，光线路终端)，光分配网(ODN，optical distribution network)和许多的ONU(光网络单元optical network unit)或者ONT(Optical NetworkTermination，为说明方便，下文中统一使用ONU)。其中，OLT提供与ODN的光接口，提供网络侧的接口，在OLT的ODN侧与OLT的网络侧之间提供交叉连接能力，完成与ONU之间的双向的业务传递，OLT可以与本地交换机共处一地，也可以安装在远端；ONU提供与ODN的光接口，实现ODN用户侧的接口功能，完成与OLT之间的双向的业务传递，它可以放置在用户所在地。ODN为OLT与ONU之间双向的业务传递提供传输路径。

WDM-PON为PON的实现方式之一，WDM-PON的基本原理是OLT与ONU之间通过不同波长光信号构成不同的通道；在下行方向，这些光信号复用成一个混合信号传输到远端结点，在远端结点处解复用成各个单独的光信号并传输给不同的ONU，从而完成下行数据的传输；在上行方向，在远端结点上把来自各个ONU的光信号复用成一个混合信号，并传输到OLT，由OLT完成混合信号的解复用及数据恢复，从而完成上行的数据传输。

随着WDM-PON网络设备复杂性和成本的降低，目前已出现了大量的WDM-PON的实现架构。但WDM-PON逻辑上是一种点对点的网络结构，而点对点的网络结构，在实现广播(模拟或数字电视)业务时，由于AWG(ArrayWavelength Grating阵列波导光栅)本身是波分器件，每一个端口只能输出一个特定的波长，所以现有的广播业务采用一个特定的波长无法同时在AWG的所有端口输出，因此普遍采用数据的带内多拷贝方式传输，但这种传输方式存在如下缺陷：

当许多用户点播同样的节目时，由于一份数据要拷贝成许多份并分别通过不同的波长传输到各个用户，要求OLT有很强的处理能力，这将使OLT变得复杂，成本上升，在现有的WDM-PON系统中，OLT的处理性能已经成为瓶颈。

另外采用带内多拷贝方式的时候，每个波长上都要拷贝一份广播数据，这样就会占用用户的其他数据带宽，同时还占用CPU的处理时间，造成系统性能的恶化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复用解复用装置，以解决现有的广播业务采用一个特定的波长无法同时在复用解复用器的所有端口输出的问题。

本发明的另一目的在于提供一种应用上述装置的方法和系统，以解决广播业务信号在WDM-PON系统中传输的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种复用解复用装置，所述的装置包括：

粗波分器件，用来将输入的光信号中的特定波长的光信号与非特定波长的光信号分离；

波分器件，用来将所述的粗波分器件分离出的非特定波长的光信号波分的在其各个输出端口上输出；

分功率器件，用来对所述的粗波分器件分离出的特定波长的光信号进行功率分割，分割成多份特定波长的光信号后通过合波器同时在所述的波分器件的各个输出端口上输出；

合波器，用来将所述的分功率器件分割出的多份特定波长的光信号与所述的波分器件各个输出端口输出的光信号混合。

其中所述的特定波长的光信号承载广播信号。

其中所述的非特定波长的光信号承载单播数据。

其中所述的波分器件为阵列波导光栅AWG。

本发明还提供了一种应用权利要求1所述的装置的系统，所述的系统包括：

光线路终端OLT，用来将非特定波长的光信号和特定波长的光信号复用成混合光信号后传输到复用解复用装置；

复用解复用装置，用来将所述的OLT输入的特定波长的光信号进行功率分割后同时在其各个输出端口上输出，并且用来将所述的OLT输入的非特定波长的光信号波分的输出在其各个输出端口上；

ONU，用来接收所述复用解复用装置对应的输出端口输出的非特定波长的光信号和对应的特定波长的光信号后进行后续处理。

其中所述的ONU具体包括：

用于接收承载了广播信号的光信号后进行光电转换的光敏二极管PD；

用于接收承载了用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD；

无源光网络PON逻辑器件，用于根据OLT的指令控制所述的接收承载了用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD的开启或者关闭。

其中所述的ONU具体包括：

用于接收承载了广播信号的光信号后进行光电转换的光敏二极管PD；

用于接收承载了用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD；

无源光网络PON逻辑器件，用于根据OLT的指令过滤所述的承载了广播业务的光信号。

本发明还提供了一种应用权利要求1所述的装置的方法，所述的方法包括如下的步骤：

a、OLT将非特定波长的光信号和特定波长的光信号复用成混合光信号后传输到复用解复用装置；

b、所述的复用解复用装置将所述的OLT输入的特定波长的光信号进行功率分割后同时在其各个输出端口上输出，并将所述的OLT输入的非特定波长的光信号波分的输出在其各个输出端口上；

c、ONU接收所述复用解复用装置对应的输出端口输出的非特定波长的光信号和对应的特定波长的光信号后进行后续处理。

本发明还提供了一种ONU，所述的ONU具体包括：

用于接收承载了广播信号的特定波长的光信号后进行光电转换的光敏二极管PD；

用于接收承载了下行用户单播数据非特定波长的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD；

PON逻辑器件，用于根据OLT的指令控制所述的接收承载了下行用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD的开启或者关闭。

所述的ONU还包括：

粗波分器件，用来分离所述的特定波长的光信号和非特定波长的光信号，将所述的特定波长的光信号输出到所述的PD进行光电转换，将所述的非特定波长的光信号输出到所述的另一PD进行光电转换。

本发明还提供了另一种ONU，所述的ONU具体包括：

用于接收承载了广播信号的特定波长的光信号后进行光电转换的PD；

用于接收承载了用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一PD；

PON逻辑器件，用于根据OLT的指令过滤所述的承载了广播业务的特定波长的光信号。

所述的ONU还包括：

粗波分器件，用来分离所述的特定波长的光信号和非特定波长的光信号，将所述的特定波长的光信号输出到所述的PD进行光电转换，将所述的非特定波长的光信号输出到所述的另一PD进行光电转换。

本发明克服现有技术的不足，在WDM-PON系统中采用新型复用解复用器，对于承载了下行单播数据的光信号进行波分复用，对于承载了广播业务的特定波长的光信号进行功率分割，在复用解复用器的每个输出端口都输出承载了广播业务的光信号，同时，将上述承载了单播数据的光信号分别波分地在复用解复用器的输出端口上输出。采用本发明的技术方案，广播信号承载在一个独立波长的光信号上，不会占用用户单播波长上的带宽，同时解决了带内多拷贝方式传输广播信号时OLT处理性能瓶颈问题，并实现了对广播业务的可控管理。

附图说明

图1为PON网络结构图；

图2为本发明复用解复用器原理图；

图3为本发明实施例所述的复用解复用器结构图；

图4为应用了本发明实施例所述的复用解复用器的WDM-PON网络的结构图；

图5为本发明实施例所述的WDM-PON系统中光信号传输的流程图；

图6为本发明实施例所述的实现可控广播业务的ONU结构图。

具体实施方式

本发明的基本原理是在WDM-PON系统中采用新型复用解复用器，对于承载了下行单播数据的光信号进行波分复用，对于承载了广播业务的特定波长的光信号进行功率分割，在复用解复用器的每个输出端口都输出承载了广播业务的光信号，同时，将上述承载了单播数据的光信号分别波分地在复用解复用器的输出端口上输出。

以下结合附图和具体实施例进行详细说明。

所述的新型复用解复用器如图2所示，输入的光信号包括λb，承载广播信号，λb经过复用解复用器进行功率分割，在其每个端口输出波长为λb的光信号，同时，输入的光信号中还包括波长分别为λ1、λ2、……、λn的光信号，承载单播数据，经过复用解复用器后，在各个输出端口上分别输出波长为λ1、λ2、……、λn的光信号，因此输入的光信号经过复用解复用器后，在其第一个输出端口上输出波长分别为λb的光信号(承载广播数据)和波长为λ1的光信号(承载对应的ONU的组播数据)，在其第二个输出端口上输出波长为λb的光信号(承载广播数据)和波长为λ2的光信号(承载对应的ONU的组播数据)，……、在其第n个输出端口上输出波长为λb的光信号(承载广播数据)和波长为λn的光信号(承载对应的ONU的组播数据)。

上述新型复用/解复用器的实现方案之一如图3所示，具体包括：

一个粗波分器，用于分离出特定波长的光信号，将λb从输入到复用解复用器的光信号中分离出来后输入到分功率器，同时将λ1、λ2、……、λn从输入到复用解复用器的光信号中分离出来后输入到AWG。

一个1:N的AWG，用于把波长为λ1、λ2、……、λn的光信号分别路由到N个输出端口；

一个分功率器，用于把特定波长的光信号分成N份，对从粗波分器接收到的波长为λb的光信号进行功率分割，分成N份波长为λb的光信号。

N个合波器，用于将来自上述分功率器的特定波长λb的光信号合入到AWG的各个输出支路中去。

关于这种新型的复用/解复用器的具体实现，还可以有其它各种解决方案，如把粗波分、分功率器和合波器的功能集成到AWG中一起实现，粗波分的功能利用AWG来实现等。

以下说明上述的复用解复用器在WDM-PON中的应用，如图4所示的WDM-PON网络，包括：

OLT，所述的新型复用/解复用器和多个ONU，OLT将广播数据调制于波长为λb的光信号上，将下行单播数据分别调制于波长为λ1、λ2、……、λn的光信号上，然后输入到AWG，AWG将上述不同波长的光信号复用成一个混合光信号，然后通过环形器传输到所述的新型复用解复用器，所述的新型复用解复用器从OLT接收到承载了广播数据和单播数据的光信号后将λb与其他波长的光信号进行分离，并将分离后的λb按功率分割成N份，同时所述的新型复用解复用器又将输入信号中的λ1、λ2、……、λn分别路由到AWG的各个输出端，然后将波长分别为λ1和λb的光信号传输到第一个ONU，将波长分别为λ2和λb的光信号传输到第二个ONU，……，将波长分别为λn和λb的光信号传输到第n个ONU。

在上述的WDM-PON系统中，光信号传输的流程如图5所示：

1、OLT将广播数据调制于波长为λb的光信号中，同时将下行单播数据调制于波长分别为λ1、λ2、……、λn的光信号中；

2、OLT中AWG将不同波长的光信号合成一个混合光信号，然后经过环形器输入到复用解复用器；

3、复用解复用器接收到波长为λb以及波长为λ1、λ2、……、λn的混合光信号后将波长为λb与波长为λ1、λ2、……、λn的光信号分离；

4、复用解复用器将波长为λb的光信号进行功率分割，分割成N份波长为λb的光信号，同时将波长为λ1、λ2、……、λn的光信号通过其中AWG的各个输出端输出；

5、复用解复用器将波长分别为λ1和λb的光信号传输到第一个ONU，将波长分别为λ2和λb的光信号传输到第二个ONU，……，将波长分别为λn和λb的光信号传输到第n个ONU；

6、各个ONU接收光信号后进行后续的处理。

在上述的WDM-PON系统中，可以通过ONU实现对广播业务的管理，其中的第n个ONU的具体结构(其他ONU的结构相同)如图6所示，包括：

粗波分器，用于分离出承载广播数据的波长分别为λb的光信号和承载了下行单播数据的波长为λn的光信号；

PD阵列，第一个PD(PhotoDiode光敏二极管)用于检测波长为λn的光信号，第二个PD用于检测波长为λb的光信号；

光源，用来承载上行数据，既可来源于OLT，也可由ONU自己产生；

调制器，用于把用户上行数据调制到上述上行光源产生的光信号中；

解调器阵列，用于解调出广播信号和用户下行单播数据；

PON逻辑控制器件，用来控制上述第二个PD(接收波长为λb的承载广播信号的光信号)的运行。

可管理广播业务的具体实现如下所述：

PON逻辑器件控制着第二个PD的开关，当该ONU作为授权用户时，PON逻辑器件控制第二个PD的正常运行，PD正常接收广播业务信号，传输给用户观看。

当用户由于某种原因如欠费等无权观看广播业务时，PON逻辑器件就下发命令关闭第二个PD，使其停止工作，这样非法用户就无权再观看广播业务，从而实现了可控的广播业务。

除了上述的通过PON逻辑器件控制第二个PD的运行之外，还有一种简单的方式也可以实现对广播业务的管理：两个PD一直持续的工作，当用户无权观看广播业务时，PON逻辑器件就过滤掉广播业务的数据，不将广播业务数据传输给下一级装置。

Claims (12)

1、一种复用解复用装置，其特征在于，所述的装置包括：

粗波分器件，用来将输入的光信号中的特定波长的光信号与非特定波长的光信号分离；

波分器件，用来将所述的粗波分器件分离出的非特定波长的光信号波分的在其各个输出端口上输出；

分功率器件，用来对所述的粗波分器件分离出的特定波长的光信号进行功率分割，分割成多份特定波长的光信号后通过合波器同时在所述的波分器件的各个输出端口上输出；

合波器，用来将所述的分功率器件分割出的多份特定波长的光信号与所述的波分器件各个输出端口输出的光信号混合。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的特定波长的光信号承载广播信号。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的非特定波长的光信号承载单播数据。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的波分器件为阵列波导光栅AWG。

5、一种应用权利要求1所述的装置的系统，其特征在于，所述的系统包括：

光线路终端OLT，用来将非特定波长的光信号和特定波长的光信号复用成混合光信号后传输到复用解复用装置；

复用解复用装置，用来将所述的OLT输入的特定波长的光信号进行功率分割后同时在其各个输出端口上输出，并且用来将所述的OLT输入的非特定波长的光信号波分的输出在其各个输出端口上；

ONU，用来接收所述复用解复用装置对应的输出端口输出的非特定波长的光信号和对应的特定波长的光信号后进行后续处理。

6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述的ONU具体包括：

用于接收承载了广播信号的光信号后进行光电转换的光敏二极管PD；

用于接收承载了用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD；

无源光网络PON逻辑器件，用于根据OLT的指令控制所述的接收承载了用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD的开启或者关闭。

7、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述的ONU具体包括：

用于接收承载了广播信号的光信号后进行光电转换的光敏二极管PD；

用于接收承载了用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD；

无源光网络PON逻辑器件，用于根据OLT的指令过滤所述的承载了广播业务的光信号。

8、一种应用权利要求1所述的装置的方法，其特征在于，所述的方法包括如下的步骤：

a、OLT将非特定波长的光信号和特定波长的光信号复用成混合光信号后传输到复用解复用装置；

b、所述的复用解复用装置将所述的OLT输入的特定波长的光信号进行功率分割后同时在其各个输出端口上输出，并将所述的OLT输入的非特定波长的光信号波分的输出在其各个输出端口上；

c、ONU接收所述复用解复用装置对应的输出端口输出的非特定波长的光信号和对应的特定波长的光信号后进行后续处理。

9、一种ONU，其特征在于，所述的ONU具体包括：

用于接收承载了广播信号的特定波长的光信号后进行光电转换的光敏二极管PD；

用于接收承载了下行用户单播数据非特定波长的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD；

PON逻辑器件，用于根据OLT的指令控制所述的接收承载了下行用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一光敏二极管PD的开启或者关闭。

10、根据权利要求9所述的ONU，其特征在于，还包括：

粗波分器件，用来分离所述的特定波长的光信号和非特定波长的光信号，将所述的特定波长的光信号输出到所述的PD进行光电转换，将所述的非特定波长的光信号输出到所述的另一PD进行光电转换。

11、一种ONU，其特征在于，所述的ONU具体包括：

用于接收承载了广播信号的特定波长的光信号后进行光电转换的PD；

用于接收承载了用户单播数据的光信号后进行光电转换的另一PD；

PON逻辑器件，用于根据OLT的指令过滤所述的承载了广播业务的特定波长的光信号。

12、根据权利要求11所述的ONU，其特征在于，还包括：

粗波分器件，用来分离所述的特定波长的光信号和非特定波长的光信号，将所述的特定波长的光信号输出到所述的PD进行光电转换，将所述的非特定波长的光信号输出到所述的另一PD进行光电转换。

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