CN203416267U - 一种twdm无源光网络及其光线路终端 - Google Patents

一种twdm无源光网络及其光线路终端 Download PDF

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张强
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周瑞娟
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Abstract

本实用新型公开了一种TWDM无源光网络及其光线路终端。所述光线路终端包括交换机；n个OLT，分别接收交换机发送的电信号并根据接收的电信号驱动其内部的激光器发射激光信号；阵列波导光栅AWG，分别与n个OLT光模块的光信号输出接口相连，用于将n路激光信号进行解复用；波分复用器WDM，与AWG的连接，将AWG解复用后的n路激光信号耦合后作为下行光信号输出至光纤；由光纤传入的上行光信号经WDM传送至AWG，并由AWG复用后分发至每个OLT，每个OLT内部的激光接收单元将接收的光信号转换为电信号后发送给交换机。本实用新型下行光传输速率为10*n Gbps，满足构建TWDM无源光网络的要求。

Description

一种TWDM无源光网络及其光线路终端
技术领域
本实用新型涉及光纤通信领域，尤其涉及一种TWDM无源光网络及其光线路终端。
背景技术
随着用户对网络带宽需求的不断增长，无源光网络（PON）技术已经成为目前全球各个电信运营商关注的热门技术之一，也是运营商实施“宽带提速”、“光进铜退”工程的技术基础。近几年，由美国电器和电子工程师协会（IEEE）标准化的EPON和由国际电信联盟电信标准化部门/全业务接入网论坛（ITU-T/FSAN）标准化的GPON成为FTTH的两大主流技术，并得到规模部署。为了进一步提供能力，满足高宽带业务发展的需求，IEEE和ITU-T/FSAN也分别于2009年9月和2010年6月制定完成了10Gbit/s EPON标准IEEE802.3av和XG-PON标准G.987。10Gbit/s EPON和XG-PON1的产业化已在快速进行。
随着目前交互式网络电视（IPTV）、高清晰度电视（HDTV）、网络游戏、视频业务等大流量、大宽带业务的开展和普及，每用户的带宽需求预计将以每3年一个数量级的趋势递增，从未来运营商长期发展趋势分析，每用户的带宽需求将会在50～100Mbit/s。为了满足更远期用户对带宽的需求，业界开始了后10Gbit/s PON的技术研究和标准化工作。FSAN定义了NG-PON2，目标是研究具有技术跨越性的新型PON系统，例如利用WDM、OFDM、CDMA等技术设计的多点光接入系统。NG-PON2阶段的PON系统不要求与现有EPON或GPON系统共存。
但由于国内EPON、GPON刚刚开始规模部署，且已经做了很大投入，盲目地对现有的OLT和ONU进行改造会导致严重的资源浪费，并给运营商带来巨大的成本压力。而结合TDM时分复用和WDM波分复用的TWDM-PON技术，由于其可使10Gbit/s PON、XG-PON1和GPON、WDM-P2P等多种接入技术共存与演进，且不需要改动运营商已铺设的ODN网络，在后续带宽与业务发展过程中，通过TWDM-PON的叠加即可逐步演进到NG-PON2。因此TWDM-PON技术成为无源光网络的下一个发展方向。
但现有市面上的光线路终端均无法满足构建TWDM-PON无源光网络的需要，因此研制适于TWDM无源光网络使用的光线路终端便成为一种必然趋势。
实用新型内容
针对现有市面上的光线路终端光模块均无法满足构建TWDM-PON无源光网络的现状，本实用新型提供一种能够适用于TWDM无源光网络的光线路终端及使用该光线路终端的TWDM无源光网络。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种光线路终端，包括交换机，以及
n个光线路终端光模块OLT，分别与所述交换机连接，用于分别接收所述交换机发送的电信号并根据接收的电信号驱动其内部的激光器发射激光信号；其中，n为大于2的整数；
阵列波导光栅AWG，分别与n个OLT的光信号输出接口相连，用于接收n路激光信号并将所述n路激光信号进行解复用；
波分复用器WDM，与所述AWG的连接，用于将所述AWG解复用后的n路激光信号耦合后作为下行光信号输出至光纤；
由所述光纤传入的上行光信号经所述WDM传送至所述AWG，并由所述AWG复用后分发至每个OLT，所述每个OLT内部的激光接收单元将接收的光信号转换为电信号后发送给所述交换机。
其中，所述每个OLT内部的激光接收单元包括第一激光探测器、第一限幅放大电路、第二激光探测器和第二限幅放大电路；
第一激光探测器接收第一波长光信号，并将接收的光信号转换为电信号后发送给至第一限幅放大电路，第一限幅放大电路将接收到的电信号经限幅放大后发送至所述交换机；
第二激光探测器接收第二波长光信号，并将接收的光信号转换为电信号后发送给至第二限幅放大电路，第二限幅放大电路将接收到的电信号经限幅放大后发送至所述交换机。
其中，第一波长光信号的波长为1270nm，传输速度为10.3125Gbps；第二波长光信号的波长为1310nm，传输速度为1.25Gbps。
所述每个OLT发射的激光信号的波长为1528～1564nm，且所述每个OLT发射的激光信号的波长各不相同，其中，所述每个OLT发射的激光信号之间的波长间隔为50GHz C-band DWDM波长。
所述每个OLT发射的激光信号的传输速率为10.3125Gbps。
根据本实用新型的另一方面，还提供了一种TWDM无源光网络，包括：交换机、n个光线路终端光模块OLT、第一阵列波导光栅、第一波分复用器、第二波分复用器、第二阵列波导光栅和至少一个光网络单元，其中，
所述n个光线路终端光模块分别与所述交换机连接，用于分别接收所述交换机发送的电信号并根据接收的电信号驱动其内部的激光器发射激光信号；其中，n为大于2的整数；
第一阵列波导光栅分别与n个光线路终端光模块的光信号输出接口相连，用于接收n路激光信号并将所述n路激光信号进行解复用；
第一波分复用器，与所述第一阵列波导光栅的连接，用于将第一阵列波导光栅解复用后的n路激光信号耦合后作为下行光信号输出至光纤；
经所述光纤传输的下行光信号经第二波分复用器耦合及通过第二阵列波导光栅复用后分发至所述至少一个光网络单元；
所述至少一个光网络单元发送的上行光信号经第二阵列波导光栅解复用、第二波分复用器耦合后进入所述光纤，并经由第一波分复用器耦合、第一阵列波导光栅复用后分发至每个OLT，所述每个OLT内部的激光接收单元将接收的光信号转换为电信号后发送给所述交换机。
其中，所述每个OLT内部的激光接收单元包括第一激光探测器、第一限幅放大电路、第二激光探测器和第二限幅放大电路；
第一激光探测器接收第一波长光信号，并将接收的光信号转换为电信号后发送给至第一限幅放大电路，第一限幅放大电路将接收到的电信号经限幅放大后发送至所述交换机；
第二激光探测器接收第二波长光信号，并将接收的光信号转换为电信号后发送给至第二限幅放大电路，第二限幅放大电路将接收到的电信号经限幅放大后发送至所述交换机。
第一波长光信号的波长为1270nm，传输速度为10.3125Gbps；第二波长光信号的波长为1310nm，传输速度为1.25Gbps。
所述每个OLT发射的激光信号的波长为1530～1564nm，且所述每个OLT发射的激光信号的波长各不相同，其中，所述每个OLT发射的激光信号之间的波长间隔为50GHz C-band DWDM波长。
所述每个OLT发射的激光信号的传输速率为10.3125Gbps。
由以上技术方案可知，本实用新型中的光线路终端及TWDM无源光网络包括n个光线路终端光模块，且每个光线路终端光模块发出的激光信号传输速率均为10.3125Gbps，因此n路激光信号经阵列波导光栅AWG解复用及波分复用器WDM后经由一条光纤进行传输后，下行光信号的传输速率即为10*n Gbps，从而达到构建NX10Gbps的TWDM无源光网络的要求。
附图说明
图1示出了本实用新型中TWDM无源光网络的光线路终端的结构示意图；
图2示出了本实用新型中TWDM无源光网络的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
现有的光纤骨干网采用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术实现在一根光纤中同时组合和传输不同波长的光信号，以提高网络带宽。因此本实用新型的发明人考虑到，若提高无源光网络中光线路终端的信号发送密度，并通过解复用后再经WDM技术进行传输，便会大大提高网络带宽，从而满足TWDM无源光网络系统高带宽的要求。
下面结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细说明。
图1示出了本实用新型中TWDM无源光网络的光线路终端的结构示意图。如图1所示，TWDM无源光网络的光线路终端包括交换机101、n个光线路终端光模块OLT、阵列波导光栅AWG和波分复用器WDM。其中，
n个光线路终端光模块OLT分别与交换机101连接，用于分别接收交换机101发送的电信号并根据接收的电信号驱动其内部的激光器发射激光信号。其中，n为大于2的整数。
每个光线路终端光模块OLT均包括激光发射单元和激光接收单元。
激光发射单元包括激光器及其驱动电路102。驱动电路102用以接收设置在光纤通信系统的接入网系统的中心局的交换机101传送的电信号，并根据接收到的电信号驱动激光器发射激光信号。激光器封装于10Gb/s CWTOSA103（Transmitter Optical Subassembly，光发射次模块）中。
本实施例中，各光线路终端光模块OLT中的激光器发射的激光信号的波长范围各不相同，但均在1528～1564nm范围之内。不同波长的激光信号通过不同的信道进行传输，其中，不同波长的激光信号之间的波长间隔为50GHzC-band DWDM波长。
各光线路终端光模块OLT中激光发射单元的激光器所发射的激光的波长可如下表1所示：
表1
光线路终端光模块 发射激光的频率（GHz） 发射激光的波长（nm）
光线路终端光模块 196.1 1528.77
光线路终端光模块 196.0 1529.55
光线路终端光模块 195.9 1530.33
……
光线路终端光模块n-2 191.95 1561.83
光线路终端光模块n-1 191.85 1562.64
光线路终端光模块n 191.75 1563.45
优选地，每个OLT发射的激光信号的传输速率为10.3125Gbps。
激光接收单元包括第一激光探测器、第一限幅放大电路、第二激光探测器和第二限幅放大电路。
第一激光探测器接收第一波长光信号，并将接收的光信号转换为电信号后发送给至第一限幅放大电路，第一限幅放大电路将接收到的电信号经限幅放大后发送至所述交换机101。其中，第一波长光信号的波长为1270nm，传输速度为10.3125Gbps。
第二激光探测器接收第二波长光信号，并将接收的光信号转换为电信号后发送给至第二限幅放大电路，第二限幅放大电路将接收到的电信号经限幅放大后发送至所述交换机101。其中，第二波长光信号的波长为1310nm，传输速度为1.25Gbps。
当上行光信号的波长为第一波长时，则第一激光探测器对上行光信号进行探测并探测到的第一波长光信号转换为电信号发送至第一限幅放大电路；当上行光信号的波长为第二波长时，则第二激光探测器对上行光信号进行探测并探测到的第二波长光信号转换为电信号发送至第二限幅放大电路。本实施例中的激光接收单元封装于1.25Gb/s～10Gb/s BW ROSA104（ReceiverOptical Subassembly，光接收次模块）中。
上述任一OLT进行封装后，与OLT系统设备相连接的管脚（PIN）的定义如下表2所示：
表2
Figure BDA00003664196700061
阵列波导光栅AWG分别与n个OLT的光信号输出接口相连，用于接收n路激光信号并将n路激光信号进行解复用。AWG将n路激光信号解复用后为n路激光信号分配n条输出信道。
波分复用器WDM与阵列波导光栅AWG的n条输出信道连接，用于将AWG解复用后的n路激光信号耦合后作为下行光信号输出至光纤。
由光纤传入的上行光信号经WDM传送至AWG，并由AWG复用后分发至每个OLT，每个OLT内部的激光接收单元将接收的光信号转换为电信号后发送给交换机101。
由于光线路终端光模块OLT发出的激光信号传输速率均为10.3125Gbps，因此n路激光信号经阵列波导光栅AWG解复用及波分复用器WDM后经由一条光纤进行传输后，下行光信号的传输速率即为10*n Gbps，从而达到构建NX10Gbps的TWDM无源光网络的要求。
根据本实用新型的另一方面，还提供了一种TWDM无源光网络。图2示出了本实用新型中TWDM无源光网络的结构示意图。如图2所示，TWDM无源光网络包括交换机201、n个光线路终端光模块（OLT）202、第一阵列波导光栅203、第一波分复用器204、第二波分复用器205、第二阵列波导光栅206和至少一个光网络单元207。其中，
n个光线路终端光模块202分别与交换机201连接，用于分别接收设置在光纤通信系统的接入网系统的中心局的交换机201发送的电信号并根据接收的电信号驱动其内部的激光器发射激光信号。其中，n为大于2的整数。
每个光线路终端光模块202均包括激光发射单元和激光接收单元。
激光发射单元包括激光器及其驱动电路221。驱动电路221用以接收设置在光纤通信系统的接入网系统的中心局的交换机201传送的电信号，并根据接收到的电信号驱动激光器发射激光信号。激光器封装于10Gb/s CW TOSA（Transmitter Optical Subassembly，光发射次模块）222中。
本实施例中，各光线路终端光模块202中的激光器发射的激光信号的波长范围各不相同，但均在1528～1564nm范围之内。不同波长的激光信号通过不同的信道进行传输，其中，不同波长的激光信号之间的波长间隔为50GHzC-band DWDM波长。
各光线路终端光模块202中激光发射单元的激光器所发射的激光的波长可如下表3所示：
表3
光线路终端光模块 发射激光的频率（GHz） 发射激光的波长（nm）
光线路终端光模块 196.1 1528.77
光线路终端光模块 196.0 1529.55
光线路终端光模块 195.9 1530.33
……
光线路终端光模块n-2 191.95 1561.83
光线路终端光模块n-1 191.85 1562.64
光线路终端光模块n 191.75 1563.45
优选地，每个OLT发射的激光信号的传输速率为10.3125Gbps。
激光接收单元包括第一激光探测器、第一限幅放大电路、第二激光探测器和第二限幅放大电路。
第一激光探测器接收第一波长光信号，并将接收的光信号转换为电信号后发送给至第一限幅放大电路，第一限幅放大电路将接收到的电信号经限幅放大后发送至交换机201。其中，第一波长光信号的波长为1270nm，传输速度为10.3125Gbps。
第二激光探测器接收第二波长光信号，并将接收的光信号转换为电信号后发送给至第二限幅放大电路，第二限幅放大电路将接收到的电信号经限幅放大后发送至交换机201。其中，第二波长光信号的波长为1310nm，传输速度为1.25Gbps。
当上行光信号的波长为第一波长时，则第一激光探测器对上行光信号进行探测并探测到的第一波长光信号转换为电信号发送至第一限幅放大电路；当上行光信号的波长为第二波长时，则第二激光探测器对上行光信号进行探测并探测到的第二波长光信号转换为电信号发送至第二限幅放大电路。本实施例中的激光接收单元封装于1.25Gb/s～10Gb/s BW ROSA223（ReceiverOptical Subassembly，光接收次模块）中。
第一阵列波导光栅203分别与n个光线路终端光模块202的光信号输出接口相连，用于接收n路激光信号并将n路激光信号进行解复用。第一阵列波导光栅203将n路激光信号解复用后为n路激光信号分配n条输出信道。
第一波分复用器204，与第一阵列波导光栅203的n条输出信道连接，用于将第一阵列波导光栅203解复用后的n路激光信号耦合后作为下行光信号输出至光纤。
经所述光纤传输的下行光信号经第二波分复用器205耦合及通过第二阵列波导光栅206复用后分发至至少一个光网络单元207。
本实用新型中，TWDM无源光网络中的每个光线路终端光模块202发出的激光信号传输速率均为10.3125Gbps，因此n路激光信号经阵列波导光栅AWG解复用及波分复用器WDM后经由一条光纤进行传输，因此下行光信号的传输速率为10*n Gbps，从而达到构建NX10Gbps的要求。
TWDM无源光网络中每个光线路终端光模块202进行封装后的管脚（PIN）定义与上述表2中管脚定义相同。
针对不同波长的下行光信号，TWDM无源光网络在局端分别有接收不同波长的光网络单元207ONU（Optical Network Unit）光模块，用于将各不同波长的下行光信号转化为电信号输出给各自的ONU系统设备；或者，分别将各自的ONU系统设备214发送的电信号转化成各上行光信号，在上行方向以时分多路复用（TDM）的方式，将各上行光信号通过光纤输送给第二阵列波导光栅206。
第二阵列波导光栅206解对上行光信号进行解复用、第二波分复用器205耦合后进入光纤，并经由第一波分复用器204耦合、第一阵列波导光栅203复用后分发至光线路终端的每个OLT，每个OLT内部的激光接收单元将接收的光信号转换为电信号后发送给交换机201。
由以上技术方案可知，TWDM无源光网络的光线路终端包括n个OLT光模块，且每个OLT光模块发出的激光信号传输速率均为10.3125Gbps，因此n路激光信号经阵列波导光栅AWG解复用及波分复用器WDM后经由一条光纤进行传输后，下行光信号的传输速率即为10*n Gbps，从而达到构建NX10Gbps的TWDM无源光网络的要求。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光线路终端，包括交换机，其特征在于，还包括：
n个光线路终端光模块OLT，分别与所述交换机连接，用于分别接收所述交换机发送的电信号并根据接收的电信号驱动其内部的激光器发射激光信号；其中，n为大于2的整数；
阵列波导光栅AWG，分别与所述n个OLT的光信号输出接口相连，用于接收n路激光信号并将所述n路激光信号进行解复用；
波分复用器WDM，与所述AWG的连接，用于将所述AWG解复用后的n路激光信号耦合后作为下行光信号输出至光纤；
由所述光纤传入的上行光信号经所述WDM传送至所述AWG，并由所述AWG复用后分发至每个OLT，所述每个OLT内部的激光接收单元将接收的光信号转换为电信号后发送给所述交换机。
2.根据权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述每个OLT内部的激光接收单元包括第一激光探测器、第一限幅放大电路、第二激光探测器和第二限幅放大电路。
3.根据权利要求2所述的光线路终端，其特征在于，第一波长光信号的波长为1270nm，传输速度为10.3125Gbps；第二波长光信号的波长为1310nm，传输速度为1.25Gbps。
4.根据权利要求1至3中任一所述的光线路终端，其特征在于，所述每个OLT发射的激光信号的波长为1528～1564nm，且所述每个OLT发射的激光信号的波长各不相同，其中，所述每个OLT发射的激光信号之间的波长间隔为50GHz C-band DWDM波长。
5.根据权利要求4所述的光线路终端，其特征在于，所述每个OLT发射的激光信号的传输速率为10.3125Gbps。
6.一种TWDM无源光网络，其特征在于，包括：交换机、n个光线路终端光模块OLT、第一阵列波导光栅、第一波分复用器、第二波分复用器、第二阵列波导光栅和至少一个光网络单元，其中，
所述n个光线路终端光模块OLT分别与所述交换机连接，用于分别接收所述交换机发送的电信号并根据接收的电信号驱动其内部的激光器发射激光信号；其中，n为大于2的整数；
第一阵列波导光栅分别与n个光线路终端光模块OLT的光信号输出接口相连，用于接收n路激光信号并将所述n路激光信号进行解复用；
第一波分复用器，与所述第一阵列波导光栅的连接，用于将第一阵列波导光栅解复用后的n路激光信号耦合后作为下行光信号输出至光纤；
经所述光纤传输的下行光信号经第二波分复用器耦合及通过第二阵列波导光栅复用后分发至所述至少一个光网络单元；
所述至少一个光网络单元发送的上行光信号经第二阵列波导光栅解复用、第二波分复用器耦合后进入所述光纤，并经由第一波分复用器耦合、第一阵列波导光栅复用后分发至每个OLT，所述每个OLT内部的激光接收单元将接收的光信号转换为电信号后发送给所述交换机。
7.根据权利要求6所述的TWDM无源光网络，其特征在于，每个所述OLT内部的激光接收单元包括第一激光探测器、第一限幅放大电路、第二激光探测器和第二限幅放大电路。
8.根据权利要求7所述的TWDM无源光网络，其特征在于，第一波长光信号的波长为1270nm，传输速度为10.3125Gbps；第二波长光信号的波长为1310nm，传输速度为1.25Gbps。
9.根据权利要求6至8中任一所述的TWDM无源光网络，其特征在于，所述每个OLT发射的激光信号的波长为1530～1564nm，且所述每个OLT发射的激光信号的波长各不相同，其中，所述每个OLT发射的激光信号之间的波长间隔为50GHz C-band DWDM波长。
10.根据权利要求9所述的TWDM无源光网络，其特征在于，所述每个OLT发射的激光信号的传输速率为10.3125Gbps。
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