CN204993716U - 一种新型波分复用三网融合光纤到户系统 - Google Patents
一种新型波分复用三网融合光纤到户系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型的提供一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，采用数据光线路终端(OLT)和波分复用器(WDM)传输结构模式，并结合运用EPON技术及波分复用技术，将电话网络、电视广播网络和互联网整合成为统一，可扩展的、高效的信息通信网络进行数据传输，以利于网络资源的共亨，避免低水平网络的重复性建设，从而建设降低成本，形成适应性广、集成度高、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。
Description
技术领域
本实用新型涉及三网融合光纤到户系统的技术领域，尤其是一种新型波分复用三网融合光纤到户系统。
背景技术
目前，电信网、电视广播网和计算机网的网络结构、技术标准和通信协议都不尽相同，三大网必须找到共同认可的网络结构、技术标准和通信协议。但可以明确一点，IP交换是可以被三网接纳的通信协议。“三网合一”的最大困难之处是接入网，它正成为制约综合宽带多媒体业务发展的“瓶颈”。
现阶段，接入网技术主要有HFC接入网技术和基于铜线的xDSL技术。
HFC是把光缆敷设到小区，然后通过光电转换节点，利用CATV的总线式同轴电缆网连接到用户，提供综合电信业务的技术，这种方式可充分利用CATV原有网络，建网快、造价低，同时由于同轴电缆的带宽较大，可作为宽带综合业务的接入平台，HFC是一种被有线电视运营机构看好的技术。但HFC的缺点在于：一是HFC采用的是模拟频分多路复用技术，而主干网络一般都采用数字技术，增加了同步、网管和信令等技术难度；二是由于采用树状拓扑结构，HFC的保密性能不够理想，上行带宽不足，同时易产生上行信号的噪声积累，即“漏斗”效应，影响话音质量；三是现在绝大多数的HFC都是单向传输的，若要同时传输话音、数据、图像等信息，必须将其改造成双向传输信道，这需要大量投资，而在现阶段，过高的成本不能被绝大多数用户所接受。
xDSL是各种类型DSL(数字用户环路)的总称，包括ADSL、HDSL、RADSL、VDSL、SDSL、IDSL等。在各种xDSL技术中，ADSL(不对称数字用户环路)技术目前是最诱人的，它是一种上行和下行传输速率不对称的技术，在一条电话线上，从电信网络提供商到用户的下行速率可以达到1.5～8Mb/s，而反方向的上行速率为16～640kb/s，最大传输距离为5.5km。
ADSL技术的优势是可充分利用现有的铜缆接入网资源，传输距离也相对较长，但铜缆接入网在提供宽带多媒体业务方面提供的带宽资源不能达到三网合一的要求，并且它的传输速率和距离相互制约，所以接入网是连接城域网/骨干网和用户驻地网的桥梁，科技的进步和经济的全球化导致社会信息化进程的加快，传统的接入技术已经远远不能满足用户的需要。因此，现有技术存在缺陷，有待该机。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述背景技术中的现有技术存在的问题，提供一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，用于解决当前“三网合一”的接入网成为制约综合宽带多媒体业务发展“瓶颈”的问题。
本实用新型描述一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，包括主要由局端设备、终端设备、波分复用器、以及第一光纤分路器用单模光纤连接组成，其中，所述的局端设备：包括电视信号输入单元、宽带网络信号输入单元，以及电话信号输入单元，其中：所述电视信号输入单元包括，电视前端箱、光纤放大器与可变光衰减器用单模光纤依次连接；所述宽带网络信号输入单元与电话信号输入单元经由一核心交换机、管理服务器与数据光线路终端(OLT)用单模光纤连接，且所述管理服务器用于控制管理新型波分复用三网融合光纤到户系统的参数、功能设置、访问控制进行管理。
优选地，所述电视前端箱主要由天线放大器、混合器、主干放大器、光发射机等组成，用于将视频信号转成光信号输出。
优选地，所述电视信号输入单元、宽带网络信号输入单元以及电话信号输入单元的引入端窜接有电涌保护器，用于限制瞬时过电压或将雷电流接地。
优选地，所述网络信号输入单元包括一网络路由器，以及所述电话信号输入单元包括一IP程控用户交换机，其中，所述网络路由器输入端与互联网相连接，所述IP程控用户交换机的输入端与电话网相连接。
优选地，所述网络路由器用于接入互联网后根据信道的情况自动选择和设定路由，并以最佳路径顺序发送信号。
优选地，所述核心交换机连接有网络路由器、IP程控用户交换机、管理服务器、数据光线路终端(OLT)，用于完成高速数据的交换，主要将经过的网络数据、语音数据、视频数据进行高速交换作用。
优选地，所述数据光线路终端(OLT)具有一上行数据接口且与核心交换机连接，用于提供外部接入网络的连接通讯；以及，一下行数据接口且与所述波分复用器(WDM)连接，用于广播方式向所述若干光网络终端(ONT)发送数据。
优选地，根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述波分复用器经由所述第一光纤分路器通过单模光纤分配光信号至若干终端设备，其中，所述波分复用器：包括一合波器，用于在发送端将不同波长的光载波合并传入单模光钎；以及，一分波器，用于在接收端将不同波长光载波分开复用，实现双向传输。
对该技术特征进一步描述，即所述波分复用器(WDM)用于在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传入单模光纤。在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以有效解决了双向传输问题，并经由所述第一光纤分路器通过单模光纤分配光信号至若干终端设备。
优选地，所述终端设备包括第二光纤分路器(MDU)与光网络终端(ONT)，其中，所述光网络终端包括第一信号输出接口、第二信号输出接口，以及第三信号输出接口；用于分配电视、网络及电话的信号输出。
优选地，所述单模光纤为中心具有玻璃芯且芯径一般为9μm或10μm的单模光纤。
有益效果是：
本实用新型的提供一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，采用数据光线路终端(OLT)和波分复用器(WDM)传输结构模式，并结合运用EPON技术及波分复用技术，将电话网络、电视广播网络和互联网整合成为统一，可扩展的、高效的信息通信网络进行数据传输，以利于网络资源的共亨，避免低水平网络的重复性建设，从而建设降低成本，形成适应性广、集成度高、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。
附图说明
图1：本实用新型的拓扑结构示意图。
具体实施方式
如图1本技术方案描述一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，包括主要由局端设备100、终端设备200、波分复用器300、以及第一光纤分路器400用单模光纤连接组成，其中，所述的局端设备100包括电视信号输入单元、宽带网络信号输入单元，以及电话信号输入单元，其中：所述电视信号输入单元包括，电视前端箱111、光纤放大器112与可变光衰减器113用单模光纤依次连接；所述宽带网络信号输入单元与电话信号输入单元经由一核心交换机122、管理服务器140与数据光线路终端(OLT)123用单模光纤连接。
进一步，所述电视前端箱主要由天线放大器、混合器、主干放大器、光发射机等组成，用于将视频信号转成光信号输出。
进一步，所述电视信号输入单元、宽带网络信号输入单元以及电话信号输入单元的引入端窜接有电涌保护器101，用于限制瞬时过电压或将雷电流接地。
进一步，所述网络信号输入单元包括一网络路由器121，以及所述电话信号输入单元包括一IP程控用户交换机131，其中，所述网络路由器121输入端与互联网相连接，所述IP程控用户交换机131的输入端与电话网相连接。
进一步，所述网络路由器用于接入互联网后根据信道的情况自动选择和设定路由，并以最佳路径顺序发送信号。
进一步，所述核心交换机122连接有网络路由器121、IP程控用户交换机131、管理服务器140、数据光线路终端(OLT)123，用于完成高速数据的交换，主要将经过的网络数据、语音数据、视频数据进行高速交换作用。
进一步，所述管理服务器140，用于对系统的参数、功能设置、访问控制进行管理。
进一步，所述数据光线路终端(OLT)具有一上行数据接口且与核心交换机连接，用于提供外部接入网络的连接通讯；以及，一下行数据接口且与所述波分复用器(WDM)连接，用于广播方式向所述若干光网络终端(ONT)发送数据。具体地，所述数据光线路终端(OLT)123是光接入网及整个EPON系统的核心部件；向上提供接入网与核心网/城域网的高速接口，向上接口与一核心交换机连接；向下提供面向无源光纤网络的一点对多点的无源光网络(PON)接口，向下接口与波分复用器(WDM)300连接，并以广播方式向各光网络终端(ONT)220发送数据。数据光线路终端(OLT)123是EPON系统的控制中心，提供网络集中和接入的功能，针对用户QOS的不同要求进行带宽分配、网络安全控制和管理配置。
进一步，根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述波分复用器经由所述第一光纤分路器通过单模光纤分配光信号至若干终端设备，其中，所述波分复用器：包括一合波器，用于在发送端将不同波长的光载波合并传入单模光钎；以及，一分波器，用于在接收端将不同波长光载波分开复用，实现双向传输。具体地，所述波分复用器(WDM)300用于在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传入单模光纤。在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以有效解决了双向传输问题，并经由所述第一光纤分路器400通过单模光纤分配光信号至若干终端设备200。
进一步，所述终端设备包括第二光纤分路器(MDU)210与光网络终端(ONT)220，其中，所述光网络终端包括第一信号输出接口221、第二信号输出接口222，以及第三信号输出接口223；用于分配电视、网络及电话的信号输出。
进一步，所述单模光纤为中心具有玻璃芯且芯径一般为9μm或10μm的单模光纤。用于用于长距离、大容量光不同载波信号同一信道传输器中。
以下为了更好理解本实用新型所涉及技术方案，如下内容为实施例中对具体设备功能作出进一步解释，以便于本领域技术人员更好理解并实施该技术方案。
具体而言，IP程控用户交换机是一种基于IP的公司电话系统，这个系统可以完全将话音通信集成到公司的数据网络中，从而建立能够连接分布在全球各地办公地点和员工的统一话音和数据网络，使用TCP/IP协议，利用包交换的原理，在以太网上实现了语音的功能，由于IPPBX建立在一个开放的标准IP上，所有的产品都遵循相同标准，互操作性强，采用IP程控用户交换机可以大大节省以前使用传统产品时维护专有设备的费用。
具体地，网络路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号，又称网关设备，当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过网络路由器的路由功能来完成。
具体地，光纤放大器是光纤通信系统中能对光信号进行放大的一种子系统产品，主要将有线电视光信号放大作用。
具体地，可变光衰减器是光纤通信中一种重要的光无源器件，通过衰减传输光功率来实现对信号的实时控制。
具体地，波分复用器又叫波分复用技术，是新一代的超高速的光缆技术，所谓波分复用技术，就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传入单模光纤，在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以双向传输问题，迎刃而解。
具体地，光纤分路器是用来实现光波能量的分路与合路的器件，它将一根光纤中传输的光能量按照既定的比例分配给两根或者是多根光纤，或者将多根光纤中传输的光能量合成到一根光纤中。
具体地，电涌保护器分别接在有线电视网引入端、互联网引入端及电话网引入端上，把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
光网络单元是系统的用户侧设备，通过无源光纤网络用于终结从光线路终端传送来的业务，与光线路终端配合，光网络单元可向相连的用户提供各种宽带服务。
光网络终端一种用于用户端的光网络终端，能从无源光网络中通过光信号接收语音，数据和视频，并以相应的格式传输到住宅及商业用户中。光网络终端应该属于光网络单元的一部分；光网络终端和光网络单元的区别在于光网络终端直接位于用户端，而光网络单元与用户间还可能有其它的网络，比如以太网。
CATV机顶盒用于将光网络单元或光网络终端输出的数字信号转换为有线电视模似信号。
网络路由器接入互联网后根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号，与核心交换机连接；IP程控用户交换机接入电话网后将语音通信集成到数据网络中，使用TCP/IP协议，利用包交换的原理，在以太网上实现语音功能，与核心交换机连接。
核心交换机通过单模光纤分别将网络路由器、IP程控用户交换机、管理服务器和数据光线路终端(OLT)连接，实现语音数据及网络数据的交换；管理服务器通过核心交换机对系统的参数、功能设置、访问控制进行管理。
数据光线路终端(OLT)是光接入网及整个无源光纤网络(EPON)系统的核心部件，相当于传统通信网中的交换机或路由器，同时也是一个多业务提供平台，一般放置在局端；数据光线路终端(OLT)向上提供接入网与核心网/城域网的高速接口，向上接口采用单模光纤与核心交换机连接；数据光线路终端向下提供面向无源光纤网络的一点对多点的无源光网络接口，向下接口采用单模光纤与波分复用器(WDM)连接，并以广播方式向各光网络单元及光网络终端发送数据。数据光线路终端(OLT)是无源光纤网络系统的控制中心，提供网络集中和接入的功能，针对用户QOS的不同要求进行带宽分配、网络安全控制和管理配置。数据光线路终端是无源光纤网络系统的控制中心，提供网络集中和接入的功能，针对用户QOS的不同要求进行带宽分配、网络安全控制和管理配置。
电视前端箱接入有线电视网后进行电视信号的接收，信号的处理和信号的控制，再将普通的视频信号转成光信号，通过单模光纤传输到光纤放大器，光纤放大器接收到有线电视光信号后将有线电视光信号放大传输到可变光衰减器，通过可变光衰减器来衰减传输有线电视光功率来实现对信号的实时控制，将有线电视光信号传输到波分复用器(WDM)；波分复用器(WDM)将接入的有线电视光信号、网络光信号、语音通信光信号载有信息，通过合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传入单根单模光纤传输到光纤分路器，在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以双向传输问题，迎刃而解；同时在一根单模光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送；光纤分路器接收到单根单模光纤中传输的光能量按照既定的比例分配给两根或者是多根单模光纤，或者将多根单模光纤中传输的光能量合成到一根单模光纤中；分配出去的光信号通过单根单模光纤以广播方式传输到多用户居住单元配线箱(MDU)或光网络单元(ONU)；电涌保护器分别接在有线电视网引入端、互联网引入端及电话网引入端上，把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏，进一步对A局端设备起到防雷电及电压过大的保护措施。
多用户居住单元配线箱(MDU)内含光纤分路器，由局端设备中光纤分路器引入一根光纤，再经多用户居住单元配线箱(MDU)分配接出一根光纤到各用户家里的光网络终端(ONT)，将各业务网络数据融合后实现光纤到户。多用户居住单元配线箱(MDU)的实际操作过程是：将接入单根单模光纤传输进来的光信号通过光纤分路器分配出去并传输至各用户的光网络终端(ONT)，光网络终端(ONT)接入由多用户居住单元配线箱(MDU)分配出来的单根单模光纤，传输的无源光网络中通过光信号接收语音、数据和视频，并以相应的格式传输到住宅及商业用户中；光网络单元(ONU)接入由光纤分路器分配出来的光信号，在传输的无源光网络中通过光信号接收语音、数据和视频，并以网络数字信号传输到住宅及商业用户中；机顶盒(CATV)将从光网络终端(ONT)或光网络单元(ONU)引入网络数字信号，通过CAT6网线连接，机顶盒将传输过来的网络数字信号转为有线电视模似信号，再接入电视机收看有线电视频道。
该新型波分复用三网融合光纤到户系统，采用数据光线路终端(OLT)和波分复用器(WDM)传输结构模式，运用EPON技术及波分复用技术，实现数据、语音及视频的综合业务接入，体现了其优越的性价比。在整个系统中数据光线路终端(OLT)是EPON系统的控制中心，而波分复用技术是新一代的超高速的光缆技术。
本实施例所指的EPON是一项采用点到多点拓扑结构、利用光纤和光无源器件进行物理层传输、通过以太网协议提供多种业务的宽带接入技术，充分结合了无源光网络技术和以太网技术的优势。
波分复用技术是新一代的超高速的光缆技术，所谓波分复用技术，就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传入单模光纤，在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以双向传输问题，迎刃而解。本系统传输上行数据通过无源光网络通道，采用波分复用技术，实现点到多点的数据传输，传输下行数据采用广播方式进行数据传输，传输不同的数据包之间不会产生干扰。“三网融合”后由光纤分路器通过一根单模光纤接出至多栋建筑的多用户居住单元配线箱(MDU)或单栋别墅的光网络单元(ONU)，再由多用户居住单元配线箱(MDU)分配接出一根单模光纤到各用户家里的光网络终端(ONT)；实现“三网融合”后光纤到户，用户只要拉一条线、或无线接入即完成通信、电视、上网等功能。
EPON技术的特点如下：
a、省主干光纤资源，一根主光纤通过无源分光器接入多根光纤；
b、建设成本和运维管理成本低，无源光网络结构在传输中使用的都是无源器件，更易于升级；
c、提供高带宽，无源光网络目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽；
d、服务范围大，无源光网络是点到多点网络，与有线电视网络的拓扑结构类似；
e、灵活分配带宽，提供端口级的SLA和QoS保证，为多业务的接入提供了良好的平台。
本实用新型利用波分复用技术的特点如下：
a、充分利用光纤的低损耗波段，增加光纤的传输容量，使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍；
b、具有在同一根光纤中，传送2个或数个非同步信号的能力，有利于数字信号和模拟信号的兼容，与数据速率和调制方式无关，在线路中间可以灵活取出或加入信道；
c、对已建光纤系统，尤其早期铺设的芯数不多的光缆，只要原系统有功率余量，可进一步增容，实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动，具有较强的灵活性；
d、由于大量减少了光纤的使用量，大大降低了建设成本、由于光纤数量少，当出现故障时，恢复起来也迅速方便；
e、有源光设备的共享性，对多个信号的传送或新业务的增加降低了成；
f、系统中有源设备得到大幅减少，这样就提高了系统的可靠性。
该新型波分复用三网融合光纤到户系统将电信网、电视广播网和计算机网整合成为统一、可扩展的、高效的信息并通过通信网络进行数据传输，以利于网络资源的共亨，避免低水平网络的重复性建设，从而降低成本，最终形成适应性广、集成度高、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：主要由局端设备、终端设备、波分复用器、以及第一光纤分路器用单模光纤连接组成，其中：
所述的局端设备：包括电视信号输入单元、宽带网络信号输入单元，以及电话信号输入单元，其中：所述电视信号输入单元包括，电视前端箱、光纤放大器与可变光衰减器用单模光纤依次连接；所述宽带网络信号输入单元与电话信号输入单元经由一核心交换机、管理服务器与数据光线路终端用单模光纤连接，且所述管理服务器用于控制管理新型波分复用三网融合光纤到户系统的参数、功能设置、访问控制进行管理。
2.根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述电视前端箱主要由天线放大器、混合器、主干放大器、光发射机等组成，用于将视频信号转成光信号输出。
3.根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述电视信号输入单元、宽带网络信号输入单元以及电话信号输入单元的引入端窜接有电涌保护器，用于限制瞬时过电压或将雷电流接地。
4.根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述网络信号输入单元包括一网络路由器，以及所述电话信号输入单元包括一IP程控用户交换机，其中，所述网络路由器输入端与互联网相连接，所述IP程控用户交换机的输入端与电话网相连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述网络路由器用于接入互联网后根据信道的情况自动选择和设定路由，并以最佳路径顺序发送信号。
6.根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述核心交换机连接有网络路由器、IP程控用户交换机、管理服务器、数据光线路终端，用于完成高速数据的交换，主要将经过的网络数据、语音数据、视频数据进行高速交换作用。
7.根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述数据光线路终端具有一上行数据接口且与核心交换机连接，用于提供外部接入网络的连接通讯；以及，一下行数据接口且与所述波分复用器连接，用于广播方式向所述若干光网络终端发送数据。
8.根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述波分复用器经由所述第一光纤分路器通过单模光纤分配光信号至若干终端设备，其中，所述波分复用器：包括一合波器，用于在发送端将不同波长的光载波合并传入单模光钎；以及，一分波器，用于在接收端将不同波长光载波分开复用，实现双向传输。
9.根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述终端设备包括第二光纤分路器与光网络终端，其中，所述光网络终端包括第一信号输出接口、第二信号输出接口，以及第三信号输出接口；用于分配电视、互联网及电话的信号输出。
10.根据权利要求1所述的一种新型波分复用三网融合光纤到户系统，其特征在于：所述单模光纤为中心具有玻璃芯且芯径一般为9μm或10μm的单模光纤。
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