CN2355501Y - 光纤接入网中的光分支器 - Google Patents

Abstract

一种光纤接入网中的光分支器，主要包括主干处理单元和分支处理单元。主干处理单元对主干光纤输入的信号做分接的处理，并以码速一致的通道信号与分支处理单元相连，分支处理单元将来自主干处理单元的通道信号复接到分支光纤上，从而实现光路的分支。本实用新型具有电路简单，接口灵活，价廉等优点，可以直接与现有组网设备结合以实现复杂拓朴结构(如树型、环型带分支)的网络组建。

Description

光纤接入网中的光分支器

本实用新型涉及电信网络、传输、光纤通信，具体地说，涉及一种用于光纤组网的分支节点技术。

电信业的高速发展，给电信网络的组网能力提出了新的要求，要求能方便、灵活地实现光路的分支，传统的组网技术(主要是链型拓朴网和环型拓朴网)已很难满足新的要求。随着光纤通信的飞速发展，许多地区都已铺设了相当数量的光缆，而这些已经铺设的光缆组成的拓朴结构往往都不是简单的链型结构或环型结构，其中大量采用如图1所示以光节点101组成的树型结构和如图2所示以光节点201组成的带有或多或少分支的环型结构。传统的链型组网和环型组网难以应用于这种复杂的网络拓朴，在组网的灵活性和经济性方面都不尽如人意。这一点在光纤接入网的应用中显得特别突出，因为组网的灵活性和经济性是接入网的两个重要的指标。

目前，通常以无源光分支器(图3所示302)来实现接入网中的光路分支功能，此项技术的主要缺点在于：

(1)、把主干光纤信号功率在各光纤分支间进行分配，从而限制了信号的传输距离，或者提高了对光纤网络单元ONU(303)接收设备灵敏度的要求；

(2)、主干光纤中的下行信号可采用连续信号，对于上行信号，采用的是一种特殊的TDMA方式，简单说来，每个光纤网络单元光纤网络单元ONU只在某一时段发送信号，以避免各光纤分支信号在光分支器处冲突，这种结构要求对每个光纤网络单元ONU进行管理，同时也使得光纤线路终端OLT(301)接收单元和光纤网络单元ONU发送单元的电路结构相当复杂；

(3)、接入网中仅用无源光分支器时，因为管理复杂，实际可能采用的网络结构局限于链型或星型等简单的拓朴结构；

(4)、为了避免串扰，各光纤网络单元ONU发送的信号中都需要有一段给光纤线路终端OLT作提取时钟用，并且各光纤网络单元ONU的信号之间还需要留有一段空隙，造成资源浪费。

本实用新型的目的在于提供一种用于光纤接入网的分支装置，该装置克服了上述无源光分支器中的问题，电路简单、接口灵活，可以直接用于现有的组网设备，使原来只能组简单的链型网的设备具有组树型拓朴结构网络的能力，使原来仅能组环型网的设备具有组带分支结构的环型网的能力，从而显著地提高设备组网的灵活性和组网的经济性。

上述目的是这样实现的：通过光电/电光转换单元(OE/EO)与主干光纤以及分支光纤相连的光分支器，包括经所述光电/电光转换单元(OE/EO)与主干光纤相连的主干处理单元(MPU)，以及多个经所述光电/电光转换单元(OE/EO)和光纤分支相连的、与所述主干处理单元(MPU)功能相同的分支处理单元(BPU)，所述主干处理单元(MPU)与所述分支处理单元(BPU)之间用信号线连接；

所述主干处理单元(MPU)包括交叉网络和为所述交叉网络提供帧定位和定时信号的帧同步控制单元；所述交叉网络、同步控制单元同时与所述光电/电光转换单元(OE/EO)连接，所述交叉网络与所述帧同步控制单元之间用信号线连接；所述交叉网络包括若干个级联的交叉单元(CXU)，每个所述交叉单元(CXU)用于完成从高速电信号中交叉出一个所述通道信号；

所述光分支器以采用特定帧结构的光信号为其输入/出信号。

按照本实用新型提供的光分支器还包括线路接口(LIU)以及与所述主干处理单元(MPU)相连的码速变换单元(BMR)，所述码速变换单元(BMR)另一端经所述线路接口(LIU)为该装置提供一个E1或T1接口。

因此，本实用新型装置的优点在于克服了光纤接入网中仅采用无源分光器时传输距离受限、收发电路复杂、难以实现复杂的网络拓朴结构等缺点，具体说来：

(1)、该装置依用户设计，将某一/几个通道信号功率全部转移到指定的光分支上，不存在分配功率的问题，对输入光信号进行了分接、下路、复接、上路处理后经所述光电/电光转换单元OE/EO单元重新输出，保证和提高了输出光功率，因而大大提高了传输距离；

(2)、该装置的上行、下行信号都采用连续信号，因而电路结构简单，也易于管理；

(3)、该装置结构简单，接口灵活，可以直接与现有的组网设备组合实现复杂拓朴结构(如树型、环型带分支等)的网络组建，并且价格低廉。

现结合附图详细说明本实用新型装置的实施例，诸附图中相同标号表示相同的部件或端。

图1是一般树形结构的光纤网络示意图；

图2是一般环形分支结构的光纤网络示意图；

图3是以无源光分支器在接入网中实现光路分支的示意图。

图4是本实用新型装置一个实施例的组成方框图；

图5是图4中所示主干处理单元MPU的组成方框图；

图6A是图5中所示帧同步控制单元的结构图；

图6B是图6A中所示收时钟分频电路图；

图6C是图6A中所示信码提取电路图；

图6D是图6A中所示误码判断电路图；

图6E是图6A中所示同步搜索和同步判断电路图；

图6F是图6A中所示扣除脉冲产生电路图；

图6G是图6A中所示收发时钟相位锁定电路图；

图6H是图6A中所示发时钟分频电路图；

图6I是图5中所示定时信号产生电路图；

图7A是图5中所示交叉连接单元CXU的电路图；

图7B是图7A中所示二选一电路的一个实例电路图；

图8是用本实用新型装置构成二次分支的一个实例；

图9是用本实用新型装置构成光纤环分支的一个实例。

参见图4，该图示出以对外接口为E1，光纤上传输速率为67.584Mbps为例的本实用新型一个实施例的基本组成。由图可知该装置主要包括光电/电光转换单元OE/EO401，主干处理单元MPU402，分支处理单元BPU403，以及码速变换单元BMR404和线路接口LIU405。该装置的输入/输出光信号均采用如下特定的帧结构：

B1    B2    B3    B4    B5    B6    B7    H

B8    B9    B10   B11   B12   B13   B14   C1

B15   B16   B17   B18   B19   B20   B21   U

B22   B23   B24   B25   B26   B27   B28   C2其中B1 ，2，……，B28是28个2.112M的通道信号(每个作为光接入网的2.048M接口信号经过码速调整，变换为速率一致的2.112M通道信号)，H是复合帧同步通道，由以下内容组成：

F1    GW    F2    SP1   F3    SP2    F4   SP3其中F1F2F3F4为帧同步字(1001)，GW为公务信道，SP1、SP2、SP3的用法此处不予以规定，C1、C2是误码检测通道，U通道可作为B通道或暂时不用；此种帧结构中，H通道是基准通道，每个2.112M通道在所述帧结构中相对H通道有固定位置，由帧同步信号确定H通道后即可确定每个B通道位置，从而可进行直接的处理(上路，下路，复接，分接)，此处需说明一下；显然该帧结构中诸通道信号的绝对位置做任意变换时，每个通道在帧结构中仍具有确定的相对位置。该装置能同时处理两个方向四根光纤上的信号，两个方向均采用所述帧结构的光信号在经光电/电光转换单元401变换后与主干处理单元402相连，在主干处理单元中进行直接的分接、下路处理，再以若干个一致的2.112M通道信号与每个分支处理单元403相连。每个分支处理单元按所述帧结构产生的67.584M电信号经光电/电光转换单元与分支光纤相连。对于来自分支光纤的信号，分支处理单元403作类似于主干处理单元的处理，分接下2.112M通道信号，主干处理单元402再按所述帧结构将所有的2.112M通道信号复接到67.584M码流中指定位置，通过所述光电/电光转换单元OE/EO连接到主干光纤上。主干处理单元MPU402还可以通过2.112M通道信号接口与码速变换单元BMR404单元、线路接口LIU405单元相连为本装置提供E1接口。需要说明一下，本装置用于树形分支或其他特定需要时，主干光纤可以只用一个方向两根光纤。

图5给出图4中所示主干处理单元的组成方框图，它由交叉网络501和帧同步控制单元502组成，来自主干光纤经光电/电光转换单元变换后的67.584M电信号同时被送到这两部分501、502。其中交叉网络由若干个级联的交叉连接单元CXU503(将在图7A中详述)组成，每个交叉连接单元CXU从67.584M高速码流中交叉出一个2.112M通道信号，交叉连接单元CXU的数目可以根据需要加以设计和配置，在本装置中，每帧含28个B通道，因此最多只需要28个交叉连接单元CXU，考虑到实际情况(每个光分支只需要分接下少数的几个通道信号)，设计交叉连接单元CXU数目为8个。

帧同步控制单元502为交叉网络501提供帧定位和定时信号，其结构如图6A所示，由收时钟分频电路601、信码提取电路602、误码判断电路603、同步搜索和同步判断电路604、扣除脉冲产生电路605、收发时钟相位锁定电路606、发时钟分频电路607、误码插入电路608、同步码合成电路609组成。67.584M收时钟经如图6B所示的收时钟分频电路601(图6中，CK68R为收时钟，CUTA由扣除脉冲产生电路605提供)产生各单元所需的时钟信号和控制信号67.584M的输入信号SHR经信码提取电路602提取出信码(RC2、RC1、RU、RH)后，RC2和RC1送给如图6D所示的误码判断电路603，RH送给同步搜索和同步判断电路604得到同步搜索信号FPN和同步判断信号LFA，LFA和FPN还送给如图6F所示的扣除脉冲电路605(/CK264和CK34RT由收时钟分频电路601给出)，在失步时，该电路给出扣除脉冲信号CUTA，CUTA对收时钟分频电路进行调整。为保证67.584M信号的收发保持稳定的相位关系，收时钟的分频电路601还通过如图6G所示的收发时钟相位锁定电路606(各输入均由收时钟分频电路提供)产生一控制信号POL，送给如图6H所示的发时钟分频电路607，产生发送电路所需的时钟信号、控制信号。该电路产生的时钟信号经如图6I所示的定时信号产生电路产生交叉网络所需的定时信号(T4、T3、T2、T1、T0)。在发送电路的时钟信号和控制信号控制下，经交叉网络上路复接的67.584M信号经同步码合成、误码插入后输出。信码提取电路如图6C所示，LD6由分频电路给出，在LD6控制下，移位寄存器顺次读出输入信号中H、C1、U、C2通道信号，经触发器输出，RC2、RC1为误码检测码，RU暂时未用，RH为复合帧同步码。同步搜索和同步判断电路如图6E所示，首先由移位寄存器读出8位帧同步码FBi(i＝0-7)，根据FB1、FB3、FB5、FB7进行同步搜索，得到搜同步信号FPN，连续四次搜索到复合帧同步信号，判断为同步；同步后，连续四次未搜索到复合帧同步信号，判断为失步；同步信号LFA，失步信号/LFA。

交叉连接单元CXU的具体实现如图7A，由该图可见，交叉连接单元CXU主要包括产生分插控制信号DCS的寄存器701和比较器702，以及若干个构成分插单元和回插单元的D触发器707、708、709、710和二选一电路703、704、705、706。根据用户设计，将需要取下的道通号写入寄存器701中，寄存器的值(5位，因为通道号最大为32，故寄存器的值只有后5位有效)和来自帧同步控制单元的定时信号Ti(i＝0-4)在比较器702中比较后，产生一个分插控制信号DCS，二选一电路703以D触发器707的输出和67.584M信号为其输入，输出与D触发器707的输入相连，构成一分插单元，类似地，二选一电路704和D触发器708构成一回插单元，在分插控制信号控制下，分插单元从67.584M高速电信号中取出一个指定的2.112M信号，回插单元把上行的2.112M信号回插在指定位置上，完成从高速码流中交叉一个2.112M信号，二选一电路705、706和D触发器709、710对另一方向的67.584M信号进行2.112M信号的分插和回插。图7B给出一个具体的二选一电路，在控制信号的控制下，电路从输入1、2中选择一个输出。

本装置中可以分出的光分支数，BPU和MPU相连的2.112M通道数以及提供的E1接口数，都可以根据需要灵活地设计和配置。同时，对于84.48Mbps或其他速率的光信号，或者T1接口，本装置同样适用。

本装置主要实现分支功能，采用本装置可以灵活地用现有设备进行组网。图8示出本实用新型光分支器FOS801只用一对主干光纤时，构成的二次分支树形网；图9示出本实用新型光分支器FOS901用两对主干光纤实现的环形网带光路分支。将两种结构加以组合，并改变本装置中的分支数，可以构成同时综合几种拓朴结构的光纤网。

以上虽已结合实施例描述了本实用新型装置的组成，但显然本实用新型保护范围不局限于此，而是由包含本领域技术人员可能作出的所有显而易见变动的权利要求来确定。

Claims (8)

1、一种光纤接入网中的光分支器，通过光电/电光转换单元(401)与主干光纤以及分支光纤相连，其特征在于：所述光分支器包括通过所述光电/电光转换单元(401)与主干光纤相连的主干处理单元(402)，以及多个通过所述光电/电光转换单元(401)和光纤分支相连的、与所述主干处理单元(402)功能相同的分支处理单元(403)；所述主干处理单元(402)与所述分支处理单元(403)之间用信号线连接；

所述主干处理单元(402)包括交叉网络(501)和为所述交叉网络(501)提供帧定位和定时信号的帧同步控制单元(502)；所述交叉网络(501)、同步控制单元(502)同时与所述光电/电光转换单元(401)连接，所述交叉网络(501)与所述帧同步控制单元(502)之间用信号线连接；

所述交叉网络(501)是包括若干个级联的交叉单元(503)，每个所述交叉单元(503)用于完成从高速电信号中交叉出一个通道信号与分支处理单元(403)相连；

所述光分支器以采用特定帧结构的光信号为其输入/出信号。

2、如权利要求1所述的光纤接入网中的光分支器，其特征在于：所述光分支器还包括线路接口(405)以及与所述主干处理单元(402)中的交叉单元(503)相连的码速变换单元(404)，所述码速变换单元(404)另一端经所述线路接口(405)为该装置提供一个E1或T1接口。

3、如权利要求1所述的光纤接入网中的光分支器，其特征在于：所述帧结构具体包括：帧同步码、误值码检测码、信息码，所述帧同步码为基准字码，每个所述信息码在帧结构中相对于所述帧同步码有相对固定的位置。

4、如权利要求2或3所述的光纤接入网中的光分支器，其特征在于：所述主干处理单元(402)对采用所述帧结构的主干光纤信号经所述光电/电光转换单元(401)转换成的电信号进行直接的复接、分接、上路、下路处理，再以一致的通道信号与所述分支处理单元(403)或所述码速变换单元(404)相连。

5、如权利要求1所述的光纤接入网中的光分支器，其特征在于：所述交叉单元(503)由分插单元、回插单元以及产生分插控制信号的寄存器(701)和比较器(702)组成，所述寄存器(701)中存储用户写入的信号，该信号与所述帧同步控制单元(502)产生的定时信号在所述比较器(702)中经比较产生分插控制信号。

6、如权利要求5所述的光纤接入网中的光分支器，其特征在于：所述分插单元由第一选择电路(703)和第一触发器(707)组成，从高速电信号中分接下一个通道信号，所述第一选择电路(703)以所述第一触发器(707)的输出和高速电信号为其输入，其输出与所述第一触发器(707)的输入相连。

7、如权利要求5所述的光纤接入网中的光分支器，其特征在于：所述回插单元由第二选择电路(704)和第二触发器(708)组成，将一个通道信号回插到高速电信号帧结构中的指定位置，所述第二选择电路(704)以通道信号和高速电信号为其输入，其输出与所述第二触发器(708)的输入相连。

8、如权利要求1所述的光纤接入网中的光分支器，其特征在于：所述帧同步控制单元包括收时钟分频电路(601)、信码提取电路(602)、误码判断电路(603)、同步搜索和同步判断电路(604)、扣除脉冲产生电路(605)、收发时钟相位锁定电路(606)、发时钟分频电路(607)、误码插入电路(608)和同步码合成电路(609)，以及交叉网络(501)所需的定时信号的产生电路。

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