專利名稱：波分時分混合無源光網絡的制作方法
技術領域：
本發明涉及光纖通信技術領域，特別是涉及無源光網絡(PON)接入技術。
背景技術：
隨著因特網與寬帶接入技術的發展，大量數據下載業務與視頻點播業務愈來愈多地被用戶所使用。這對接入網有了更高的要求。目前，由于受到帶寬、組網靈活性、安全性和網絡管理成本上的限制，高質量、多業務的傳輸在網絡中受到了阻礙。在光器件和光復用技術越來越多的用于接入網后，寬帶接入將有實質性的改善。目前有很多種接入方式，非對稱用戶數字線(ADSL)、混合光纖電纜接入網(HFC)和無源光接入網(PON，Passive Optical Network)。其中，無源光網絡(PON)是解決FTTB、FTTC以及FTTH的最有前途的方案。
PON系統是由光線路終端OLT(Optical line terminal)、光分配網ODN(Optical Distribution Network)和光網絡單元ONU(Optical networkunit)三部分組成，如圖1所示。光線路終端101位于根節點，負責接入各種服務業務。OLT將用戶需求的業務整體送給光分配網102，同時接收處理ODN傳過來的用戶數據。換句話說，在下行方向，OLT提供面向無源光網絡的光接口；在上行方向，它提供業務接口。OLT支持多種協議，包括異步傳輸模式，幀中繼和SDH/SONET。OLT還可以通過E1接口實現TDM(Time-DivisionMultiplexing，時分復用)話音接入。在網管方面，OLT是主控中心，負責網絡管理。ODN是連接OLT與ONU 103的無源設備(參見圖1)。它用來將OLT發來的業務分配給各個ONU，因此叫做光分配網。這部分網絡是不用供電的，可以將相關設備放在路邊的配線箱里或者大樓的某個角落，維護相當方便。ONU為用戶提供接口，它與ODN相連。它的作用是緩存語音、數據和視頻并對信號進行光電和電光轉換。OLT通過ODN與ONU相連，可以靈活組成星型、樹型、總線型以及混合型網絡。
基于不同復用技術的PON目前有兩種，基于時分復用的無源光網絡，如圖2和基于波分復用的無源光網絡，如圖3。基于時分復用的無源光網絡，如圖所示，所有節點在時間上共享帶寬，成本優勢明顯，但容量不夠大，其所具有的通道(CH)數就等于所覆蓋的光網絡單元(ONU)的數量。基于波分復用的無源光網絡，每一個光網絡單元有獨立的上下行波長，波長數與容量成正比。因此容量是時分復用無源光網絡無法比擬的，但是也由此帶來了成本的增加。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供一種波分時分混合的無源光網絡，用于在保證傳輸容量的前提下，降低成本。
為了實現上述目的，本發明提供了一種波分時分混合的無源光網絡，包括用于發送和接收業務數據的光線路終端，通過光纖與光分配網連接，該光線路終端中包括N個發送器，用于將業務調制為N種不同波長的信號后進行發送，還包括第一合分波器，下行時用于對發送器發出的N種不同波長的信號進行合波后耦合到光纖上，傳輸給光分配網；光分配網，包括第二合分波器，用于在下行時分離所述N種不同波長的信號；若干光網絡單元，依次通過光纖與光分配網連接，下行時接收來自光分配網的信號；其特征在于，還包括上述若干光網絡單元，在上行時，采用時分復用的方法將上行波長信號發送給光分配網中的耦合器；上述光分配網中還包括若干耦合器，用于在下行時分別接收上述第二合分波器分離出的信號，并傳送給對應的光網絡單元，在上行時，耦合上述各光網絡單元發出的上行波長信號，傳送給上述第二合分波器；上述第二合分波器在上行時耦合得到的上行波長信號至光纖中并傳送給上述光線路終端；上述光線路終端中包括上述第一合分波器，在上行時，用于從光纖中分離出上行波長信號；還包括一個接收器，上行時，用于接收上述第一合分波器分離出的上行波長信號。
所述的第二合分波器與若干耦合器可呈星型或樹狀拓撲結構設置。
所述的光線路終端中的N個發送器為N個具有不同波長的激光器。
所述的耦合器為1∶M耦合器，可至多與M個光網絡單元連接。
本發明在保證傳輸容量的前提下，降低了組網成本。
圖1是現有技術中PON的結構圖示意圖；圖2是現有技術中基于時分復用的無源光網絡的結構示意圖；圖3是現有技術中基于波分復用的無源光網絡的結構示意圖；圖4是本發明的具體結構示意圖；圖5是第一實施例的結構示意圖；圖6是第二實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明針對上下行的帶寬需求，提出一種波分時分混合的無源光網絡Hybrid-PON，簡稱H-PON。它的特點是下行傳輸采用波分復用，上行傳輸采用時分復用。由于波分復用的容量較大，本發明保證了下行的帶寬需求，同時又由于上行數據量不大，則上行采用時分復用可以節省成本，這樣就將波分時分根據實際情況結合起來，盡可能的發揮各自的優勢。本發明使用N路下行波長，1路上行波長。上下行容量比為1∶N。
本發明的具體結構示意圖，請參見圖4。由于下行時采用了波分復用，因此光線路終端401中包括有N個發送器，分別為TX1、TX2……TXn。該N個發送器為N個具有不同波長的激光器，用于將業務調制到不同的波長(λ1、λ2……λn)上。由此而得到的N種不同波長信號被傳送給第一合分波器404。該第一合分波器404用于將該N種波長的光信號通過波分復用的方式，耦合到一根光纖405上，并傳送給光分配網402。波分復用即是在一根光纖上不只是傳送一個載波，而是同時傳送多個波長不同的光載波。這樣一來，原來在一根光纖上只能傳送一個光載波的單一信道就變為可傳送多個不同波長光載波的信道，從而使得光纖的傳輸能力成倍增加。
光分配網402用于將所接收到的業務，分配給各個光網絡單元。由圖4可知，光分配網402包括第二合分波器406以及多個耦合器407。當λ1——λn這N種不同波長的光信號通過光纖405傳送到光分配網402時，首先通過第二合分波器406將所需要的波長分離出來，實現解復用的過程。這時，原先復用在一根光纖上的λ1——λn這N種不同波長的光信號被分離開來，并且每一路波長又分別傳送給一個耦合器407。該耦合器407為1∶M耦合器，可將每一路波長的光信號分配給連接于該耦合器407的最多M個光網絡單元403。這樣，在用戶側的光網絡單元接收來自光分配網的光信號，將其進行光電轉換，轉換成電信號后傳輸給與該光網絡單元連接的網絡終端，則下行的傳輸過程結束。在本發明中，在下行方向，N種波長的光信號可分配給N×M個光網絡單元，可比單純采用時分復用的方式多覆蓋(N-1)×M個光網絡單元，極大的提高了用戶數量。
在上行方向，本發明采取時分復用的方式，每一個光網絡單元403在光線路終端401分配的時隙里，將通過電光轉換后獲得的光信號發送給對應的耦合器。這樣，多路光信號被眾多耦合器最終合為一路，即λ0，所有光網絡單元共享一個上行通道。隨后，λ0被傳送到第二合分波器406，第二合分波器406耦合該上行波長信號到光纖405。通過光纖的傳輸，該上行波長信號被傳送至光線路終端401。其中的第一合分波器404分出該上行波長信號，則光線路終端中的接收器RX接收該上行波長信號，從而完成了此次上行通信。由于上行的數據量要遠低于下行的數據量，因此如本發明的上行采用時分復用方式，可在滿足傳輸要求的前提下，節約成本。
以下通過兩個實施例進一步對本發明的技術方案進行描述。如圖5所示為本發明第一實施例的結構示意圖。該實施例具有星形拓撲結構。如圖所示，互聯網、語音、互動視頻、廣播視頻等業務將通過光線路終端501發送給光分配網502。光線路終端501具有8個發送器(TX1、TX2……TX8)，可將業務調制到8種不同的波長上，即具有8個下行波長。同時還具有一個接收器RX，可接收一個上行波長，整個系統一共使用了9個波長。8路下行業務波長通過第一合分波器504復用為一路，利用光纖505傳輸一定距離后到達光分配網502。當用戶群比較密集時，光分配網502可以設置在離用戶群比較近的地點，這樣所有用戶側的光網絡單元503都連接到光分配網這個中心點上，形成星形的拓撲結構，可以進一步縮短傳輸距離，降低網絡成本。
下行業務波長到達光分配網502后，8路波長被第二合分波器506分離出來，輸送到8個耦合器507里面。每一個耦合器傳一路波長到若干個光網絡單元。光網絡單元將下行光信號轉換為電信號送到用戶設備，下行傳輸結束。上行階段，用戶設備傳給光網絡單元電信號，光網絡單元503將該電信號轉換成波長為λ0的光信號作為上行通道。每一個光網絡單元503在光線路終端501分配的時隙里發出光信號，即通過時分復用的方式，每一個光網絡單元的上行業務通過若干個耦合器逐級匯聚，并利用第二合分波器506，將λ0送入主干通道，即光纖505，傳輸到光線路終端501。光線路終端的第一合分波器504分出λ0，λ0被RX接收，上行傳輸結束。
如圖6所示為本發明第二實施例的結構示意圖。該實施例具有樹狀拓撲結構。其通信過程和上一實施例是一樣的，不同的是，樹狀拓撲根據用戶群所處地理位置的不同，按距離光線路終端的遠近，依次下路用戶波長。
這種拓撲比較適合用戶群比較分散的情況。圖中假設λ1和λ2通過第二合分波器606下路到離光線路終端601最近的光網絡單元，其它波長業務繼續傳輸。由于用戶群比較分散，第三合分波器設置在離其余的一部分用戶較近的地方，并與第二合分波器606連接。則λ3至λ8被傳送到第三合分波器608之后，相應下路了λ3至與第三合分波器相連的光網絡單元，而λ4至λ8繼續向下傳輸。重復以上的設置，直至利用第N合分波器609將光信號送至所有的用戶，則下行通信結束。光接收端的每一個合分波器為一個結點，組成了樹狀的拓撲結構。
上行過程同樣是通過時分復用的方式，由各個光網絡單元603將該電信號轉換成波長為λ0的光信號作為上行通道。每一個光網絡單元的上行業務通過若干個耦合器逐級匯聚為一路，最終通過第二合分波器606進入主干通道，即光纖605，傳輸到光線路終端601。光線路終端的第一合分波器604分出λ0，λ0被RX接收，上行傳輸結束。
上述各實施例只用以說明本發明的特點，使本領域的普通技術人員能了解本發明的內容并據以實施，并非用于限定本發明的范圍，故凡未脫離本發明的范圍而完成的等效修改，仍包含在以下所述的權利要求書中。
權利要求
1.一種波分時分混合的無源光網絡，包括用于發送和接收業務數據的光線路終端，通過光纖與光分配網連接，該光線路終端中包括N個發送器，用于將業務調制為N種不同波長的信號后進行發送，還包括第一合分波器，下行時用于對發送器發出的N種不同波長的信號進行合波然后耦合到光纖上，傳輸給光分配網；光分配網，包括第二合分波器，用于在下行時分離所述N種不同波長的信號；若干光網絡單元，依次通過光纖與光分配網連接，下行時接收來自光分配網的信號；其特征在于，還包括所述若干光網絡單元，在上行時，采用時分復用的方法將上行波長信號發送給光分配網中的耦合器；所述光分配網中還包括若干耦合器，用于在下行時分別接收所述第二合分波器分離出的信號，并傳送給對應的光網絡單元，在上行時，耦合所述各光網絡單元發出的上行波長信號，傳送給所述第二合分波器；所述第二合分波器在上行時耦合得到的上行波長信號至光纖中并傳送給所述光線路終端；所述光線路終端中包括所述第一合分波器，在上行時，用于從光纖中分離出上行波長信號；還包括一個接收器，上行時，用于接收所述第一合分波器分離出的上行波長信號。
2.如權利要求1所述的波分時分混合的無源光網絡，其特征在于，該第二合分波器與若干耦合器呈星型或樹狀拓撲結構設置。
3.如權利要求1所述的波分時分混合的無源光網絡，其特征在于，該光線路終端中的N個發送器為N個具有不同波長的激光器。
4.如權利要求1所述的波分時分混合的無源光網絡，其特征在于，該耦合器為1:M耦合器，可至多與M個光網絡單元連接。
全文摘要
本發明提供一種波分時分混合的無源光網絡，包括光線路終端，包括N個發送器，還包括第一合分波器；光分配網，包括第二合分波器；若干光網絡單元，通過光纖與光分配網連接；該光線路終端包括一接收器，用于接收第一合分波器分離出的上行波長信號；該光分配網中包括若干耦合器，下行時分別接收第二合分波器分離出的信號，并傳送給對應的光網絡單元，上行時，時分復用各光網絡單元發出的上行波長信號，傳送給第二合分波器；第二合分波器上行時耦合得到的上行波長信號至光纖中并傳送給光線路終端；光網絡單元上行時將用戶設備發出的電信號轉換為特定波長的上行波長信號，發送給對應的耦合器。本發明在保證傳輸容量的前提下，降低了組網成本。
文檔編號H04B10/213GK101079673SQ20061001197
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月24日 優先權日2006年5月24日
發明者葉兵, 遲海明 申請人:中興通訊股份有限公司