無源光網絡及其信號的傳輸方法

專利名稱：無源光網絡及其信號的傳輸方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種無源光網絡及其信號的傳輸方法。
背景技術：
隨著網絡技術的快速發展和網絡應用的普及，網絡通訊、網絡購物以及網絡娛樂 等已經成為現代人生活的一部分，現有的接入網絡銅線(有線)系統已無法滿足這種高速 和寬帶的需求。而無源光網絡是寬帶、高速、環保和節能的寬帶接入技術，是取代現有的接 入網絡的最佳候選者，其正在被絕大多數運營商所接受并被部署，用以滿足日益增長的通 信用戶以及更快速和更好的服務需求。無源光網絡(Passive Optical Network，簡稱為PON)是一種點對多點的光纖接 入技術，可分為時分復用PON(Time DivisionMultiplexing Ρ0Ν，簡稱為TDM-PON)和波分 復用 PON(WavelengthDivision Multiplexing Ρ0Ν，簡稱為 WDM-PON)。圖 1 是根據相關技 術的時分復用PON的結構示意圖，如圖1所示，包括光線路終端(Optical Line Terminal, 簡稱為0LT)、光網絡單元(Optical NetworkUnit，簡稱為0NU)以及光分配網絡(Optical Distribution Network，簡稱為0DN)。通常是由一個OLT通過ODN的光功率分離器(可以 簡稱為分光器)連接多個ONU構成的點到多點結構。圖2是根據相關技術的波分復用PON的結構示意圖，如圖2所示，也包括0LT、0NU 和0DN。只不過其ODN是由列陣波導光柵(Array Waveguide Grating，簡稱為AWG)構成，AWG 的作用是根據光的波長對光進行分路。為了更好的減少成本，簡化庫存管理，因此，其ONU 必須是無色的，具體地，有兩種典型的0NU，一種是用可調諧的激光器(Tunable Laser,簡稱 為TL)作為發射器，另一種是用被動式發射器，它本身不能發射光，對入射到它的光加數據 后進行反射，例如，反射式半導體放大器(ReflectedSemiconductor Optical Amplifier, 簡稱為RS0A)。而其OLT也比較特別，因為其需要配備一系列不同波長的光，作為下行光來 和與其聯接ONU進行通訊，同時對于被動式0NU，還需準備一個種子光源。目前大量鋪設的是時分復用Ρ0Ν，可以解決現有低端用戶上網和通訊的需求，其上 行帶寬一般從IMbits到幾十Mbits。但是，發明人發現，對于一些高端用戶，例如，其帶寬需 要達到lGbits，時分復用PON已不能滿足其要求了，在相關技術中，通常采用點到點網絡或 波分復用Ρ0Ν，但無論采用哪種方式，都與原有的網絡是不兼容的。例如，對于純高端用戶 區，直接安置WDM-PON即可，但對于一些混合區或一些逐步升級的區域，用波分復用PON — 部到位，對運營商和用戶來說，都有些不合時宜。

發明內容
本發明的主要目的在于提供一種無源光網絡的信號的傳輸方案，以至少解決上述 相關技術中升級原有時分復用PON時采用點到點網絡或波分復用PON造成與原有網絡不兼 容的問題。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了 一種無源光網絡。
根據本發明的無源光網絡，包括波長選擇耦合器、分光器、列陣波導光柵AWG以及 多個波長選擇路由器，其中，波長選擇耦合器與分光器和AWG相連，分光器和AWG分別與每 個波長選擇路由器相連，每個波長選擇路由器通過與其連接的分支光纖與時分復用光網絡 單元TDM-ONU或波分復用光網絡單元WDM-ONU相連；波長選擇路由器，用于將來自分光器的 時分復用光線路終端TDM-OLT的下行信號和來自AWG的波分復用光線路終端WDM-OLT的下 行信號耦合后傳送給與波長選擇路由器連接的分支光纖；以及將與WDM-ONU相連的分支光 纖中的上行信號傳送給AWG，將與TDM-ONU相連的分支光纖中上行信號傳送給分光器。進一步地，無源光網絡還包括波分復用耦合器，其中，波分復用耦合器與TDM-OLT 和WDM-OLT相連，并通過主干光纖與波長選擇耦合器相連；波分復用耦合器，用于將 TDM-OLT的下行信號和WDM-OLT的下行信號耦合后導入主干光纖；以及從主干光纖的上 行信號中分離出TDM-ONU的上行信號傳送給TDM-0LT，分離出WDM-ONU的上行信號傳送給 WDM-OLT ；波長選擇耦合器，用于從主干光纖的下行信號中分離出WDM-OLT的下行信號傳送 給AWG，分離出TDM-OLT的下行信號傳送給分光器；以及將來自分光器的TDM-ONU的上行信 號和來自AWG的WDM-ONU的上行信號耦合后傳送給主干光纖。進一步地，AWG，用于將來自波長選擇耦合器的WDM-OLT的下行信號根據其波長導 向相應的波長選擇路由器；以及將來自波長選擇路由器的WDM-ONU的上行信號導向波長選 擇耦合器。進一步地，AffG的通道數與分支光纖的個數相同。進一步地，波分復用耦合器、波長選擇耦合器和波長選擇路由器中的一個或多個 為光濾波器。進一步地，光濾波器為薄膜濾波器或者光纖布拉格光柵傳感器。進一步地，光濾波器為以下之一薄膜邊帶濾波片、單窗口寬帶濾波器、雙窗口寬 帶濾波器。進一步地，TDM-0NU，用于從分支光纖的下行信號中選擇接收TDM-OLT的下行信 號；以及將TDM-ONU的上行信號通過分支光纖傳送給波長選擇路由器；WDM-0NU，用于從分 支光纖的下行信號中選擇接收WDM-OLT的下行信號；以及將WDM-ONU的上行信號通過分支 光纖傳送給波長選擇路由器。為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，還提供了一種應用上述無源光網絡 進行信號傳輸的方法。根據本發明的應用上述無源光網絡進行信號傳輸的方法，包括以下步驟主干光 纖的下行信號通過波長選擇耦合器分離出WDM-OLT的下行信號傳送給AWG，根據WDM-OLT的 下行信號的波長導向相應的波長選擇路由器，并經過分支光纖傳送給與其相連的WDM-ONU ； 主干光纖的下行信號通過波長選擇耦合器分離出TDM-OLT的下行信號傳送給分光器，再經 過波長選擇路由器傳送給與分支光纖相連的TDM-0NU。為了實現上述目的，根據本發明的再一方面，還提供了一種應用上述無源光網絡 進行信號傳輸的方法。根據本發明的應用上述無源光網絡進行信號傳輸的方法，包括以下步驟WDM-ONU 的上行信號經與WDM-ONU相連的分支光纖通過波長選擇路由器傳送給AWG，TDM-ONU的 上行信號經與TDM-ONU相連的分支光纖通過波長選擇路由器傳送給分光器；來自AWG的WDM-ONU的上行信號和來自分光器的TDM-ONU的上行信號經過波長選擇耦合器耦合后傳送 到主干光纖。通過本發明，采用波長選擇路由器將TDM和WDM的下行信號耦合后傳送給其相連 的0NU，由ONU對接收到的下行信號進行取舍的方式，解決了相關技術中升級原有時分復用 PON時采用點到點網絡或波分復用PON造成與原有網絡不兼容的問題，增強了網絡的兼容 性，提高了用戶體驗。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1是根據相關技術的時分復用PON的結構示意圖；圖2是根據相關技術的波分復用PON的結構示意圖；圖3是根據本發明實施例的無源光網絡的結構框圖；圖4是根據本發明優選實施例的無源光網絡的結構框圖；圖5是根據本發明實施例的無源光網絡的下行信號的傳輸方法的流程圖；圖6是根據本發明實施例的無源光網絡的上行信號的傳輸方法的流程圖；圖7是根據本發明實施例二的波分復用PON與時分復用PON的共存的無源光網絡 的結構示意圖；圖8是根據本發明實施例二的波分復用耦合器的結構示意圖；圖9是根據本發明實施例二的波長選擇耦合器的結構示意圖；圖10是根據本發明實施例二的列陣波導光柵的結構示意圖；圖11是根據本發明實施例二的波長選擇路由器的結構示意圖。
具體實施例方式下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不沖突的 情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。根據本發明的實施例，提供了一種無源光網絡。圖3是根據本發明實施例的無源 光網絡的結構框圖，如圖3所示，該無源光網絡30包括波長選擇耦合器32、分光器34、列 陣波導光柵AWG 36以及多個波長選擇路由器38，其中，波長選擇耦合器32與分光器34和 AffG 36相連，分光器34和AWG 36分別與每個波長選擇路由器38相連，每個波長選擇路由 器38通過與其連接的分支光纖與TDM-ONU或WDM-ONU相連；波長選擇路由器46，用于將來 自分光器34的TDM-OLT的下行信號和來自AWG 36的WDM-OLT的下行信號耦合后傳送給與 波長選擇路由器38連接的分支光纖；以及將與WDM-ONU相連的分支光纖中的上行信號傳送 給AWG 36，將與TDM-ONU相連的分支光纖中的上行信號傳送給分光器34。通過上述無源光網絡，采用波長選擇路由器38將TDM和WDM的下行信號耦合后傳 送給其相連的0NU，由ONU對接收到的下行信號進行取舍的方式，解決了相關技術中升級原 有時分復用PON時采用點到點網絡或波分復用PON造成與原有網絡不兼容的問題，增強了 網絡的兼容性，提高了用戶體驗。在具體實施過程中，可以使用波長選擇路由器38對不同波長的上行信號進行分類，并傳送給相應的導光模塊。例如，把TDM-ONU的信號導向分光器，或把WDM-ONU的信號導 向AWG，同時把所有的下行信號耦合起來傳輸給與其連接的分支光纖，最后到達相應的ONU 處，由不同類型的ONU來選擇其所對應的下行信號。需要說明的是，本發明實施例中的分支光纖可以傳輸TDM和/或WDM的下行信號。 例如，當它與TDM-ONU連接時，TDM-ONU只接受TDM的下行信號，而WDM的信號則被廢棄了 ； 而當它與WDM-ONU連接時，WDM-ONU只接受WDM的下行信號，而TDM的信號則被廢棄了。因 此，分支光纖對TDM或WDM的信號沒有選擇性，而與分支光纖相連的ONU則對TDM或WDM信 號進行選擇接收。圖4是根據本發明優選實施例的無源光網絡的結構框圖，如圖4所示，該無源光 網絡30還包括波分復用耦合器42，其中，波分復用耦合器42與TDM-OLT和WDM-OLT相 連，并通過主干光纖與波長選擇耦合器32相連；波分復用耦合器42，用于將TDM-OLT的下 行信號和WDM-OLT的下行信號耦合后導入主干光纖；以及從主干光纖的上行信號中分離出 TDM-ONU的上行信號傳送給TDM-0LT，分離出WDM-ONU的上行信號傳送給WDM-OLT ；波長選 擇耦合器32，用于從主干光纖的下行信號中分離出WDM-OLT的下行信號傳送給AWG 36，分 離出TDM-OLT的下行信號傳送給分光器34 ；以及將來自分光器34的TDM-ONU的上行信號 和來自AWG 36的WDM-ONU的上行信號耦合后傳送給主干光纖。優選地，AffG 36，用于將來自波長選擇耦合器32的WDM-OLT的下行信號根據其波 長導向相應的波長選擇路由器38 ；以及將來自波長選擇路由器38的WDM-ONU的上行信號 導向波長選擇耦合器32。該方法提高了系統的準確性。優選地，AWG 36的通道數與分支光纖的個數相同。該方法可以提高了資源的利用率。優選地，波分復用耦合器42、波長選擇耦合器32和波長選擇路由器38中的一個或 多個為光濾波器。該方法有利于系統的兼容性和易用性，以及低成本的大規模生產。例如，波分復用耦合器42、波長選擇耦合器32和波長選擇路由器38都選用同一種 類型的光濾波器。優選地，光濾波器為薄膜濾波器或者光纖布拉格光柵傳感器。該方法實現簡單、可 操作性強。優選地，光濾波器為以下之一薄膜邊帶濾波片、單窗口寬帶濾波器、雙窗口寬帶 濾波器。該方法簡單易用，可操作性強。在具體實施過程中，薄膜濾波器的透射口或反射口傳輸的信號可以不與該信號的 波長所綁定，可以根據客戶的要求進行設計。例如，想讓透射口傳輸TDM信號，只要將其與 分光器34連接即可，想要反射口傳輸WDM信號，只要將其與AWG 36連接即可。同理，如果 薄膜濾波片的透射口傳送WDM-PON信號時，只需將該透射口與AWG 36連接，薄膜濾波片的 反射口傳送TDM-PON信號時，只需將該反射口與分光器34相連。需要說明的是，本發明實施例中的無源光網絡在具體實施過程中，可以根據 TDM-PON的波長確定與TDM-PON相匹配的WDM-PON的波長，再根據WDM-PON的波長選擇相應 的波分復用耦合器42、波長選擇耦合器32、波長選擇路由器38以及AWG 36。對應于上述無源光網絡，本發明實施例還提供了 一種應用上述無源光網絡進行信 號傳輸的方法。圖5是根據本發明實施例的無源光網絡的下行信號的傳輸方法的流程圖，如圖5所示，使用上述無源光網絡進行下行信號的傳輸方法，包括以下步驟步驟S502，主干光纖的下行信號通過波長選擇耦合器32分離出WDM-OLT的下行信 號傳送給AWG 36，根據WDM-OLT的下行信號的波長導向相應的波長選擇路由器38，并經過 分支光纖傳送給與其相連的WDM-ONU ；步驟S504，主干光纖的下行信號通過波長選擇耦合器32分離出TDM-OLT的下行信 號傳送給分光器34，再經過波長選擇路由器38傳送給與分支光纖相連的TDM-0NU。通過上述無源光網絡，采用波長選擇路由器38把TDM和WDM信號重新耦合進分支 光纖的方式，解決了相關技術中升級原有時分復用PON時采用點到點網絡或波分復用PON 造成與原有網絡不兼容的問題，增強了網絡的兼容性，提高了用戶體驗。在具體實施過程中，可以是TDM和WDM兩種下行信號經耦合后在同一個主干光纖 以及同一個分支光纖上傳輸，由連接到分支光纖上的0NU，對其信號進行取舍，即，TDM-ONU 只接受TDM的下行信號，WDM-ONU只接受WDM的下行信號，而另一個信號被廢棄了。例如，可以是主干光纖的下行信號通過波長選擇耦合器32分離出WDM-OLT的下 行信號傳送AWG 36，然后通過波長選擇路由器38經分支光纖傳給與其連接的0NU，分離出 TDM-OLT的下行信號傳送給分光器34，然后通過波長選擇路由器38經分支光纖傳給與其連 接的0NU，由ONU的類型來決定對收到的信號進行取舍。圖6是根據本發明實施例的無源光網絡的上行信號的傳輸方法的流程圖，如圖6 所示，使用上述無源光網絡進行上行信號的傳輸方法，包括以下步驟步驟S602，WDM-ONU的上行信號經與WDM-ONU相連的分支光纖通過波長選擇路由 器38傳送給AWG 36 ；步驟S604，TDM-ONU的上行信號經與TDM-ONU相連的分支光纖通過波長選擇路由 器38傳送給分光器34;以及步驟S606，來自AWG 36的WDM-ONU的上行信號和來自分光器34的TDM-ONU的上 行信號經過波長選擇耦合器32耦合后傳送到主干光纖。通過上述無源光網絡，采用波長選擇路由器38通過分支光纖與WDM-ONU或 TDM-ONU相連的方式，解決了相關技術中升級原有時分復用PON時采用點到點網絡或波分 復用PON造成與原有網絡不兼容的問題，增強了網絡的兼容性，提高了用戶體驗。例如，可以使用波長選擇路由器38從分支光纖的上行信號中分離出WDM-ONU的上 行信號傳送給AWG 36，分離出TDM-ONU的上行信號傳送給分光器34;以及AWG 36將來自波 長選擇路由器38的WDM-ONU的上行信號導向波長選擇耦合器32 ；波長選擇耦合器32將來 自AWG 36的WDM-ONU的上行信號和來自分光器34的TDM-ONU的上行信號耦合后傳送給主 干光纖。需要說明的是，相關技術中與分光器相連的分支光纖只能接TDM-0NU，與AWG相連 的分支光纖只能接WDM-0NU，而本發明實施例增加了波長選擇路由器38，使得分支光纖對 TDM-ONU或WDM-ONU —視同仁，無選擇性，而由ONU對其進行選擇，即，接什么ONU就傳輸什 么PON的信號。以下各個實施例結合了上述優選的實施方式。實施例一本實施例提供了一種能使時分復用無源光網絡和波分復用無源光網絡共存的方法，從而解決了多用戶高帶寬和低帶寬混合的應用場景。該混合型的無源光網絡包括波分 復用耦合器、波長選擇耦合器、列陣波導光柵以及與分光器和分支光纖相連的波長選擇路 由器。其中，波分復用耦合器與時分復用OLT以及波分復用OLT相連，并通過主干光纖與波 長選擇耦合器相連；波長選擇耦合器與分光器以及列陣波導光柵相連；列陣波導光柵以及 分光器分別與波長選擇耦合器及每個波長選擇路由器相連；每個波長選擇路由器與列陣波 導光柵和分光器相連以及通過與其連接的分支光纖與光網絡單元ONU相連。下面對各組成 元件進行詳細說明。波分復用耦合器，用于將TDM-OLT和WDM-OLT的下行信號導入到主干光纖上，將來 自主干光纖上的上行信號分離開來，分別導入其相應的OLT上；波長選擇耦合器，用于從主干光纖上分離出WDM-OLT的下行信號，并將其傳給列 陣波導光柵；將收到的來自列陣波導光柵的WDM-ONU的上行信號導回到主干光纖上，同時 將通過分光器的TDM-ONU的上行信號傳送到主干光纖上；以及將TDM-OLT的下行信號傳送 給分光器；列陣波導光柵，用于將來自波長選擇耦合器的WDM-OLT的下行信號根據其波長通 過AWG傳給與其對應的分支出口相連接的波長選擇路由器上，并把來自波長選擇路由器上 的WDM-ONU的上行信號通過AWG導向波長選擇耦合器上；以及波長選擇路由器，用于將來自分光器的TDM-OLT的下行信號和從AWG來的WDM-OLT 的下行信號耦合后傳給分支光纖；從分支光纖的上行信號中分離出WDM-ONU的信號傳到列 陣波導光柵，以及將分離出的TDM-ONU的上行信號傳給分光器。在具體實施過程中，波分復用耦合器可以為光濾波器(可以是薄膜邊帶濾波片組 成)，其對的波分復用PON所用波段的光均透射。例如，C波段以及部分L波段，而對其他波 段的光均反射，其透射接口與WDM-OLT相連，而其通用口與主干光纖相連，其反射接口則與 TDM-OLT相連。它主要用于將不同OLT的下行光耦合進主干光纖上，并將主干光纖上的上行 信號分離后傳到相應的OLT上。波長選擇耦合器可以為光濾波器，其與波分復用耦合器所用的濾波片相同，其透 射接口與列陣波導光柵相連，而其通用口與主干光纖相連，其反射接口則與分光器相連。它 的作用是讓TDM-PON的光通過該濾波片的反射口及通用口進出，而WDM-PON的光只經過通 過該濾波片的透射口及通用口進出。列陣波導光柵(即，AWG)的通用口可以與波長選擇耦合器相連，而它的光柵出口 與每個分支光纖上的波長選擇路由器相連。它的作用是來自波長選擇耦合器的WDM-OLT的 信號根據其波長導向不同的AWG的分支出口，進入與其相連的波長選擇路由器，同時把來 自波長選擇路由器的WDM-ONU的信號，通過AWG導向波長選擇耦合器上。波長選擇路由器也可以為光濾波器，其與波分選擇耦合器所用的濾波片相同，其 反射接口與分光器相連，而其通用口與分支光纖相連，其透射接口則與列陣波導光柵相連。 它的作用是讓時分復用PON上下行的光通過該濾波片的反射口及通用口進出，而波分復用 PON的光只經過通過該濾波片的透射口及通用口進出。需要說明的是，這里光濾波器的透射口以及反射口與光的波段不是綁定的關系， 可以根據客戶的需求進行設計。例如，對于一個邊帶濾波器來說，有一個設定的波長，透射 口透射比該波長大的光，而反射口反射比該波長小的光，當然也可以反過來設計，即，透射
9口透射比該波長小的光，而反射口反射比該波長大的光。因此，上述例子中對光濾波器的應 用可以因光濾波器的設計其連接有所改變，而其系統具有與原系統相同的功能。可見，本實施例可以使得波分復用無源光網絡和時分復用無源光網絡能同時共 存，即，時分復用PON走主干光纖、分光器及分支光纖通道，它有自己的OLT和0NU，而波分復 用PON走主干光纖、列陣波導光柵及分支光纖通道，它也有自己的OLT和0NU。用戶可以根 據其需要挑選波分ONU或時分0NU，運營商只要對ODN進行一次改造后，不需要由于用戶需 求的改變而對ODN進行任何改造，只需更換相應的ONU即可。實施例二以實例為例，詳細說明本發明實施例中的無源光網絡的組成結構。圖7是根據本 發明實施例二的波分復用PON與時分復用PON的共存的無源光網絡的結構示意圖，如圖7 所示，該無源光網絡包括波分復用耦合器、波長選擇耦合器、分光器，列陣波導光柵以及一 個以上與分光器相連的波長選擇路由器。其中，波分復用耦合器與時分復用OLT以及波分 復用OLT相連；通過主干光纖與波長選擇耦合器相連；波長選擇耦合器與分光器以及列陣 波導光柵相連；列陣波導光柵和分光器與每個波長選擇路由器相連；每個波長選擇路由器 分別通過相應的分支光纖與光網絡單元相連。波分復用耦合器，用于將收到的時分復用OLT的下行信號和波分復用OLT的下行 信號耦合后導入到主干光纖上，以及將主干光纖上分離出來的時分復用ONU的上行信號傳 到時分復用OLT上，并將分離出的波分復用的上行信號傳給波分復用OLT上；波長選擇耦合器，用于從主干光纖下行光中分離波分復用信號，并將其傳給列陣 波導光柵；其余的時分復用下行光傳給分光器；以及將收到的來自列陣波導光柵的波分復 用信號導回到主干光纖上，同時將通過分光器的時分復用上行信號傳送到主干光纖上；分光器，用于把通過波長選擇耦合器來的TDM-OLT的下行光傳給與其相連的每個 波長選擇路由器，并把來自各個波長選擇路由器上的TDM-ONU的上行光傳輸給波長選擇耦 合器上；列陣波導光柵，用于把波分復用信號根據其波長導向與其相關的分支出口，進入 與其相連的波長選擇路由器上，并將來自波長選擇路由器的分支光纖的波分復用的上行信 號送到波長選擇耦合器；以及波長選擇路由器，用于將來自分光器和來自列陣波導光柵的下行信號傳給分支光 纖；從分支光纖的上行信號中分離出波分復用信號傳到列陣波導光柵，以及將其余分離出 的時分復用的上行信號傳給分光器。可見，由于波長選擇路由器的作用，在每個分支光纖中均有WDM-OLT的下行信號 和TDM-OLT的下行信號，每個連接到分支光纖上的ONU均收到這兩種信號，只不過不同類型 的ONU接受不同類型的信號，即，WDM-ONU只接受WDM信號，TDM-ONU只接受TDM信號。下面結合附圖對上述組成元件進行詳細說明。圖8是根據本發明實施例二的波分復用耦合器的結構示意圖，如圖8所示，波分復 用耦合器可以由一個薄膜濾波器(TFF)組成，該薄膜濾波器對波分復用PON的光波段內的 光均透射，但對其它波段的光均反射。在具體實施過程中，波分復用耦合器可以位于局方 OLT處，它的P端口與波分復用的OLT相連，C端口與主干光纖相連，R端口與時分復用OLT 相連。該薄膜濾波器用于將兩個不同OLT的信號耦合到主干光纖上，并將上行信號進行分離后傳到其相應的OLT上。需要說明的是，波分復用PON的光波所在的波段有兩種情形一是上下行光均在C 波段，二是上行光在C波段，下行光在L波段。對于情形一，其TFF的設計比較簡單，即，在 1530nm-1560nm有一個透視窗口，其他波段的光均反射；該濾波器也可用FBG的方式進行設 計和生產。對于情形二，其濾波器的設計比較復雜，主要在L波段需要避開1575nm-1581nm 的窗口，這是XG-PON和10G-EP0N的下行波長的窗口。因此，這是一個雙窗口的濾波器，具 體地，在1530nm-1560nm有一個透視窗口，在1585nm_1615nm有另一個透視窗口，在窗口之 外的光均被反射。圖9是根據本發明實施例二的波長選擇耦合器的結構示意圖，如圖9所示，波長選 擇耦合器可以由一個濾波片組成，該濾波片與波分復用耦合器所用的濾波片是相同的。在 具體實施過程中，波長選擇耦合器可以設置在分光器的入口處，它的R端口與分光器相連， C端口與主干光纖相連，P端口與列陣波導光柵相連。該薄膜濾波器用于將波分復用的下行 信號導入到列陣波導光柵上，并將分支光纖的波分復用上行信號導回主干光纖上，同時把 保持時分復用的上下行光進行正常通訊往來。圖10是根據本發明實施例二的列陣波導光柵的結構示意圖，如圖10所示，列陣波 導光柵(AWG)可以使不同波長的光在AWG中走不同的通道，而其通道與通過波長選擇路由 器與分支光纖相連，這里AWG的通道數最好與分支光纖數相同，這樣將保證每個分支光纖 都能靈活轉換其0NU。如果AWG的通道數小于分支光纖數時，某些分支光纖的用戶將只有一 種選擇，即，保持原有的0NU，不能升級；如果AWG的通道數大于分支光纖數時，將造成了一 些浪費。AWG的通道間隔一般為100GHz，根據需要也可選擇50GHz的間隔的AWG。在具體實施過程中，列陣波導光柵(AWG)可以設置在光分配網絡ODN的分光器旁， 它是個無源器件。為了使AWG做到真正的無源，其AWG必須與環境溫度無關，即，環境溫度 的變化(例如，-20°C -70°C )對AWG工作參數和性能沒有影響，否則AWG需要一個溫控設 備來保持其工作穩定，這將增加工作成本和維護難度，所以，AffG的無源工作特性是非常重 要的。圖11是根據本發明實施例二的波長選擇路由器的結構示意圖，如圖11所示，波長 選擇路由器可以由一個濾波片組成，該濾波片與前面的波分復用耦合器和波長選擇耦合器 所用的其本相同。在具體實施過程中，可以在分光器的每一個分支光纖前連接一個波長選 擇路由器，該波長選擇路由器的R端口與分光器相連，C端口與分支光纖相連，P端口與AWG 相連。該濾波片用于將來自列陣波導光柵上的波分復用下行信號和來自分光器的時分復用 下行信號導入到分支光纖上，并將分支光纖上的波分復用上行信號導回到列陣波導光柵， 或分支光纖上的時分復用上行信號導到分光器上。可見，本實施例通過以上一系列輔助光功能元件組成了一個共存系統，使得波分 復用PON和時分復用的PON能在一個ODN中運行。這樣，任何用戶均可自由升級和降級，只 需換一個其所需的ONU即可，方便了運營商進行靈活運營和管理。實施例三本實施例中，為了實現對波分復用PON和時分復用PON的共存，對無源光網絡做一 些改造，增加一些無源的光功能模塊。首先，按照圖7的要求，在OLT處增加了一個波分復用耦合器，它的主要功能是把
11從WDM-OLT的下行信號，以及TDM-OLT (例如，GPON或ΕΡ0Ν)的下行信號耦合進主干光纖， 同時把來自主干光纖的上行信號進行分離，讓波分復用的上行信號進入WDM-OLT上，以及 時分復用的上行信號進入TDM-OLT上。其次，在分光器前插入波長選擇耦合器，它的主要功能是把波分復用的下行信號 從主干光纖中分離出來傳給列陣波導光柵，以及把來自列陣波導光柵的波分復用的上行信 號導向主干光纖，同時把分離出來的時分復用的下行信號導向分光器，以及把來自分光器 的時分復用的上行信號導向主干光纖。再次，在分光器旁放上列陣波導光柵，如圖10所示，它的一端與波長選擇耦合器 相連，另一端與每個波長選擇路由器相連。它的主要功能是根據波分復用的波長通過AWG 分路，把相應波長的波分復用的下行信號導向與其相應的波長選擇路由器及分支光纖上， 以及把來自各個波長選擇路由器的波分復用的上行信號，經AWG耦合后導向波長選擇耦合器上。然后，在分光器后每個分支光纖前插入波長選擇路由器，它的主要功能是把來自 列陣波導光柵上的波分復用的下行信號和來自分光器的時分復用的下行信號耦合后導入 到分支光纖上，以及把分支光纖的波分復用的上行信號傳到列陣波導光柵上，或把來自分 支光纖的時分復用的上行信號導向分光器。需要說明的是，上行信號是由ONU決定的，波長 選擇路由器連接什么類型的ONU將會有什么上行信號。最后，當所有這些模塊按圖7連接以后，時分復用的無源光網絡和波分復用的無 源光網絡就能在同一個ODN系統中共存。實施例四在本實施例中，時分復用的無源光網絡是GPON或EPON，它的下行波長范圍是 1480nm 1500nm，上行波長范圍是1260nm 1360nm ；波分復用的無源光網絡，其上下波長 可以均在C-波段，或其上行波長在C波段、下行波長在L波段；其技術可以是種子光源的無 色ONU或可調諧激光器等。對于這兩種無源光網絡的共存，其關鍵是濾波片的設計，對這兩種PON的共存，濾 波片是邊帶濾波片，其技術是薄膜濾波技術，即，對光波長在1510nm以下的光均反射，而對 1510nm以上的光均透射。波分復用耦合器、波長選擇耦合器以及波長選擇路由器均可采用 以上同一種濾波片，它們的位置與相關的連接如圖7所示。其中，列陣波導光柵的選擇與波分復用的無源光網絡的波長的規劃有關。如果上 下行光均在C波段，AWG的制作和選擇就比較簡單了，只要關注AWG是否與溫度有關(一般 的選擇AWG不需要溫控，應與環境溫度無關)以及AWG波長間隔的選擇(例如，50GHz還是 100GHz)；如果上行光在C波段，下行光在L波段，AffG的制作和選擇就稍微比較復雜一些， 但現已有雙波段的AWG器件供應，一般C波段和L波段的波長間隔應該同步。列陣波導光 柵的位置和連接如圖7所示，它位于分光器旁，其通用口與波長選擇耦合器相連，其每個光 柵端口與其對應的波長選擇路由器相連。實施例五本實施例中，時分復用的無源光網絡是XG-PON或10G-EP0N，它的下行波長范圍是 1575nm 1580nm，上行波長范圍是1260nm 1280nm ；波分復用的無源光網絡，其上下波長 可以均在C-波段，或其上行波長在C波段、下行波長在L波段；其技術可以是種子光源的無色ONU或可調諧激光器等。由于IOG無源光網絡的下行用到一些L波段，對一些使用L波段的波分復用的無 源光網絡時波長有些重疊，因此，濾波片的設計和波分復用的無源光網絡的波段的使用要 考慮這個因素。一般波分復用的無源光網絡要避開1575nm-1580nm的波段，所以，這是一個 雙窗口的濾波器，它可以是薄膜濾波技術(TTF)或光纖光柵技術(FBG)，它的設計如下窗 口一在C波段，即1530nm-1560nm，窗口二在L波段，即1585nm 1615nm，它在窗口內的光 均透射，窗口外的光均反射。對一些只使用C波段的波分復用的無源光網絡，由于IOG無源光網絡已使用了 L 波段的光，濾波器的設計需要考慮這個因素。寬帶濾波技術的選擇是最好的方法，即，在C 波段開一個窗口，1530nm-1560nm,它在窗口內的光均透射，窗口外的光均反射。因此，濾波片的選擇，單窗口或雙窗口，與波分復用無源光網絡的波長規劃的選擇 是有關的，不同的波長規劃需選用不同的類型的濾波片來適應它們與IOG無源光網絡的共 存。一旦確定濾波片的類型，其它無源導光模塊的選擇就比較簡單，因為波分復用耦 合器、波長選擇耦合器以及波長選擇路由器，雖然它們的名字和功能均不同，但它們均采用 的是同一種濾波片，它們的位置與相關的連接如圖7所示。其中，列陣波導光柵的選擇與波分復用的無源光網絡的波長的規劃有關。如果上 下行光均在C波段，AWG的制作和選擇就比較簡單了，只要關注AWG是否與溫度有關(一般 的選擇AWG不需要溫控，應與環境溫度無關)以及AWG波長間隔的選擇(例如，50GHz還是 100GHz)；如果上行光在C波段、下行光在L波段，AffG的制作和選擇就稍微比較復雜一些， 但現已有雙波段的AWG器件供應，一般C波段和L波段的波長間隔應該同步。列陣波導光 柵的位置和連接如圖7所示，它位于分光器旁，其通用口與波長選擇耦合器相連，其每個光 柵端口與其對應的波長選擇路由器相連。需要說明的是，在以上組建共存網絡的過程中，首先要看是什么波分復用無源光 網絡與IOG無源光網絡共存，然后根據波分復用無源光網絡的波長規劃選擇相應的濾波片 及列陣波導光柵，把由濾波片組成的波分復用耦合器、波長選擇耦合器和波長選擇路由器 的無源光模塊，以及列陣波導光柵按圖7所示的位置和接口方法連接起來，一個新的波分 復用無源光網絡與IOG無源光網絡共存系統產生了。可見，本發明實施例增加波長選擇路由器，使得分支光纖對TDM-ONU或WDM-ONU — 視同仁，無選擇性，而由ONU對其進行選擇，即，接什么ONU就傳輸什么PON的信號。有了這 種共存系統，對于多樣化和快速變化的用戶環境，運營商只需對ODN進行一次改造，即可根 據用戶的需求，更改其ONU來滿足其帶寬從幾兆到一千兆或者從幾百兆到幾兆的需求，這 為運營商節省了大量的時間和投資，使運營商能快速適應多樣化和快速變化的應用場景。綜上所述，通過上述實施例，使得TDM-PON與WDM-PON能夠共存，低端用戶可以繼 續使用其TDM-PON的設施，而高端用戶可以配置WDM-PON的設施。例如，低端用戶需要升級， 只需更換其ONU為WDM-PON的ONU即可；高端用戶搬走后，新的用戶是低端用戶，那么只需 更換其ONU為TDM-PON的ONU即可。這樣，解決了相關技術中升級原有時分復用PON時采 用點到多點網絡與波分復用PON時采用點到點網絡造成與原有網絡不兼容的問題，增強了 網絡的兼容性，提高了用戶體驗。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種無源光網絡，其特征在于，包括波長選擇耦合器、分光器、列陣波導光柵AWG以及多個波長選擇路由器，其中，所述波長選擇耦合器與所述分光器和所述AWG相連，所述分光器和所述AWG分別與每個所述波長選擇路由器相連，每個所述波長選擇路由器通過與其連接的分支光纖與時分復用光網絡單元TDM ONU或波分復用光網絡單元WDM ONU相連；所述波長選擇路由器，用于將來自所述分光器的時分復用光線路終端TDM OLT的下行信號和來自所述AWG的波分復用光線路終端WDM OLT的下行信號耦合后傳送給與所述波長選擇路由器連接的所述分支光纖；以及將與所述WDM ONU相連的所述分支光纖中的上行信號傳送給所述AWG，將與所述TDM ONU相連的所述分支光纖中上行信號傳送給所述分光器。
2.根據權利要求1所述的無源光網絡，其特征在于，所述無源光網絡還包括波分復用 耦合器，其中，所述波分復用耦合器與所述TDM-0LT和所述WDM-0LT相連，并通過主干光纖 與所述波長選擇耦合器相連；所述波分復用耦合器，用于將所述TDM-0LT的下行信號和所述WDM-0LT的下行信號耦 合后導入所述主干光纖；以及從所述主干光纖的上行信號中分離出所述TDM-0NU的上行信 號傳送給所述TDM-0LT，分離出所述WDM-0NU的上行信號傳送給所述WDM-0LT ；所述波長選擇耦合器，用于從所述主干光纖的下行信號中分離出所述WDM-0LT的下行 信號傳送給所述AWG，分離出所述TDM-0LT的下行信號傳送給所述分光器；以及將來自所述 分光器的所述TDM-0NU的上行信號和來自所述AWG的所述WDM-0NU的上行信號耦合后傳送 給所述主干光纖。
3.根據權利要求2所述的無源光網絡，其特征在于，所述AWG，用于將來自所述波長選擇耦合器的所述WDM-0LT的下行信號根據其波長導 向相應的所述波長選擇路由器；以及將來自所述波長選擇路由器的所述WDM-0NU的上行信 號導向所述波長選擇耦合器。
4.根據權利要求3所述的無源光網絡，其特征在于，所述AWG的通道數與所述分支光纖 的個數相同。
5.根據權利要求2所述的無源光網絡，其特征在于，所述波分復用耦合器、所述波長選 擇耦合器和所述波長選擇路由器中的一個或多個為光濾波器。
6.根據權利要求5所述的無源光網絡，其特征在于，所述光濾波器為薄膜濾波器或者 光纖布拉格光柵傳感器。
7.根據權利要求5所述的無源光網絡，其特征在于，所述光濾波器為以下之一薄膜邊 帶濾波片、單窗口寬帶濾波器、雙窗口寬帶濾波器。
8.根據權利要求1所述的無源光網絡，其特征在于，所述TDM-0NU，用于從所述分支光纖的下行信號中選擇接收所述TDM-0LT的下行信號； 以及將所述TDM-0NU的上行信號通過所述分支光纖傳送給所述波長選擇路由器；所述WDM-0NU，用于從所述分支光纖的下行信號中選擇接收所述WDM-0LT的下行信號； 以及將所述WDM-0NU的上行信號通過所述分支光纖傳送給所述波長選擇路由器。
9.一種應用權利要求1至8中任一項所述的無源光網絡進行信號傳輸的方法，其特征 在于，包括以下步驟所述主干光纖的下行信號通過所述波長選擇耦合器分離出所述WDM-0LT的下行信號 傳送給所述AWG，根據所述WDM-0LT的下行信號的波長導向相應的所述波長選擇路由器，并經過所述分支光纖傳送給與其相連的所述WDM-0NU ；所述主干光纖的下行信號通過所述波長選擇耦合器分離出所述TDM-0LT的下行信 號傳送給所述分光器，再經過所述波長選擇路由器傳送給與所述分支光纖相連的所述 TDM-0NU。
10. 一種應用權利要求1至8中任一項所述的無源光網絡進行信號傳輸的方法，其特征 在于，包括以下步驟所述WDM-0NU的上行信號經與所述WDM-0NU相連的所述分支光纖通過所述波長選擇路 由器傳送給所述AWG，所述TDM-0NU的上行信號經與所述TDM-0NU相連的所述分支光纖通過所述波長選擇路 由器傳送給所述分光器；來自所述AWG的所述WDM-0NU的上行信號和來自所述分光器的所述TDM-0NU的上行信 號經過所述波長選擇耦合器耦合后傳送到所述主干光纖。
全文摘要
本發明公開了一種無源光網絡及其信號的傳輸方法，該無源光網絡，包括波長選擇耦合器、分光器、列陣波導光柵AWG以及多個波長選擇路由器，其中，波長選擇路由器，用于將來自分光器的時分復用光線路終端TDM-OLT的下行信號和來自AWG的波分復用光線路終端WDM-OLT的下行信號耦合后傳送給與波長選擇路由器連接的分支光纖；以及將與WDM-ONU相連的分支光纖中的上行信號傳送給AWG，將與TDM-ONU相連的分支光纖中上行信號傳送給分光器。通過本發明增強了網絡的兼容性，提高了用戶體驗。
文檔編號H04Q11/00GK101984673SQ20101054320
公開日2011年3月9日 申請日期2010年11月12日 優先權日2010年11月12日
發明者張德智, 徐繼東 申請人:中興通訊股份有限公司