專利名稱：光纖接入網中的光分支器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電信網絡、傳輸、光纖通信，具體地說，涉及一種用于光纖組網的分支節點技術。
電信業的高速發展，給電信網絡的組網能力提出了新的要求，要求能方便、靈活地實現光路的分支，傳統的組網技術(主要是鏈型拓樸網和環型拓樸網)已很難滿足新的要求。隨著光纖通信的飛速發展，許多地區都已鋪設了相當數量的光纜，而這些已經鋪設的光纜組成的拓樸結構往往都不是簡單的鏈型結構或環型結構，其中大量采用如
圖1所示以光節點101組成的樹型結構和如圖2所示以光節點201組成的帶有或多或少分支的環型結構。傳統的鏈型組網和環型組網難以應用于這種復雜的網絡拓樸，在組網的靈活性和經濟性方面都不盡如人意。這一點在光纖接入網的應用中顯得特別突出，因為組網的靈活性和經濟性是接入網的兩個重要的指標。
目前，通常以無源光分支器(圖3所示302)來實現接入網中的光路分支功能，此項技術的主要缺點在于(1)、把主干光纖信號功率在各光纖分支間進行分配，從而限制了信號的傳輸距離，或者提高了對光纖網絡單元ONU(303)接收設備靈敏度的要求；
(2)、主干光纖中的下行信號可采用連續信號，對于上行信號，采用的是一種特殊的TDMA方式，簡單說來，每個光纖網絡單元光纖網絡單元ONU只在某一時段發送信號，以避免各光纖分支信號在光分支器處沖突，這種結構要求對每個光纖網絡單元ONU進行管理，同時也使得光纖線路終端OLT(301)接收單元和光纖網絡單元ONU發送單元的電路結構相當復雜；(3)、接入網中僅用無源光分支器時，因為管理復雜，實際可能采用的網絡結構局限于鏈型或星型等簡單的拓樸結構；(4)、為了避免串擾，各光纖網絡單元ONU發送的信號中都需要有一段給光纖線路終端OLT作提取時鐘用，并且各光纖網絡單元ONU的信號之間還需要留有一段空隙，造成資源浪費。
本實用新型的目的在于提供一種用于光纖接入網的分支裝置，該裝置克服了上述無源光分支器中的問題，電路簡單、接口靈活，可以直接用于現有的組網設備，使原來只能組簡單的鏈型網的設備具有組樹型拓樸結構網絡的能力，使原來僅能組環型網的設備具有組帶分支結構的環型網的能力，從而顯著地提高設備組網的靈活性和組網的經濟性。
上述目的是這樣實現的通過光電/電光轉換單元(OE/EO)與主干光纖以及分支光纖相連的光分支器，包括經所述光電/電光轉換單元(OE/EO)與主干光纖相連的主干處理單元(MPU)，以及多個經所述光電/電光轉換單元(OE/EO)和光纖分支相連的、與所述主干處理單元(MPU)功能相同的分支處理單元(BPU)，所述主干處理單元(MPU)與所述分支處理單元(BPU)之間用信號線連接；所述主干處理單元(MPU)包括交叉網絡和為所述交叉網絡提供幀定位和定時信號的幀同步控制單元；所述交叉網絡、同步控制單元同時與所述光電/電光轉換單元(OE/EO)連接，所述交叉網絡與所述幀同步控制單元之間用信號線連接；所述交叉網絡包括若干個級聯的交叉單元(CXU)，每個所述交叉單元(CXU)用于完成從高速電信號中交叉出一個所述通道信號；所述光分支器以采用特定幀結構的光信號為其輸入/出信號。
按照本實用新型提供的光分支器還包括線路接口(LIU)以及與所述主干處理單元(MPU)相連的碼速變換單元(BMR)，所述碼速變換單元(BMR)另一端經所述線路接口(LIU)為該裝置提供一個E1或T1接口。
因此，本實用新型裝置的優點在于克服了光纖接入網中僅采用無源分光器時傳輸距離受限、收發電路復雜、難以實現復雜的網絡拓樸結構等缺點，具體說來(1)、該裝置依用戶設計，將某一/幾個通道信號功率全部轉移到指定的光分支上，不存在分配功率的問題，對輸入光信號進行了分接、下路、復接、上路處理后經所述光電/電光轉換單元OE/EO單元重新輸出，保證和提高了輸出光功率，因而大大提高了傳輸距離；
(2)、該裝置的上行、下行信號都采用連續信號，因而電路結構簡單，也易于管理；(3)、該裝置結構簡單，接口靈活，可以直接與現有的組網設備組合實現復雜拓樸結構(如樹型、環型帶分支等)的網絡組建，并且價格低廉。
現結合附圖詳細說明本實用新型裝置的實施例，諸附圖中相同標號表示相同的部件或端。
圖1是一般樹形結構的光纖網絡示意圖；圖2是一般環形分支結構的光纖網絡示意圖；圖3是以無源光分支器在接入網中實現光路分支的示意圖。
圖4是本實用新型裝置一個實施例的組成方框圖；圖5是圖4中所示主干處理單元MPU的組成方框圖；圖6A是圖5中所示幀同步控制單元的結構圖；圖6B是圖6A中所示收時鐘分頻電路圖；圖6C是圖6A中所示信碼提取電路圖；圖6D是圖6A中所示誤碼判斷電路圖；圖6E是圖6A中所示同步搜索和同步判斷電路圖；圖6F是圖6A中所示扣除脈沖產生電路圖；圖6G是圖6A中所示收發時鐘相位鎖定電路圖6H是圖6A中所示發時鐘分頻電路圖；圖6I是圖5中所示定時信號產生電路圖；圖7A是圖5中所示交叉連接單元CXU的電路圖；圖7B是圖7A中所示二選一電路的一個實例電路圖；圖8是用本實用新型裝置構成二次分支的一個實例；圖9是用本實用新型裝置構成光纖環分支的一個實例。
參見圖4，該圖示出以對外接口為E1，光纖上傳輸速率為67.584Mbps為例的本實用新型一個實施例的基本組成。由圖可知該裝置主要包括光電/電光轉換單元OE/EO401，主干處理單元MPU402，分支處理單元BPU403，以及碼速變換單元BMR404和線路接口LIU405。該裝置的輸入/輸出光信號均采用如下特定的幀結構B1B2B3B4B5B6B7HB8B9B10 B11 B12 B13 B14 C1B15 B16 B17 B18 B19 B20 B21 UB22 B23 B24 B25 B26 B27 B28 C2其中B1 ，2，……，B28是28個2.112M的通道信號(每個作為光接入網的2.048M接口信號經過碼速調整，變換為速率一致的2.112M通道信號)，H是復合幀同步通道，由以下內容組成F1GWF2SP1 F3SP2F4 SP3其中F1F2F3F4為幀同步字(1001)，GW為公務信道，SP1、SP2、SP3的用法此處不予以規定，C1、C2是誤碼檢測通道，U通道可作為B通道或暫時不用；此種幀結構中，H通道是基準通道，每個2.112M通道在所述幀結構中相對H通道有固定位置，由幀同步信號確定H通道后即可確定每個B通道位置，從而可進行直接的處理(上路，下路，復接，分接)，此處需說明一下；顯然該幀結構中諸通道信號的絕對位置做任意變換時，每個通道在幀結構中仍具有確定的相對位置。該裝置能同時處理兩個方向四根光纖上的信號，兩個方向均采用所述幀結構的光信號在經光電/電光轉換單元401變換后與主干處理單元402相連，在主干處理單元中進行直接的分接、下路處理，再以若干個一致的2.112M通道信號與每個分支處理單元403相連。每個分支處理單元按所述幀結構產生的67.584M電信號經光電/電光轉換單元與分支光纖相連。對于來自分支光纖的信號，分支處理單元403作類似于主干處理單元的處理，分接下2.112M通道信號，主干處理單元402再按所述幀結構將所有的2.112M通道信號復接到67.584M碼流中指定位置，通過所述光電/電光轉換單元OE/EO連接到主干光纖上。主干處理單元MPU402還可以通過2.112M通道信號接口與碼速變換單元BMR404單元、線路接口LIU405單元相連為本裝置提供E1接口。需要說明一下，本裝置用于樹形分支或其他特定需要時，主干光纖可以只用一個方向兩根光纖。
圖5給出圖4中所示主干處理單元的組成方框圖，它由交叉網絡501和幀同步控制單元502組成，來自主干光纖經光電/電光轉換單元變換后的67.584M電信號同時被送到這兩部分501、502。其中交叉網絡由若干個級聯的交叉連接單元CXU503(將在圖7A中詳述)組成，每個交叉連接單元CXU從67.584M高速碼流中交叉出一個2.112M通道信號，交叉連接單元CXU的數目可以根據需要加以設計和配置，在本裝置中，每幀含28個B通道，因此最多只需要28個交叉連接單元CXU，考慮到實際情況(每個光分支只需要分接下少數的幾個通道信號)，設計交叉連接單元CXU數目為8個。
幀同步控制單元502為交叉網絡501提供幀定位和定時信號，其結構如圖6A所示，由收時鐘分頻電路601、信碼提取電路602、誤碼判斷電路603、同步搜索和同步判斷電路604、扣除脈沖產生電路605、收發時鐘相位鎖定電路606、發時鐘分頻電路607、誤碼插入電路608、同步碼合成電路609組成。67.584M收時鐘經如圖6B所示的收時鐘分頻電路601(圖6中，CK68R為收時鐘，CUTA由扣除脈沖產生電路605提供)產生各單元所需的時鐘信號和控制信號67.584M的輸入信號SHR經信碼提取電路602提取出信碼(RC2、RC1、RU、RH)后，RC2和RC1送給如圖6D所示的誤碼判斷電路603，RH送給同步搜索和同步判斷電路604得到同步搜索信號FPN和同步判斷信號LFA，LFA和FPN還送給如圖6F所示的扣除脈沖電路605(/CK264和CK34RT由收時鐘分頻電路601給出)，在失步時，該電路給出扣除脈沖信號CUTA，CUTA對收時鐘分頻電路進行調整。為保證67.584M信號的收發保持穩定的相位關系，收時鐘的分頻電路601還通過如圖6G所示的收發時鐘相位鎖定電路606(各輸入均由收時鐘分頻電路提供)產生一控制信號POL，送給如圖6H所示的發時鐘分頻電路607，產生發送電路所需的時鐘信號、控制信號。該電路產生的時鐘信號經如圖6I所示的定時信號產生電路產生交叉網絡所需的定時信號(T4、T3、T2、T1、T0)。在發送電路的時鐘信號和控制信號控制下，經交叉網絡上路復接的67.584M信號經同步碼合成、誤碼插入后輸出。信碼提取電路如圖6C所示，LD6由分頻電路給出，在LD6控制下，移位寄存器順次讀出輸入信號中H、C1、U、C2通道信號，經觸發器輸出，RC2、RC1為誤碼檢測碼，RU暫時未用，RH為復合幀同步碼。同步搜索和同步判斷電路如圖6E所示，首先由移位寄存器讀出8位幀同步碼FBi(i＝0-7)，根據FB1、FB3、FB5、FB7進行同步搜索，得到搜同步信號FPN，連續四次搜索到復合幀同步信號，判斷為同步；同步后，連續四次未搜索到復合幀同步信號，判斷為失步；同步信號LFA，失步信號/LFA。
交叉連接單元CXU的具體實現如圖7A，由該圖可見，交叉連接單元CXU主要包括產生分插控制信號DCS的寄存器701和比較器702，以及若干個構成分插單元和回插單元的D觸發器707、708、709、710和二選一電路703、704、705、706。根據用戶設計，將需要取下的道通號寫入寄存器701中，寄存器的值(5位，因為通道號最大為32，故寄存器的值只有后5位有效)和來自幀同步控制單元的定時信號Ti(i＝0-4)在比較器702中比較后，產生一個分插控制信號DCS，二選一電路703以D觸發器707的輸出和67.584M信號為其輸入，輸出與D觸發器707的輸入相連，構成一分插單元，類似地，二選一電路704和D觸發器708構成一回插單元，在分插控制信號控制下，分插單元從67.584M高速電信號中取出一個指定的2.112M信號，回插單元把上行的2.112M信號回插在指定位置上，完成從高速碼流中交叉一個2.112M信號，二選一電路705、706和D觸發器709、710對另一方向的67.584M信號進行2.112M信號的分插和回插。圖7B給出一個具體的二選一電路，在控制信號的控制下，電路從輸入1、2中選擇一個輸出。
本裝置中可以分出的光分支數，BPU和MPU相連的2.112M通道數以及提供的E1接口數，都可以根據需要靈活地設計和配置。同時，對于84.48Mbps或其他速率的光信號，或者T1接口，本裝置同樣適用。
本裝置主要實現分支功能，采用本裝置可以靈活地用現有設備進行組網。圖8示出本實用新型光分支器FOS801只用一對主干光纖時，構成的二次分支樹形網；圖9示出本實用新型光分支器FOS901用兩對主干光纖實現的環形網帶光路分支。將兩種結構加以組合，并改變本裝置中的分支數，可以構成同時綜合幾種拓樸結構的光纖網。
以上雖已結合實施例描述了本實用新型裝置的組成，但顯然本實用新型保護范圍不局限于此，而是由包含本領域技術人員可能作出的所有顯而易見變動的權利要求來確定。
權利要求1.一種光纖接入網中的光分支器，通過光電/電光轉換單元(401)與主干光纖以及分支光纖相連，其特征在于所述光分支器包括通過所述光電/電光轉換單元(401)與主干光纖相連的主干處理單元(402)，以及多個通過所述光電/電光轉換單元(401)和光纖分支相連的、與所述主干處理單元(402)功能相同的分支處理單元(403)；所述主干處理單元(402)與所述分支處理單元(403)之間用信號線連接；所述主干處理單元(402)包括交叉網絡(501)和為所述交叉網絡(501)提供幀定位和定時信號的幀同步控制單元(502)；所述交叉網絡(501)、同步控制單元(502)同時與所述光電/電光轉換單元(401)連接，所述交叉網絡(501)與所述幀同步控制單元(502)之間用信號線連接；所述交叉網絡(501)是包括若干個級聯的交叉單元(503)，每個所述交叉單元(503)用于完成從高速電信號中交叉出一個通道信號與分支處理單元(403)相連；所述光分支器以采用特定幀結構的光信號為其輸入/出信號。
2.如權利要求1所述的光纖接入網中的光分支器，其特征在于所述光分支器還包括線路接口(405)以及與所述主干處理單元(402)中的交叉單元(503)相連的碼速變換單元(404)，所述碼速變換單元(404)另一端經所述線路接口(405)為該裝置提供一個E1或T1接口。
3.如權利要求1所述的光纖接入網中的光分支器，其特征在于所述幀結構具體包括幀同步碼、誤值碼檢測碼、信息碼，所述幀同步碼為基準字碼，每個所述信息碼在幀結構中相對于所述幀同步碼有相對固定的位置。
4.如權利要求2或3所述的光纖接入網中的光分支器，其特征在于所述主干處理單元(402)對采用所述幀結構的主干光纖信號經所述光電/電光轉換單元(401)轉換成的電信號進行直接的復接、分接、上路、下路處理，再以一致的通道信號與所述分支處理單元(403)或所述碼速變換單元(404)相連。
5.如權利要求1所述的光纖接入網中的光分支器，其特征在于所述交叉單元(503)由分插單元、回插單元以及產生分插控制信號的寄存器(701)和比較器(702)組成，所述寄存器(701)中存儲用戶寫入的信號，該信號與所述幀同步控制單元(502)產生的定時信號在所述比較器(702)中經比較產生分插控制信號。
6.如權利要求5所述的光纖接入網中的光分支器，其特征在于所述分插單元由第一選擇電路(703)和第一觸發器(707)組成，從高速電信號中分接下一個通道信號，所述第一選擇電路(703)以所述第一觸發器(707)的輸出和高速電信號為其輸入，其輸出與所述第一觸發器(707)的輸入相連。
7.如權利要求5所述的光纖接入網中的光分支器，其特征在于所述回插單元由第二選擇電路(704)和第二觸發器(708)組成，將一個通道信號回插到高速電信號幀結構中的指定位置，所述第二選擇電路(704)以通道信號和高速電信號為其輸入，其輸出與所述第二觸發器(708)的輸入相連。
8.如權利要求1所述的光纖接入網中的光分支器，其特征在于所述幀同步控制單元包括收時鐘分頻電路(601)、信碼提取電路(602)、誤碼判斷電路(603)、同步搜索和同步判斷電路(604)、扣除脈沖產生電路(605)、收發時鐘相位鎖定電路(606)、發時鐘分頻電路(607)、誤碼插入電路(608)和同步碼合成電路(609)，以及交叉網絡(501)所需的定時信號的產生電路。
專利摘要一種光纖接入網中的光分支器，主要包括主干處理單元和分支處理單元。主干處理單元對主干光纖輸入的信號做分接的處理，并以碼速一致的通道信號與分支處理單元相連，分支處理單元將來自主干處理單元的通道信號復接到分支光纖上，從而實現光路的分支。本實用新型具有電路簡單，接口靈活，價廉等優點，可以直接與現有組網設備結合以實現復雜拓樸結構(如樹型、環型帶分支)的網絡組建。
文檔編號H04B10/20GK2355501SQ9724009
公開日1999年12月22日 申請日期1997年6月3日 優先權日1996年9月25日
發明者朱天文 申請人:深圳市華為技術有限公司