本发明专利技术公开了一种波分复用无源光网络中的多波长组播装置与方法，涉及无源光网络技术领域。所述组播装置包括三个开关、五个可调OBPF、两个可调连续光泵浦激光器TL1和TL2、一个SOA、两个EDFA、三个PC、一个3×1OC、两个4×1OC。光信号先通过一个开关、一个可调OBPF、EDFA、PC后，与TL1和TL2产生的连续光通过一个3×1的光耦合器耦合进入SOA，TL1和TL2后面各自也连接着一个PC，SOA的输出光信号再经过一个EDFA、一个1×4的OC，这个OC的每一输出端都接上一个可调OBPF，每一OBPF的输出再经过一个4×1的OC耦合输出，作为组播装置的输出。本发明专利技术实现了WDM-PON的多波长组播，具有节能、快速的组播服务响应和高的网络资源利用效率等特点，支持WDM-PON高速、实时和高效的组播服务。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无源光网络(PON)
，尤其涉及波分复用无源光网络(WDM-PON)中多波长组播的方法。
技术介绍
无源光网络(PON)被认为是“最后一公里”问题的很好的解决方案。波分复用无源光网络(WDM-PON)系统更是因为它的高带宽、实现简单和易于升级而成为了下一代接入网的首选方案。WDM-PON系统为每个用户分配了一个单独波长，这样每个用户或每个光网络单元(ONU)就能够独享带宽业务。而且WDM-PON的传输与协议和比特率无关，因此支持任何业务甚至混合业务的传输。WDM-PON可以在不改变物理基础设备的情况下升级带宽。由于这种优势，研宄WDM-PON光接入系统实现全业务的传输具有十分重要的理论和现实意义。近年来，由于数据、音频和视频数据大容量传输的要求，如多媒体视讯业务、视频会议、网络电视等通信业务，单点到多点或多点到多点的通信，即组播(multicast)技术得到了广泛研宄。很多情况下，并非全网所有用户终端节点均同时接收某一数据流，而往往仅是某一组用户需要接收该数据流，这需要有选择地向部分网络用户传送数据流，此通信方式即为组播。通过接入网点播、组播等的应用，将会更多地出现在目前和以后的网络接入系统中。在商用的信息系统中，数据流组播应用大都是在IP层实现的，IP组播因其固有的“尽力而为”性质，无法大规模支持未来宽带组播应用，因此需要探索更高效率的组播通信技术。由于WDM对所传数据业务流的格式和协议透明，直接在光层实现多波长的组播将是非常有效的组播方式。同时，对于WDM-PON组播的情况，就只需要把其中一路需要组播的已调下路信号有选择地复制到另外的波长信道就可以，即实现多波长组播。多波长组播具有与IP组播不同的技术特点和实现方案，因此，有必要对其作深入的研宄，特别是对波分复用无源光网络多波长组播技术的研宄。WDM-PON中的组播技术主要是指在波分复用无源光网络中，光网络线路终端(OLT)可以选择性地向部分ONU或者网络用户传送相同的数据流。目前WDM-PON中的组播方法主要有:增加额外的波长光源进行组播、副载波调制、偏振复用、单播和组播应用正交的调制方式等等。但是所有的这些组播方法不仅实现复杂、成本要求高，而且都需要先把组播数据额外地调制在一个或几个波长信道上，严格来说是属于电域的组播，并不是光域上的组播技术。光域上的组播技术可以支持WDM-PON高速、实时和高效的组播服务。同时，半导体光放大器(SOA)由于体积小、功耗低，响应速度快(皮秒量级)以及易于集成等优点，在光通信领域引起了越来越多的关注。而半导体光放大器的非线性效应，尤其四波混频效应(FWM)由于具有对数据比特率和调制格式透明性的特点，则在光通信领域中用得越来越多。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是:克服现有波分复用无源光网络(WDM-PON)电域组播技术实现冗余、复杂度和成本要求高的缺点，提出一种实现WDM-PON直接在光域上组播的多波长组播技术。本专利技术实现了 WDM-PON的多波长组播，具有节能、快速的组播服务响应和高的网络资源利用效率等特点，支持WDM-PON高速、实时和高效的组播服务。为解决上述问题，本专利技术提供了一种实现波分复用无源光网络多波长组播装置，该组播装置包括:三个开关、五个可调带通光滤波器(OBPF)、两个可调连续光泵浦激光器(TLl和TL2)、一个S0A、两个掺铒光纤放大器(EDFA)、三个偏振控制器(PC)、一个3X I光親合器(OC)、两个4X I光親合器。具体连接方式为:输入光信号先通过一个开关、一个可调0BPF、EDFA、PC后，与TLl和TL2产生的连续光通过一个3 X I的光耦合器耦合进入S0A，TLl和TL2后面各自也连接着一个PC，并分别设置一个开关。SOA的输出光信号再经过一个EDFA、一个1X4的0C，这个OC的每一输出端都接上一个可调0BPF，每一 OBPF的输出再经过一个4X1的OC耦合输出，作为组播装置的输出。本专利技术还提供了一种利用上述组播装置实现波分复用无源光网络多波长组播方法:当需要组播时，把组播装置的三个开关闭合后以启动组播装置功能。通过调节输入端的可调OBPF选择需要组播的下路信号，该下路信号经过EDFA放大后，与可调泵浦激光器TL1、TL2产生的两路连续光通过一个3X I的OC耦合进入SOA产生四波混频(FWM)。为了达到FWM的最佳效果，在进入SOA之前，信号光与泵浦光须要通过PC进行偏振态的统一。经过FWM后，SOA的输出再经过一个EDFA放大以满足光纤传输功率要求。EDFA的输出通过一个IX 4的OC分成4路信号，这4路信号光再通过相应的可调OBPF滤出组播信号，各路组播信号再经过一个4X1的OC耦合在一起，作为输出信号。本专利技术的有益效果在于:(I)本专利技术对输入信号的调制格式和速率透明，可以应用于二进制振幅键控(NRZ-OOK)、直接检测或差分相移键控(NRZ-DPSK)、直接检测的WDM-P0N，实现全光WDM组播。(2)本专利技术可以实现全光多波长组播，具有节能、快速的组播服务响应和高的网络资源利用效率等特点，支持WDM-PON高速、实时和高效的组播服务。【附图说明】图1是本专利技术设计的多波长组播装置结构示意图；图2是本专利技术实施例的一种WDM-PON中单播信道和组播信道的带宽分配图；图3是本专利技术实施例的一种WDM-PON的整体结构框图；图4是本专利技术实施例的一种SOA中FWM的泵浦方式示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术的波分复用无源光网络中的多波长组播方法，根据SOA的FWM效应和阵列波导光栅(AWG)波分复用器件实现WDM-PON下行信号多波长组播。在WDM-PON的光网络线路终端(OLT)端安装一个组播装置，可以灵活地选择某一需要组播的下行信号，并且把该下行信号在光域上复制到其他波长通道，在光域上直接完成组播功能。这种实现方法对输入信号的调制格式和速率透明，可以应用于NRZ-00K、直接检测或NRZ-DPSK、直接检测的WDM-P0N。本专利技术实现了 WDM-PON全光WDM组播，具有节能、快速的组播服务响应和高的网络资源利用效率等特点，支持WDM-PON高速、实时和高效的组播服务。本专利技术提供的多波长组播方法中对WDM-PON中单播信道和组播信道的带宽分配如图2所示。分配给每一个ONU的单播波长信道和组播波长信道的带宽各为50GHz，而且位于同一 10GHz的AWG波长通道，这种带宽分配方式满足ITU-T G.694.1标准中对于WDM系统波长间隔规定的要求。本组播方法可以同时传输单播信号和WDM组播信号，不会造成波长阻塞。本专利技术中对于整个WDM-PON的整体框图如图3所示，在光网络线路终端(OLT)，每一下行信号中，一个连续光激光器(Laser)发出的连续光经过一个由单播数据二进制非归零(NRZ)信号驱动的强度调制器(IM)，调制成二进制非归零振幅键控(NRZ-OOK)信号，或者是经过一个相位调制器调制成非归零差分相移键控(NRZ-DPSK)信号。本实施例就以NRZ-OOK信号为例。每一下行的单播信号都通过一个3dB光親合器(OC)分出本文档来自技高网...
【技术保护点】
波分复用无源光网络中的多波长组播装置，其特征在于：该组播装置包括三个开关、五个可调带通光滤波器、两个可调连续光泵浦激光器、一个半导体光放大器、两个掺铒光纤放大器、三个偏振控制器、一个3×1光耦合器和两个4×1光耦合器，具体连接方式为：输入光信号先依次通过第一个开关、第一个可调带通光滤波器、第一个掺铒光纤放大器、第一个偏振控制器后，与第一个可调连续光泵浦激光器和第二个可调连续光泵浦激光器产生的连续光通过一个3×1的光耦合器耦合进入半导体光放大器，第一个可调连续光泵浦激光器和第二个可调连续光泵浦激光器后面分别也连接着第二个偏振控制器和第三个偏振控制器，并且在第一个可调连续光泵浦激光器和第二个偏振控制器之间连接第二个开关，在第二个可调连续光泵浦激光器和第三个偏振控制器之间连接第三个开关；半导体光放大器的输出光信号再依次经过第二个掺铒光纤放大器和第一个1×4的光耦合器，所述第一个1×4的光耦合器的四个输出端分别连接第二个可调带通光滤波器、第三个可调带通光滤波器、第四个可调带通光滤波器和第五个可调带通光滤波器，所述第二个可调带通光滤波器、第三个可调带通光滤波器、第四个可调带通光滤波器和第五个可调带通光滤波器的输出再统一经过第二个4×1的光耦合器耦合输出，作为组播装置的输出。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张民，黎泽，王丹石，张治国，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。