一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统。该系统包括可拉远智能光接入装置，工作光纤，保护光纤，智能远端节点一，智能远端节点二。本发明专利技术位于OLT端的可拉远智能光接入装置集成光放大和网络智能监测管理功能，由泵浦光残余功率为远端智能远端节点供能，利用泵浦光进行可拉远智能光接入装置与智能远端节点的信息交互，通过设置智能远端节点合理的分光比实现多跳网络架构，并且开发了链路保护机制快速修复光纤链路故障，相比于现有技术成本，拓展了光纤接入距离和接入用户数目，实现了OLT端对远端及用户端的智能管理。

A Multi-hop Optical Access Network and Intelligent Management System

【技术实现步骤摘要】
一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统
本专利技术属于光纤通信
，涉及一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统。
技术介绍
自2013年德国“工业4.0”战略中提出将实体物理世界与虚拟网络融合、形成数字化产品与服务新模式的目标之后，2015年“中国制造2025”战略也提出了信息化与工业化深度融合，重点发展新一代信息技术的目标，强调通过“互联网+工业”模式，促进中国制造业向构建信息物理系统(CPS)方向升级转型。“5G移动通信”、“云计算”、“大数据”、“物联网”等新一代信息技术为构建各类CPS提供了先进的技术手段。无源光网络(PON)是实现CPS末端汇聚海量物理信息的核心网络架构。ITU-T已于2016年初步完成了下一代光网络(NG-PON2)G.989系列标准的制定，NG-PON2标准中选择TWDM-PON作为主要的技术方案，旨在充分利用传统PON技术在器件层面的长期技术积累，对现有光网络基础设施进行升级改造，并且能够与传统GPON/XG-PON共存于己有的光分配网，实现接入网的平滑演进。NG-PON2与现有网络相比有三个显著的变化：第一，NG-PON2系统要求在OLT和ONU端采用波长可调的光收发机；第二，NG-PON2系统传输距离更远(40km)，分光比更大(大于1:256)，为了满足现有PON的路径损耗等级(29-35dB)，有必要加入光放大技术；第三，NG-PON2系统支持的业务种类和模式发生了巨大的变化，不仅支持传统的宽带接入(FTTH、FTTB)，而且5G移动通信PtP-WDM也将基于NG-PON2。在NG-PON2向着“高速率、大容量、低延迟”等目标迈进的同时，用户接入规模将越来越庞大，各类服务和业务的品质要求越来越高，随之而来的网络管理和可靠性问题日益突出，因而提出切实可行的网络管理和保护机制，研发符合NG-PON2标准的智能网络管理系统和装置迫在眉睫。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提到的技术问题，本专利技术提出了一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统。为了实现上述技术目的，本专利技术技术方案为：一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统，该系统包括NG-PON2OLT，可拉远智能光接入装置，工作光纤，保护光纤，智能远端节点一，智能远端节点二，支路光纤，以及各类ONU。进一步地，可拉远智能光接入装置包含两个输入端，分别通过光纤和电缆连接NG-PON2OLT；可拉远智能光接入装置包含两个输出端，两输出端分别通过工作光纤和保护光纤连接至智能远端节点一；进一步地，智能远端节点一为中间节点，包含两类输出端口，一类为分路输出端口，通过支路光纤连接各类ONU，一类为旁路输出端口，分别通过工作光纤和保护光纤连接至智能远端节点二；进一步地，智能远端节点二为末端节点，仅包含分路输出端口，通过支路光纤连接各类ONU。进一步地，可拉远智能光接入装置包含多个拉曼泵浦光源，OTDR模块，智能网络管理模块，光接收机，保护切换模块，以及多个波分复用器(WDM)。可拉远智能光接入装置含有多个波长的泵浦光源，利用受激拉曼散射(SRS)效应对NG-PON2OLT发送的多波长下行光信号进行放大；可拉远智能光接入装置利用内嵌的OTDR模块可以对光纤链路故障进行检测；智能网络管理模块负责与NG-PON2OLT网络管理系统和智能远端节点进行信息交互，处理来自NG-PON2OLT网络管理系统监控请求，向智能远端节点发送监控和管理信息，收集并分析处理来自于智能远端节点状态信息，并将网络状态反馈给NG-PON2OLT网络管理系统；智能网络管理模块根据OTDR模块反馈的链路状态结合远端节点状态，通过保护切换模块对网络故障进行修复。进一步地，智能网络管理模块包含接口适配模块，中央处理器(CPU)，泵浦驱动模块，网络监测模块和链路保护模块。接口适配模块负责智能网络管理模块与NG-PON2OLT网络管理系统的数据通信，泵浦驱动模块用于将控制信息调制到拉曼泵浦光源上，网络监测模块用于处理来自于OTDR和远端智能节点反馈的网络状态信息，链路保护模块用于切换光纤保护路径。进一步地，智能远端节点一包含光能量接收和储能模块，低功耗控制模块，光开光，分路器和波分复用器。光能量接收和储能模块用于接收拉曼泵浦光残余光功率并转化为电能为远端智能节点供电；低功耗控制模块用于接收处理来自可拉远智能光接入装置的控制信息，收集分析来自各ONU状态信息，并传送回可拉远智能光接入装置，还根据与可拉远智能光接入装置的信息交互，控制光开关，智能的切换光纤保护路径。进一步地，低功耗控制模块包含光接收机(Rx)，光发送机(Tx)，可调波长光接收机(TunableRx)以及微处理器。Rx用于接收可拉远智能光接入装置中传出的调制在泵浦光源上的控制信号；TunableRx通过调谐波长分别接收回传数据信道(λd)中某一波长信道的状态信息；Tx为监控信道(λp)光源，通过微处理器控制将智能远端节点处采集到的网络状态信息发送回可拉远智能光接入装置。进一步地，智能远端节点二省去了为下一节点传输所需要的旁路输出端口，其他功能与智能远端节点一类似。进一步地，该系统包括且不限于两个智能远端节点，在功率预算允许的情况下，可以采用更多智能远端节点相连的多跳结构。基于上述可拉远多跳光接入网及智能管理系统智能管理方法，包括以下过程：控制和状态信息交互过程：NG-PON2OLT网络管理系统将监控信息发送给可拉远智能光接入装置中智能网络管理模块，智能网络管理模块将接收到的监控信息通过泵浦驱动调制到拉曼泵浦光上，智能远端节点通过光接收机接收残余拉曼泵浦光获得监控信息；智能远端节点通过波长可调的光接收机来接收各波长信号上包含ONU端状态信息，并通过光发送机将节点和ONU端的状态信息传送回可拉远智能光接入装置；可拉远智能光接入装置中光接收机接收节点发送的状态信息，经过智能网络管理模块送回NG-PON2OLT端网络管理系统。管理过程：智能网络管理模块能够处理NG-PON2OLT端网络管理系统的监控信息，对网络进行管理；智能网络管理模块能够调节泵浦光源功率，控制数据信号放大增益；智能网络管理模块能够根据OTDR返回的链路状态信息，判断链路故障，启动链路保护功能；智能网络管理模块能够利用泵浦光信道和监控信道控制远端智能节点，采集远端节点及ONU端状态信息，对网络进行管理。保护过程：一旦网络中干路光纤发生链路故障，OTDR会检测到故障发生，网络监测模块监测到故障发生，启动网络保护功能。首先可拉远智能光接入装置与各远端智能节点进行通信，如果无法接收到某一远端智能节点的回传信息，则将网络中直接连接至该节点的光开关切换到保护路径；与此同时，该远端智能节点无法接收到可拉远智能光接入装置发送的监控信息，则将该智能远端节点连接至上一级的光开关切换到保护路径；这样即可通过保护路径恢复网络。采用上述技术方案带来的有益效果：(1)本专利技术采用拉曼放大技术，利用多个拉曼泵浦光源对NG-PON2中下行的多个信道进行放大，增加光功率预算，使光信号传输距离更远，扩展系统覆盖范围和用户端接入数目。(2)本专利技术中，远端智能节点利用光电池接收泵浦残余光能量，解决了智能远端节点的能量来源问题，并且通过可拉远智能光接入装置将NG-PON2OLT端网络管理系统发出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统，其特征在于：包括NG‑PON2OLT，可拉远智能光接入装置，工作光纤，保护光纤，智能远端节点一，智能远端节点二，支路光纤，以及各类ONU；可拉远智能光接入装置包含两个输入端，分别通过光纤和电缆连接NG‑PON2OLT；可拉远智能光接入装置包含两个输出端，两输出端分别通过工作光纤和保护光纤连接至智能远端节点一；智能远端节点一为中间节点，包含两类输出端口，一类为分路输出端口，通过支路光纤连接各类ONU，一类为旁路输出端口，分别通过工作光纤和保护光纤连接至智能远端节点二；智能远端节点二为末端节点，仅包含分路输出端口，通过支路光纤连接各类ONU。

【技术特征摘要】
1.一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统，其特征在于：包括NG-PON2OLT，可拉远智能光接入装置，工作光纤，保护光纤，智能远端节点一，智能远端节点二，支路光纤，以及各类ONU；可拉远智能光接入装置包含两个输入端，分别通过光纤和电缆连接NG-PON2OLT；可拉远智能光接入装置包含两个输出端，两输出端分别通过工作光纤和保护光纤连接至智能远端节点一；智能远端节点一为中间节点，包含两类输出端口，一类为分路输出端口，通过支路光纤连接各类ONU，一类为旁路输出端口，分别通过工作光纤和保护光纤连接至智能远端节点二；智能远端节点二为末端节点，仅包含分路输出端口，通过支路光纤连接各类ONU。2.根据权利要求1所述一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统，其特征在于：所述可拉远智能光接入装置包含多个拉曼泵浦光源，OTDR模块，智能网络管理模块，光接收机，保护切换模块，以及多个波分复用器(WDM)；可拉远智能光接入装置利用多个波长的泵浦光源对NG-PON2OLT发送的多波长下行光信号进行放大；智能网络管理模块负责与NG-PON2OLT网络管理系统和智能远端节点进行信息交互，处理来自NG-PON2OLT网络管理系统监控请求，向智能远端节点发送监控和管理信息，收集并分析处理来自于智能远端节点状态信息，并将网络状态反馈给NG-PON2OLT网络管理系统；可拉远智能光接入装置利用内嵌的OTDR模块对光纤链路故障进行检测，智能网络管理模块根据OTDR模块反馈的链路状态结合远端节点状态，通过保护切换模块对网络故障进行修复。3.根据权利要求1所述一种可拉远多跳光接入网及智能管理系统，其特征在于：所述智能远端节点一包含光能...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小菡，戈志群，吕涛，叶晓凯，郑宇，樊鹤红，张晓露，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32