一种支持WDM-PON子网间光互联的光接入系统与方法WDM-PON中的远端节点结构与无色光网络单元设计是光接入网中的重要研究内容。本发明专利技术的实施方式提出了一种支持WDM-PON子网间光互联的光接入系统与通信方法，该方案利用较低的器件成本实现了如下三个功能：1，OLT和WDM-PON的ONU之间常规的上下行通信功能；2，将所有ONU划分为两个子网，子网间用波长物理隔离；3，支持子网间相互通信的功能。本发明专利技术中，两个子网的接收机或者发射机可以是全部无色的，也可以是子网内无色，但是各个子网有差别，尤其是可调谐激光器部分是可以随着子网有色。这种设计既兼顾了运营维护过程中有色ONU增加的人力维护成本，又考虑到可调谐激光器大波长范围可调谐带来的技术难度与成本增加，同时增加了子网间相互通信的功能。网间相互通信的功能。网间相互通信的功能。
【技术实现步骤摘要】
一种支持WDM-PON子网间光互联的光接入系统与方法
[0001]本专利技术涉及光通信和光网络技术，特别涉及波分复用的无源光网络技术。
技术介绍
[0002]时分复用-无源光网络(Time Division Multiplexing-Passive Optical Network，TDM-PON)和波分复用-无源光网络(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network，WDM-PON)是光接入领域两种重要的技术。在光接入网络速率从10Gbit/s到40Gbit/s，以至于100Gbit/s演进的过程中，时分-波分复用-无源光网络(Time-Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network，TWDM-PON)被认为是一种兼具性能和经济性的有效方案。但是随着用户数量的增加和单个用户接入速率的提升，WDM-PON技术得到业界的关注，并被认为是下一代光接入网络中最为重要的技术方案。
[0003]波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技术应用于PON使得波长维度的资源便于扩充，且各个用户使用不同的波长，保密性较好。WDM-PON的典型结构如图1所述1，它由局侧的光线路终端(optical line terminal，OLT)、用户侧的光网络单元(Optical Network Unit，ONU)或者光网络终端(Optical Network Terminal，ONT)以及光分配网络(optical distribution network，ODN)组成，现有技术一般从OLT到ONU或者ONT为上行方向，从ONU或者ONT到OLT为下行方向。WDM-PON的ODN一般包括三种：1，考虑到兼容现有ODN，在ODN中往往仅仅采用光分束器，用于将主干光纤链路分为多个分支光纤链路，达到节约光纤资源的目的，同时每个用户都能够接收到来自OLT的信号，并向OLT发送信号；在该结构中，分光器的损耗随着用户数的增加而增大，基于该结构的PON设计，必须具有较高的链路光功率预算。2，ODN采用波分复用器件，用来将不同的波长解复用后，传输到不同的用户，一个波分(解)复用器的输出端连接的用户可以视为一个子网，该方案将不同用户物理隔离为各个独立的子网；在该结构中，波分(解)复用器的损耗随着用户数的增加仅有较小的改变，基于该结构的PON设计，链路的光功率预算相比于第一种方案要减小很多。3，ODN采用波长选择开关连接不同的用户，波长选择开关的每个端口可以独立的选择任意波长，但是器件损耗较大，且不能够完全保证无源；该方案在实际WDM-PON中的应用目前仅仅在探索阶段。在以上三种方案中，第一种WDM-PON与TWDM-PON结构一致，在网络结构方面，最大限度的继承了原有的XG-PON等TDM-PON技术的ODN，仅仅将改变集中在OLT和ONU端。第二种WDM-PON，完全改变了原TDM-PON的ODN，在实际过程中需要重新部署；第三种WDM-PON最为灵活，但是波长选择开关的损耗大且成本较高。也有研究将单纯的第二种结构结合第三种结构的要求进行改进，得到如图2所示的复合型远端节点2，在该结构中，为每个ONU分配的波长可以选择，且波长间隔不像循环阵列波导光栅(AWG)那样为恒定值。谷歌公司也对WDM-PON的远端节点进行了设计，以增强子网功能3。
[0004]从物理层看，WDM-PON将波长资源直接分配给用户(光网络单元，ONU)，原有的时隙划分的方式不再采用。正如TDM-PON中，每一个用户需要接收所有时隙的光信号，同时也要具有发送任意时隙光信号的能力，因此，在WDM-PON中，上行和下行波长均需要覆盖。对于
ONU来说，必须存在一个可调谐光滤波器，用来覆盖所有的下行波长，也必须存在一个可调谐激光器，用来覆盖所有的上行波长，即ONU必须满足无色的条件。无色的要求对光子器件提出了较大挑战，在所有光子器件中，大批量、低成本可调谐激光器的产业化自2012年以来，产业界非常关注，但是较大的调谐范围使得WDM-PON中可调谐激光器的产业化仍然有一定的距离。
[0005]在现有的WDM-PON光接入网络结构中，ODN的改变和ONU端的无色要求并不匹配。若使用第二种方案，每一个波分复用器件的输出端仅输出一个波长，例如常规的阵列波导光栅(AWG)，或者输出几个固定间隔的波长，例如循环的AWG。而ONU端为了输出一个真正需要使用的波长，却要将其调谐范围扩展的很大，而有些调谐对于一个固定位置的用户来说根本不需要。例如，AWG端口1所连接的ONU不会需要AWG端口2的波长，而严格的无色，每个ONU的可调谐激光器都要能够覆盖AWG所有端口的输出波长。同时，在现有的WDM-PON中，不存在终端用户之间的直接通信，而终端用户之间的直接通信对未来需要低延时要求的某些应用来说非常重要，虽然在TDM-PON中有一些ONU间直接通信的方案，但是在针对无色ONU要求的WDM-PON中，此类方案还不多。
[0006]综上所述，在当前的WDM-PON设计中，针对系统基本体系结构的设计仍然需要研究，由此可以实现更多更为强大的功能，这包括远端节点的设计等。
[0007]参考文献：
[0008]1，ITU-T标准化文档G.989.2 Annex A
[0009]2，华为技术有限公司，专利名称：支持组播类业务的无源光网络、复用/解复用器及方法，
[0010]申请号：200610001979.X申请日：2006-01-23，已经授权。
[0011]3，谷歌公司，专利名称：利用波长重用增加WDM-PON的容量，申请号：200610001979.X。
技术实现思路
：
[0012]针对
技术介绍
中存在的不足，本专利技术的实施方式提出了一种支持WDM-PON子网间光互联的光接入系统，并给出了基于该结构的通信方法。本专利技术所提出的光接入系统如图3和4所示，该系统不仅仅能够支持常规的ONU与OLT之间的上下行通信，也将所有用户分割成为两个子网，这两个子网在波长使用中相互独立，即子网1(子网2)的波长，在与OLT相互通信时，子网2(子网1)不能使用。由于图3和图4是两个近似的结构，差别仅仅在于子网波分(解)复用器(10)和2
×
2光分束器(20)的连接关系上。该结构仅仅使用一个子网波分(解)复用器(10)和一个2
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2光分束器(20)，利用较低的器件成本实现了如下三个功能：1，OLT和WDM-PON的ONU之间常规的上下行通信功能；2，将所有ONU划分为两个子网，子网间用波长物理隔离；3，支持子网间相互通信的功能。
[0013]根据图3的描述，整个系统包括：子网波分(解)复用器(10)，适于通过W1端口(101)连接WDM-PON的OLT(40)，能够提供WDM-PON的波长分割，将所有波长分割为A波带和B波带，且A波带和B波带没有公共波长，其中A波带从W2端口(1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
PON子网2(32)提供波长资源。3.如权利要求1或权利要求2所述的支持WDM-PON子网间光互联的光接入系统，其特征在于，A波带和B波带的分割可以采用如下器件：子网波分(解)复用器(10)为粗波分复用器，则在光谱上先出现A波带的波长，后出现B波带的波长。4.如权利要求1或权利要求2所述的支持WDM-PON子网间光互联的光接入系统，其特征在于，A波带和B波带的分割可以采用如下器件：子网波分(解)复用器(10)为循环的阵列波导光栅或者为波长交叉器(interleaver)，则在光谱上A波带和B波带的波长交替出现。5.如权利要求1所述的支持WDM-PON子网间光互联的光接入系统，其特征在于，WDM-PON子网1(31)与WDM-PON子网2(32)子网间通信功能可以按照如下方法进行：a)从WDM-PON子网1(31)至WDM-PON子网2(32)方向的光传输，使用A波带，从WDM-PON子网2(32)至WDM-PON子网1(31)方向的光传输，使用B波带；为支持此方法，WDM-PON子网1(31)ONU的发射机必须包含可调谐激光器，激光器波长覆盖整个A波带，WDM-PON子网2(32)ONU的发射机必须包含可调谐激光器，激光器波长覆盖整个B波带，则WDM-PON子网1(31)ONU和WDM-PON子网2(32)ONU的接收机必须包含可调谐光滤波器，滤波器的可调谐范围必须覆盖整个A波带和B波带；b)从WDM-PON子网1(31)至WDM-PON子网2(32)方向的光传输，使用B波带，从WDM-PON子网2(32)至WDM-PON子网1(31)方向的光传输，使用A波带；为支持此方法，WDM-PON子网1(31)ONU的接收机必须包含可调谐光滤波器，滤波器波长覆盖整个A波带，WDM-PON子网2(32)ONU的接收机必须包含可调谐光滤波器，滤波器波长覆盖整个B波带，则WDM-PON子网1(31)ONU和WDM-PON子网2(32)ONU的发射机必须包含可调谐激光器，激光器的可调谐范围必须覆盖整个A波带和B波带；c)若WDM-PON子网1(31)与WDM-PON子网2(32)子网间通信功能均使用A波带，WDM-PON子网2(32)ONU中接收机的可调谐光滤波器，以及发射机的可调谐激光器可调谐范围必须覆盖整个A波带和B波带；d)若WDM-PON子网1(31)与WDM-PON子网2(32)子网间通信功能均使用B波带，WDM-PON子网1(31)ONU中接收机的可调谐光滤波器，以及发射机的可调谐激光器可调谐范围必须覆盖整个A波带和B波带。6.如权利要求2所述的支持WDM-PON子网间光互联的光接入系统，其特征在于，WDM...
【专利技术属性】
技术研发人员：桂林，
申请(专利权)人：裴璇，
类型：发明
国别省市：
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