一種時分無源光網絡的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種時分無源光網絡，包括N個光線路終端、N個可調諧激光器、N個第一無源光分支器和一個通道拆分復用模塊，N個光線路終端通過通道拆分復用模塊與N個可調諧激光器實現光通信，每個可調諧激光器均與一個第一無源光分支器對應連接，每個第一無源光分支器均對應連接M個光網絡單元。本發明針對時分無源光網絡，對不同的光線路終端間建立互為備份的關系，當某個光線路終端接入的光網絡單元活躍用戶數量較少時，可以將其接入的光網絡單元倒換至其他光線路終端并關閉原光線路終端，從而減少活動光線路終端的工作數量，實現無源光網絡的總體能耗的降低。
【專利說明】一種時分無源光網絡
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬于光通信、接入網領域，涉及一種時分無源光網絡。
[0003]
【背景技術】[0004]通信網絡近年來呈現寬帶業務持續高速增長的局面，隨著移動互聯網和物聯網等新型應用的興起，光纖寬帶接入用戶數的年復合增長率預計將超過50%。隨著光纖寬帶接入網絡建設的快速推進，寬帶接入網絡的能耗也將進一步提升，光纖接入網已成為運營商網絡總能耗增長的主要來源之一。因此，如何在提升寬帶業務接入能力和業務收入的同時，有效降低寬帶接入網能耗，是國內運營商亟需解決的問題。
[0005]無源光網絡(PON, Passive Optical Network)是光纖寬帶接入的主流技術,主要由局端的光線路終端(OLT, Optical Line Terminal)、用戶端的光網絡單元(ONU, OpticalNetwork Unit)以及中間的光分配網絡(0DN, Optical Distribution Network)組成。其中，光線路終端可以位于本地交換局或遠端，光線路終端的作用是提供網絡與光分配網絡之間的光接口，并提供必要的手段來傳送不同的業務。光網絡單元位于光分配網絡和用戶之間，光網絡單元主要由光發射機和光接收機組成，提供光電變換功能，實現對各種電信號的處理和維護。光分配網絡位于光線路終端和光網絡單元之間，主要由無源光器件和光纖構成。組成光分配網絡的無源光器件主要有分光器，光開關等。
[0006]目前使用的PON都是基于時分復用方式的TDMΡ0Ν，具有結構簡單、組網靈活、容量大、便于網絡升級和可靠性高等諸多優勢。據統計，截止2011年3月，我國已有3300萬用戶，PON已超過I億線，預計到2016年中國的FTTX用戶數將達到I億，全球FTTX用戶數將達到1.9億。根據對國內外主流廠家生產的光網絡單元(ONU)進行的功耗測試，其平均功耗為11.2瓦，平均每個ONU對應10個下行端口(線容量)。僅以我國目前千萬量級的ONU而言，其總功耗至少為3.7億瓦，而PON的使用規模仍在急劇增長；隨著10G EPON和10G GPON的推出和普及，ONU的功耗將更高，PON系統將面臨更加迫切的節能要求。
[0007]

【發明內容】

[0008]技術問題:本發明提供一種解決因網絡系統中光線路終端設備負載較少，造成光線路終端設備工作效率低下的問題，降低能耗，減少碳排放量的時分無源光網絡。
[0009]技術方案:本發明的時分無源光網絡，包括N個光線路終端、一個通道拆分復用模塊、N個可調諧激光器、N個第一無源光分支器和NXM個光網絡單元，N個光線路終端通過通道拆分復用模塊與N個可調諧激光器實現光通信，每個可調諧激光器均與一個第一無源光分支器對應連接，每個第一無源光分支器均對應連接M個光網絡單元。[0010]通道拆分復用模塊包括N個第二無源光分支器和N個光開關，每個第二無源光分支器均通過單模光纖與N個光開關連接，每個光開關均通過單模光纖與N個第二無源光分支器連接；每個光線路終端均與一個第二無源光分支器對應連接，每個光開關均與一個可調諧激光器對應連接，從而使每個光線路終端能夠與N個可調諧激光器實現光通信，每個可調諧激光器與N個光線路終端實現光通信。
[0011]本發明通過在網絡中加入通道拆分復用模塊和可重配置光開關，對光纖線路或集成光路中的光信號進行互相轉換或邏輯操作，實現光線路終端與光網絡單元多對多的關系O
[0012]對于TDM Ρ0Ν，在下行鏈路上，光線路終端以廣播方式發送數據幀，通過1:M的無源分光器，數據幀到達各光網絡單元，光網絡單元通過檢查接收到的數據幀的目的媒體接入控制(MAC)地址和幀類型(如廣播幀、OAM幀)來判斷是否接收此幀。在上行鏈路上，各光網絡單元的數據幀通過TDMA的方式傳送到光線路終端。當M個光網絡單元中有不少數目的光網絡單元長時間處于離線狀態時，這些光網絡單元不會再接收到任何光線路終端廣播的數據幀，也不會再有數據幀傳送到光線路終端，造成光線路終端工作效率低下，能源浪費。本發明就是針對TDM PON網絡中多個光線路終端負載活躍光網絡單元數都比較少的情形，將不同光線路終端的活躍光網絡單元連接到同一個光線路終端進行通信，關閉剩余光線路終端，提高光線路終端工作效率，降低功耗。
[0013]本發明中使用的符號說明:
OLT:光線路終端；
POS:無源光分支器；
TLD:可調諧激光器；
ONU:光網絡單元；
SW:光開關； λ D:下行波長； λ U:上行波長;
SMF:單模光纖；
CCS:通道拆分復用。
[0014]有益效果:本發明與現有技術相比，具有以下優點:
本發明所用光網絡單元是無色光網絡單元，避免了波長選擇器所帶來的安裝、運營以及維護成本的增加，方便波長管理，網絡中所用光網絡單元都一樣，不僅便于大批量生產以降低成本，同時安裝維護方便。
[0015]本發明針對光線路終端的節能設計，不再是傳統的對光線路終端內部模塊的工作方式進行實時調整，而是在光線路終端與光線路終端之間進行切換，相比對內部模塊單元進行功耗調整實現起來要簡單方便。
[0016]本發明的實用性比較強。通常光接入網中同時在線用戶數都是不足最大支持在線用戶數的50%，可以做到二合一。另外由于光線路終端之間可以相互倒換，所以也可以作為相互之間的備份，可以起到保護作用。
[0017]【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現有基本的TDM PON網絡結構。
[0019]圖2為本發明提出的TDM PON網絡結構。
[0020]圖3為本發明提出的CCS模塊內部結構。
[0021]圖4為本發明提出的CCS模塊下行信號拆分圖。
[0022]圖5為本發明提出的CCS模塊上行信號復用圖。
[0023]圖中符號含義為:0LT:光線路終端；P0S:無源光分支器；0NU:光網絡單元；TLD:可調諧激光器；sw:光開關；λ D:下行波長；λ U:上行波長；SMF:單模光纖；CCS:通道拆分復用模塊；
圖中OLT和TLD的下標1，2，…，N用來區分不同的OLT和TLD，ONU的下標1，2，…，M用來區分不同的ONU，POS !為第一無源光分支器，POS 2為第二無源光分支器。
[0024]
【具體實施方式】
[0025]本發明在一般TDM PON中加入通道拆分復用模塊，通過可重配置光開光實現網絡中光線路終端和光網絡單元間多對多的連接。當某個光線路終端承載的活躍光網絡單元較少時，可以將這些光網絡單元快速倒換到網絡中其他活躍光網絡單元負載較低(數量較少)的光線路終端，實現資源共享，節省光線路終端的工作時間，達到能量節能的目的。
[0026]下面結合附圖對本發明具體實現過程進行說明:
假設某TDM PON網絡結構如圖2所示，該TDM PON網絡包括N個光線路終端、N個可調諧激光器、N個第一無源光分支器和一個通道拆分復用模塊，N個光線路終端通過通道拆分復用模塊與N個可調諧激光器實現光通信，每個可調諧激光器均與一個第一無源光分支器對應連接，每個第一無源光分支器均對應連接M個光網絡單元。即該TDM PON網絡內N個光線路終端，每個光線路終端下掛M個光網絡單元，也即同時在線的活躍光網絡單元用戶數最多為NX M。設單個光網絡單元平均功耗SP_，光線路終端平均功耗為P.，則網絡中光網絡單元和光線路終端總功耗最大為NXPm+MXP.。
[0027]本發明提出的TDM PON網絡結構中，在N個光線路終端和分支器之間插有一個CCS。CCS包括一系列的分支器和光開關，光開關的數目和TDM PON中每個光線路終端的下行端口數目相等。光網絡單元使用的上行波長為λυ，下行波長為λ11。
[0028]如圖3所示，I號光線路終端以波長λ D1下發的下行光信號通過光分支器分成N路分別與N個光開關相連，這樣網絡中所有活躍光網絡單元用戶都可以在波長通路λΜ接收到I號光線路終端的下行波長信號。
[0029]如圖4所示，在上行鏈路中，通過控制可調諧激光器可以使得網絡中所有活躍光網絡單元用戶使用同一上行波長λυι發送上行數據到I號線路終端。
[0030]CCS支持有選擇性的聚合活躍光網絡單元用戶的信號，從而最大限度的減少光線路終端的數目，如圖3、4所示，改變CCS中光開關配置即可實現不同光線路終端與光網絡單元間的通信。
[0031]若某時間段每個光線路終端下掛的活躍光網絡單元數目都低于Μ/2，則可以保留Ν/2的光線路終端工作，關閉另外一半數量的光線路終端，此時網絡中光網絡單元和光線路終端總功耗最大為ΝΛΧΡμ+ΜΛΧΡ,;若每個光線路終端下掛的活躍光網絡單元數目都低于Μ/3，則可以保留Ν/3的光線路終端工作，關閉另外2Ν/3數量的光線路終端，此時網絡中光網絡單元和光線路終端總功耗最大為N/3XPQlT+M/3XP_ ;依次類推，網絡中活躍光網絡單元數量減少時，本發明提出的方案可以保證網絡中工作的光線路終端數量也隨之減少，從而實現了 TDM PON網絡的總體能耗的降低。
【權利要求】
1.一種時分無源光網絡，其特征在于，該光網絡包括N個光線路終端、一個通道拆分復用模塊、N個可調諧激光器、N個第一無源光分支器和NXM個光網絡單元，所述的N個光線路終端通過通道拆分復用模塊與N個可調諧激光器實現光通信，每個可調諧激光器均與一個第一無源光分支器對應連接，每個第一無源光分支器均對應連接M個光網絡單元； 所述通道拆分復用模塊包括N個第二無源光分支器和N個光開關，每個第二無源光分支器均通過單模光纖與N個光開關連接，每個光開關均通過單模光纖與N個第二無源光分支器連接； 每個光線路終端均與一個第二無源光分支器對應連接，每個光開關均與一個可調諧激光器對應連接，從而使每個光線路終端能夠與N個可調諧激光器實現光通信，每個可調諧激光器與N個光線路終端實現光通信。
【文檔編號】H04J3/16GK103475411SQ201310369314
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】沈建華, 吳凱 申請人:南京郵電大學