专利名称：一种可延长传输距离的以太无源光网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可延长传输距离的以太无源光网络，属于光接入网络领域。
背景技术：
在以太无源光网络EP0N系统中，光线路终端0LT与光网络单元0NU通过无源光分支器 连接，由于上下行光信号功率、上行带宽分配算法等因素的影响，其传输距离不得超过 20km。但在某些应用场合，需要使EPON的传输距离突破20km，达到50km甚至更远。由于 经过长距离传输后，信号光功率会大大衰减，必须在传输中放大上下行光信号的功率，EPON 上下行分别采用1310nm和1490mn波长，在这两个波段，目前没有合适的光放大器。因此 使得EPON的传输距离难以延长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种可延长传输 距离的以太无源光网络，解决EPON在进行长距离传输时的光功率衰减。
本发明为解决上述提出的问题说采用的技术方案为包括有OLT和ONU， OLT通过无 源光分路器(splitter)和光纤与ONU相联，其不同之处在于在OLT和远端ONU之间的 链路中设置EPON光信号功率放大器，EPON光信号功率放大器提供上联光端口和下联光端 口，上联光端口通过一级无源光分路器(splitter)与OLT连接，而下联光端口通过长 距离光纤后经二级无源光分路器(splitter)或直接与远端ONU连接，EPON光信号功率 放大器同时对上行1310nm和下行1490nm的光信号进行功率放大。
按上述方案，所述EPON光信号功率放大器由ONU光模块和OLT光模块构成；所述 ONU光模块内部集成WDM、下行1490nm的光接收器以及上行1310nm的光发送器；所述 OLT光模块内部集成WDM、下行1490咖的光发送器以及上行1310nm的光接收器。
所述EPON光信号功率放大器将OLT光模块光接收器的输出端连接到ONU光模块光 发送器的输入端，实现对上行光信号的放大，将ONU光模块光接收器的输出端连接到OLT 光模块光发送器的输入端，实现对下行光信号的放大。
按上述方案，在下行方向，下行光信号首先送入ONU光模块，由WDM分离出1490nm 波长光信号送入光接收器，光接收器通过光探测器将光信号转换为电信号，并经过自动 增益放大处理后输出标准PECL差分电信号，该信号经过电阻匹配网络之后再驱动调制
0LT光模块的光发送器将其还原成光信号然后经过WDM合波后输出；从而实现了下行光 信号的再生放大，下行光信号为连续模式。
按上述方案，在上行方向，上行光信号首先送入0LT光模块，经过WDM分离出1310nm 波长光信号后送入光接收器，光接收器通过光探测器将光信号转换为电信号，并经过自 动增益放大处理后输出标准PECL差分电信号，该信号经过电阻匹配网络后再驱动调制 0NU光模块的光发送器将其还原成光信号，同时通过0LT光模块光接收器的信号检测管 脚来控制ONU光模块的光发送使能管脚，即由OLT光模块光接收器提供光信号探测输出 SD，通过该信号控制ONU光模块的光发送器发光，当检测到有光后才开启上行激光器发 光，而没光时则关闭上行激光器，从而可还原突发式的上行光信号。上行光信号为突发 模式。
上下行光信号经过光信号转换成电信号，电信号再还原成光信号的过程后光功率将 得到大大增强，光功率放大倍数可达26db以上。
为了实现上述目的，本发明还包括一种调整光线路终端OLT上行动态带宽分配算法 DBA的轮询周期参数，通过调整配置参数，使位于长距离的光网络单元ONU能够正常注 册、报告和授权。当EPON光纤距离延长后，OLT与ONU之间的时延会相应增大，ONU的 往返时间RTT可通过距离以及光在光纤中的传播速度等参数计算得出，为了保证ONU在 发现窗口能够正常注册，OLT的注册发现窗口长度必须大于ONU的RTT，同时，为了保 证OLT能够正确收集ONU的带宽请求，并通过DBA算法为ONU分配授权时隙，OLT运行 的DBA算法的轮询周期也必须大于ONU的RTT。
本发明的有益效果在于l.提供了一种可延长传输距离的EPON; 2.解决了EP0N中 1310nm和1490nm波段光信号功率难以放大的问题；3.所述EPON光信号功率放大器的 核心部件采用技术成熟的OLT光模块和ONU光模块，具有较低的成本和较高的稳定度； 4.沿用现有DBA算法，通过调整配置参数方式来支持长距离ONU的注册以及带宽的请求 和分配。
图1是本发明一个实施例的结构框图。
图2是本发明一个实施例中EPON光信号功率放大器的结构框图。 图3是本发明一个实施例的DBA工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
图1是本发明的一个具有长距离以太无源光网络结构图，其中0NU1 3为近端0NU， 0NU4 6为远端长距离0NU，为了保证OLT与0NU4 6之间通信的光信号功率能够大于 探测器的接收灵敏度，其之间的链路加入了 EPON光信号功率放大器，该放大器提供上 联光端口和下联光端口，上联光端口通过一级无源光分路器splitter与OLT连接，而 下联光端口经长距离光纤后通过二级无源光分路器splitter或直接与远端ONU连接， 该放大器同时放大上行1310nm和下行1490nm的光信号功率。所述EPON光信号功率放 大器上联光端口由其内部ONU光模块尾纤引出，在网络应用中与光分配网络ODN连接， 所述EPON光信号功率放大器下联光端口由其内部OLT光模块尾纤引出，在网络应用中 与远端0NU连接。
本发明的EPON光信号功率放大器一个实施例的结构如图2所示。它通过将已广泛 应用的OLT光模块和ONU光模块的发送和接收端交叉连接来实现。ONU光模块内部集成 WDM、下行1490nm的光接收器以及上行1310nm的光发送器，OLT光模块内部集成WDM、 下行1490mn的光发送器以及上行1310nm的光接收器，在ONU光模块与OLT光模块之间 的上、下行电信号通道中分别联接电阻匹配网络。上下行电信号的驱动端与接收端之间 通过电阻匹配网络进行阻抗匹配。下行光信号首先送入ONU光模块，由WDM分离出1490nm 波长光信号送入光接收器，光接收器通过光探测器将光信号转换为电信号，并经过自动 增益放大处理后输出标准PECL差分电信号，该信号经过电阻匹配网络之后再驱动调制 OLT光模块的光发送器将其还原成光信号然后经过WDM合波后输出；从而实现了下行光 信号的再生放大，下行光信号为连续模式。上行光信号首先送入OLT光模块，经过W匿 分离出1310nm波长光信号后送入光接收器，光接收器通过光探测器将光信号转换为电 信号，并经过自动增益放大处理后输出标准PECL差分电信号，该信号经过电阻匹配网 络后再驱动调制ONU光模块的光发送器将其还原成光信号，同时通过OLT光模块光接收 器的信号检测管脚来控制ONU光模块的光发送使能管脚，即由OLT光模块光接收器提供 光信号探测输出SD，通过该信号控制ONU光模块的光发送器发光，当检测到有光后才开 启上行激光器发光，而没光时则关闭上行激光器，从而可还原突发式的上行光信号。上 行光信号为突发模式。
图3是DBA工作原理示意图。根据DBA的工作原理，上行带宽的动态分配是一个周期 性的工作，在每个周期内ONU必须向OLT上报带宽请求报告report，同时OLT会向ONU下发
带宽分配gate，该gate消息中指示ONU在下一个DBA周期中的数据时隙窗口。图4中tl为 0LT在周期n发送给0NU gate消息的时刻，t2为为0LT接收到0NU在周期n+l发送0NU r印ort 消息的时刻，td为ONU的下行时延，tu为ONU的上行时延。为了保证ONU在接收到周期n的 gate消息后然后再周期n+l发送r印ort消息，必须满足
(tl+td) <(t2-tu) (1)
该公式可演算为
RTT=(tu+td)〈t2-tl〈DBA周期 (2)
根据公式(2)可得出，DBA的轮询周期必须大于ONU的往返时间RTT，才能保证DBA 的正常运行，在长距离EPON传输系统中，需要调整DBA的周期使其大于最远ONU的RTT， 以保证其能够正常地进行上行带宽报告和授权。在ONU注册时，同样存在该问题，也必 须保证DBA的ONU注册开窗时间大于最远ONU的RTT。
本发明通过对现有成熟器件和模块的应用提供一个简单适用、性价比高的长距离EPON 传输的技术方案，解决了在高分光比，长距离光纤传输时光信号功率衰减的问题，以及 位于长距离远端ONU的注册、带宽的请求和分配等问题。本发明所述光信号功率功率放 大的实现方法和调整DBA参数的方法，同样适用于延长其它无源光网络的传输距离，其 中包括AP0N、 BPON以及GPON等。
权利要求
1、一种可延长传输距离的以太无源光网络，包括有OLT和ONU，OLT通过无源光分路器和光纤与ONU相联，其特征在于在OLT和远端ONU之间的链路中设置EPON光信号功率放大器，EPON光信号功率放大器提供上联光端口和下联光端口，上联光端口通过一级无源光分路器与OLT连接，而下联光端口通过长距离光纤后经二级无源光分路器或直接与远端ONU连接，EPON光信号功率放大器同时对上行1310nm和下行1490nm的光信号进行功率放大。
2、 根据权利要求1所述的可延长传输距离的以太无源光网络，其特征在于 所述EPON光信号功率放大器由O而光模块和OLT光模块构成；所述ONU光模块 内部集成WDM、下行1490nm的光接收器以及上行1310nm的光发送器；所述OLT 光模块内部集成WDM、下行1490nm的光发送器以及上行1310nm的光接收器。
3、 根据权利要求2所述的可延长传输距离的以太无源光网络，其特征在于 所述EPON光信号功率放大器将OLT光模块光接收器的输出端连接到ONU光模块 光发送器的输入端，实现对上行光信号的放大，将ONU光模块光接收器的输出 端连接到OLT光模块光发送器的输入端，实现对下行光信号的放大。
4、 根据权利要求1或2所述的可延长传输距离的以太无源光网络，其特征 在于所述EPON光信号功率放大器上联光端口由其内部ONU光模块尾纤引出，在 网络应用中与光分配网络ODN连接，所述EPON光信号功率放大器下联光端口由 其内部OLT光模块尾纤引出，在网络应用中与远端ONU连接。
5、 根据权利要求3所述的可延长传输距离的以太无源光网络，其特征在于 下行光信号首先送入ONU光模块，由WDM分离出1490醒波长光信号送入光接收 器，光接收器通过光探测器将光信号转换为电信号，并经过自动增益放大处理后 输出标准PECL差分电信号，该信号经过电阻匹配网络之后再驱动调制OLT光模 块的光发送器将其还原成光信号然后经过WDM合波后输出；从而实现了下行光信 号的再生放大，下行光信号为连续模式。
6、 根据权利要求3或5所述的可延长传输距离的以太无源光网络，其特征 在于上行光信号首先送入OLT光模块，经过WDM分离出1310rnn波长光信号后送 入光接收器，光接收器通过光探测器将光信号转换为电信号，并经过自动增益放 大处理后输出标准PECL差分电信号，该信号经过电阻匹配网络后再驱动调制ONU 光模块的光发送器将其还原成光信号，同时通过OLT光模块光接收器的信号检测 管脚来控制0NU光模块的光发送使能管脚，即由0LT光模块光接收器提供光信号 探测输出SD，通过该信号控制ONU光模块的光发送器发光，当检测到有光后才 开启上行激光器发光，而没光时则关闭上行激光器，从而可还原突发式的上行光 信号，上行光信号为突发模式。
7、 根据权利要求3所述的可延长传输距离的以太无源光网络，其特征在于在 上下行电信号的驱动端与接收端之间通过电阻匹配网络进行阻抗匹配。
8、 根据权利要求1或2所述的可延长传输距离的以太无源光网络，其特征 在于包括调整光线路终端0LT上行动态带宽分配算法DBA的轮询周期参数，通过 调整配置参数，使得上行动态带宽分配算法DBA的轮询周期大于EPON中最远ONU 的往返时间RTT，以使位于长距离的光网络单元ONU能够正常注册、报告和授权。
全文摘要
本发明涉及一种可延长传输距离的以太无源光网络，包括有OLT和ONU，OLT通过无源光分路器和光纤与ONU相联，其特征在于在OLT和远端ONU之间的链路中设置EPON光信号功率放大器，EPON光信号功率放大器提供上联光端口和下联光端口，上联光端口通过一级无源光分路器与OLT连接，而下联光端口通过长距离光纤后经二级无源光分路器或直接与远端ONU连接，EPON光信号功率放大器同时对上行1310nm和下行1490nm的光信号进行功率放大。本发明提供了一种可延长传输距离的EPON，具有较低的成本和较高的稳定度；通过调整配置参数方式来支持长距离ONU的注册以及带宽的请求和分配。
文档编号H04B10/14GK101340246SQ200810048759
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月11日 优先权日2008年8月11日
发明者武 刘, 利 张, 胡保民 申请人:武汉长光科技有限公司