专利名称：万兆以太无源光网络再生光模块及万兆以太光网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术领域，具体地说，是涉及一种万兆以太无源光网络再生光模块。
背景技术：
随着用户对高清IPTV、视频监控等高带宽业务需求的不断增长，产业界逐渐认识到，现有的EPON和GPON接入网技术均难以满足业务长期发展的需求，特别是在光纤到楼 (FTTB)和光纤到节点(FTTN)场景。光接入网在带宽、业务支撑能力以及接入节点设备功能和性能等方面都面临新的升级需求。据分析，每个家庭成员的人均带宽需求将从30Mbps 增加的125Mbps。目前采用32路拓扑结构的GEPON和GPON技术的传输速率分别能达到 1. 25Gbps和2. 5(ibpS，虽然能够满足目前的需求，但当有更多的高清电视频道和视频服务加入进来，就难以满足。下一代64路PON系统需要提供8. IGbps的带宽才能满足需要，即便是下一代网络沿用现在的每个PON 32路的拓扑结构，仍需要为住宅网络提供4(ibpS以上的传输速率，这也已超过现有PON的容量。在这种行业背景下，IEEE于2009年9月份颁布了下一代以太无源光网络(EPON) 的协议IEEE802. 3av，将光纤接入网的容量率先提升到10(ibpS。许多光模块厂商，也投入生产了 IOG EPON 0LT/0NU光收发合一模块，而许多设备厂商也有相应的对称和非对称的产品，并且开始大规模商用化，但是按该标准生产的设备，对有些场景不能得到很好的应用， 如，一些用户密集型的区域，需要一些大分光比的EPON设备(如1 :256的EPON系统)，以及一些城乡结合部，需要一些长距的EPON设备(如40km)等，造成这些问题的关键所在， 是原标准所定义的光功率预算太低，即使最大的链路预算也只有^dB的链路预算和20km 的传播距离。基于此，如何提高万兆以太无源光网络的链路运算，进而提高分光比和单路传输距离，是本发明主要解决的问题。
发明内容
本发明为了解决现有万兆以太无源光网络链路运算低的问题，提供了一种万兆以太无源光网络再生光模块，可以有效提高万兆以太无源光网络的分光比和单路传输距离。为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现—种万兆以太无源光网络再生光模块，包括波分复用器、光-电转换单元、以及电-光转换单元，所述波分复用器接收光信号，将其解复用后发送至光-电转换单元，所述光-电转换单元将所接收的光信号进行光-电信号转换并将所转换的电信号进行处理后发送至电-光转换单元，所述电-光转换单元将所接收的电信号重生成光信号，由波分复用器复用后向接收终端发送。进一步的，所述的万兆以太无源光网络再生光模块还包括自回环单元，所述自回环单元接收光-电转换单元发送的电信号并转发至电-光转换单元。
又进一步的，所述的光-电转换单元包括上行光-电转换单元和下行光-电转换单元，所述的电-光转换单元包括与所述上行光-电转换单元和下行光-电转换单元一一对应的上行电-光转换单元和下行电-光转换单元。再进一步的，所述的各光-电转换单元中分别包括用于光-电信号转换的光电探测器、限幅放大器、以及第一时钟恢复器件；光电探测器生成的电信号依次经过限幅放大器的限幅放大以及第一时钟恢复器件的整形后，由自回环单元转发至与该光-电转换单元相对应的电-光转换单元。更进一步的，所述的各电-光转换单元中分别包括激光驱动器和与激光器，所述限幅放大器生成“信号丢失去告警信号”(这里的属于是Loss of SignalDeassert，一般汉语翻译见引号内)并作为使能信号发送至与其相对应的激光驱动器，所述激光驱动器控制本电-光转换单元中的激光器进行发射光信号。所述的波分复用器包括与下行光-电转换单元以及上行电-光转换单元相连接的第一波分复用器，和与下行电-光转换单元以及上行光-电转换单元相连接的第二波分复用器。其中，所述的第一波分复用器与第二波分复用器为两个分离的波分复用器。或者，所述的第一波分复用器与第二波分复用器也可以通过BOSA封装。优选的，所述的各电-光转换单元还包括用于接收自回环单元转发的电信号并将其整形的第二时钟恢复器件，所述第二时钟恢复器件与本电-光转换单元中的激光驱动器连接。基于上述的万兆以太无源光网络再生光模块，本发明同时提出了一种万兆以太光网络系统，包括光线路终端和光网络单元，还包括本发明所提出的再生光模块，所述再生光模块设置在光线路终端与光网络单元之间，用于将所述光线路终端与所述光网络单元之间所传输的光信号进行再生，并向接收终端发送，其中，下行光的接收终端为光网络单元，上行光的接收终端为光线路终端。通过将再生光模块设置在光线路终端与光网络单元之间， 克服了现有万兆以太无源光网络的链路预算能够支撑的光网络单元少以及传输距离短的问题。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是本发明的万兆以太无源光网络再生光模块可以实现大分光比和超长距离的传输；比通过提高激光器发射光功率、接收灵敏度和提高激光器的色散容限，成本更低；实现更灵活并且大大降低了操作难度，有效提高了产品的可靠性，便于技术人员开发使用。结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是本发明所提出的万兆以太无源光网络再生光模块的一种实施例结构示意图；图2是本发明所提出的万兆以太无源光网络再生光模块的另外一种实施例结构示意图；图3是本发明的万兆以太光网络系统的一种实施例结构示意图4是本发明的万兆以太光网络系统的另外一种实施例结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细地说明。实施例一，本实施例为了解决现有的万兆以太无源光网络链路运算低的问题，提供了一种万兆以太无源光网络再生光模块，通过在光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU) 之间引入3R(Retime，Reshape，and Regenerate)再生光模块，可以有效提高万兆以太无源光网络的链路预算，进而提高了光接入网络的分光比和单路传输距离。参见图1所示，本实施例的万兆以太无源光网络再生光模块包括波分复用器4、 光一电转换单元1、以及电-光转换单元3，通过将所述所述万兆以太无源光网络再生光模块设置在OLT和ONU之间，波分复用器4接收光纤中传输的光信号，将其解复用后发送至光-电转换单元1，所述光-电转换单元1将所接收的光信号进行光-电信号转换生成电信号，并将所生成的电信号进行处理(比如限幅放大、整形)后发送至电-光转换单元3，所述电-光转换单元3将所接收的电信号重生成光信号，由波分复用器4复用后通过光纤向接收终端发送。本实施例的万兆以太无源光网络再生光模块，首先通过光-电转换单元1，将光信号转换为电信号，由于在转换为电信号之前，光信号损耗严重，我们在3R光模块的探测器的灵敏度之上进行一次接收，可以保证无不丢包，并利用⑶R模块将电信号进行整形后，该电信号携带有全部的光信号中所携带的信息，因此，将该电信号在电-光转换单元3中重生成光信号，进而所重生成的光信号强度可以达到一个比较高值，所以可以将其再次分光，而且链路预算足够使用，进而可以提高光接入网络的分光比和单路传输距离。参见图2所示，所述的万兆以太无源光网络再生光模块还包括自回环单元2，自回环单元2连接在光-电转换单元1和电-光转换单元3之间，接收光-电转换单元1发送的电信号，并将电信号转发至电-光转换单元3。由于光的传输包括上行传输链路(0NU至0LT)和下行传输链路(0LT至0NU)，上行传输链路中传输的是上行光信号，下行传输链路中传输的是下行光信号，因此，可以分别将上行光信号和下行光信号进行再生。所以，所述的光-电转换单元1包括上行光-电转换单元12和下行光-电转换单元11，所述的电-光转换单元3包括与所述上行光-电转换单元12和下行光-电转换单元11 一一对应的上行电-光转换单元32和下行电-光转换单元31，即上行光-电转换单元12和上行电-光转换单元32同处于上行传输链路中，下行光-电转换单元11和下行电-光转换单元31同处于下行传输链路中。作为一个具体的实施例，所述的下行光-电转换单元11中包括光电探测器11-1、 限幅放大器11-2、以及第一时钟恢复器件11-3 ；上行光-电转换单元12中包括光电探测器 12-1、限幅放大器12-2、以及第一时钟恢复器件12-3。光电探测器用于进行光-电信号转换，由于光电探测器输出的电信号的幅度是随输入光强的变化而变化的，而光信号在输入再生光模块之前衰减很大，因此较弱的光强信号造成电信号幅度低，需要使用限幅放大器将电信号进行限幅放大以及第一时钟恢复器件进行整形。所述的下行电-光转换单元31中包括激光驱动器31-1和激光器31-2，所述激光驱动器31-1与激光器31-2连接，所述下行电-光转换单元包括激光驱动器32-1和激光器32-2，所述激光驱动器32-1与激光器32-2相连接。以下行传输链路为例，光纤中的光信号经波分复用器4，下行光被解复用出来，经过光电探测器11-1转换为电信号，该电信号依次经过限幅放大器11-2的限幅放大以及第一时钟恢复器件11-3的整形后，经自回环单元2转发，依次发送至下行电-光转换单元31的激光驱动器31-1和激光器31-2。所述限幅放大器11-2的RX_L0S10功能同时生成用于驱动所述激光驱动器31-1的使能信号，并发送至激光驱动器31-1，其中，RX_L0S10的作用是当光信号强度高度光电探测器设置的最小探测阈值时，RX_L0S10输出低电平，当光信号的输入强度小于光电探测器设置的最小探测阈值时，RX_L0S10输出高电平，激光器为低电平有效。所述激光驱动器31-1驱动激光器 31-2发射光信号，能够保证激光器31-2在正确的时间发送正确的数据，实现电-光信号的转换。同理地，本模块中上行传输链路中光再生原理与下行传输链路中的光再生原理一致， 在此不做赘述，需要说明的是，本实施例中下行光信号包括10. 3125Gbps速率的1577nm光信号和1. 25(ibpS速率的1490nm光信号。光信号进入波分复用器4被解复用时，上述两种下行光被分开，分别进行光再生，为了提高再生速率，可以通过采用一套相同的设备，即如图1 中所示的光电探测器11-1’、限幅放大器11-2’、第一时钟恢复器件11-3’，以及激光驱动器 31-1，和激光器31-2’，配合光电探测器11-1、限幅放大器11-2、第一时钟恢复器件11-3， 以及激光驱动器31-1和激光器31-2分别处理所述的两种下行光。然而对于上行光，包括 1270nm 的 10. 3125Gbps 光信号和 1310nm 的 1. 25Gbps 光信号，由于 1310nm 和 1270nm 波长的光都属于1260 1360nm信道的光，为了节省器件成本，统一采用1270nm的光进行转发。相应的，所述的波分复用器4包括与下行光-电转换单元11以及上行电-光转换单元32相连接的第一波分复用器4-1，和与下行电-光转换单元31以及上行光-电转换单元12相连接的第二波分复用器4-2，所述的第一波分复用器4-1用于在下行传输链路中将下行光解复用出来，以及在上行传输链路中将再生的上行光耦合进与下行光同一根光纤中；所述的第二波分复用器4-2用于在下行传输链路中将再生的两种下行光复用进同一根光纤中，以及在上行传输链路中将上行光从光纤中解复用出来。其中，所述的第一波分复用器4-1与第二波分复用器4-2可以为两个分离的波分复用器，也可以将光器件集成为BOSA封装的形式。为了使电信号得到更进一步的整形，所述的下行电-光转换单元31还包括用于接收自回环单元2转发的电信号并将其整形的第二时钟恢复器件31-0，所述第二时钟恢复器件31-0与本电-光转换单元中的激光驱动器，即激光驱动器31-1连接。同理的，也可以分别在激光驱动器31-1’以及激光驱动器32-2之前通过增设一个第二时钟恢复器件，使所传输的电信号得到更好的整形，获得更好的转换效果。如图3所示，本实施方式同时提出了一种万兆以太光网络系统，包括光线路终端 OLT和光网络单元0NU，还包括本实施例所提出的再生光模块3R Module，所述再生光模块 3R Module设置在光线路终端OLT与光网络单元ONU之间，用于将所述光线路终端OLT与所述光网络单元之间所传输的光信号进行再生，并向接收终端发送，其中，下行光的接收终端为光网络单元，上行光的接收终端为光线路终端。通过将再生光模块设置在光线路终端与光网络单元之间，克服了现有万兆以太无源光网络的链路预算能够支撑的光网络单元少以及传输距离短的问题。下面详细介绍本万兆以太无源光网络再生光模块如何实现提高系统链路预算的。以IOG EPON光接入网络为例，下行光信号和上行光信号分别有两路，分别是(1)下行 10. 3125Gbps 速率的 1577nm 光信号；(2)下行1. 25Gbps速率的1490nm光信号；(3)上行 10. 3125Gbps 速率的 1270nm 光信号；(4)上行1. 25Gbps速率的1310nm光信号；中心局光线路OLT发送10. 3125Gbps下行链路的信号，光功率为2dBm，经过20km 长纤传输，且经过一个1 32的分光器连接本再生光模块3R Module，通过计算可知，此时光功率为-20. 52dBm,而本再生光模块3R Module的接收灵敏度为至少_28. 52dBm,因此足以满足需要，通过本再生光模块的再生，又可以得到至少为2dBm的光，因此，如果有更多的接入用户或者用户的传输距离更远的话，可以将本光模块输出的光进一步分光以及传输， 并且根据需要可以进一步通过接入本光模块进行再生，直至到达用户端，本实施例的再生光模块的接入万兆以太无源网络的接入方式适合接入用户中既有近距离的用户，又有远距离的用户。图4是本发明万兆以太光网络系统的另外一种实施例结构图，通过将光模块3R Module设置在OLT与分光器之间，方便了向距离远的用户传输信号，而且再通过分光器分光，增加接入用户数，本实施例的再生光模块的接入万兆无源网络的接入方式适合所有用户均为远距离用户。本发明通过引入一种再生光模块，在现有技术条件下，可以实现大分光比和超长距离的传输，比通过提高激光器发射光功率、接收灵敏度和提高激光器的色散容限，具有更低的成本，更灵活的实现方式，并且大大降低了操作难度，有效提高了产品的可靠性，便于技术人员开发使用。该技术不仅限于IOG EPON系统，GPON、EPON和XGPON系统同样可以扩展使用，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种万兆以太无源光网络再生光模块，其特征在于包括波分复用器、光-电转换单元、以及电-光转换单元，所述波分复用器接收光信号，将其解复用后发送至光-电转换单元，所述光-电转换单元将所接收的光信号进行光-电信号转换并将所转换的电信号进行处理后发送至电-光转换单元，所述电-光转换单元将所接收的电信号重生成光信号，由波分复用器复用后向接收终端发送。
2.根据权利要求1所述的万兆以太无源光网络再生光模块，其特征在于所述的万兆以太无源光网络再生光模块还包括自回环单元，所述自回环单元接收光-电转换单元发送的电信号并转发至电-光转换单元。
3.根据权利要求2所述的万兆以太无源光网络再生光模块，其特征在于所述的光-电转换单元包括上行光-电转换单元和下行光-电转换单元，所述的电-光转换单元包括与所述上行光-电转换单元和下行光-电转换单元一一对应的上行电-光转换单元和下行电-光转换单元。
4.根据权利要求3所述的万兆以太无源光网络再生光模块，其特征在于所述的各光-电转换单元分别包括用于光-电信号转换的光电探测器、限幅放大器、以及第一时钟恢复器件；光电探测器生成的电信号依次经过限幅放大器的限幅放大以及第一时钟恢复器件的整形后，由自回环单元转发至与该光-电转换单元相对应的电-光转换单元。
5.根据权利要求3所述的万兆以太无源光网络再生光模块，其特征在于所述的各电-光转换单元分别包括激光驱动器和与激光器，所述限幅放大器生成的“信号丢失去告警信号”作为使能信号并发送至与其相对应的激光驱动器，所述激光驱动器控制本电-光转换单元中的激光器进行发射光信号。
6.根据权利要求4所述的万兆以太无源光网络再生光模块，其特征在于所述的波分复用器包括与下行光-电转换单元以及上行电-光转换单元相连接的第一波分复用器，和与下行电-光转换单元以及上行光-电转换单元相连接的第二波分复用器。
7.根据权利要求6所述的万兆以太无源光网络再生光模块，其特征在于所述的第一波分复用器与第二波分复用器为两个分离的波分复用器。
8.根据权利要求6所述的万兆以太无源光网络再生光模块，其特征在于所述的第一波分复用器与第二波分复用器通过BOSA封装。
9.根据权利要求5所述的万兆以太无源光网络再生光模块，其特征在于所述的各电-光转换单元还包括用于接收自回环单元转发的电信号并将其整形的第二时钟恢复器件，所述第二时钟恢复器件与其所在的电-光转换单元中的激光驱动器连接。
10.一种万兆以太光网络系统，包括光线路终端和光网络单元，其特征在于还包括如权利要求1至9中任一项权利要求所述的再生光模块，所述再生光模块设置在光线路终端与光网络单元之间，用于将所述光线路终端与所述光网络单元之间传输的光信号再生，并向接收终端发送。
全文摘要
本发明公开了一种应用于万兆以太无源光网络的万兆以太无源光网络再生光模块及万兆以太光网络系统，包括波分复用器、光-电转换单元、以及电-光转换单元，所述波分复用器接收光信号，将其解复用后发送至光-电转换单元，所述光-电转换单元将所接收的光信号进行光-电信号转换并将所转换的电信号进行处理后发送至电-光转换单元，所述电-光转换单元将所接收的电信号重生成光信号，由波分复用器复用后向接收终端发送。本发明的万兆以太无源光网络再生光模块，虽然作为有源设备出现，但是可以实现万兆以太无源光网络的大分光比和超长距离的传输；成本更低；实现更灵活并且大大降低了操作难度，有效提高了产品的可靠性。
文档编号H04Q11/00GK102325280SQ201110136098
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者何鹏, 张强, 杨思更, 赵其圣 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司