一种基于波分复用无光中继的光纤系统及方法与流程

本发明涉及波分复用技术领域，具体来讲涉及一种基于波分复用无光中继的光纤系统及方法。

背景技术：

在通信网络中，随着LTE(Long Term Evolution，长期演进)、4G及5G时代的到来，城域边缘化、扁平化越来越明显，各类接入层面的容量需求爆炸式增长；无线C-RAN前传网络、移动回传网络及可视化视频等宽带接入网络，急剧加快了各类接入层面的光缆纤芯的消耗。如何有效解决拓展和提升当前接入层光缆纤芯消耗，最大限度的减少对管孔资源占用，在当前具有迫切的实际意义；在各类接入层面引用波分复用及单纤双向技术，将有效解决上述难题。

但传统的波分复用光纤方案为对称式光线路模式,波分复用光器件固有插损及对称性，等效于进一步增加了光纤链路的损耗，缩短了各类接入层传输的有效距离；只能依靠增加光中继设备进行传输距离的延长，提高了实现成本。此外，增加光中继设备对光功率的平坦度要求较为严格，需要所有进入光中继设备的光波长功率平坦度在一定的指标内(如偏差在－1dB～+1dB范围内)，要求人员技术水平较高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于波分复用无光中继的光纤系统及方法，在无光中继设备的情况下，采用光路非对称性的方法，解决了各类接入层基于波分复用技术的传输跨度问题，降低实现成本，降低了平坦度的制约，进而降低了工程实施和维护中对人员技术水平依赖。

为达到以上目的，本发明采取一种基于波分复用无光中继的光纤系统，包括接入中心局和多个网络节点，接入中心局包括两个合分波器、一个光开关、多个光分插复用器和一个接入中心设备，所述接入中心设备通过多个所述光分插复用器与所述光开关信号连接，多个所述光分插复用器在所述接入中心设备与所述光开关之间并联，两个所述合分波器与所述光开关信号连接，每个网络节点包括一个子带合分波器、两个光分插复用器和每个光分插复用器连接的接入设备；所述合分波器用于完成多个业务彩光的合波、分波功能；所述光分插复用器用于完成多路单业务彩光的上波和下波，并将上波和下波送到对应的接入中心设备或接入设备；所述子带合分波器用于将网络节点的宽带业务彩光进行合波、分波，将来自两路含多波的子带业务彩光合成后，分成不对称的东、西两个线路方向的业务彩光光信号，或将来自东、西两个线路方向的不对称业务彩光光信号合波后，分成两路含多波的子带业务彩光；所述光开关用于完成线路上业务彩光光信号的接收和发送。

在上述技术方案的基础上，所述光开关对来自接入中心设备的业务彩光光信号进行选发，发送给东向线路或西向线路；或者对来自东向线路或西向线路的业务彩光光信号进行选收，选收后送给接入中心设备。

在上述技术方案的基础上，子带合分波器的两路含多波的子带业务彩光，分别来自与其相连的光分插复用器。

本发明还提供一种基于上述光纤系统的基于波分复用无光中继的方法，下波方式，接入中心局的合分波器将多个业务彩光进行合波后，传送给网络节点的子带合分波器，子带合分波器将经过所述合分波器合波处理后的业务彩光和来自另一方向不对称业务彩光进行合波后，分成两路含多波的子带业务彩光，每路经过一个光分插复用器后，将需要下波的单业务彩光送给接入设备；上波方式，网络节点中的两个光分插复用器将多路单业务彩光进行上波复用后，各形成一路含多波的子带业务彩光，均送给子带合分波器，子带合分波器将这两路含多波的子带业务彩光合成宽带业务彩光后，分成不对称的东、西两个线路方向的业务彩光光信号，分别送给接入中心局的合分波器。

在上述技术方案的基础上，下波方式时，接入中心设备将业务彩光通过光分插复用器传入光开关，光开关控制业务彩光光信号选择接入中心局内任意一个合分波器发出。

在上述技术方案的基础上，上波方式时，光开关选择接收接入中心局内任意一个合分波器控制的业务彩光光信号，并通过光分插复用器发送给接入中心设备。

在上述技术方案的基础上，光开关的东向接收光功率和西向接收光功率两者的差值，小于设备业务模块的过载点光功率与灵敏度光功率二者的差值，所述设备业务模块设置于接入中心设备和接入设备。

本发明还提供另一种基于波分复用无光中继的光纤系统，包括接入中心局和多个网络节点，接入中心局包括一个合分波器、一个光分插复用器和一个接入中心设备，所述接入中心设备、所述光分插复用器以及所述合分波器依次信号连接，每个网络节点包括一个子带合分波器、两个光分插复用器和每个光分插复用器连接的接入设备；所述合分波器用于完成多个业务彩光的合波、分波功能；所述光分插复用器用于完成多路单业务彩光的上波和下波，并将上波和下波送到对应的接入中心设备或接入设备；所述子带合分波器用于将网络节点的宽带业务彩光进行合波、分波，将来自两路含多波的子带业务彩光合成后，分成东向或西向线路方向的业务彩光光信号，或者将东向或西向线路方向的业务彩光光信号，分成两路含多波的子带业务彩光。

在上述技术方案的基础上，所述多个网络节点链型级联，总级联链路的覆盖范围在25km内。

在上述技术方案的基础上，每个子带合分波器的两路含多波的子带业务彩光，分别来自与其相连的光分插复用器。

本发明的有益效果在于：

1、在无光中继设备的情况下，通过光路非对称性的方法，实现各类接入层基于波分复用技术的传输，解决传输跨度受限的问题，在无光中继传输中，实际传输高达25km。不使用光中继设备，有效避免了光功率平坦度带来的制约，同时降低了实际工程实施和维护中对人员技术水平的依赖。

2、基于波分复用的非对称式环路带拉远的光纤系统，适应当前及未来各类光纤接入层面网络拓扑的典型场景，具有普遍适用性。可支持接入多至4个环形网络节点，拉远多至8个拉远点。还可以在无保护的链型级联场景下应用，根据网络节点间距离不同，可支持3级、2级、1级级联；总级联传输距离可达25km。

3、采用非对称性光路方法实现光纤线路成环，使光纤线路具备了保护路径，大大提高了网络的可靠性。

4、接入层网络使用波分复用及单纤双向技术，使光纤纤芯使用效率大为提高，最大限度的减少了光缆纤芯消耗及对管孔资源占用，极具现实价值。

附图说明

图1为本发明实施例一基于波分复用无光中继的光纤系统示意图；

图2为本发明实施例一的业务流向示意图；

图3为本发明实施例二基于波分复用无光中继的光纤系统示意图；

图4为本发明实施例二的业务流向示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，基于波分复用无光中继的光纤系统在本实施例中，采取非对称式环路带拉远功能的环网应用方式。所述光纤系统包括一个接入中心局和多个网络节点，接入中心局包括两个合分波器、一个光开关、多个光分插复用器和一个接入中心设备，接入中心设备通过多个光分插复用器与光开关信号连接，多个光分插复用器在接入中心设备与光开关之间并联，两个合分波器与光开关信号连接；每个网络节点包括一个子带合分波器、两个光分插复用器和每个光分插复用器所连接的接入设备。所述网络节点可以设置在光交接箱，其与接入设备相距较远时，则采用拉远功能连接，可拉远100m～5km；若是与接入设备距离较近，也可以通过光跳纤直接连接。本实施例中，环网链路的传输距离可达25km。

其中，合分波器用于完成多个业务彩光波长的合波和分波功能。光分插复用器，用于完成多路单业务彩光的上波和下波，如果是接入中心局内的光分插复用器，则将上波和下波送到接入中心设备；如果是网络节点的光分插复用器，则将上波和下波送到对应的接入设备。所述子带合分波器用于将网络节点的宽带业务彩光进行合波、分波，将来自网络节点中光分插复用器的两路含多波的子带业务彩光合成后，分成不对称的东、西两个线路方向的业务彩光光信号；或将来自东、西两个线路方向的不对称业务彩光光信号合波后，分成两路含多波的子带业务彩光，分别发给该网络节点的光分插复用器。所述光开关用于完成线路上业务彩光光信号的接收和发送，对来自接入中心设备的业务彩光光信号进行选发，发送给东向线路或西向线路；或者对来自东向线路或西向线路的业务彩光光信号进行选收，选收后送给接入中心设备。

一种基于上述光纤系统的基于波分复用无光中继的方法，具体包括如下部分：

下波方式，接入中心设备将业务彩光通过光分插复用器传入光开关，光开关控制业务彩光光信号，选择接入中心局内任意一个合分波器发出。接入中心局的合分波器将多个业务彩光进行合波后，传送给网络节点的子带合分波器，子带合分波器将经过合分波器合波处理后的业务彩光和来自另一方向不对称业务彩光进行合波后，分成两路含多波的子带业务彩光，每一路经过一个光分插复用器后，将需要下波的单业务彩光送给接入设备。

上波方式，网络节点中的两个光分插复用器，将多路单业务彩光(来自网络节点的接入设备)进行上波复用后，各形成一路含多波的子带业务彩光，均送给子带合分波器；子带合分波器将这两路含多波的子带业务彩光合成宽带业务彩光后，分成不对称的东、西两个线路方向的业务彩光光信号，分别送给接入中心局的合分波器。光开关选择接收接入中心局内任意一个合分波器的控制业务彩光光信号，并通过光分插复用器发送给接入中心设备。

如图2所示，为本发明实施例一的业务流向示意图，为了方便说明业务流向的链路部署计算，本实施例中仅以一个网络节点的一路业务方向为示例说明，其他各网络节点除了不对称分光比的具体数字取值(r％)存在差异外，其他方向实施和计算原理相同。

为了便于描述，图2中以虚线箭头方式表示线路中收方向和发方向的信号流，并标注了相关标识符，其含义如表1所示。

表1

以一个方向的信号流向为例(接入中心局端收，接入设备端发)，接入中心局的两个合分波器，分别为西向线路连接的合分波器和东向线路连接的合分波器，接入中心设备和接入设备中均设有设备业务模块。

1、部署时，光纤链路控制计算过程如下：

西向线路：P收W＝P发－(Ladj+La+Lwad+L5+Lomdw)；

东向线路：

P收E＝P发－(Ladj+La+Lead+L1+Lct+L2+Lct+L3+Lct+L4+Lomde。

2、收端接收光功率必须满足：

P收灵敏度<P收<P收过载点。

上述等效为必须满足：

西向：P收灵敏度<P收W－(Ladc+Losw)<P收过载点。

东向：P收灵敏度<P收E－(Ladc+Losw)<P收过载点。

3、工程实施还需满足：

|P收W－P收E|<|P收过载点－P收灵敏度|。

光开关的东向线路接收光功率和西向线路接收光功率两者的差值，必须小于设备业务模块的过载点光功率与灵敏度光功率二者的差值(可以在功率较大者上增加光衰缩小差值)。

实施例二：

如图3所示，基于波分复用无光中继的光纤系统，本实施例采用多个网络节点链型级联的方式，包括接入中心局和多个网络节点，接入中心局包括一个合分波器、一个光分插复用器和一个接入中心设备，所述接入中心设备、所述光分插复用器以及所述合分波器依次信号连接，每个网络节点包括一个子带合分波器、两个光分插复用器和每个光分插复用器连接的接入设备。其中，接入中心局的合分波器用于完成多个业务彩光波长的合波、分波功能。所述光分插复用器用于完成多路单业务彩光的上波和下波，并将上波和下波送到对应的接入中心设备或接入设备。所述子带合分波器用于将网络节点的宽带业务彩光进行合波、分波，将来自两路含多波的子带业务彩光合成后，分成东向或西向线路方向的业务彩光光信号，或者将东向或西向线路方向的业务彩光光信号，分成两路含多波的子带业务彩光。其中，每个子带合分波器的两路含多波的子带业务彩光，分别来自与其相连的光分插复用器。本实施例中，总级联链路的覆盖范围在25km内。本实施例中，原理与实施例一的原理基本相同，仅取其中一个方向(东向或西向)解析即可，此处不再赘述。

如图4所示，本实施例中业务流向链路部署，以网络节点4的一路业务的西向线路链路为例(取东向链路与此同理)，其他各网络节点除了不对称分光比的具体数字取值(r％)存在差异外，其他实施和计算原理相同。图4中，以虚线箭头方式表示链路中收方向和发方向的信号流，以接入设备端发，接入中心局收为例，基于表1中的相关标识代表含义：

1、部署时，光纤链路控制计算过程：

西向线路：

P收＝P发-(Ladj+La+Lead+L3+Lct+L2+Lct+L1+Lct+L5+Lomdw+Ladc)。

2、收端接收光功率必须满足：

P收灵敏度<P收<P收过载点。

若是，接入中新局端发，接入设备端收，方向为上述的逆向过程，原理相同，此处不再赘述。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。