EPON中继器装置及使用其搭建的双环自愈网络的制作方法

epon中继器装置及使用其搭建的双环自愈网络
技术领域
1.本实用新型属于一种epon中继器装置，涉及一种epon中继器装置及使用其搭建的双环自愈网络。


背景技术：

2.epon中继器，是一种通过oeo方式，把epon信号进行放大整形的装置；oeo即光电光，先将输入光信号转变为电信号，进行放大整形，再转变为增强的光信号输出；epon采用单纤双向工作方式，内部集成1490纳米和1310纳米的两波段wdm，可将下行和上行方向的光信号耦合到同一根光纤，从而节约和光纤和分光器；在epon中继器中，需要把上行和下行光信号分离，分别进行放大整形，然后再通过wdm合波，将下行方向和上行方向的光信号耦合到同一根光纤；epon在工业控制领域已得到大量应用，尤其在国家电网的智能电网组网应用中，是一种优先选用的通信技术，智能电网对通信可靠性要求很高，一般都采用双环自愈网络结构，在这一网络中，大量采用一分二分光器，而一分二分光器对光功率分配不均匀，光网络级数较多，实际使用中还大量使用活动光连接器和法兰盘，导致光功率损失很快，使得环路能够接入的onu数量减少，一般为6至8个，通信距离也比较短，在20公里以内，使用很不方便；本装置可用于在环网的中间位置对epon光信号进行整形放大，大幅度增强光功率，延伸通信距离，克服通信距离和光功率的限制，提高施工便利性，并能节约光纤占用和olt的pon口数量。


技术实现要素：

3.本实用新型解决了现有技术存在大量使用活动光连接器和法兰盘，导致光功率损失很快，使得环路能够接入的onu数量减少，一般为6至8个，通信距离也比较短，在20公里以内，使用很不方便的问题，提供一种epon中继器装置及使用其搭建的双环自愈网络。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种epon中继器装置，包括处理电路和电源及保护电路、指示灯、网管接口，其特征在于：包括两路上下行信号进行放大整形的oeo信号放大整形器和上行帧间复位信号处理芯片，每路oeo信号放大整形器均包括依次连接的olt接口、olt侧光模块、onu侧光模块和onu接口；在下行方向，olt侧光模块接收来自olt接口的下行光，进行放大整形，变为pecl差分信号，送往onu侧光模块，onu侧光模块接收下行差分pecl信号，经过驱动器驱动增强，驱动激光器发光，输出的光信号得到增强，通过onu接口发往与本中继器相连的onu；在上行方向，onu侧光模块通过onu接口接收来自onu的上行激光进行放大整形，将上行激光信号放大到pecl电平并发送到olt侧光模块，在olt侧光模块，经过驱动器驱动增强，驱动上行激光器发光，使上行光增强并通过olt接口发往与本中继器相连的olt。本实用新型内部包含两路oeo放大整形电路，可同时对两路epon信号的下行和上行光信号放大整形，增强光信号功率，延长通信距离，提高环路所能接入的onu数量。
5.作为优选，epon中继器装置下行发光功率达到+6dbm，olt侧光模块发光功率达到+
1dbm。
6.作为优选，下行方向olt侧光模块接收大于
‑
28dbm的弱光信号，上行方向onu侧光模块接收大于
‑
31dbm的弱光信号。
7.作为优选，所述处理电路为arm cpu电路，所述arm cpu电路通过四个光模块的i2c总线读出光模块的温度值、偏置电流值、发射光功率和接收光功率值并进行传输。
8.作为优选，onu侧光模块在各个光突发脉冲之间产生一个额外的收光指示信号，这个收光指示信号通往可编程芯片fpga后传输至onu侧光模块中的限幅放大器复位。
9.一种使用epon中继器装置搭建的双环自愈网络，使用的中继器装置均为前述的epon中继器装置，包括第一epon中继器装置、第二epon中继器装置和双pon口olt、双pon口onu，双pon口olt的第一pon口通过第一光分路器与第一epon中继器装置的第一路oeo信号放大整形器连接，双pon口olt的第一pon口还通过第二光分路器与第二epon中继器装置的第一路oeo信号放大整形器连接，双pon口olt的第二pon口通过第一光分路器与第一epon中继器装置的第二路oeo信号放大整形器连接，双pon口olt的第二pon口还通过第二光分路器与第二epon中继器装置的第二路oeo信号放大整形器连接，第一epon中继器装置、第二epon中继器装置均通过一个切换开关与对应的onu口连接。
10.本实用新型的实质性效果是：本实用新型内部包含两路oeo放大整形电路，可同时对两路epon信号的下行和上行光信号放大整形，增强光信号功率，延长通信距离，提高环路所能接入的onu数量。
附图说明
11.图1为本实用新型的中继器装置的内部组成模块图；
12.图2为其中第一路oeo的组成图；
13.图3为type c类型的双pon口单mac的onu切换示意图；
14.图4为type d类型的双pon口双mac的onu切换示意图。
具体实施方式
15.下面通过具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。
16.实施例1：
17.一种epon中继器装置，参考附图1，包括处理电路和电源及保护电路、指示灯、网管接口，其特征在于：包括两路上下行信号进行放大整形的oeo信号放大整形器和上行帧间复位信号处理芯片，每路oeo信号放大整形器均包括依次连接的olt接口、olt侧光模块、onu侧光模块和onu接口；在下行方向，olt侧光模块接收来自olt接口的下行光，进行放大整形，变为pecl差分信号，送往onu侧光模块，onu侧光模块接收下行差分pecl信号，经过驱动器驱动增强，驱动激光器发光，输出的光信号得到增强，通过onu接口发往与本中继器相连的onu；在上行方向，onu侧光模块通过onu接口接收来自onu的上行激光进行放大整形，将上行激光信号放大到pecl电平并发送到olt侧光模块，在olt侧光模块，经过驱动器驱动增强，驱动上行激光器发光，使上行光增强并通过olt接口发往与本中继器相连的olt。epon中继器装置下行发光功率达到+6dbm，olt侧光模块发光功率达到+1dbm。下行方向olt侧光模块接收大于
‑
28dbm的弱光信号，上行方向onu侧光模块接收大于
‑
31dbm的弱光信号。所述arm cpu电
路通过四个光模块的i2c总线读出光模块的温度值、偏置电流值、发射光功率和接收光功率值并进行传输。onu侧光模块在各个光突发脉冲之间产生一个额外的收光指示信号，这个收光指示信号通往可编程芯片fpga后传输至onu侧光模块中的限幅放大器复位。
18.一种使用epon中继器装置搭建的双环自愈网络，使用的中继器装置均为前述的epon中继器装置，包括第一epon中继器装置、第二epon中继器装置和双pon口olt、双pon口onu，双pon口olt的第一pon口通过第一光分路器与第一epon中继器装置的第一路oeo信号放大整形器连接，双pon口olt的第一pon口还通过第二光分路器与第二epon中继器装置的第一路oeo信号放大整形器连接，双pon口olt的第二pon口通过第一光分路器与第一epon中继器装置的第二路oeo信号放大整形器连接，双pon口olt的第二pon口还通过第二光分路器与第二epon中继器装置的第二路oeo信号放大整形器连接，第一epon中继器装置、第二epon中继器装置均通过一个切换开关与对应的onu口连接。
19.更具体的是：如图2所示，以第一路oeo说明其结构原理，在下行方向，从olt发出的下行激光通过光纤，连接到epon中继器的“olt侧光模块”，olt侧光模块内部的bosa器件含有wdm元件，会把下行光分离出来，射向pin器件，pin器件将激光转化为电流，然后通过跨阻放大器先进行前级放大，再经过限幅放大器进一步放大，转为高速差分pecl信号，输出至onu侧光模块，onu侧光模块接收到下行差分信号后，连接至下行激光驱动器驱动，增强发射功率，驱动激光器发光，经过与“onu方向的光接口”相连的光纤和odn网络，向与中继器连接的onu发射；在epon系统中，下行光是连续光，采用通用的光通信技术就可以实现所需功能；在上行方向，onu发出的突发光信号，经过“onu方向的光接口—to onu”，耦合进“onu侧光模块”的apd器件，转变为电信号；apd是一种雪崩管，灵敏度远高于pin管，雪崩管需要较高的工作电压，“onu侧光模块”通过内部升压电路提供apd管所需高电压，apd管可以实现光电流的倍增放大，即使接收到小于
‑
31dbm的微弱光信号，也可以放大到足够大的电流，恢复出高信噪比的信号。雪崩管输出的电信号经过前置放大器放大，再经过限幅放大器放大，变为高速差分pecl信号，如图2示的“上行高速差分信号”，通往“olt侧光模块”；在olt侧光模块中，“上行高速差分信号”经过激光驱动器驱动放大，驱动上行激光器发光，再经wdm，与olt发来的下行激光合光，经“olt方向光接口—to olt”，发往olt设备；“onu侧光模块”接收的是来自onu的上行突发光，工作模式为突发接收、突发放大，这与通用的连续光方式有很大的不同，来自各个onu的突发光信号，由于经过的光纤路径不同，有的光脉冲强，有的光脉冲弱，光模块需要在极短的时间调整放大倍数，对弱光提高放大倍数，对强光减小放大倍数，以使最终输出的信号幅度相等，“onu侧光模块”需要在光突发脉冲之间，提供“上行帧间复位信号”，将限幅放大器复位，使之调整工作状态，以适应下一个光脉冲信号的强度；所以“onu侧光模块”进行了特殊的设计，以产生一个额外的“收光指示信号”，这个收光指示信号通往fpga，经过fpga处理以后，产生出符合“onu侧光模块”要求的“上行帧间复位信号”。下行发光控制是很重要的功能，当接收到来自olt的光信号时，“onu侧光模块”会打开下行激光发射功能，从olt来的下行信号经过放大后，向中继器后面连接的onu发射；如果与“olt方向的光接口”连接的光纤断裂，中继器收不到下行激光，epon中继器必须关断向onu方向的激光发射，激光器的暗光也必须同时关断，onu接收不到下行激光，则会触发切换功能，断开与这根光纤相连的pon mac的业务连接，启用与另一根光纤相连的pon mac的业务连接。下行发光控制信号是触发网络保护切换的关键信号，当接收不到olt发来的光，则关断向onu方向
的发光。本实用新型的中继器装置需要与具有c类或d类保护功能的双pon口onu配合组建双环自愈网，当本中继器接收不到来自olt的下行光信号时，会控制关闭输出至onu方向的光信号，与本中继器连接的双pon口onu通过判断其两个pon口是否有光信号进行切换，如果一个pon口信号丢失，则onu将业务切换到另一个pon口上，如果两个pon口光信号都正常，则onu选择其中一个pon口作为主用光口，另一个pon口作为备用光口；如图3所示是一个type c类的onu的切换示意，type c类的onu内部有两个pon口，但只有一个pon mac，此类onu是通过切换与pon mac连接的pon口来实现切换的，发生切换动作以后，pon mac需要重新注册到olt的另一个不同的pon口，所以需要额外的注册时间，故此类onu切换时间较慢；如图4所示，是一个type d类onu的切换示意，type d类onu内部有两个pon口，两个pon mac，两个pon mac同时工作，同时在olt的不同pon口上注册在线，此类onu是在onu的业务口切换的，切换时不需要重新发起向olt注册，所示切换速度较快；组建具有双环保护功能的epon网络，需要至少有两个pon口的olt，这一点很容易满足，市场上的olt基本都有两个以上的pon口，大型olt有上百个pon口，此处仅以组建一个最小系统的双环自愈网为例，olt的pon口a连接逆时针方向的外环光纤，外环光纤先连接一个一分二的分光器1，这种分光器一般采用20％比80％的分光比，其中80％的光连接下一级主干光纤，20％的光连接本地onu1的pon mac 1；分光器2的20％那一支分支光纤连接onu1的pon mac2,组建双环自愈网的onu要求是type c或type d类型的onu,以type d类型的onu最为理想，pon onu1对应第一组pon mac,pon onu 2对应第二组pon mac，type d类型的onu，两个pon mac同时工作，外接设备通过切换开关连接两组pon mac中的一组，切换开关可采用高速mos模拟开关芯片，采用1+1保护方式，切换速度很快，只要其中一组pon mac工作正常，外接设备的业务就不会中断。
20.本实用新型的epon中继器装置具有两路oeo，可以同时实现对两路epon光信号同时放大，只要把epon中继器加到环路的中间位置，就可使整个环路的周长延长一倍，或使环路连接的onu数量增加一倍；中继器的to olt a口和to onu a口，对应第一路oeo；to olt b口和to onu b口对应第二路oeo，to olt a连接内环顺时钟方向的光纤，通过内环光纤最终连接到olt的pon口b，在下行方向，olt的pon口b发出的下行1490纳米激光，通过多个内环分光器和光纤，到达中继器的to olt a口，经过中继器再生放大以后，通过to onu a向中继器后面连接的onu 1和onu 2的pon口2发射；在外环方向，中继器的另一组oeo的to olt b口通过分光器3和分光器1连接olt的pon口a；在下行方向，olt的pon口a发出的下行1490纳米激光，通过外环的分光器1和分光器3的80％分支，发往中继器的to olt b口，经过再生放大后，通过to onu b口发往分光器6和分光器8的20％分支，向onu 3和onu 4的pon mac 1发送；上行光的发送与下行光方向相反，epon上行光的波长为1310纳米。环路切换原理，如果环路的两根光纤在断开，则onu 1和onu 2通过分光器1和分光器3与olt的pon口a相连，而分光器2和分光器4由于与两路epon中继器的to onu a口断开，与onu 1的pon mac 2口相连的光信号丢失，与onu 2的pon mac 2相连的光信号也丢失，onu 1和onu 2感知到这两个光信号丢失，就会将业务切换至pon mac 1；同理，onu 3和onu 4的pon口2与olt的pon口b正常连接，而两路epon的to olt b因为光纤断而无法接收到来自olt a口的光信号，两路epon中继器会控制切断to onu b口的光信号，从而导致外环的分光器6和分光器8没有光信号，onu 3和onu 4的pon mac 1光信号丢失，onu 3和onu 4会启动切换控制功能，将业务切换到pon mac 2。
21.以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。