一种分光装置、双模ONU、光网络系统及通信方法与流程

一种分光装置、双模onu、光网络系统及通信方法
技术领域
1.本技术涉及光网络技术领域，尤其涉及一种分光装置、双模光网络单元(optical network unit，onu)、光网络系统及通信方法。


背景技术：

2.无源光网络(passive optical network，pon)系统中，光线路终端(optical line terminal，olt)通过主干光纤连接到分光器(splitter)，onu通过分支光纤连接到分光器，从而实现olt到onu的点到多点(point to multipoint)的连接。onu通过以太网接口连接终端设备。
3.pon系统中，通过分光器，olt的一个pon端口可以以灵活扩展的方式连接接入多达128个onu。onu通过动态带宽分配(dynamically bandwidth assignment，dba)机制，以时分复用(time division multiplex，tdm)的方式为终端设备的接入提供确定时延的连接服务。
4.图1示例性示出了一种分光比为1:n的分光器，该分光器包括一个输入端以及n个输出端。分光器的输入端通过主干光纤与olt的pon端口连接，分光器的每个输出端通过分支光纤连接一个onu，如图中，分光器的一个输出端通过分支光纤-1连接onu-1，另一个输出端通过分支光纤-2连接onu-2，以此类推。
5.olt和onu之间有光信号通道，onu和onu之间在分光器上没有光信号通道，onu之间的通信需要在olt进行交换或者在上层设备进行交换，即分光器输出端间的光信号通道，与输出端和输入端间的光信号通道不对等。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种分光装置以及光网络系统，用以实现基于拓扑对等的光总线结构的光传输。
7.第一方面，提供一种分光装置，该分光装置包括：m组端口以及m个分光元件；所述分光元件包括至少一个主干端以及n个分支端，m＝n+1；每个所述分光元件的每个分支端耦接到所述m个分光元件中其他分光元件的一个分支端，其中，每个分光元件的不同分支端耦接到不同的分光元件的一个分支端；每个所述分光元件的主干端耦接到所述分光装置的m组端口中的一组端口，其中，不同的分光元件的主干端耦接到不同的一组端口。
8.上述分光装置中，具有n个分支端(或称n路输出)的n+1个(即m个)分光元件的各分支端互联，任意两组端口之间的光通道对等，即形成(n+1)拓扑对等的光总线结构。在使用上述分光装置进行pon组网时，基于该拓扑对等的光总线结构，分光装置的每个端口既可以通过主干光纤连接olt，也可以通过分支光纤连接onu。比如，可以在任意一个端口组中的端口连接olt，在其他端口组中的端口连接onu，均可以实现olt与各onu之间的光信号传输。
9.在一种可能的实现方式中，所述m个分光元件为m个分光比为1:n的分光器，从而形成1
×
(n+1)拓扑对等的光总线结构；或者，所述m个分光元件为m个分光比为2:n的分光器，
从而形成2
×
(n+1)拓扑对等的光总线结构，相较于1
×
(n+1)拓扑对等的光总线结构，可以获得更高的可靠性；或者，所述m个分光元件包括x个分光比为1:n的分光器，以及y个分光比为2:n的分光器，x+y＝m，x、y均为大于或等于1的整数，从而形成混合(n+1)拓扑对等的光总线结构。上述实现方式中，所有分光元件采用具有统一分光比的分光器，简化了技术实现。
10.在一种可能的实现方式中，所述m个分光元件中包括至少一个第一分光元件，所述第一分光元件包括k个主干端，与所述第一分光元件耦接的一组端口中包括k个端口，所述k个主干端分别耦接到所述k个端口，k为小于或等于2的正整数。
11.在一种可能的实现方式中，n＝2m，m为大于1的整数。
12.第二方面，提供一种光网络系统，该光网络系统包括：分光装置以及至少两个光通信设备，所述光通信设备为采用光信号进行通信的设备；
13.所述分光装置包括m组端口以及m个分光元件，所述分光元件包括至少一个主干端以及n个分支端，m＝n+1；每个所述分光元件的每个分支端耦接到所述m个分光元件中其他分光元件的一个分支端，其中，每个分光元件的不同分支端耦接到不同的分光元件的一个分支端；每个所述分光元件的主干端耦接到所述分光装置的m组端口中的一组端口，其中，不同的分光元件的主干端耦接到不同的一组端口；
14.每个所述光通信设备通过光纤连接到所述分光装置的m组端口中的一组端口。
15.使用上述分光装置，可以实现基于拓扑对等的光总线结构的光传输。
16.在一种可能的实现方式中，所述光通信设备包括至少一个olt，以及至少一个onu；所述olt和每个所述onu分别通过光纤连接到所述分光装置的m组端口中的一组端口。基于所述分光装置的拓扑对等的光总线结构，当连接olt的光纤断开或olt故障，可以将分光装置其他端口连接的一个onu替换为olt，从而可以保证该olt与剩余的onu之间的光信号传输，以提高可靠性。
17.在一种可能的实现方式中，所述光通信设备包括一个olt，所述一个olt包括第一pon端口和第二pon端口，所述第一pon端口通过第一光纤连接所述分光装置的第一端口，所述第二pon口通过第二光纤连接所述分光装置的第二端口，所述第一端口和所述第二端口为同一端口组中的端口，从而形成typeb保护，以提高可靠性。
18.在一种可能的实现方式中，所述光通信设备包括第一olt和第二olt，所述第一olt通过第一光纤连接所述分光装置的第一端口，所述第二olt通过第二光纤连接所述分光装置的第二端口，所述第一端口和所述第二端口为同一端口组中的端口，从而形成typeb保护，以提高可靠性。
19.在一种可能的实现方式中，所述至少两个onu中包括至少一个双模onu，所述双模onu工作于onu模式和olt模式中的一种模式；工作于onu模式的所述双模onu，用于接收第一波长的光信号、发送第二波长的光信号；工作于olt模式的所述双模onu，用于发送所述第一波长的光信号、接收所述第二波长的光信号；其中，当所述双模onu工作于onu模式时，若所述双模onu未接收到所述第一波长的光信号的持续时间大于或等于设定时长，则切换到olt模式。
20.其中，第一波长为下行波长，如1490nm，第二波长为上行波长，如1310nm。
21.根据上述实现方式，若工作于onu模式的双模onu在较长时间内未接收到第一波长的光信号(即未接收到所述第一波长的光信号的持续时间大于或等于设定时长)，则表明连
接olt的光纤断开或olt故障，此种情况下，onu无法通过分光装置与olt通信，则该双模onu可自动切换到olt模式，从而可以保证工作于olt模式的双模onu与剩余的onu之间的光信号传输，以提高可靠性。
22.在一种可能的实现方式中，所述双模onu，包括：
23.onu模块，用于接收所述第一波长的光信号，发送所述第二波长的光信号；
24.olt模块，用于发送所述第一波长的光信号，接收所述第二波长的光信号；
25.切换控制单元，用于控制所述双模onu工作于onu模式和olt模式中的一种模式；其中，当所述双模onu工作于onu模式时，若检测到所述onu模块未接收到所述第一波长的光信号的持续时间大于或等于设定时长，则打开所述olt模块的发光、关闭所述onu模块的发光，并保持所述onu模块的收光，以使所述双模onu切换到olt模式。
26.在一种可能的实现方式中，所述切换控制单元，具体用于：当所述双模onu工作于olt模式时，若所述onu模块接收到所述第一波长的光信号，则关闭所述olt模块的发光、打开所述onu模块的发光，以使所述双模onu切换到onu模式。
27.根据上述实现方式，当工作于olt模式的双模onu接收到第一波长的光信号时，由于第一波长为下行波长(即olt发送方向的光信号波长)，因此表明olt已经与分光装置恢复连接，因此该双模onu切换到onu模式，以保证光信号的正常传输。
28.在一种可能的实现方式中，所述onu模块的pon口通过第一光纤接入所述分光装置的第一端口，所述olt模块的pon口通过第二光纤接入所述分光装置的第二端口，所述第一端口和所述第二端口为同一端口组中的端口。
29.在一种可能的实现方式中，所述双模onu，还包括：
30.以太网交换单元；
31.耦合在所述onu模块和所述以太网交换单元之间的第一封装处理单元，用于将来自于所述onu模块的无源光网络pon数据帧处理为以太网帧并发送给所述以太网交换单元，和/或，将来自于所述以太网交换单元的以太网帧处理为pon数据帧并发送给所述onu模块；
32.耦合在所述olt模块和所述以太网交换单元之间的第二封装处理单元，用于将来自于所述olt模块的无源光网络pon数据帧处理为以太网帧并发送给所述以太网交换单元，和/或，将来自于所述以太网交换单元的以太网帧处理为pon数据帧并发送给所述olt模块。
33.在一种可能的实现方式中，所述至少一个onu中还包括第一onu和第二onu，所述第一onu连接音视频采集设备，所述第二onu连接存储设备；若所述双模onu未接收到所述第一波长的光信号的持续时间大于或等于设定时长，则切换到olt工作模式；
34.工作于olt模式的双模onu，用于：
35.接收所述第一onu发送的所述第二波长的光信号，所述第二波长的光信号承载有发送给所述存储设备的音视频数据，所述音视频数据是所述第一onu连接的音视频采集设备采集的；
36.将所述第二波长的光信号转换为所述第一波长的光信号；
37.将所述第一波长的光信号发送到所述分光装置，使得所述第一波长的光信号被所述第二onu接收，并由所述第二onu将所述第一波长的光信号承载的所述音视频数据发送给所述存储设备。
38.根据上述实现方式，由于分光装置连接了一个双模onu，因此当olt与分光装置的
连接故障时，双模onu在较长时间内不会接收到第一波长的光信号，因此切换到olt模式以实现olt功能，使得第一onu和第二onu可以通过该工作于olt模式的双模onu进行通信，将第一onu连接的音视频采集设备采集的音视频数据传输给第二onu连接的存储设备，以保证音视频数据的存储安全。
39.在一种可能的实现方式中，所述至少一个光网络单元onu中还包括第一onu和第二onu，所述第一onu连接第一无线局域网接入设备，所述第二onu连接第二无线局域网接入设备；若所述双模onu未接收到所述第一波长的光信号的持续时间大于或等于设定时长时，切换到olt工作模式；
40.工作于olt模式的双模onu，用于：
41.接收所述第一onu发送的第二波长的光信号，所述第二波长的光信号承载有发送给所述第二无线局域网接入设备连接的终端的通信数据，所述通信数据是所述第一onu连接的所述第一无线局域网接入设备连接的终端发送的；
42.将所述第二波长的光信号转换为所述第一波长的光信号；
43.将所述第一波长的光信号发送到所述分光装置，使得所述第一波长的光信号被所述第二onu接收，并由所述第二onu将所述第一波长的光信号承载的所述通信数据发送给所述第二无线局域网接入设备连接的终端。
44.根据上述实现方式，由于分光装置连接了一个双模onu，因此当olt与分光装置的连接故障时，双模onu在较长时间内不会接收到第一波长的光信号，因此切换到olt模式以实现olt功能，使得第一onu和第二onu可以通过该工作于olt模式的双模onu进行通信，将第一onu连接的第一无线局域网接入设备采集的音视频数据传输给第二onu连接的第二无线局域网接入设备，以保证第一无线局域网接入设备连接的终端与第二无线局域网接入设备连接的终端之间能够通信。
45.在一种可能的实现方式中，所述光通信设备包括交换设备，所述光网络系统还包括控制器；所述控制器，分别与每个所述交换设备连接，用于为具有通信需求的第一交换设备和第二交换设备分配发送方向的光信号波长和接收方向的光信号波长；其中，所述第一交换设备发送方向的光信号波长等于所述第二交换设备接收方向的光信号波长，所述第一交换设备接收方向的光信号波长等于所述第二交换设备发送方向的光信号波长，所述第一交换设备和所述第二交换设备分别为所述具有通信需求的交换设备。
46.根据上述实现方式，分光装置连接的任意两个交换设备如果需要通信，则可基于控制器分配的发送方向波长和接收方向波长，实现彼此间的通信。
47.在一种可能的实现方式中，所述交换设备包括交换机、路由器中的至少一项。
48.在一种可能的实现方式中，所述m个分光元件为m个分光比为1:n的分光器；或者，所述m个分光元件为m个分光比为2:n的分光器；或者，所述m个分光元件包括x个分光比为1:n的分光器，以及y个分光比为2:n的分光器，x+y＝m，x、y均为大于或等于1的整数。
49.在一种可能的实现方式中，n＝2m，m为大于1的整数。
50.本技术的另一目的在于提供一种双模onu以及基于光网络系统的通信方法，用以实现光网络的容灾。
51.第三方面，提供一种双模onu，该双模onu包括：
52.onu模块，用于接收第一波长的光信号，发送第二波长的光信号；
53.olt模块，用于发送所述第一波长的光信号，接收所述第二波长的光信号；
54.切换控制单元，用于控制所述双模onu工作于onu模式和olt模式中的一种模式；其中，当所述双模onu工作于onu模式时，若检测到所述onu模块未接收到所述第一波长的光信号的持续时间大于或等于设定时长，则打开所述olt模块的发光、关闭所述onu模块的发光，并保持所述onu模块的收光，以使所述双模onu切换到olt模式。
55.在一种可能的实现方式中，所述切换控制单元，具体用于：当所述双模onu工作于olt模式时，若所述onu模块接收到所述第一波长的光信号，则关闭所述olt模块的发光、打开所述onu模块的发光，以使所述双模onu切换到onu模式。
56.在一种可能的实现方式中，所述双模onu，还包括：
57.以太网交换单元；
58.耦合在所述onu模块和所述以太网交换单元之间的第一封装处理单元，用于将来自于所述onu模块的无源光网络pon数据帧处理为以太网帧并发送给所述以太网交换单元，和/或，将来自于所述以太网交换单元的以太网帧处理为pon数据帧并发送给所述onu模块；
59.耦合在所述olt模块和所述以太网交换单元之间的第二封装处理单元，用于将来自于所述olt模块的无源光网络pon数据帧处理为以太网帧并发送给所述以太网交换单元，和/或，将来自于所述以太网交换单元的以太网帧处理为pon数据帧并发送给所述olt模块。
60.第四方面，提供一种基于光网络系统的通信方法，应用于基于如上述第一方面任一项所述的分光装置，以及如上述第三方面任一项所述的双模onu，该方法包括：
61.连接于所述分光装置的双模onu工作在onu模式时，若未接收到第一波长的光信号的持续时间大于或等于设定时长，则切换到olt模式；
62.当工作于olt模式的所述双模onu，接收到来自于所述分光装置连接的第一onu的第二波长的光信号后，将所述第二波长的光信号转换为第一波长的光信号，将所述第一波长的光信号发送到所述分光装置，使得所述第一波长的光信号被连接于所述分光装置的第二onu接收。
63.在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
64.当工作于olt模式的所述双模onu的所述onu模块接收到所述第一波长的光信号时，切换到onu模式；其中，所述第一波长的光信号是在olt与所述分光装置的连接恢复后，在所述olt发送所述第一波长的光信号的时间段内，发出的所述第一波长的光信号。
65.在一种可能的实现方式中，所述第一onu连接音视频采集设备，所述第二onu连接存储设备；
66.工作于olt模式的双模onu接收所述第一onu发送的第二波长的光信号，所述第二波长的光信号承载有发送给所述存储设备的音视频数据，所述音视频数据是所述第一onu连接的音视频采集设备采集的；
67.将所述第二波长的光信号转换为所述第一波长的光信号；
68.将所述第一波长的光信号发送到所述分光装置，使得所述第一波长的光信号被所述第二onu接收，并由所述第二onu将所述第一波长的光信号承载的所述音视频数据发送给所述存储设备。
69.在一种可能的实现方式中，所述第一onu连接第一无线局域网接入设备，所述第二onu连接第二无线局域网接入设备；
70.工作于olt模式的双模onu，接收所述第一onu发送的所述第二波长的光信号，所述第二波长的光信号承载有发送给所述第二无线局域网接入设备连接的终端的通信数据，所述通信数据是所述第一onu连接的所述第一无线局域网接入设备连接的终端发送的；
71.将所述第二波长的光信号转换为所述第一波长的光信号；
72.将所述第一波长的光信号发送到所述分光装置，使得所述第一波长的光信号被所述第二onu接收，并由所述第二onu将所述第一波长的光信号承载的所述通信数据发送给所述第二无线局域网接入设备连接的终端。
73.第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括计算机程序，当计算机程序在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如上述第四方面任一项所述的方法。
74.第六方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在被计算机调用时，使得所述计算机执行如上述第四方面任一项所述的方法。
75.以上第三方面到第六方面的有益效果，请参见第一方面和第二方面的有益效果，不重复赘述。
76.上述目标和其他目标将通过独立权利要求中的特征来达成。进一步的实现方式在从属权利要求、说明书和附图中体现。
附图说明
77.图1为1:n分光器示意图；
78.图2为2:2分光器组件示意图；
79.图3为1:2分光器组件示意图；
80.图4为1:16分光器示意图；
81.图5为2:16分光器示意图；
82.图6为本技术实施例中的1:6分光器的示意图；
83.图7为本技术实施例提供的1
×
(4+1)分光装置的结构示意图；
84.图8为本技术实施例提供的2
×
(4+1)分光装置的结构示意图；
85.图9a、图9b、图9c和图9d分别为本技术实施例中将2
×
(4+1)分光装置应用于pon组网的示意图；
86.图10为本技术另一实施例中将2
×
(4+1)分光装置应用于pon组网的示意图；
87.图11为本技术实施例提供的双模onu的结构示意图；
88.图12、图13分别为本技术实施例中矿山场景应用的示意图；
89.图14为本技术实施例中配置有光模块的路由器示意图；
90.图15为本技术实施例提供的一种光模块的结构示意图；
91.图16为本技术实施例提供的基于2
×
(16+1)的分光装置实现的光交换网络的组网示意图。
具体实施方式
92.为了更清楚地理解本技术实施例，下面首先对分光器进行简要介绍。
93.分光器又称为光分路器，是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，常用
于光信号的耦合、分支和分配。
94.分光器的主要功能是分发下行数据，并集中上行数据。在下行传输方向上，从输入端过来的光信号会被分配到所有的输出端口中传输出去；在上行传输方向，从输出端口来的光信号只能从输入端传输出去。在下行传输方向和上行传输方向上，光信号强度或光功率将下降。每个输出端口的光信号输出强度可以相同也可以不同。
95.分光器的分光比表示分光器的某一输出端输出的光功率占总输出光功率的比例。
96.(1)2:2分光器
97.分光器的基本器件是2:2分光器组件，如图2所示。2:2分光器组件可以是熔融拉锥(fused fiber taper splitter，ffc)分光器，即两根光纤通过熔融拉锥的方式进行耦合所形成的无源器件。a1和a2分别表示分光器组件两个输入端，b1和b2分别表示分光器组件两个输出端。输入端a1连接的主干光纤和输出端b1连接的分支光纤之间，以及输入端a1连接的主干光纤和输出端b2连接的分支光纤之间双向光可达。输入端a2连接的主干光纤和输出端b1连接的分支光纤之间，以及输入端a2连接的主干光纤和输出端b2连接的分支光纤之间双向光可达。输入端a1连接的主干光纤和输入端a2连接的主干光纤之间光不可达，输出端b1连接的分支光纤和输出端b2连接的分支光纤之间光不可达。
98.(2)1:2分光器
99.1:2分光器可以看作是在2:2分光器的基础上，剪去输入端a2以及连接的主干光纤而得到的无源分光器，如图3所示。
100.(3)1:n分光器
101.一个1:n的分光器可由m层1:2分光器堆叠而成，n＝2m，m为大于1的整数。其中，n是分支光纤的个数，m是分光器的层次数。
102.举例来说，如图4所示，对于一个1:16的分光器，其内部有n＝16个输出端口用于连接16路分支光纤(如图中所示的b1至b16)，一共有m＝4层1:2分光器。
103.第1层：1个1:2的分光器；
104.第2层：2个1:2的分光器；
105.第3层：4个1:2的分光器；
106.第4层：8个1:2的分光器。
107.输入端a1和输出端bi之间(i＝1,2,3,
…
,16)可以通过光纤相互双向光通信。
108.通过主干光纤连接在输入端a1的olt和通过分支光纤连接在输出端bi的onu之间通过单纤双向的方式通信。以千兆级无源光网络(gigabit-capable passive optical networks，gpon)为例，olt到onu方向(下行方向)采用1490nm中心波长的光；onu到olt方向(上行方向)采用1310nm中心波长的光。在一个物理光纤中允许多个波长的光传输。
109.onu-n(n的取值范围从1到n)之间的通信需要在olt进行交换或者在上层设备进行交换。基于1:n分光器的pon系统中，主干光纤如果断开，则所有onu之间将无法通信。
110.(4)2:n分光器
111.为了实现对主干光纤的保护，增加pon网络的可靠性，可以采用2:n的分光器。采用2:n分光器的保护方式称为typeb保护。2:n分光器通过两路主干光纤分别连接两个olt(如olt-1和olt-2)，或者连接同一个olt的两个pon端口，从而实现对主干光纤的保护。以2:n分光器通过两路主干光纤分别连接两个olt(如olt-1和olt-2)为例，当连接olt-1的主干光纤
中断后，在50ms内，各onu的通信连接可从olt-1切换到olt-2。
112.图5示例性示出了2:16分光器，该2:16分光器可以通过将图4所示的1:16分光器中第一层的1:2分光器替换为2:2分光器而得到。如图5所示，2:16分光器中，两个输入端(a1,a2)连接两路主干光纤，输入端a1和输入端a2具备完全一致的特性。当输入端a1连接的主干光纤中断时，可以利用输入端a2连接的主干光纤进行通信。但是，在输入端a1连接的主干光纤和输入端a2连接的主干光纤都断开的情况下，各onu-1，onu-2
…
onu-16之间将无法通信。
113.随着pon技术从光纤到户(fibre(fiber)to the home，ftth)走向工业场景，比如矿井的应用，采用2:n分光器仍存在较大可靠性风险，这主要是由于分光器输出端间的光信号通道，与输出端和输入端间的光信号通道不对等导致的。例如，在矿井应用场景中，一般将olt放在地上，olt的pon端口通过主干光纤连接井下的分光器，分光器的分支光纤连接onu。当发生事故，导致两个olt故障或者连接olt的两路主干光纤故障时，井下连接在onu的终端设备之间将无法通信，进而无法满足安全性要求。
114.为此，本技术实施例提供了一种分光装置，以及基于该分光装置实现的光网络系统。该分光装置采用拓扑对等的光总线结构，使得该分光装置的不同端口间的光信号通道对等，从而实现基于拓扑对等的光总线结构的光传输。
115.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
116.本技术实施例提供的分光装置可包括：m个分光元件。每个分光元件包括至少一个主干端以及n个分支端，m＝n+1。可选的，n＝2m，m为大于1的整数。
117.分光元件可以由包含n路输出的分光器实现，分光元件的主干端即为分光器的输入端，分光元件的分支端即为分光器的输出端。
118.每个分光元件的每个分支端耦接到m个分光元件中其他分光元件的一个分支端，其中，每个分光元件的不同分支端耦接到不同的分光元件的一个分支端。例如，分光元件1的分支端1耦接到分光元件2的分支端1，分光元件1的分支端2耦接到分光元件3的分支端1，分光元件1的分支端3耦接到分光元件4的分支端1，以此类推，从而形成各分光元件的分支端互联的结构。
119.可选的，m个分光元件可被封装在壳体结构内，该壳体结构上设置有m组端口。每个分光元件的主干端耦接到m组端口中的一组端口，其中，不同的分光元件的主干端耦接到不同的一组端口。比如，分光元件1的主干端耦接到端口组1中的端口，分光元件2的主干端耦接到端口组2中的端口，分光元件3的主干端耦接到端口组3中的端口，以此类推。
120.上述分光装置的每个端口可以是光纤接口，可通过光纤将一个光通信设备连接到该分光装置的一个端口或一组端口，从而基于该分光装置形成光传输网络。
121.其中，光通信设备为采用光信号进行通信的设备，比如，光通信设备可包括olt、onu、交换设备等。其中，交换设备可包括交换机、路由器等，交换设备上可配置有光模块，用于进行光信号传输。
122.应理解，本技术实施例中的耦接是指光纤的连接方式，比如，可以包括熔接(fusion connect)，或者采用熔接器件连接，或者采用其他方式连接，本技术实施例对此不做限制。
123.上述分光装置中，具有n个分支端(或称n路输出)的n+1个(即m个，m＝n+1)分光元件的各分支端互联，使得该分光装置的任意两组端口之间的光通道都是对等的。如果将分
光装置的一组端口称为一个维度，则n+1个端口组可以形成n+1个维度。在使用上述分光装置进行pon组网时，如果在任意一个端口组中的端口连接olt，在其他端口组中的端口连接onu，均可以实现olt与各onu之间的光信号传输，即，可以实现任意两个维度间的光信号传输，并且任意两个维度的光信号传输均对等，从而在该分光装置内部形成(n+1)拓扑对等的光总线结构。基于拓扑对等的光总线结构，分光装置的每个端口既可以通过主干光纤连接olt，也可以通过分支光纤连接onu。
124.该分光装置的每组端口包括至少一个端口。不同端口组所包含的端口数量可以相同也可以不同，比如，所有端口组均仅包含一个端口，或者所有端口组均包含两个端口，或者端口组1包含一个端口、端口组2包含两个端口。
125.在一些实施例中，该n+1个(即m个)分光元件均为分光比为k:n的分光器，k为小于或等于2的整数。当k＝1时，该n+1个(即m个)分光元件均为1:n的分光器；当k＝2时，该n+1个(即m个)分光元件均为2:n的分光器。在另一些实施例中，分光装置中分光元件的主干端数量也可以不相同，即，至少有两个分光元件的主干端数量不同，比如，分光装置中包括有第一分光元件和第二分光元件，第一分光元件有一个主干端，第二分光元件有两个主干端。
126.在一些实施例中，分光装置中，分光元件的一个主干端与该风光装置的一个端口耦接。具体的，m个分光元件中包括至少一个第一分光元件，所述第一分光元件包括k个主干端，与第一分光元件耦接的一组端口中包括k个端口，该第一分光元件的k个主干端分别耦接到该一组端口中的k个端口，k为小于或2的整数。
127.举例来说，一个端口组中包含一个端口，与该端口组耦接的分光元件包括一个主干端，该主干端与该端口组包含的唯一一个端口耦接。再举例来说，一个端口组中包含两个端口，与该端口组耦接的分光元件包括两个主干端，该两个主干端中的每个主干端分别与该端口组中的一个端口耦接，比如，该分光元件的主干端1与该端口组中的端口1耦接，该分光元件的主干端2与该端口组中的端口2耦接。若一个端口组包含有两个端口，则可以通过两路主干光纤分别连接一个olt的两个pon端口或者通过两路主干光纤连接两个olt，从而可以实现对连接olt的光纤进行冗余保护，当其中一路光纤断开时，可以迅速(比如在50ms内)切换到另一路主干光纤，以保证光信号传输。
128.本技术的一些实施例中，分光装置中的所有分光元件，均可以通过多个基本的分光器组件(比如1:2分光器组件和/或2:2分光器组件)级联而成。不同分光元件的分光器组件级联方式可以相同，也可以不同。
129.举例来说，分光装置中的所有分光元件均为1:16分光器，该1:16分光器由4层1:2分光器组件级联而成，如图4所示。对于图4所示的1:16分光器来说，每个分支端的光信号输出强度可以大致相同。
130.再举例来说，分光装置中的所有分光元件均为由多个1:2分光器组件级联而成的1:6分光器，不同分光元件中的分光器组件级联方式不同，比如，一些分光元件中的分光器组件级联方式可如图6中的(a)所示，另外一些分光元件中的分光器组件级联方式可如图6中的(b)所示。对于图6所示的1:6分光器来说，所有分支端的光信号输出强度并不是大致相同，比如图6的(a)中所示的1:6分光器，如果主干端的光信号输入强度为100％，则按照从分支端b1到b6的顺序，光信号输出强度分别大致为：12.5％,12.5％,12.5％,12.5％,25％,25％。
131.需要说明的是，本技术各实施例的分光装置中，各分光元件的分支端(或称输出端)的数量相同，从而实现不同分光元件分支端间的互联，但对于分光元件的其他特征，比如主干端(或称输入端)的数量、构成分光元件的基本分光器组件的级联方式、各分支端的光信号输出强度是否相同等方面，可不做限制。
132.根据以上的任一实施例或多个实施例的组合，可以实现1
×
(n+1)结构的分光装置，或者实现2
×
(n+1)结构的分光装置。其中，1
×
(n+1)结构的分光装置中包括n+1个具有1个主干端以及n个分支端的分光元件，这些分光元件的分支端互联，形成1
×
(n+1)拓扑对等的分光总线结构；2
×
(n+1)结构的分光装置中包括n+1个具有2个主干端以及n个分支端的分光元件，这些分光元件的分支端互联，形成2
×
(n+1)拓扑对等的分光总线结构。2
×
(n+1)结构的分光装置中的每一个维度都有两个完全一致的光信号(即每个分光元件的主干端都可以接收光信号也可以输出光信号)，其性质与一个2：n分光器的主干光纤的性质一样。
133.以n＝4为例，图7示出了本技术实施例提供的一种1
×
(4+1)结构的分光装置。该分光装置包括5个1:4分光器(图中标识为“#1”至“#5”)，该分光装置包括5个端口(图中标识为“端口1”至“端口5”)，每个端口可以通过光纤连接光通信设备。
134.需要说明的是，图7所示的分光装置中，由于每个端口组中包含唯一一个端口，因此这里未使用“端口组”进行描述，而是直接使用“端口”进行描述。
135.如图7所示，分光器#1的主干端a1-1耦接到端口1，分光器#2的主干端a1-2耦接到端口2，分光器#3的主干端a1-3耦接到端口3，分光器#4的主干端a1-4耦接到端口4，分光器#5的主干端a1-5耦接到端口5。
136.分光器#1的各分支端与其他分光器的分支端的互联关系如下：
137.分光器#1的分支端b1-1连接分光器#2的分支端b4-2；
138.分光器#1的分支端b2-1连接分光器#3的分支端b3-3；
139.分光器#1的分支端b3-1连接分光器#4的分支端b2-4；
140.分光器#1的分支端b4-1连接分光器#5的分支端b1-5。
141.分光器#2的各分支端与其他分光器的分支端的互联关系如下：
142.分光器#2的分支端b1-2连接分光器#3的分支端b4-3；
143.分光器#2的分支端b2-2连接分光器#4的分支端b3-4；
144.分光器#2的分支端b3-2连接分光器#5的分支端b2-5；
145.分光器#2的分支端b4-2连接分光器#1的分支端b1-1。
146.分光器#3的各分支端与其他分光器的分支端的互联关系如下：
147.分光器#3的分支端b1-3连接分光器#4的分支端b4-4；
148.分光器#3的分支端b2-3连接分光器#5的分支端b3-5；
149.分光器#3的分支端b3-3连接分光器#1的分支端b2-1；
150.分光器#3的分支端b4-3连接分光器#2的分支端b1-2。
151.分光器#4的各分支端与其他分光器的分支端的互联关系如下：
152.分光器#4的分支端b1-4连接分光器#5的分支端b4-5；
153.分光器#4的分支端b2-4连接分光器#1的分支端b3-1；
154.分光器#4的分支端b3-4连接分光器#2的分支端b2-2；
155.分光器#4的分支端b4-4连接分光器#3的分支端b1-3。
2,a2-2)、分光器#3的两个主干端(a1-3,a2-3)、分光器#4的两个主干端(a1-4,a2-4)和分光器#5的两个主干端(a1-5,a2-5)输出；
174.从分光器#2的主干端a1-2进入的光信号可以分别从分光器#3的两个主干端(a1-3,a2-3)、分光器#4的两个主干端(a1-4,a2-4)、分光器#5的两个主干端(a1-5,a2-5)和分光器#1的两个主干端(a1-1,a2-1)输出；
175.从分光器#2的主干端a2-2进入的光信号可以分别从分光器#3的两个主干端(a1-3,a2-3)、分光器#4的两个主干端(a1-4,a2-4)、分光器#5的两个主干端(a1-5,a2-5)和分光器#1的两个主干端(a1-1,a2-1)输出；
176.从分光器#3的主干端a1-3进入的光信号可以分别从分光器#4的两个主干端(a1-4,a2-4)、分光器#5的两个主干端(a1-5,a2-5)、分光器#1的两个主干端(a1-1,a2-1)和分光器#2的两个主干端(a1-2,a2-2)输出；
177.从分光器#3的主干端a2-3进入的光信号可以分别从分光器#4的两个主干端(a1-4,a2-4)、分光器#5的两个主干端(a1-5,a2-5)、分光器#1的两个主干端(a1-1,a2-1)和分光器#2的两个主干端(a1-2,a2-2)输出；
178.从分光器#4的主干端a1-4进入的光信号可以分别从分光器#5的两个主干端(a1-5,a2-5)、分光器#1的两个主干端(a1-1,a2-1)、分光器#2的两个主干端(a1-2,a2-2)和分光器#3的两个主干端(a1-3,a2-3)输出；
179.从分光器#4的主干端a2-4进入的光信号可以分别从分光器#5的两个主干端(a1-5,a2-5)、分光器#1的两个主干端(a1-1,a2-1)、分光器#2的两个主干端(a1-2,a2-2)和分光器#3的两个主干端(a1-3,a2-3)输出；
180.从分光器#5的主干端a1-5进入的光信号可以分别从分光器#1的两个主干端(a1-1,a2-1)、分光器#2的两个主干端(a1-2,a2-2)、分光器#3的两个主干端(a1-3,a2-3)和分光器#4的两个主干端(a1-4,a2-4)输出；
181.从分光器#5的主干端a2-5进入的光信号可以分别从分光器#1的两个主干端(a1-1,a2-1)、分光器#2的两个主干端(a1-2,a2-2)、分光器#3的两个主干端(a1-3,a2-3)和分光器#4的两个主干端(a1-4,a2-4)输出。
182.可以看出，上述2
×
(4+1)结构的分光装置的任意一组端口中的一个端口与另一组端口中的一个端口(或称任意两个维度)之间，都可以实现光信号的通信。同一组端口(即同一维度)之间不能进行光信号的互通。
183.本技术实施例提供的分光装置可应用于pon组网。图9a、图9b、图9c、图9d和图10分别示例性示出了将本技术实施例提供的分光装置应用于pon组网的示意图。
184.在将本技术实施例提供的分光装置应用于pon组网时，可以将至少两个光通信设备连接到本技术实施例提供的分光装置，其中，每个光通信设备可通过光纤连接到该分光装置的m组端口中的一组端口。
185.可选的，所述光通信设备可包括：olt、onu等。具体地，可通过主干光纤将olt连接到该分光装置的任意一组端口，通过分支光纤将onu连接到该分光装置的其他组端口。
186.在下行方向上，光信号从olt到分光装置连接olt的端口输入、从该分光装置连接onu的端口输出到onu。在上行方向上，光信号从onu到分光装置连接onu的端口输入、从该分光装置连接olt的端口输出到olt。在上行方向上，该分光装置本质上是一个光信号的混频
器，可以将任何颜色的光进行波长混合后从连接olt的端口输出。
187.不同的onu可以基于olt的交换功能进行通信。具体的，以onu-1与onu-2通信为例，当olt接收到来自于onu-1的pon数据帧后，将该pon数据帧解封装为以太网帧，获取该以太网帧中的目的媒体接入控制(media access control，mac)地址，根据该mac地址查转发表，获得与该mac地址对应的目的onu(即onu-2)的逻辑链路标识(llid)，然后olt将该以太网帧重新封装为pon数据帧，其中携带有该目的onu(onu-2)的llid，并将重新封装的pon数据帧发送到分光装置。与该分光装置连接的onu-2接收到来自于olt的pon数据帧后，确定其中携带的目的onu的llid与自己的llid相同，则解封装该pon数据帧，并将解封装得到的以太网帧发送给该onu连接的终端设备。对于onu-3，onu-3接收到该pon数据帧后，确定其中携带的目的onu的llid与该onu自己的llid不同，则将该onu丢弃。
188.其中，一个onu的llid可唯一标识连接于该分光装置的onu。一个onu的llid是在onu向olt注册时由olt分配的。
189.其中，转发表可以通过学习得到。具体的，在上行方向上，olt通过分光装置接收到来自于一个onu的pon数据帧后，对该pon数据帧进行解封装得到以太网帧，将该以太网帧的源mac地址以及该pon数据帧携带的llid(即该发送该pon数据帧的onu的llid)保存到转发表中。
190.在一些情况下，olt可以将pon数据帧标识为广播帧，发送给该分光装置连接的所有onu，以实现广播通信。在另一些情况下，olt可以将pon数据帧标识为组播帧，发送给对应的组播组中的onu，以实现组播通信。
191.图9a示出了将本技术实施例提供的2
×
(4+1)分光装置应用于pon组网的示意图。图中分光装置的端口组1到端口组5用带有编号的圆圈表示。如图所示，olt-1通过光纤a1-1连接在分光装置的端口组1中的一个端口，olt-2通过光纤a2-1连接在分光装置的端口组1中的另一个端口；onu-1通过光纤a1-2连接到分光装置的端口组2中的一个端口，onu-2通过光纤a1-3连接到分光装置的端口组3中的一个端口，onu-3通过光纤a1-4连接到分光装置的端口组4中的一个端口，onu-4通过光纤a1-5连接到分光装置的端口组5中的一个端口。其中，onu-1至onu-4均可以是传统onu，本技术实施例对此不作限制。
192.以上仅示例性的示出了基于2
×
(4+1)分光装置实现的pon系统，在其他一些实施例中，olt-1的两个pon端口通过两路光纤(光纤a1-1，光纤a2-1)连接到该分光装置的一组端口中的两个端口，如图9b所示。在另一些实施例中，一个onu也可以通过双光纤连接到该分光装置的一组端口中的两个端口，如图9c和图9d所示。其中，onu-1通过双光纤(光纤a1-2，光纤a2-2)连接到分光装置的端口组2中的两个端口，onu-2通过双光纤(光纤a1-3，光纤a2-3)连接到分光装置的端口组3中的两个端口，onu-3通过双光纤(光纤a1-4，光纤a2-4)连接到分光装置的端口组4中的两个端口，onu-4通过双光纤(光纤a1-5，光纤a2-5)连接到分光装置的端口组5中的两个端口。
193.基于图9a或图9c所示的pon系统，当olt-1故障或连接olt-1的光纤a1-1故障时，可以迅速(比如在50ms内)切换到光纤a2-1连接的olt-2，以保证光信号传输；当olt-1故障或连接olt-1的光纤a1-1故障，并且olt-2故障或连接olt-2的光纤a2-1故障时，可以将一个onu替换为olt，以保证该olt与其余onu之间的光信号传输，其余onu可以基于该olt进行通信。
194.基于图9b或图9d所示的pon系统，当olt-1的一个pon口故障或连接该pon口的光纤a1-1故障时，可以迅速(比如在50ms内)切换到olt-1的另一个pon口或连接该pon口的光纤a2-1，以保证光信号传输；当olt-1故障或连接olt-1的光纤(光纤a1-1，光纤a2-1)故障时，可以将一个onu替换为olt，以保证该olt与其余onu之间的光信号传输，其余onu可以基于该olt进行通信。
195.在另一些实施例中，可以将一个或多个onu替换为双模onu。所述双模onu在分光装置连接的onu能够与分光装置连接的olt通信时工作于onu模式，在分光装置连接的onu与分光装置连接的olt无法通行时工作于olt模式。工作于olt模式的双模onu可以实现传统olt的功能，工作于onu模式的双模onu可以实现传统onu的功能。该双模onu在一个时刻只工作于onu模式和olt模式中的一种模式。
196.图10示出了将本技术实施例提供的2
×
(4+1)分光装置应用于pon组网的示意图，与图9a不同的是，图10中，将onu-1替换为一个双模onu。该双模onu的一个pon端口通过光纤a1-2连接于分光装置的端口组2中的一个端口，该双模onu的另一个pon端口通过光纤a2-2连接到分光装置的端口组2中的另一个端口。当该双模onu工作于onu模式时，可实现onu 1的功能(即该双模onu相当于一个传统的onu-1)，当该双模onu工作于olt模式时，可实现传统olt的功能(即该双模终端相当于一个传统的olt-3)。
197.当然，还可以基于图9b、图9c或图9d所示的pon组网，将其中的一个onu替换为双模onu，本技术实施例对此不做限制。
198.需要说明的是，也可将多个(即两个或两个以上)onu替换为双模onu，本技术实施例对此不作限制。
199.基于图10所示的pon系统，正常情况下，工作于onu模式的双模onu(相当于onu-1)、onu-2、onu-3和onu-4通过分光装置与olt-1和olt-2以type b的保护方式连接，该分光装置此时的功能与传统分光器基本相同。正常情况下，双模onu的olt-3模块的发光关闭，只有onu-1正常工作。
200.当olt-1故障或连接olt-1的光纤a1-1故障时，可以迅速(比如在50ms内)切换到光纤a2-1连接的olt-2，以保证光信号传输，此时双模onu工作于onu模式。
201.当olt-1故障或连接olt-1的光纤a1-1故障，并且olt-2故障或连接olt-2的光纤a2-1也故障时，双模onu和onu-2、onu-3以及onu-4之间可以自组网。具体的，双模onu的onu-1模块的发光关闭、olt-1模块工作，即双模onu切换为olt模式，此时的双模onu作为onu-2、onu-3和onu-4的上联olt，光信号可以从该双模onu输入(即相当于从olt-3输入)，从onu-2、onu-3和onu-4输出，也可以从onu-2、onu-3和onu-4输入，从该双模onu输出(即相当于从olt-3输出)，onu-2、onu-3和onu-4之间可以通过该双模onu进行光信号传输，从而使得该双模onu以及onu-2、onu-3和onu-4形成自组网络，保证光信号传输。在双模onu、onu-2、onu-3和onu-4自组网的状态下，双模onu取代了olt的位置，作为onu-2、onu-3和onu-4之间的通信的中转节点，与传统olt的功能基本相同。
202.在主干光纤a1-1或a2-1链路恢复后，双模onu的olt-3模块关闭发光，开启onu-1的正常工作模式，即双模onu切换为onu模式，系统恢复到正常状态。
203.参见图11，为本技术实施例提供的双模onu的结构示意图。
204.如图所示，双模onu 1100可包括onu模块1101和olt模块1102，以及切换控制单元
1103。进一步地，还可包括：以太网交换单元1104、第一封装处理单元1105、第二封装处理单元1106，以及以太网接口单元1107。
205.onu模块1101可接收第一波长(下行波长，如1490nm)的光信号、发送第二波长(上行波长，如1310nm)的光信号，用于实现onu功能。olt模块1102可发送第一波长的光信号、接收第二波长的光信号，用于实现olt功能。
206.onu模块1101通过其pon端口连接的光纤接入分光装置的一组端口中的一个端口，olt模块1102通过其pon端口连接的光纤接入分光装置的同一组端口中的另一个端口，比如，如图10中双模onu通过双光纤连接分光装置的一组端口。当然，双模onu中的onu模块和olt模块也可以共用一个pon口，通过单光纤接入分光装置的一个端口。
207.切换控制单元1103可以实现双模onu的工作模式切换控制。具体的，切换控制单元1103可关闭olt模块1102的发光，以使双模onu 1100工作于onu模式，或者打开olt模块1102的发光，以使双模onu 1100工作于olt模式。双模onu的工作模式切换可发生在onu模块1101的pon端口以及olt模块1102的pon端口，通过二选一的切换方式，可以确保任何时候只有onu模块1101和olt模块1102中的一个模块发光，避免给分光装置连接的olt和onu之间的通信造成光污染。以gpon为例，光污染是指上行光(波长为1310nm)或者下行光(波长为1490nm)在同一个时间有两个以上的光信号叠加。
208.当双模onu 1100工作于onu模式时，若切换控制单元1103在检测到分光装置与光线路终端olt的连接中断，比如，检测到onu模块1101处于收无光状态的持续时间(如onu模块未接收到第一波长的光信号的持续时间)大于或等于设定时长时，则表明分光装置连接的onu与该分光装置连接的olt无法通信，从而将双模onu 1100切换到olt模式(比如打开olt模块1102的发光模块，关闭onu模块1101的发光)。
209.进一步的，可在打开olt模块1102的发光、关闭onu模块1101的发光的同时，保留onu模块1101的收光。保留onu模块1101收光的目的是，在olt(如图10中，olt1或olt2)恢复与分光装置连接时，onu模块1101能够收到olt1或olt2发送的第一波长光信号。由于分光装置的物理特性，双模onu 1100的olt模块1102发出的第一波长光信号不能被onu模块1101收到。如果onu模块1101收到了第一波长的光信号，有理由认为是olt恢复了连接。
210.由于双模onu此时工作在olt模式，在工作在olt模式的双模onu探测到olt1或olt2已经恢复故障之前，该双模onu中olt模块的发光会跟olt1或olt2的发光的信号进行叠加，对于普通的onu而言，第一波长上已经造成光“光污染”，光污染会导致除双模onu之外的普通onu收不到正常的下行信号。具体的，在olt发送第一波长(下行波长，如1490nm)的光信号的时间段内，工作于olt模式的双模onu也会发送第一波长的光信号此时，正常通信被干扰。
211.由于双模onu 1100中的onu模块1101，收不到自身双模onu 1100的olt模块1102发出的光，所以，onu模块1101总是可以正常感知和接收olt1或olt2发送的第一波长光信号。
212.双模onu 1100中的切换控制单元1103收到olt1或olt2发送的第一波长光信号以后，将双模onu 1100从olt模式切换到onu模式(比如关闭olt模块1102的发光、打开onu模块1101的发光)。
213.在将上述双模onu应用于pon组网时，可在本技术实施例提供的分光装置的一组端口连接olt(可以通过双光纤连接一个olt的两个pon口，也可以用双光纤连接两个olt，如图10所示)，在另一组端口连接上述双模onu，在其他组端口上连接常规的onu。以图10所示的
pon组网为例，在正常情况下，olt1或olt2发送第一波长的光信号，双模onu中的onu模块能够接收到该第一波长的光信号，该双模onu处于onu工作模式；当olt1和olt2与分光装置的连接断开，或这两个olt均故障时，无法发送第一波长的光信号，导致双模onu的onu模块在较长时间接收不到第一波长的光信号，因此会切换到olt模式。在olt模式下，双模onu的olt模块发送第一波长的光信号，从而可以实现olt的功能，即，使得该pon组网中的常规onu可以通过工作于olt模式的双模onu进行通信。当olt1或olt2恢复与分光装置的连接后，olt1或olt2发送的第一波长的光信号会被工作于olt模式的双模onu中的onu模块接收到，因此触发该双模onu切换到onu模式，实现常规onu的功能，该pon组网恢复正常通信。
214.双模onu 1100中，第一封装处理单元1105耦合在onu模块1101和以太网交换单元1104之间，第一封装处理单元也可被称为onu pon mac单元，用于将来自于onu模块1101的pon数据帧处理为以太网帧并发送给以太网交换单元1104，也可以将来自于以太网交换单元1104的以太网帧处理为pon数据帧并发送给onu模块1101。以gpon为例，onu模块1101和onu pon mac实现以太网到pon的gem(g-pon encapsulation mode，gpon封装方式)帧的封装和映射，以及pon的gem帧到以太网帧的封装和映射。
215.第二封装处理单元1106耦合在olt模块1102和以太网交换单元1104之间，即olt模块1102通过第二封装处理单元1106连接到以太网交换单元1104。第二封装处理单元1106也可被称为olt pon mac单元。第二封装处理单元1106(olt pon mac)的作用类似普通olt的上行端口，可以将来自于olt模块1102的pon数据帧处理为以太网帧并发送给以太网交换单元1104，也可以将来自于以太网交换单元1104的以太网帧处理为pon数据帧并发送给olt模块1102。以gpon为例，olt模块1102和onu pon mac实现以太网到pon的gem帧的封装和映射，以及pon的gem帧到以太网帧的封装和映射。
216.以太网接口单元1107是连接终端设备的以太网口。
217.需要说明的是，上述双模onu 1100中的一些单元(比如以太网交换单元1104或切换控制单元1103等)，可通过软件方式实现，也可通过硬件方式实现，还可通过软件和硬件结合的方式实现，本技术实施例对此不做限制。
218.还需要说明的是，以上双模onu的结构仅为一种示例，任何在分光装置连接的onu能够与该分光装置连接的olt通信时工作于onu模式，在分光装置连接的onu与该分光装置连接的olt无法通信时工作于olt模式的双模onu，均在本技术的保护范围内。
219.基于本技术实施例提供的分光装置以及双模onu所形成的pon组网，可以实现容灾，以提高可靠性。
220.在本技术实施例提供的分光装置以及双模onu所形成的pon组网中，连接于分光装置的双模onu工作在onu模式时，若检测到分光装置与olt的连接中断，则切换到olt模式。
221.当工作于olt模式的双模onu，接收到来自于分光装置连接的第一onu的第二波长(上行波长，如1310nm)的光信号后，将第二波长的光信号转换为第一波长(下行波长，如1490nm)的光信号，将第一波长的光信号发送到分光装置，第一波长的光信号被连接于分光装置的第二onu接收，从而基于双模onu，实现了连接于分光装置的各oun之间的通信。
222.具体的，当工作于olt模式的双模onu接收到来自于分光装置连接的第一onu的第二波长的光信号后，将其解调为第一pon数据帧，将第一pon数据帧解封装为以太网帧，根据该以太网帧的目的地址确定第一pon数据帧的目标onu为第二onu，将该以太网帧重新封装
为携带有第二onu的标识的第二pon数据帧，将第二pon数据帧调制为第一波长的光信号，将第一波长的光信号发送到分光装置，第一波长的光信号被连接于分光装置的第二onu接收，并被第二onu解调和解封装后发送给第二onu连接的设备。
223.其中，以太网帧的目的地址具体可以是以太网帧的目的mac地址。第二onu的标识可以是第二onu的llid。上述流程中，当工作于olt模式的双模onu接收到来自于第一onu的pon数据帧后，将该pon数据帧解封装为以太网帧，获取该以太网帧中的目的mac地址，根据该目的mac地址查转发表，获得与该目的mac地址对应的第二onu的llid，将该以太网帧重新封装为第二pon数据帧，其中携带有第二onu的llid，并将重新封装的第二pon数据帧发送到分光装置。第二onu接收到来自于工作于olt模式的双模onu的第二pon数据帧后，确定其中携带的llid与自己的llid相同，则解封装该pon数据帧，并将解封装得到的以太网帧发送给该第二onu连接的设备。
224.进一步的，当工作于olt模式的双模onu的onu模块接收到第一波长的光信号后，切换到onu模式。
225.下面结合两个具体场景，对本技术实施例中的pon组网的容灾功能进行描述。
226.场景一
227.该场景为矿山应用场景，该场景的示意图如图12所示。在矿山场景中，olt-1位于矿井上，在地上放置；onu-1、onu-2和双模onu放在矿井下，位于地下。olt-1和各onu之间通过本技术实施例提供的分光装置连接。onu-1、onu-2和双模onu通过一级分光装置连接到olt-1的pon口。
228.井下通常有多个作业面，一些作业面上设置有至少一个摄像机(如ipc，ipc为ip camera的英文简称，即网络摄像机)用于采集相应作业面的音视频数据。按照矿井安全生产安全的要求，摄像机(如ipc)采集的音视频数据需要上传到井上的存储设备1进行存储，同时也要存储到设置于井下的存储设备2。
229.正常情况下，作业面1的ipc 1采集的音视频数据进行封装后(目的地址为存储设备1的地址)可通过onu-1发送到olt-1，作业面2的ipc 2采集的音视频数据进行封装后(目的地址为存储设备1的地址)可通过onu-2发送到olt-1，由olt-1发送给存储设备1进行存储。作业面1的ipc 1采集的音视频数据进行封装后(目的地址为设备2的地址)可通过onu-1发送到olt-1，由olt-1发送到作业面2的onu-2，由onu-2发送给存储设备2进行存储。作业面2的ipc 2采集的音视频数据可通过onu-2发送给存储设备2进行存储。
230.当发生事故时，分光装置的主干光纤中断，olt-1与分光装置的连接断开。设置于井下的双模onu检测到olt-1与分光装置的连接断开后，切换到olt模式，此时工作于olt模式的双模onu、onu-1和onu-2组成自组网。
231.工作于olt模式的双模onu接收到来自于onu-1的第二波长(上行波长，如1310nm)的光信号后将其解调为音视频数据pon数据帧，将该pon数据帧解封装为以太网帧，获取该以太网帧中的目的mac地址(存储设备2的地址)，根据该mac地址查转发表，获得与该mac地址对应的onu-2的llid，将该以太网帧重新封装为pon数据帧，其中携带有onu-2的llid，并将重新封装的pon数据帧调制为第一波长(下行波长，如1490nm)的光信号发送给分光装置，第一波长的光信号通过分光装置发送到onu-2，onu-2接收到来自于双模onu的第一波长的光信号后将其解调为pon数据帧，确定其中携带的llid与自己的llid相同，则解封装该pon
数据帧，并将解封装得到的以太网帧发送给该onu-2连接的存储设备2。从而使得各作业面的摄像机(如ipc)采集的音视频数据存储于井下设置的存储设备，满足了矿井安全生产安全的要求。
232.场景二
233.该场景为矿山应用场景，该场景的示意图如图13所示。在矿山场景中，olt-1位于矿井上，在地上放置；onu-1、onu-2和双模onu放在矿井下，位于地下。olt-1和各onu之间通过本技术实施例提供的分光装置连接。onu-1、onu-2和双模onu通过一级分光装置连接到olt-1的pon口。
234.井下通常有多个作业面，一些作业面上设置有无线局域网接入设备(比如，wi-fi ap，即wi-fi接入点)，该无线局域网接入设备连接于onu，工作于作业面的工作人员的手持无线通信设备可接入该无线局域网接入设备，从而实现本作业面内部的通信，以及与其他作业面上的工作人员的通信。比如，工作于不同作业面的工作人员可使用手持设备进行呼叫，或者进行语音通信，或者进行视频通信等。
235.其中，无线局域网(wireless local area network，wlan)，指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。
236.正常情况下，其通信的信息交互过程，与场景一类似，即，可基于olt-1的交换功能，实现不同作业面间的手持无线通信设备的信息交互。
237.当发生事故时，分光装置的主干光纤中断，olt-1与分光装置的连接断开。设置于井下的双模onu检测到olt-1与分光装置的连接断开后，切换到olt模式，此时工作于olt模式的双模onu、onu-1和onu-2组成自组网。
238.在该自组网内，作业面1上的手持无线通信设备(10，20)发送的数据可通过wi-fi ap-1发送到onu-1，onu-1将该数据发送到工作于olt模式的双模onu，工作于olt模式的双模onu可将该数据发送给作业面2上的onu-2，由onu-2通过wi-fi ap-2发送给作业面2上的手持无线通信设备(30，40，50)。其通信过程与场景一类似，从而使得各作业面的旷工可通过手持无线通信设备保持通信，即，满足了矿井安全生产安全的要求。
239.本技术实施例提供的上述拓扑对等的光总线结构的分光装置，可以用来解决pon通信技术下主干光纤中断后，分支光纤连接的pon端口之间不能自组网的问题，从物理通路上构建了onu之间直接通信的可能性。
240.本技术实施例提供的上述拓扑对等的光总线结构的分光装置，实现简单，保持了无源特性，部署时无需弱电机房，无需供电，方便工程实施，避免了通过波长反射方式，或者波长选择开关(wss)方式对波长基于硅基液晶(liquid crystal on silicon，lcos)技术进行反射的方式在成本和维护方面的更高代价。
241.本技术实施例提供的分光装置还可应用于光交换组网。
242.在将本技术实施例提供的分光装置应用于光交换组网时，可以将至少两个交换设备连接到本技术实施例提供的分光装置，其中，每个交换设备可通过光纤连接到该分光装置的m组端口中的一组端口。其中，所述交换设备可发送和接收光信号，并且发送方向和接收方向的光信号的波长可配置，比如，所述交换设备可包括：配置有光模块的路由器、交换机等。可通过设置交换设备上的光模块允许发送和/或接收的光信号的波长，使得该交换设备能够发送和/或接收指定波长的光信号。
243.在一些实施例中，交换设备发送方向和接收方向的光信号传输，均通过对光模块的接收方向和发送方向的光信号的波长进行配置来实现。具体的，如果将两个交换设备的光模块允许发送和接收的光信号的波长配对设置(即一个交换设备发送的光信号的波长等于另一个交换设备接收的光信号的波长)，则可实现这两个交换设备间的光信号传输。在另一些实施例中，交换设备发送方向的光信号传输，通过对光模块的发送方向的光信号的波长进行配置来实现，而接收方向的光信号的波长，可通过设置滤波器来实现，即通过设置滤波器以使该滤波器仅接收特定波长的光信号，将其他波长的光信号过滤掉。
244.可选的，可将光模块设置在交换设备的上联端口，其中，上联端口是指交换设备间级联时用的端口。
245.以交换设备为路由器作为例子，图14示出了配置有光模块的路由器示意图。如图所示，路由器1200配置有光模块1201，光模块1201的接收方向的光信号的波长λin和发送方向的光信号的波长λout均可配置或可调。
246.可选的，交换设备上配置的光模块可以是小型可插拔(small form pluggable，sfp)光模块。
247.可选的，交换设备上配置的光模块可以是一种收、发方向波长在密集型光波复用(dense wavelength division multiplexing，dwdm)的c波段波长可选的光模块。在交换设备上设置有dwdm光源。该光源提供所有dwdm c波段的波长。c波段在dwdm有80个100ghz间隔的波长可选，即，从190.1thz(对应的波长为15770.3nm)到198.0thz(对应的波长为151410nm)的范围内，一共有80个波长可供选择使用，相邻波长之间的间隔为0.1thz(即100ghz)。采用dwdm的c波段波长可选的光模块，在配置接收方向和发送方向的光信号的波长时，可从dwdm光源池中选择波长进行配置，所需时间较短，可以实现较高的配置效率。
248.图15示例性示出了本技术实施例提供的一种光模块的结构示意图。如图所示，光模块1300可包括发送方向波长选择器1301、发送方向调制器1302、接收方向波长选择器1303、接收方向调制器1304。其中，发送方向波长选择器1301和接收方向波长选择器1303分别与控制器连接，工作于控制平面，可接收控制器发送的控制平面的指示命令(该指示命令可用于指示发送方向的光信号的波长和/或接收方向的光信号的波长)；发送方向调制器1302、接收方向调制器1304可通过光纤连接分光装置，工作于数据平面，用于进行光信号调制和传输。
249.可选的，发送方向波长选择器1301用于根据控制器的指示从dwdm光源池中选择发送方向的光信号的波长；接收方向波长选择器1303用于根据控制器的指示从dwdm光源池中选择接方向的光信号的波长。发送方向调制器1302用于根据发送方向波长选择器1301选择的发送方向的波长对光信号进行调制并发送，接收方向调制器1304用于根据接收方向波长选择器1302选择的接收方向的波长对接收到的光信号进行接收和解调。
250.交换设备上配置的光模块也可以是其他类型的光模块，比如，可以是tunable(可调)光模块，本技术实施例对此不做限制。
251.图16示出了基于2
×
(16+1)的分光装置实现的光交换网络的组网示意图。其中，2
×
(16+1)分光装置包括(1+16)个分光元件(即n＝16)，每个分光元件具有16路分支端(即16路输出)以及两路主干端(即2路输入)，其中各分光元件的连接方式可参见前述实施例。
252.交换设备r1、r2、r3到r17的上联口端分别通过光模块连接到2
×
(16+1)分光装置，
实现交换设备ri(i＝1,2,3,
…
,17)之间等效的一跳光纤直连传输通道。其中，所述交换设备可包括路由器、交换机、光传输设备以及存储设备等，本技术实施例对此不做限制。
253.控制器分别与每个交换设备连接，用于为具有通信需求的交换设备(比如第一交换设备和第二交换设备)分配接收方向光信号的波长和发送方向光信号的波长，以使得第一交换设备发送的光信号被第二交换设备接收，第二交换设备发送的光信号被第一交换设备接收，从而实现在不同交换设备之间建立通信通道。
254.参见图16，以交换设备采用dwdm的c波段波长可选的光模块为例，如果交换设备r1需要与交换设备r17进行通信，则交换设备r1向控制器发送请求消息，用于请求与交换设备r17进行通信。控制器接收到该请求消息后，从dwdm的c波段光源池中选择波长，为交换设备r1和交换设备r17配置其上联端口的接收方向光信号的波长以及发送方向光信号的波长，使得交换设备r1的发送方向光信号波长在这个2
×
(16+1)分光装置中是唯一被使用的波长，交换设备r17的发送方向光信号波长也是在这个2
×
(16+1)分光装置中是唯一被使用的波长。同时，交换设备r17的接收方向的波长与交换设备r1的发送方向波长相等，交换设备r1的接收方向波长与交换设备r17的发送方向波长相等。比如，交换设备r1的上联端口p1的sfp工作波长选择用p1-λ
in
＝190.1thz、p1-λ
out
＝190.2thz(此处用频率标识波长是为了简化表述)；交换设备r17的上联端口p17的sfp工作波长选择用p17-λ
in
＝190.2thz、p17-λ
out
＝190.1thz。
255.图16仅示例性示出了一种采用本技术实施例提供的分光装置进行组网的光网络系统架构，需要说明的是，其中的2
×
(16+1)分光装置，可以替换为本技术实施例提供的其他结构的分光装置，比如，可替换为1
×
(16+1)分光装置，在此不再一一列举。
256.本技术实施例提供的拓扑对等的光总线结构的分光装置，可以实现基于波长选择的交换设备(如路由器)互联方案。相比较传统的基于ip层实现的交换设备互联方案，本技术实施例中这种波长级别的交换具有与协议无关性，可以满足各种基于光通信信号的直接互联，具有低时延和大带宽的特性。
257.基于与上述方法实施例相同构思，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有一些指令，这些指令被计算机调用执行时，可以使得计算机完成上述方法实施例、方法实施例的任意一种可能的设计中所涉及的方法。本技术实施例中，对计算机可读存储介质不做限定，例如，可以是ram(random-access memory，随机存取存储器)、rom(read-only memory，只读存储器)等。
258.基于与上述方法实施例相同构思，本技术还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品在被计算机调用执行时可以完成方法实施例以及上述方法实施例任意可能的设计中所涉及的方法。
259.基于与上述方法实施例相同构思，本技术还提供一种芯片，该芯片可以包括处理器以及接口电路，用于完成上述方法实施例、方法实施例的任意一种可能的实现方式中所涉及的方法，其中，“耦合”是指两个部件彼此直接或间接地结合，这种结合可以是固定的或可移动性的，这种结合可以允许流动液、电、电信号或其它类型信号在两个部件之间进行通信。
260.以上实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一
个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本技术实施例中，“一个或多个”是指一个、两个或两个以上；“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a、b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
261.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
262.以上实施例中所用，根据上下文，术语“当
…
时”或“当
…
后”可以被解释为意思是“如果
…”
或“在
…
后”或“响应于确定
…”
或“响应于检测到
…”
。类似地，根据上下文，短语“在确定
…
时”或“如果检测到(所陈述的条件或事件)”可以被解释为意思是“如果确定
…”
或“响应于确定
…”
或“在检测到(所陈述的条件或事件)时”或“响应于检测到(所陈述的条件或事件)”。另外，在上述实施例中，使用诸如第一、第二之类的关系术语来区份一个实体和另一个实体，而并不限制这些实体之间的任何实际的关系和顺序。
263.需要指出的是，本专利申请文件的一部分包含受著作权保护的内容。除了对专利局的专利文件或记录的专利文档内容制作副本以外，著作权人保留著作权。