专利名称：波分复用无源光网络实现环形局域网系统和方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域，具体是涉及
络波分复用无源光网络系统和方法。
种可实现环形局域网的波分复用无源光网
背景技术：
波分复用无源光网络波分复用无源光网络技术可以在不改变物理基础设备的情 况下升级带宽，大幅提升网络的传输容量，在光接入网当中拥有广阔的应用前景。而基于光 环回的波分复用无源光网络波分复用无源光网络系统是各类波分复用无源光网络波分复 用无源光网络系统中应用十分普遍的类型，目前的波分复用无源光网络波分复用无源光网 络系统亦较多采用这种类型，因此本发明在波分复用无源光网络波分复用无源光网络系统 中有着非常重要的作用。 常规的光环回波分复用无源光网络的网络结构往往是树形的，各光网络单元0NU 与光线路终端OLT之间实现了虚拟的点对点连接，这使得各光网络单元ONU与光线路终端 OLT之间的通信更为安全和高效。然而，这种结构却使得光网络单元ONU与光网络单元ONU 之间的通信实现较为困难。虽然可以通过各光网络单元ONU与光线路终端OLT建立连接的 方式在各光网络单元ONU间建立一个局域网。但是由于这种连接是一种间接连接，各光网 络单元ONU需要先与光线路终端OLT进行通信，然后再通过光线路终端OLT与目标光网络 单元ONU进行通信，因此，该通信方式需要同时占用两个光网络单元ONU的点对点带宽，其 效率十分低下，而且还加大了光线路终端OLT的处理难度。目前已有的方案均未能解决各 光网络单元ONU直接通信的问题，即在一个局域网中，为各光网络单元ONU之间建立直接 的连接，使之能够直接通信。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种波分复用无源光网络实现 环形局域网系统和方法。 为了达到上述目的，本发明的构思是在树形的波分复用无源光网络中建立一个 逻辑结构为环形的局域网。该局域网中包含了所有光网络单元ONU，从而各光网络单元ONU 均可通过该环形局域网与其目标光网络单元ONU建立直接连接，从而克服了常规方案中光 网络单元ONU之间通信效率地下，且必须占用各通信光网络单元ONU点对点带宽的问题。
为了解决上述问题，本发明为局域网专门分配了一个波长，该波长与点对点波长 处于不同的波段。因此，各光网络单元ONU的局域网信号不必占用点对点带宽，且可通过一 个相对廉价的粗波分复用器将局域网信号与点对点信号分离。此外，在远端节点RN处增 设一个多端口的光环行器，使得局域网信号可以依次通过光线路终端OLT和各光网络单元 ONU，从而在各光网络单元ONU间建立一个逻辑结构为环形的局域网。由此，各光网络单元 ONU均可通过该环形局域网与目标光网络单元ONU之间建立直接连接，达到提高光网络单 元ONU间通信效率的目的。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案 —种波分复用无源光网络实现环形局域网系统，由光线路终端0LT，远端节点RN 和光网络单元ONU构成，其中，光线路终端OLT通过馈送光纤与远端节点RN连接，光网络单 元ONU则通过分布光纤与远端节点RN连接。系统共有N个波长和N个光网络单元ONU， N 为除零外的自然数，各光网络单元ONU独享一个波长，其中，局域网信号的波长与对点对点 信号的波长处于不同波段。其特征在于所述光线路终端OLT由N个点对点发送机、N个点 对点接收机、1个局域网发送机，1个局域网接收机，2个N端口第一阵列波导光栅AWG， 2个 第一粗波分复用器CW匿和l个3端口光环行器构成；所述阵列波导光栅AWG解复用端与所 述点对点发送机相连，其复用端与所述粗波分复用器CWDM解复用端相连，而粗波分复用器 CWDM的另一复用端与局域网发送机相连，其复用端则与所述光环行器端口 1相连，所述阵 列波导光栅AWG解复用端与所述点对点接收机相连，其复用端与所述粗波分复用器CWmi解 复用端相连，而粗波分复用器CWDM的另一复用端与局域网接收机相连，其复用端则与所述 光环行器端口 3相连，光环行器端口 2与馈送光纤相连。 上述远端节点RN由1个第二粗波分复用器CWDM， 1个第二阵列波导光栅AWG， 1个 N+3端口光环行器和N个第三粗波分复用器CWDM构成；所述N+3端口光环行器端口 1与端 口 N+3连接，所述第二粗波分复用器CWDM复用端与馈送光线连接，解复用端分别与所述第 二阵列波导光栅AWG复用端与N+3端口光环行器端口 2连接，所述第三粗波分复用器CWDM 解复用端分别与第二阵列波导光栅AWG解复用端和N+3端口光环行器端口 3至端口 N+2连 接，其复用端与分布光纤连接。 上述光网络单元ONU均由1个第四粗波分复用器CWDM， 2个耦合器，1个点对点反 射式半导体光放大器RSOA， 1个点对点接收机，1个局域网反射式半导体光放大器RSOA和1 个局域网接收机构成；所述第四粗波分复用器CWDM复用端与分布光纤连接，解复用端分别 与所述耦合器复用端连接，耦合器解复用端分别与所述点对点反射式半导体光放大器RSOA 和点对点接收机相连，耦合器解复用端分别与局域网反射式半导体光放大器RSOA和局域 网接收机相连。 本波分复用无源光网络实现环形局域网系统局域网信号传输方法采用上述系统
进行传输，其特征在于由局域网发送机发出信号，通过第一粗波分复用器cwmi与下行点
对点信号合波后，由光环行器注入馈送光纤并传送至远端节点RN中，在远端节点RN内，局 域网信号通过第二粗波分复用器CWDM与下行点对点信号分波并传送至N+3端口光环形器， 由N+3端口光环行器将信号依次传送至各光网络单元ONU接收和再调制后，通过第二粗波 分复用器CWDM与点对点上行信号合波，随后注入到馈送光纤回传至光线路终端OLT中，在 光线路终端OLT内，局域网信号通过另一个第一粗波分复用器CWDM与上行点对点信号分 波，并传送至局域网接收机接收。 本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点(1) 在树行波分复用无源光网络系统中建立了逻辑结构为环形的局域网，还使系统内各光网络 单元ONU之间实现了直接通信；(2)系统中所需的光网络单元光网络单元ONU无需内置昂 贵锁模激光器，故其成本比较低廉，同时也进一步降低了网络成本；(3)网络对于器件的要 求较低，易于实施。
图1为本发明一个实施例证波分复用无源光网络实现环形局域网的系统结构框 图。
具体实施例方式
本发明的优选实施例结合
如下 实施例一 参见图l，本波分复用无源光网络实现环形局域网系统由光线路终端 0LT(1)，远端节点RN(2)和光网络单元0NU(3)构成，其中，光线路终端OLT(1)通过馈送光 纤(4)与远端节点RN(2)连接，光网络单元0NU(3)则通过分布光纤与远端节点RN(2)连接。 系统共有N个波长和N个光网络单元0NU(3) ， N为除零外的自然数，各光网络单元0NU(3) 独享一个波长，其中，局域网信号的波长与对点对点信号的波长处于不同波段。参见图1，所 述系统的光线路终端OLT(l)由N个点对点发送机(5)、N个点对点接收机(6)、l个局域网 发送机(7)，l个局域网接收机(8)，2个N端口第一阵列波导光栅AWG(9，10)，2个第一粗波 分复用器CW匿(11，12)和l个3端口光环行器(14)构成。局域网信号由局域网发送机(7) 发出后，依次通过第一粗波分复用器CWmKll)与光环行器(14)传出光线路终端0LT(1)，发 送至光线路终端OLT(l)的局域网信号则依次通过光环行器(1)和另一个第一粗波分复用 器CWDM(12)传送至局域网接收机(8)接收。 参见图l，上述系统的远端节点RN(2)由1个第二粗波分复用器CWDM(13) ， 1个第 二阵列波导光栅AWG(15) ， 1个N+3端口光环行器(16)和N个第三粗波分复用器CWDM(17) 构成。发送至远端节点RN(2)的局域网信号发送通过第二粗波分复用器CWDM(13)传送至 N+3端口光环行器(16)，然后，由N+3端口光环行器(16)将信号依次发送给各光网络单元 0NU(3)接收和修改，当信号由最后一个光网络单元0NU(3)回传给光环行器(16)后，将通过 第二粗波分复用器CW匿(13)发送回光线路终端OLT(l)当中。 参见图1，上述系统的光网络单元0NU(3)均由1个第四粗波分复用器CWDM(18)，2 个耦合器(19) ， 1个点对点反射式半导体光放大器RS0A(21) ， 1个点对点接收机(20) ， 1个 局域网反射式半导体光放大器RS0A(23)和l个局域网接收机(22)构成。发送至光网络单 元0NU(3)的局域网信号通过第四粗波分复用器CW匿(18)传送给光耦合器(19)，并由耦合 器(19)分为两部分一部分发送至局域网接收机(22)接收，另一部分发送至局域网反射 式半导体光放大器RS0A(23)进行放大和再调制并依次通过耦合器(19)和粗波分复用器 CWDM(18)回传至远端节点RN(2)。 参见图l，本波分复用无源光网络实现环形局域网系统局域网信号传输方法上 述波分复用无源光网络实现环形局域网系统，由局域网发送机(7)发出局域网信号，通过 第一粗波分复用器CW匿(ll)与下行点对点信号合波后，由光环行器(14)注入馈送光纤 (4)并传送至远端节点RN(2)中，在远端节点RN(2)内，局域网信号通过第二粗波分复用器 CWDM(13)与下行点对点信号分波并传送至N+3端口光环行器(16)中，由N+3端口光环行 器(16)将信号依次传送至各光网络单元0NU(3)接收和再调制后，通过第二粗波分复用器 CWDM(13)与点对点上行信号合波，随后注入到馈送光纤(4)回传至光线路终端OLT(l)中， 在光线路终端OLT(l)内，局域网信号通过另一个第一粗波分复用器CW匿(12)与上行点对 点信号分波，并传送至局域网接收机(8)接收。
权利要求
一种波分复用无源光网络实现环形局域网系统，由光线路终端OLT(1)，远端节点RN(2)和光网络单元ONU(3)构成，其中，光线路终端OLT(1)通过馈送光纤(4)与远端节点RN(2)连接，光网络单元ONU(3)则通过分布光纤与远端节点RN(2)连接。系统共有N个波长和N个光网络单元ONU(3)，N为除零外的自然数，各光网络单元ONU(3)独享一个波长，其中，局域网信号的波长与对点对点信号的波长处于不同波段。其特征在于所述光线路终端OLT(1)由N个点对点发送机(5)、N个点对点接收机(6)、1个局域网发送机(7)，1个局域网接收机(8)，2个N端口第一阵列波导光栅AWG(9，10)，2个第一粗波分复用器CWDM(11，12)和1个3端口光环行器(14)构成；所述阵列波导光栅AWG(9)解复用端与所述点对点发送机(5)相连，其复用端与所述粗波分复用器CWDM(11)解复用端相连，而粗波分复用器CWDM(11)的另一复用端与局域网发送机(7)相连，其复用端则与所述光环行器(14)端口1相连，所述阵列波导光栅AWG(10)解复用端与所述点对点接收机(6)相连，其复用端与所述粗波分复用器CWDM(12)解复用端相连，而粗波分复用器CWDM(12)的另一复用端与局域网接收机(8)相连，其复用端则与所述光环行器(14)端口3相连，光环行器(14)端口2与馈送光纤(4)相连。
2. 根据权利要求1所述的波分复用无源光网络实现环形局域网系统，其特征在于所 述远端节点RN(2)由1个第二粗波分复用器CWDM(13)，1个第二阵列波导光栅AWG(15)，1 个N+3端口光环行器(16)和N个第三粗波分复用器CWDM(17)构成；所述N+3端口光环行 器(16)端口 1与端口 N+3连接，所述第二粗波分复用器CW匿(13)复用端与馈送光线连接， 解复用端分别与所述第二阵列波导光栅AWG(15)复用端与光环行器(16)端口 2连接，所述 第二粗波分复用器CW匿(17)解复用端分别与阵列波导光栅AWG(15)解复用端和N+3端口 光环行器(16)端口 3至端口 N+2连接，其复用端与分布光纤连接。
3. 根据权利要求1所述的波分复用无源光网络实现环形局域网系统，其特征在于所 述光网络单元ONU(3)均由1个第四粗波分复用器CWDM(18) ，2个耦合器(19) ， 1个点对点 反射式半导体光放大器RS0A(21) ， 1个点对点接收机(20) ， 1个局域网反射式半导体光放大 器RS0A(23)和1个局域网接收机(22)构成；所述第四粗波分复用器CW匿(18)复用端与分 布光纤连接，解复用端分别与所述耦合器(19)复用端连接，耦合器(19)解复用端分别与所 述点对点反射式半导体光放大器RS0A(21)和点对点接收机(20)相连，耦合器(19)解复用 端分别与局域网反射式半导体光放大器RS0A(23)和局域网接收机(22)相连。
4. 一种波分复用无源光网络实现环形局域网系统局域网信号传输方法采用根据权 利要求书1所述的波分复用无源光网络实现环形局域网系统进行信号传输，其特征在于由局域网发送机(7)发出局域网信号，通过第一粗波分复用器cwmi(ii)与下行点对点信号合波后，由光环行器(14)注入馈送光纤(4)并传送至远端节点RN(2)中，在远端节点RN(2) 内，局域网信号通过第二粗波分复用器CW匿(13)与下行点对点信号分波并传送至N+3端口 光环行器(16)中，由N+3端口光环行器(16)将信号依次传送至各光网络单元0NU(3)接收 和再调制后，通过第二粗波分复用器CW匿(13)与点对点上行信号合波，随后注入到馈送光 纤(4)回传至光线路终端OLT(l)中，在光线路终端OLT(l)内，局域网信号通过另一个第一 粗波分复用器CW匿(12)与上行点对点信号分波，并传送至局域网接收机(8)接收。
全文摘要
本发明涉及一种波分复用无源光网络实现环形局域网系统和方法。本系统由光线路终端OLT通过馈送连接远端节点RN，而远端节点RN连接多个光网络单元ONU构成；系统共有N个波长和N个光网络单元ONU，N为除零外的自然数，各光网络单元ONU独享一个波长，其中，局域网信号的波长与对点对点信号的波长处于不同波段。本方法是采用上述系统实现逻辑结构为环形的局域网，由OLT将局域网信号发送至RN，通过RN内的N+3端口光环形将局域网信号依次发送至各ONU接收和再调制，并最终回传给OLT，由此实现了逻辑上的环形局域网，从而使得各ONU之间可建立直接连接，大大提高了ONU间的通信效率。
文档编号H04L12/42GK101729942SQ200910199550
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者周杨, 张锋, 朱龙, 甘朝钦, 石磊 申请人:上海大学