专利名称：一种长距盒及其对上下行光的处理方法
技术领域：
本发明涉及光网络系统，尤指一种适用于共存的无源光网络(Ρ0Ν， PassiveOptical Network)系统的长距盒及其对上下行光的处理方法。
背景技术：
有线宽带接入技术的快速发展和低成本需求，促进了采用光纤逐步取代现有的铜线(有线)系统的发展，即光进铜退已经成为一种趋势。同时，无源光网络最宽最快以及最环保的特性，以及长距无源光网络对于扁平化和简化网络的结构以及适应距离较长的网络结构和减少投资成本等特点，正在被绝大多数运营商所接受并开始或准备部署，以满足日益增长的通信用户以及更快速和更好的服务需求。长距PON是一种点对多点的光纤接入技术。图1为现有长距无源光网络的组成结构示意图，如图1所示，包括光线路终端(0LT，0ptical Line Terminal)、光网络单元(0NU， Optical Network Unit)以及光分配网络(ODN，OpticalDistribution Network)。通常，一个OLT通过光延长盒(也称为长距盒)以及光功率分离器(简称分光器)连接多个ONU而构成的点到多点结构，如图1所示。目前，为了减少投资成本以及ODN的复用，在无源光网络中会存在几个PON系统共用一个ODN的情况(简称为共存的PON系统)。见图2所示，图2为共存长距无源光网络的组成结构示意图，由于不同的PON系统一般会有不同的上下行波长，比如千兆PON(GPON)与万兆PON(XG-PON)两种PON共存的PON系统，其中，GPON的下行波长是1480nm 1500nm， 上行波长是1290nm 1330nm，而XG-PON的下行波长是1575nm 1581nm，上行波长是 1260nm 1280nm。现有长距盒主要是针对单个PON系统设计的，对于多个PON共存系统， 单个PON系统的长距盒不能满足这种共存的PON系统，因此需要一个合成长距盒来满足其需求，见图2所示。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种长距盒及其对上下行光的处理方法， 能够可靠地适用于多个不同的PON系统在同一个ODN中运行的情况。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种长距盒，应用于不同无源光网络PON系统共存的PON系统，主要包括光双讯器(diplexer)、光放大器(OA)、波分复用滤波器、光电光0E0转换装置，以及本地管理盒，其中，光双讯器，将长距盒连接到主干光纤，用于对来自不同PON系统的上下行光进行分路，不同PON系统的上行光通过第一光通道传输，不同PON系统的下行光通过第二光通道传输；光放大器，位于第一光通道上，并对不同PON系统的上行光放大后输出；波分复用滤波器，位于第二光通道上，用于按照不同的波长将第二光通道分为不同的子光通道，不同PON系统的下行光经不同的子光通道放大后输出；OEO转换装置，分别位于第二光通道上的不同子光通道上，用于放大不同PON系统的下行光；本地管理盒，通过分流耦合器(TAP)和主干光纤与光线路终端OLT相连，OLT通过它来控制和管理光放大器和OEO转换装置。所述PON共存系统包括第一 PON系统和第二 PON系统；第一 PON系统与第二 PON系统的上行光具有重叠波段；第一 PON系统与第二 PON 系统的下行光具有不同的波长。所述光双讯器，包括第一光双讯器和第二光双讯器；所述第一 PON系统与第二 PON系统的上行光从分支光纤、分光器，经由第二光双讯器进入所述第一光通道；所述第一 PON系统与第二 PON系统的下行光从主干光纤经由第一光双讯器进入第二光通道。所述光双讯器，由光环行器组成，共有三个接口，其中，第一接口为光的输入口，第二接口为光的输入/输出口，第三接口为光的输出口 ；所述第一光双讯器的第一接口接入所述第一光通道，第二接口接入主干光纤，第三接口接入所述第二光通道；所述第二光双讯器的第一接口接入所述第二光通道，第二接口接入分光器，第三接口接入所述第一光通道。所述波分复用滤波器包括第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器；其中，第一波分复用滤波器将来自所述第一光双讯器的进入所述第二光通道的下行光分别输出至不同的子光通道，第二波分复用滤波器将来自不同的子光通道的下行光合并后输出至所述第二光双讯器。所述波分复用滤波器由边带滤波片组成，包括R接口、P接口和C接口 ；对所述第一 PON系统的下行光均反射，只通过的R接口输入/输出，同时对所述第二 PON系统的下行光均透射，只通过P接口输入/输出；C 口与主干光纤上的光双讯器相连；所述第一波分复用滤波器的C接口与所述第一光双讯器的第三接口相连，R接口与其中一个子光通道上的第一 OEO装置的一端相连，P接口与另一个子光通道上的第二 OEO 装置的一端相连；所述第二波分复用滤波器的C接口与所述第二光双讯器的第一接口相连，R接口与其中一个子光通道上的第一 OEO装置的另一端相连，P接口与另一个子光通道上的第二 OEO装置的另一端相连。所述第一 PON系统的下行光，由第一 PON系统的OLT发出，经OLT侧的主干光纤到达所述第一光双讯器的第二接口，从所述第一光双讯器的第三接口输出到位于所述第二光通道的第一波分复用滤波器的C接口，然后再从所述第一波分复用滤波器的R接口输出至所述第一 OEO装置，经所述第一 OEO装置放大后输出至所述第二波分复用滤波器的R接口， 然后再从所述第二波分复用滤波器的C接口返回所述第二光通道并进入所述第二光双讯器的第一接口，最后从所述第二光双讯器的第二接口输出返回主干光通道，进入分光器分支光纤到达ONU ；所述第一 PON系统的上行光，由所述第一 PON系统的ONU发出，经分支光纤、分光器到达所述第二光双讯器的第二接口，从所述第二光双讯器的第三接口输出进入所述第一光通道，经所述光放大器放大后输出至所述第一光双讯器的第一接口，再从所述第一光双讯器的第二接口输入主干光纤，接着传输到所述第一 PON系统的OLT ；所述第二 PON系统的下行光，由所述第二 PON系统的OLT发出，经主干光纤到达所述第一光双讯器的第二接口，从所述第一光双讯器的第三口输出到达所述第二光通道的第一波分复用滤波器的C接口，然后再从所述第一波分复用滤波器的P接口进入所述第二 OEO 装置，经所述第二 OEO装置放大后输出至所述第二波分复用滤波器的P接口，然后再从所述第二波分复用滤波器的C接口返回所述第二光通道并进入所述第二光双讯器的第一口，最后从所述第二光双讯器的第二接口输出返回主干光通道，进入分光器分支光纤到达0NU;所述第二 PON系统的上行光，由所述第二 PON系统的ONU发出，经分支光纤、分光器达到所述第二光双讯器的第二接口，从所述第二光双讯器的第三口输出进入所述第一光通道，经所述光放大器放大后输出至所述第一光双讯器的第一接口，再从所述第一光双讯器的第二接口输出输入主干光纤，接着传输到所述第二 PON系统的0LT。所述光放大器为宽带半导体光放大器S0A。所述第一光通道，用于传输不同PON系统的上行光，所述第二光通道用于传输不同PON系统的下行光。一种长距盒对上下行光的处理方法，包括对来自不同PON系统的上下行光进行分路，不同PON系统的上行光通过第一光通道传输，不同PON系统的下行光通过第二光通道传输；不同PON系统的上行光通过光放大器放大后输出至各自系统的0LT;根据不同PON 系统的下行光的波长，对不同波长的下行光通过第二光通道中的不同子光通道传输，在不同的子光通道上经过不同的光电光放大后输出至各自系统的0NU。从上述本发明提供的技术方案可以看出，对来自不同PON系统的上下行光进行分路，不同PON系统的上行光通过第一光通道传输，不同PON系统的下行光通过第二光通道传输；其中，不同PON系统的上行光通过光放大器放大后输出至各自系统的OLT ；根据不同 PON系统的下行光的波长，对不同波长的下行光通过第二光通道中的不同子光通道传输，在不同的子光通道上经过不同的光电光放大后输出至各自系统的0NU。本发明运用了 OEO和 OA技术相结合的混和式的长距盒对共存的PON系统进行处理，综合了光放大和光电光各自的优点，可靠性高，使得不同PON系统的上下行光均得到了有效的放大。
图1为现有长距无源光网络的组成结构示意图；图2为共存长距无源光网络的组成结构示意图；图3为本发明长距盒的组成结构示意图；图4为本地管理盒的组成结构示意图；图5为本发明波分复用滤波器的接口示意图；图6为本发明光环行器的接口示意图；图7为利用本发明的长距盒对上下行光的处理方法的流程图。
具体实施例方式图3为本发明长距盒的组成结构示意图，如图3所示，本发明长距盒运用了光电光(0E0, Optical-Electrical-Optical converter)和光放大(OA, OpticalAmplifier)混合方式，主要包括光双讯器(diplexer)、光放大器(OA)、波分复用滤波器(WDM Filter)、OEO 装置和本地管理盒(Local Management Box)，其中， 光双讯器(实际应用中可以采用光环行器来实现)，将长距盒连接到主干光纤，用于对来自不同PON系统的上下行光进行分路，不同PON系统的上行光通过第一光通道传输， 不同PON系统的下行光通过第二光通道传输。包括第一光双讯器和第二光双讯器，使得在第一光双讯器和第二光双讯器之间，不同PON系统的上行光通过第一光通道传输，不同PON 系统的下行光通过第二光通道传输。0A，位于第一光通道上，用于对不同PON系统的上行光均放大后输出。可以是一个宽带半导体光放大器(S0A，Semiconductor Optical amplifier)。波分复用滤波器，位于第二光通道上，用于按照不同的波长将第二光通道分为不同的子光通道，不同PON系统的下行光经不同的子光通道放大后输出至光双讯器。图3所示的长距盒以两个PON系统共存为例，因此，下行光通道被分成两个子光通道，波分复用滤波器包括第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器，其中，第一波分复用滤波器将下行光通道分成不同的子光通道，第二波分复用滤波器将来自不同的子光通道的下行光合并后输出。0E0装置，包括分别位于不同的子光通道上的多个0E0装置，分别用于放大不同的 PON系统的下行光。图3所示的长距盒以两个PON系统共存为例，因此，0E0装置包括第一 0E0装置和第二 0E0装置，分别位于第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器之间的两个子光通道上，用于放大两个不同PON系统的下行信号。此外，本地管理盒通过TAP耦合器和主干光纤与OLT相连，它包括本地控制器和 EONT以及滤波片(为了简化，图3中未示出)，详细的结构见图4所示，图4为本发明本地管理盒的组成结构示意图，OLT的指令信号通过TAP耦合器到达本地管理盒的EONT处，经过滤波片的分路，分别到达相应的子EONT处，然后EONT把相关指令传给本地控制器，其根据指令对长距放大装置进行管理和控制，然后把结果反馈到Ε0ΝΤ，根据不同PON系统信号，有其对应的子EONT通过滤波片，TAP耦合器和主干光纤把反馈信息发到相应的OLT处。EONT 的实现属于本领域技术人员公知技术，这里不再赘述，其具体实现方案并不用于限定本发明的保护范围。图5为波分复用滤波器的接口示意图，如图3所示，波分复用滤波器与PON系统的波长有关，如GPON和XG-PON共存的PON系统，波分复用滤波器可以由边带滤波片组成，对 GPON的下行光均反射，即GPON的下行光只通过滤波器的R接口输入/输出，同时对XG-PON 的下行光均透射，即XG-PON的下行光只通过滤波器的P接口输入/输出。滤波器的C接口与主干光纤上的光双讯器相连。图6为本发明光双讯器的接口示意图，如图6所示，光双讯器这里即光环行器 (Circulator)包括三个接口，分别标为1 口(第一接口)，2 口(第二接口)和3 口(第三接口)。其中，1 口是光的输入口，即光只能从1 口输入而不能从1 口输出，2 口是光的输入 /输出口，即光可以从2 口输入或输出，3 口是光的输出口，即光只能从3 口输出而不能从3 口输入。根据光环行器的特性，光的传输方向只能是从1 口到2 口，或从2 口到3 口，而其它的路径是禁止的。
本发明运用了 OEO和OA技术相结合的混和式的长距盒，综合了光放大和光电光各自的优点，可靠性高，使得不同PON系统的上下行光均得到了有效的放大。下面结合图2、图3和图4，以GPON和XG-PON共存的PON系统为例，对本发明长距盒的工作原理进行详细描述。以第一 PON系统和第二 PON系统共存的PON系统为例。如图3所示，通过第一光双讯器和第二光双讯器，构成第一光通道(单向)和第二光通道(单向)，在第一光通道上设置有一个S0A，即对第一 PON系统如GPON和第二 PON系统如XG-PON的共存PON系统，SOA对GPON和XG-P0N的上行光均放大即对1260nm 1330nm 的光均放大。第二光通道通过第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器形成两个子光通道，第一子光通道上设置有第一 OEO装置(也称为OEO收发器)，第一 OEO装置只对第一 PON系统的下行光进行OEO式的放大，第二子光通道上设置有另一波长的第二 OEO装置，第二 OEO装置只对第二 PON系统的下行光进行OEO式的放大。OLT通过本地管理盒对两个OEO 装置进行管理和控制，包括突发模式和时钟同步等的控制。第一 PON系统的下行光，由第一 PON系统的OLT发出，经OLT侧的主干光纤到达第一光双讯器的第二接口，从第一光双讯器的第三接口输出到位于第二光通道的第一波分复用滤波器的C 口，然后再从第一波分复用滤波器的R接口输出至第一 OEO装置，经第一 OEO 装置放大后输出至第二波分复用滤波器的R接口，然后再从第二波分复用滤波器的C接口返回第二光通道并进入第二光双讯器的第一接口，最后从第二光双讯器的第二接口输出返回主干光通道，进入分光器分支光纤到达0NU。第一 PON系统的上行光，由第一 PON系统的ONU发出，经分支光纤、分光器到达第二光双讯器的第二接口，从第二光双讯器的第三接口输出进入第一光通道，经SOA放大后输出至第一光双讯器的第一接口，再从第一光双讯器的第二接口输入主干光纤，接着传输到第一 PON系统的0LT。第二 PON系统的下行光，由第二 PON系统的OLT发出，经主干光纤到达第一光双讯器的第二接口，从第一光双讯器的第三接口输出到达第二光通道的第一波分复用滤波器的C 口，然后再从第一波分复用滤波器的P接口进入第二 OEO装置，经第二 OEO装置放大后输出至第二波分复用滤波器的P接口，然后再从第二波分复用滤波器的C接口返回第二光通道并进入第二光双讯器的第一接口，最后从第二光双讯器的第二接口输出返回主干光通道，进入分光器分支光纤到达0NU。第二 PON系统的上行光，由第二 PON系统的ONU发出，经分支光纤、分光器达到第二光双讯器的第二接口，从第二光双讯器的第三接口输出进入第一光通道，经SOA放大后输出至第一光双讯器的第一接口，再从第一光双讯器的第二接口输出输入主干光纤，接着传输到第二 PON系统的0LT。对于图3所示的是PON和10G-EP0N的共存系统，上述第一 PON系统就是ΕΡ0Ν，第二 PON系统是10G-EP0N。由于EPON的上行光(1260_1360nm)与10GEP0N的上行光(1260 1280nm)波段是重叠的，如果采用OEO的方式，实现比较麻烦，而本发明上行采用SOA方式简单地实现了上行具有重叠波段的共存的PON系统的上行光的传输方法。图7为利用本发明的长距盒对上下行光的处理方法的流程图，如图7所示，包括以下步骤步骤700 对来自不同PON系统的上下行光进行分路，不同PON系统的上行光通过第一光通道传输，不同PON系统的下行光通过第二光通道传输。本步骤将不同PON系统的上下行光进行分路，以便对上行光和下行光分别采用不同的处理方式。步骤701 不同PON系统的上行光通过光放大器放大后输出至各自系统的OLT ；根据不同PON系统的下行光的波长，对不同波长的下行光通过第二光通道中的不同子光通道传输，在不同的子光通道上经过不同的光电光放大后输出至各自系统的0NU。本步骤中，对于不同PON系统的上行光，EPON和10GEP0N共存的PON系统，存在波段重叠的情况，对于这种情况，本发明方法中采用光放大如SOA方式，简单地实现了对具有重叠波段的共存的PON系统的上行光的放大处理。而对于具有不同波长的下行光，通过反射或透射，分别采用对应的光电光收发器进行放大处理。从图7所示的本发明方法可见，本发明方法运用了 OEO和OA技术相结合的混和式的长距盒对，共存的PON系统的点对多点光纤接入进行处理，综合了光放大和光电光各自的优点，可靠性高，使得不同PON系统的上下行光均得到了有效的放大。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种长距盒，应用于不同无源光网络PON系统共存的PON系统，其特征在于，主要包括光双讯器(diplexer)、光放大器(OA)、波分复用滤波器、光电光OEO转换装置，以及本地管理盒，其中，光双讯器，将长距盒连接到主干光纤，用于对来自不同PON系统的上下行光进行分路， 不同PON系统的上行光通过第一光通道传输，不同PON系统的下行光通过第二光通道传输；光放大器，位于第一光通道上，并对不同PON系统的上行光放大后输出；波分复用滤波器，位于第二光通道上，用于按照不同的波长将第二光通道分为不同的子光通道，不同PON系统的下行光经不同的子光通道放大后输出；OEO转换装置，分别位于第二光通道上的不同子光通道上，用于放大不同PON系统的下行光；本地管理盒，通过分流耦合器(TAP)和主干光纤与光线路终端OLT相连，OLT通过它来控制和管理光放大器和OEO转换装置。
2.根据权利要求1所述的长距盒，其特征在于，所述PON共存系统包括第一PON系统和第二 PON系统；第一 PON系统与第二 PON系统的上行光具有重叠波段；第一 PON系统与第二 PON系统的下行光具有不同的波长。
3.根据权利要求2所述的长距盒，其特征在于，所述光双讯器，包括第一光双讯器和第二光双讯器；所述第一 PON系统与第二 PON系统的上行光从分支光纤、分光器，经由第二光双讯器进入所述第一光通道；所述第一 PON系统与第二 PON系统的下行光从主干光纤经由第一光双讯器进入第二光通道。
4.根据权利要求3所述的长距盒，其特征在于，所述光双讯器，由光环行器组成，共有三个接口，其中，第一接口为光的输入口，第二接口为光的输入/输出口，第三接口为光的输出口 ；所述第一光双讯器的第一接口接入所述第一光通道，第二接口接入主干光纤，第三接口接入所述第二光通道；所述第二光双讯器的第一接口接入所述第二光通道，第二接口接入分光器，第三接口接入所述第一光通道。
5.根据权利要求4所述的长距盒，其特征在于，所述波分复用滤波器包括第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器；其中，第一波分复用滤波器将来自所述第一光双讯器的进入所述第二光通道的下行光分别输出至不同的子光通道，第二波分复用滤波器将来自不同的子光通道的下行光合并后输出至所述第二光双讯器。
6.根据权利要求5所述的长距盒，其特征在于，所述波分复用滤波器由边带滤波片组成，包括R接口、P接口和C接口 ；对所述第一 PON系统的下行光均反射，只通过的R接口输入/输出，同时对所述第二 PON系统的下行光均透射，只通过P接口输入/输出；C 口与主干光纤上的光双讯器相连；所述第一波分复用滤波器的C接口与所述第一光双讯器的第三接口相连，R接口与其中一个子光通道上的第一 OEO装置的一端相连，P接口与另一个子光通道上的第二 OEO装置的一端相连；所述第二波分复用滤波器的C接口与所述第二光双讯器的第一接口相连，R 接口与其中一个子光通道上的第一 OEO装置的另一端相连，P接口与另一个子光通道上的第二 OEO装置的另一端相连。
7.根据权利要求6所述的长距盒，其特征在于，所述第一 PON系统的下行光，由第一 PON系统的OLT发出，经OLT侧的主干光纤到达所述第一光双讯器的第二接口，从所述第一光双讯器的第三接口输出到位于所述第二光通道的第一波分复用滤波器的C接口，然后再从所述第一波分复用滤波器的R接口输出至所述第一 OEO装置，经所述第一 OEO装置放大后输出至所述第二波分复用滤波器的R接口，然后再从所述第二波分复用滤波器的C接口返回所述第二光通道并进入所述第二光双讯器的第一接口，最后从所述第二光双讯器的第二接口输出返回主干光通道，进入分光器分支光纤到达ONU ；所述第一 PON系统的上行光，由所述第一 PON系统的ONU发出，经分支光纤、分光器到达所述第二光双讯器的第二接口，从所述第二光双讯器的第三接口输出进入所述第一光通道，经所述光放大器放大后输出至所述第一光双讯器的第一接口，再从所述第一光双讯器的第二接口输入主干光纤，接着传输到所述第一 PON系统的OLT ；所述第二 PON系统的下行光，由所述第二 PON系统的OLT发出，经主干光纤到达所述第一光双讯器的第二接口，从所述第一光双讯器的第三口输出到达所述第二光通道的第一波分复用滤波器的C接口，然后再从所述第一波分复用滤波器的P接口进入所述第二 OEO装置，经所述第二 OEO装置放大后输出至所述第二波分复用滤波器的P接口，然后再从所述第二波分复用滤波器的C接口返回所述第二光通道并进入所述第二光双讯器的第一口，最后从所述第二光双讯器的第二接口输出返回主干光通道，进入分光器分支光纤到达ONU ；所述第二 PON系统的上行光，由所述第二 PON系统的ONU发出，经分支光纤、分光器达到所述第二光双讯器的第二接口，从所述第二光双讯器的第三口输出进入所述第一光通道，经所述光放大器放大后输出至所述第一光双讯器的第一接口，再从所述第一光双讯器的第二接口输出输入主干光纤，接着传输到所述第二 PON系统的0LT。
8.根据权利要求1 7任一项所述的长距盒，其特征在于，所述光放大器为宽带半导体光放大器SOA。
9.根据权利要求1 7任一项所述的长距盒，其特征在于，所述第一光通道，用于传输不同PON系统的上行光，所述第二光通道用于传输不同PON系统的下行光。
10.一种长距盒对上下行光的处理方法，其特征在于，包括对来自不同PON系统的上下行光进行分路，不同PON系统的上行光通过第一光通道传输，不同PON系统的下行光通过第二光通道传输；不同PON系统的上行光通过光放大器放大后输出至各自系统的OLT ；根据不同PON系统的下行光的波长，对不同波长的下行光通过第二光通道中的不同子光通道传输，在不同的子光通道上经过不同的光电光放大后输出至各自系统的0NU。
全文摘要
本发明公开了一种长距盒及其对上下行光的处理方法，对来自不同无源光网络(PON)系统的上下行光进行分流，不同PON系统的上行光通过第一光通道传输，不同PON系统的下行光通过第二光通道传输；其中，不同PON系统的上行光通过光放大器放大后输出至各自系统的光线路终端(OLT)；根据不同PON系统的下行光的波长，对不同波长的下行光通过第二光通道中的不同子光通道传输，在不同的子光通道上经过不同的光电光(OEO)放大后输出至各自系统的光网络单元(ONU)。本发明运用了OEO和OA技术相结合的混和式的长距盒对共存的PON系统的点对多点光纤接入进行处理，综合了光放大和光电光各自的优点，可靠性高，使得不同PON系统的上下行光均得到了有效的放大。
文档编号H04Q11/00GK102238437SQ201010173399
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月1日 优先权日2010年5月1日
发明者张德智, 徐继东 申请人:中兴通讯股份有限公司