一种融合城域网和接入网的方法、远程节点以及光线路终端的制作方法
【专利摘要】本发明具体公开了一种融合城域网和接入网的方法、远程节点以及光线路终端，其中，把从所述城域网接收到的下行传输信号解波分复用成至少一个公共波长、一个对应所述远程节点的专用波长下行信号以及其他波长信号，把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到公共波长上以获得公共波长信号，向接入网发送所述公共波长信号，除去所述专用波长下行信号上的下行数据以获得专用波长，把从接入网接收到的上行传输信号上的上行数据转换到专用波长上以获得专用波长上传信号，向城域网上载所述专用波长上传信号。
【专利说明】—种融合城域网和接入网的方法、远程节点以及光线路终上山
--而
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，更具体地，涉及一种融合城域网和接入网的方法、远程节点以及光线路终端。
【背景技术】
[0002]城域网(Metro Network)和接入网(Access Network)通常是截然不同的两类网络，它们的不同之处包括技术，协议以及传输介质等。同时维护这两类网络是复杂而昂贵的。并且数据从一类网络向另一类网络传输必须在互连节点上进行光电光转换以及电学处理。随着接入网中无源光网络(Passive Optical Network:Ρ0Ν)的发展,光纤成为城域网和接入网中共同的传输介质。这使得使用相似技术融合这两类网络成为可能，并由此可以获得规模效应，并降低维护成本。
[0003]一种颇具前景的方式是通过扩展无源光网络(PON)至城域网范围，来实现城域接入融合光网络。原来分立的多个接入网络通过远程节点汇聚至城域网环中以构成统一的网络。传统无源光网络中的多个光线路终端(OLTs)被合并成一个光线路终端，从而大大节省了运营商的建设成本和维护成本。远程节点(RN)被用于从城域环网(Metro Ring)向融合的接入网络中上载和下载承载上下行数据的波长对(Wavelength Pair)，并且补偿因长距离传输而衰减的信号功率。出于成本和可升级性的考虑，在城域网部分采用波分复用(Wavelength Divis1n Multiplexing:WDM)技术以替代现有城域网使用的同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy:SDH)技术。由于在未来相当长一段时间内给每个用户都分配一个专用波长依旧会很昂贵，因此在接入网部分仍然使用现有接入网的时分复用技术。所以结合城域网的波分复用环(WDM-ring)与接入网的时分复用树(TDM_tree)的融合网络结构被视为实现城域接入融合光网络的最有希望的结构之一，它使用成熟且成本低廉的光器件，并能支持目前及将来的带宽需求。
[0004]国际标准化组织ITU-T Q2/SG15目前正致力于上述课题的研究，以期“为面向接入/城域综合应用的新型长距离接入网络的一般特性起草一份新的标准建议书“。多项研究项目，如2010年启动的OLI等，也基于该背景。
[0005]尽管已经进行了大量的研究，但是如何设计出一个更加优化的城域-接入(Metro-Access)融合光网络，特别是作为关键部件的远程节点，仍然是一个尚待解决的问题。网络设计最终希望实现以下几个目标:
[0006]?低成本的城域-接入融合光网络
[0007]?对比特率和协议透明
[0008]?对所有用户技术规格统一
[0009]?可满足更多用户和更大带宽的升级需求
[0010]?最好能够与已部署的各种无源光网络相兼容
[0011]至今为止，尚没有能够完全达到上述要求的解决方案。如附图1所示，诺基亚西门子网络(NSN)提出了一个仅兼容千兆无源光网络(GPON)的城域接入融合光网络方案。在通常的时分复用无源光网络，比如千兆无源光网络中，光网络单元(ONUS)和光线路终端(OLT)之间的业务(traffic)是时分的。上下行业务的承载波长由标准规范，即:下行使用1490nm波长，上行使用1310nm波长。然而在城域-接入融合光网络中，当多个时分复用的无源光网络被接入到同一个城域环网中时，同时使用同样的上下行承载波长，就会在城域环网中造成业务拥塞。因此，当有N个接入网接入到同一个城域环网中时，在城域环网中就需要使用N个不同的波长对(2N个波长)以分别承载各个接入网的上下行业务。每一个远程节点(RN)使用一个专用波长对，在城域网和对应的接入网之间进行数据的上载或下载。
[0012]如附图一所示，为了兼容标准的千兆无源光网络并且保持所有光网络单元“无色”，城域网中的专用波长对(Wavelength Pair)上承载的数据,在每一个本地接入网中需要被转换到下行1490nm和上行1310nm承载波长上。在特殊设计的远程节点中采用下行波长转换器(DWC)和上行波长转换器(UWC)来实现上述波长转换。当城域环网中的下行数据承载波长位于接入部分千兆以太网的下行接收波段(1480nm-1500nm)范围内时，可以不使用下行波长转换器。
[0013]然而上述方案有很多不足:首先，为了满足“下行接收波段”要求，会受到以下两个限制，一方面把波分复用环网的下行承载波长限制在特定的波段上，不利于进行灵活的网络规划；另一方面，为保证各下行通带中心波长具有足够间隔，能够连接到城域环网上的接入网络的数量受到限制(连接数量等于城域环中波长对的数量)。其次，若不考虑“下行接收波段”要求，则必须使用下行波长转换器(DWC)。由于波长转换器是基于半导体光放大器(SOA)的交叉增益调制(XGM)效应实现的，所以每一个远程节点都需要额外部署一个发射连续光的激光器，其发射波长与波长转换后承载数据的期望波长相一致。这就意味着每一个远程节点中都需要一个1490nm波长的连续光激光器，然而这并不经济。第三，上述方案对网络的升级是不透明的，当在同一个融合光网络中同时存在千兆无源光网络和万兆无源光网络时，由于两者遵循不同的波长标准(例如，千兆无源光网络下行波长是1490nm，万兆无源光网络下行波长是1577nm)，千兆无源光网络远程节点和万兆无源光网络远程节点就需要分别部署具有不同输出波长的连续光激光器。第四，上述方案的另一个缺点是在城域网中占用太多的频谱资源，其波长的使用数量双倍于实际的接入网的数量，当用户数量激增时会遇到瓶颈。因此为城域接入融合光网络设计一个能兼容现有已部署网络的，可扩容的，无色的，具有高频谱利用率的远程节点，显得尤为迫切。
【发明内容】
[0014]为了设计出更加优化的城域-接入(Metro-Access)融合光网络，特别是其中的关键部件:无色的远程节点，使得上述现有技术中的问题得以解决，因此根据本发明的一方面，提出了一种在远程节点上融合城域网和接入网的方法，其中包括以下步骤:A.把从所述城域网接收到的下行传输信号解波分复用成至少一个公共波长、一个对应所述远程节点的专用波长下行信号以及其他波长信号，所述公共波长通过光耦合器功率分配为透传部分和下载部分把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述公共波长的下载部分上以获得公共波长信号和专用波长下行衰减信号；C.去除所述专用波长下行衰减信号中的下行数据，以获得专用波长；D.向所述接入网发送所述公共波长信号；E.接收所述接入网发来的上行传输信号；F.把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述专用波长上，以获得专用波长上传信号；以及G.通过波分复用把所述专用波长上传信号、所述公共波长的透传部分和所述其他波长信号向所述城域网上载。
[0015]特别的，在步骤B中，所述专用波长下行信号为第一泵浦光，所述公共波长的下载部分为第一探测光，通过第一半导体光放大器的交叉增益调制效应，把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述公共波长的下载部分上。通过该方法可以有效地把一个波长上的信号转换到另一个波长上。
[0016]特别的，在步骤F中，所述上行传输信号作为第二泵浦光，所述专用波长为第二探测光，通过第二半导体光放大器的交叉增益调制效应，把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述专用波长上。
[0017]特别的，在步骤B中:所述第一泵浦光和所述第一探测光从所述第一半导体光放大器的有源层的第一端和第二端同时射入；在步骤F中:所述第二泵浦光和所述第二探测光从所述第二半导体光放大器的有源层的第一端和第二端同时射入。通过该方法可以在不使用带通滤波器的情况下，仅仅靠环行器就能有效地把转换后的泵浦光和探测光分离开来。
[0018]特别的，在步骤C中:通过第三半导体放大器的增益饱和特性降低所述专用波长下行衰减信号的光信噪比，以去除所述专用波长下行衰减信号上的下行数据。通过此方法无需激光发射器就可以获得专用波长，节省了成本和资源。
[0019]根据本发明的另一方面公开了一种在光线路终端上辅助融合城域网和接入网的方法，包括以下步骤:设定至少一个公共波长；生成专用波长下行信号，每一个专用波长下行信号对应一个远程节点；把所述专用波长下行信号和至少一个公共波长波分复用成下行传输信号，并传输至所述城域网中。
[0020]根据本发明的另一方面公开了一种用于融合城域网和接入网的远程节点，其特征在于，包括:城域网解波分复用模块，其用于把从所述城域网中接收到的下行传输信号解波分复用成至少一个公共波长、一个对应当前远程节点的专用波长下行信号和其他波长信号，所述公共波长通过光耦合器功率分配为透传部分和下载部分；下行波长转换器，其接收所述公共波长的下载部分和所述专用波长下行信号，把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述公共波长的下载部分上以获得公共波长信号和专用波长下行衰减信号；下行调制去除模块，其接收所述专用波长下行衰减信号，并把所述专用波长下行衰减信号中的下行数据去除，以获得专用波长；接入网波分复用模块，其下行输入端接收所述公共波长信号，其上行输入端从接入网接收上行传输信号，其对所述公共波长信号和所述上行传输信号进行波分复用，并通过其下行输出端将公共波长信号发送到接入网，同时在其上行输出端发送所述上行传输信号；上行波长转换器，其接收所述专用波长和所述上行传输信号，其把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述专用波长上以获得专用波长上传信号；城域网波分复用模块，接收所述专用波长上传信号和所述公共波长的透传部分以及所述其他波长信号，对所述专用波长上传信号、所述公共波长的透传部分以及所述其他波长信号进行波分复用并向所述城域网上载。
[0021]特别的，所述下行波长转换器由工作在饱和区的第一半导体光放大器构成，所述专用波长下行信号为第一泵浦光，所述公共波长的下载部分为第一探测光，通过所述第一半导体光放大器的交叉增益调制效应，把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述公共波长的下载部分上。
[0022]特别的，所述上行波长转换器由工作在饱和区的第二半导体光放大器构成，所述上行传输信号作为第二泵浦光，所述专用波长为第二探测光，通过所述第二半导体光放大器的交叉增益调制效应，把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述专用波长上。
[0023]特别的，所述第一泵浦光和所述第一探测光从所述第一半导体光放大器的有源层的第一端和第二端同时射入；所述第二泵浦光和所述第二探测光从所述第二半导体光放大器的有源层的第一端和第二端同时射入。
[0024]特别的，其特征在于，还包括:所述下行调制去除模块由工作在饱和区的第三半导体光放大器构成，通过所述第三半导体放大器的增益饱和特性降低所述专用波长下行衰减信号的光信噪比，以去除专用波长下行衰减信号上的下行数据。
[0025]特别的，还包括:光耦合器，其把所述城域网解波分复用模块获得的通过至少一路传输的所述公共波长耦合并功率分配成通过一路传输的所述公共波长的下载部分，以及通过一路传输的所述公共波长的透传部分。
[0026]特别的，还包括:
[0027]第一环形器，其与所述第一半导体光放大器的有源层的第一端相连，分离出所述公共波长信号；第二环形器，其与所述第一半导体光放大器的有源层的第二端相连，分离出所述专用波长下行衰减信号；第三环形器，其与所述第二半导体光放大器的有源层的第一端相连，分离出所述专用波长上传信号。
[0028]特别的，还包括:第一光放大器，其与所述城域网解波分复用模块的输入端相连接，所述下行传输信号经过第一光放大器的放大后输入所述城域网解波分复用模块中；第二光放大器，其与所述接入网波分复用模块相连接，所述第二光放大器放大接入网中传输的信号。通过第一放大器放大下行传输信号有利于提高泵浦光的功率，从而更有效的进行下行波长转换器中的数据转换
[0029]根据本发明的另一方面公开的一种辅助融合城域网和接入网的光线路终端，其特征在于，包括:公共波长激光发射模块，其用于发射至少一个公共波长；专用波长下行信号发射模块，每一个发射的专用波长下行信号对应一个远程节点；波分复用模块，其与所述公共波长激光发射模块和专用波长下行信号发射模块相连接，并把所述专用波长下行信号和至少一个所述公共波长波分复用成下行传输信号，并传输至城域网络中。
[0030]本发明通过“无色”的远程节点把城域网与多个类型的接入网相结合以实现统一的城域接入融合光网络的同时，保证了与现有网络的兼容性，提高了频谱资源的利用率和波长规划的灵活性，，节省了资源开销和成本，有利于网络的扩容和升级。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]通过下文对结合附图所示出的实施例进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同或相似的标号表示相同或相似的步骤；
[0032]图1中示出了一个诺基亚西门子网络(NSN)开发的城域网融合GPON的方案；
[0033]图2中示出了一个实施本发明方法融合城域网和接入网的网络结构图；
[0034]图3中示出了一个在远程节点上融合城域网和接入网的方法流程图
[0035]图4(a)中示出了一个用于融合城域网和接入网的远程节点的结构框图；图4(13)中示出了一个辅助融合城域网和接入网的光线路终端的结构框图；
[0036]图5(a)中示出了下行波长转换模块(DWC)的详细结构和工作原理，图5 (b)中示出了下行波长转换模块输入输出信号的模拟结果；
[0037]图6(a)中示出了下行调制去除模块的输入输出的特性曲线，图6(b)中示出了下行调制去除模块的输入输出信号的模拟结果；以及
[0038]图7(a)中示出了在城域接入融合光网络中商用χΡΟΝ的光网络单元的功能框图，图7(a)中示出了在城域接入融合光网络中商用10G-P0N的光网络单元的功能框图；
[0039]图8(a)中示出了上行波长转换模块(UWC)的详细结构和工作原理，图8 (b)中示出了上行波长转换模块输入输出信号的模拟结果。
【具体实施方式】
[0040]以下将结合图2中的网络结构图，图3中的方法流程图、和图4中的模块图详细介绍解决上述技术问题的方法和远程节点设备。需要说明的是，尽管图3中以特定顺序描述了方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
[0041]图2中示出了一个实施本发明方法融合城域网和接入网的网络结构图。如图所示，在本发明所公开的实施例中，通过本发明所公开的远程节点设备实现接入网和城域网的数据交换，从而达到不同类型的接入网和城域网的融合成一个整体网络的目的。在本发明中城域接入融合光网络是指把城域网和接入网融合成一个整体的光网络。
[0042]在本发明中，每一个远程节点(RN)都对应一个接入网并负责该对应的接入网和城域网的融合。远程节点位于接入网和城域网的连接处以实施接入网和城域网的数据交换。N个接入网通过N个远程节点被连接到一个城域环网中以形成一个城域接入融合光网络。城域网中的光线路终端(OLT)可以位于城域网和骨干网的汇聚边缘以连接更上层的网络。
[0043]在本发明的实施例中，每一个远程节点都对应一个专用波长，所述专用波长是:波长为特定值的连续光，所述专用波长中没有调制数据，当所述专用波长被调制下行数据后，该专用波长成为专用波长下行信号。光线路终端通过每个远程节点所对应的专用波长下行信号向每个远程节点发送下行数据。如图2所示，远程节点RNi所对应的专用波长下行信号是波长值为i的光波信号λ i ;远程节点所对应的专用波长下行信号是波长值为j的光波信号λ j。
[0044]在城域网的环网上还有至少一个公共波长，所述公共波长是波长为特定值的连续光。所述公共波长不可以是专用波长，即，公共波长的波长不可以是城域网中任何一个专用波长的波长。在本发明中，列举了城域接入融合网中具有两个公共波长的实施例，以说明一个城域网和χΡΟΝ接入网以及10G-P0N接入网相融合的情况，在本实施例中两个公共波长是波长值为1490nm的光波λ 1490和波长值为1577nm的光波λ 1577。
[0045]需要说明的是，虽然在本发明的实施例中仅公开了城域网中具有两个公共波长信号的情况，但是本领域内的技术人员可以知道，所述公共波长的数量可以是等于一个，或大于两个的，并且所述公共波长信号的数量可以根据与城域网相融合的接入网的类型数来确定，例如，当有三种不同类型的接入网与城域网相融合，则所述公共波长可以是三个。
[0046]另外，需要说明的是，公共波长的波长值并不限于本文所公开的波长值，可以根据各种接入网的正常下行信号所用的波长值来决定，例如，当某个接入网内所使用下行信号的波长值为Xnm，则公共波长的波长值可以设定为Xnm，这样设定的目的是使得公共波长与该接入网标准相兼容，以便在不改变该接入网中光网络单元的情况下，公共波长信号能够在该接入网中被传输和接收，从而实现城域网与接入网相融合，具体内容下文将做详细说明。
[0047]图4(a)中示出了按照本发明的一个实施例的一种用于融合城域网和接入网(χΡΟΝ和10G-P0N)的远程节点设备400中的模块单元，包括:
[0048]第一光放大器402，城域网解波分复用模块404，下行波长转换器406，接入网波分复用模块408，下行调制去除模块410，上行波长转换器412，城域网波分复用模块414，光耦合器418,第二光放大器416。
[0049]如图3所示，在步骤302中，城域网解波分复用模块404把从城域网接收到的下行传输信号解波分复用成两个公共波长、一个对应当前远程节点的专用波长下行信号以及对应其他远程节点的其他波长信号，其中，所述公共波长是未载有数据的连续光，所述专用波长下行信号上载有发送至当前远程节点的下行数据，所述其他波长信号包括其他远程节点的专用波长下行信号，以及其他远程节点的专用波长上传信号。所述专用波长上传信号是指专用波长调制接入网的上行数据后的光波信号，即:专用波长上传信号载有接入网的上行数据。
[0050]图4所示的远程节点RNi的实施例中，该节点对应的专用波长为i，经过城域网解波分复用模块404之后，从城域网中接收到的下行传输信号被解波分复用成三部分，分别为:对应其他远程节点的其他波长信号，该路信号被直接旁路至城域网波分复用模块414 ；对应当前远程节点RNi的专用波长下行信号λ i，该路信号被输入至下行波长转换器406中，其中所述专用波长下行信号λ i上载有发送给当前远程节点RNi的下行数据；波长分别为1490nm和1577nm的两个公共波长λ 1490和λ 1577，公共波长被输入至光稱合器418。
[0051]光耦合器418把所述城域网解波分复用模块获得的通过两路传输的所述两个公共波长耦合并功率分配成通过一路传输的两个公共波长的下载部分，以及通过一路传输的两个公共波长的透传部分，所述下载部分被发送给所述下行波长转换器406，所述透传部分被发送给所述城域网波分复用模块414。其中，公共波长的透传部分和下载部分经光耦合器418重新分配了信号功率。
[0052]需要说明的是，当两种以上的接入网与城域网融合，那么公共波长数量将会增加，因此光耦合器418的输入端口也会相应增加，但是输出端口仍为两个，一端为透传部分的输出，另一端为下载部分的输出。
[0053]在一个优选的实施例中，在城域网解波分复用模块404之前还设有第一光放大器402，其用于放大从城域网接收到的下行传输信号。
[0054]在步骤304中，下行波长转换器406把所述专用波长下行信号λ ,上的下行数据转换到所述两个公共波长的下载部分上。
[0055]具体的，在本实施例中，下行波长转换器406与所述光耦合器418相连接以接收所述两个公共波长X1■和λ 1577的下载部分，并且与所述城域网解波分复用模块404相连接以接收所述专用波长下行信号λ i，所述下行波长转换器406把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述两个公共波长的下载部分上，并输出经转换后的两个公共波长信号和专用波长下行衰减信号，其中，所述经转换后的两个公共波长信号载有下行数据。经转换后的所述专用波长下行衰减信号的光信噪比下降。
[0056]波长转换能通过几种方式实现。最简单而有效的方法是利用半导体光放大器的交叉增益调制(XGM)效应来实现所述转换。一个带有高光功率的泵浦光和一个带有低功率的探测光同时射入一个半导体光学放大器(SOA)中。由于载流子消耗导致的增益饱和效应，探测光携带上一个与泵浦光信号反相的信号。因此被调制在光波中的信息可以在不同波长的光波间转换。
[0057]图5 (a)中示出了下行波长转换模块(DWC)的详细结构和运行原理。在一个优选的实施例中，所述下行波长转换器406由工作在饱和区的第一半导体光放大器506构成，所述专用波长下行信号λ "乍为第一泵浦光，所述两个公共波长X1■和λ 1577的下载部分为第一探测光，通过所述第一半导体光放大器506的交叉增益调制效应，把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述两个公共波长的下载部分上。
[0058]需要指出的是，转换到所述两个公共波长的下载部分上的下行数据的相位与所述专用波长下行信号上的下行数据的相位相反。经过第一半导体光放大器506的所述专用波长下行信号的光信噪比因第一半导体光放大器506的增益饱和特性而降低。
[0059]第一泵浦光和第一探测光可以共同从半导体光放大器506的有源层的同一侧射入，或者从有源层的相对侧分别射入。当第一泵浦光和第一探测光共同从半导体光放大器506的有源层的同一侧射入时,在半导体光放大器506的输出端需要连接一个光滤波器以选通获取经转换后的泵浦光或者经转换后的探测光。
[0060]在一个优选的实施例中，第一泵浦光和第一探测光从半导体光放大器506的有源层的相对侧分别同时射入。所述半导体光放大器506的两侧还设有第一环形器504和第二环形器502，所述第一环形器504与所述第一半导体光放大器506的有源层的第一端相连，分离出经下行波长转换器转换后载有下行数据的所述两个公共波长信号；第二环形器502与所述第一半导体光放大器506的有源层的第二端相连，分离出经下行波长转换器转换后的所述专用波长下行衰减信号；
[0061]图5(b)中示出了下行波长转换模块输入输出信号的模拟结果。第一组波形示出了在第一半导体光放大器506右侧的下行输入2处，通过所述第一环形器射入到所述有源层的专用波长下行信号的波形；第二组和第三组波形示出了在第一半导体光放大器506右侧的下行输出I处，通过所述第一环形器分离出来的，载有下行数据的两个公共波长信号的波形；第四组波形示出了在第一半导体光放大器506左侧的下行输出2处，通过所述第二环形器分离出的所述专用波长下行衰减信号的波形。
[0062]在步骤306中，下行调制去除模块410去除所述专用波长下行衰减信号中的下行数据，以获得去除下行数据的专用波长。
[0063]具体的，在本实施例中，下行调制去除模块410与所述下行波长转换器406相连接以接收转换后的所述专用波长下行衰减信号，所述下行调制去除模块410把所述专用波长下行衰减信号中的下行数据去除，并输出一个去除下行数据的专用波长。
[0064]在一个优选的实施例中，所述下行调制去除模块410由工作在饱和区的第三半导体光放大器构成，所述专用波长下行衰减信号输入到所述第三半导体光放大器的有源层内，通过所述第三半导体放大器的增益饱和特性降低所述专用波长下行衰减信号的光信噪t匕，以去除专用波长下行信号中的下行数据，从而获得专用波长。
[0065]图6(a)中示出了下行调制去除模块的输入输出的特性曲线，如图所示，当第三半导体光放大器工作在饱和区域时，其增益饱和特性使得光信号的光信噪比降低。输入端Ai信号经过饱和区域的转换之后在输出端输出光信噪比很低的λ i信号，因此输出端输出的该Ai信号可以近似的认为是没有经调制数据的Xi光波。
[0066]图6(b)中示出了下行调制去除模块的输入输出信号的模拟结果，第一组波形示出了在第三半导体光放大器输入处的波形，第二组波形示出了在第三半导体光放大器输出处的波形。通过第二组波形可以发现，经第三半导体光放大器的增益饱和特性使得光信号的光信噪比大幅度的降低，因此输出端输出的光信号可以近似的认为是没有经调制数据的光波。
[0067]需要指出的是，通过上述方法去除下行数据而获得的专用波长可能仍然会带有一些干扰信号，图6(b)的第二组波形中的毛刺波形即为所述的干扰信号，这是由于无法把下行数据完全去除所造成的。但是通过本发明所公开的方法已经基本上把专用波长下行衰减信号上的下行数据去除了。
[0068]在步骤308和310中，接入网波分复用模块416向所述接入网发送载有所述下行数据的两个公共波长信号，并且接收所述接入网发来的上行传输信号，所述上行传输信号载有从接入网中发出的上行数据。
[0069]具体的，在本实施例中，接入网波分复用模块408的下行输入端与所述下行波长转换器406相连接以接收载有下行数据的公共波长信号，接入网波分复用模块408的上行输入端从接入网接收载有上行数据的上行传输信号(λ131ο或者入127(1)，所述接入网波分复用模块408对载有下行数据的所述两个公共波长信号和载有上行数据的所述上行传输信号进行波分复用，并通过下行输出端将载有下行数据的公共波长信号发送到接入网，同时在上行输出端获取载有上行数据的上行传输信号(λ131ο或者入127(1)，所述接入网波分复用模块408的下行输出端与上行输入端为同一个端口。
[0070]上行传输信号的波长值由接入网的类型决定，10G-P0N的上行传输信号λ 1270的波长值为1270nm，χΡΟΝ的上行传输信号λ 1310的波长值为1310nm。
[0071]在一个优选的实施例中，所述接入网波分复用模块408连接第二光放大器416，所述第二光放大器416放大接入网中传输的信号。
[0072]如图7(a)和7 (a)中所示，在本地接入网的用户侧，现网中光网络单元(ONU)中已经嵌入了一个波长阻塞滤波器(WBF)以滤除无用波长信号和带外噪声，用以留下期望被接收的下行波长信号。因此，在本发明中无需对现网中的χΡΟΝ或10G-P0N的光网络单元(ONU)做任何修改。
[0073]以图7(a)中的χΡΟΝ接入网中的光网络单元为例，接入网波分复用模块408通过下行输出端将载有下行数据的公共波长信号发送到接入网，通过接入网中的无源光分路器(SPL)，发送给接入网中的光网络单元(0NU)，χΡΟΝ的光网络单元经由波分复用器获取载有下行数据的公共波长信号，根据χΡΟΝ接入网标准规范，χΡΟΝ接入网中下行数据承载在1490nm波长上，因此波长阻塞滤波器(WBF) 702滤除波长为1577nm的公共波长信号，并使得与χΡΟΝ标准吻合的波长为1490nm的公共波长信号通过该滤波器，而后光电探测器解调所述通过的公共波长信号以获取下行数据。同理，10G-P0N中的光网络单元(ONU)也可以通过其已有的波长阻塞滤波器(WBF) 704滤除波长为1490nm的公共波长信号。由此我们可以发现，适用本发明所公开的融合城域网和接入网的方法免去了对接入网内光网络单元的改动，从而保证了光网络单元的“无色”。
[0074]在步骤312中，上行波长转换器412把所述上行传输信号上的上行数据转换到已去除下行数据的专用波长下行信号上。
[0075]具体的，在本实施例中，上行波长转换器412与所述下行调制去除模块410相连接以接收一个所述已去除下行数据的专用波长下行信号，并且与接入网波分复用模块416的上行输出端相连接以接收所述上行传输信号，所述上行波长转换器412把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述已去除下行数据的专用波长下行信号上，并输出一个经转换后的载有上传数据的专用波长下行信号。
[0076]如图8(a)所示，在一个优选的实施例中，所述上行波长转换器412由工作在饱和区的第二半导体光放大器806构成,所述上行传输信号(λ131(ι或者λ 127(|)作为第二泵浦光，所述去除下行数据的专用波长为第二探测光，通过所述第二半导体光放大器的交叉增益调制效应，把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述去除下行数据的专用波长上，以获得专用波长上传信号。
[0077]第二泵浦光和第二探测光可以共同从半导体光放大器806的有源层的同一侧射入，或者从有源层的相对侧分别射入。当第二泵浦光和第二探测光共同从半导体光放大器806的有源层的同一侧射入时,在半导体光放大器806的输出端需要连接一个光滤波器以选通获取经转换后的泵浦光或者经转换后的探测光。
[0078]在一个优选的实施例中，第二泵浦光和第二探测光从半导体光放大器806的有源层的相对侧分别同时射入。所述半导体光放大器806的一侧还设有第三环形器802，所述第三环形器802与所述第一半导体光放大器806的有源层的第一端相连，分离出经转换后的载有上行数据的专用波长上传信号。专用波长上传信号上的数据的相位与所述上行传输信号上的上行数据的相位相反。
[0079]图8(b)中示出了上行波长转换模块输入输出信号的模拟结果，第一组波形示出了在第二半导体光放大器806左侧的上行输入2处，通过所述第三环形器射入到所述有源层的上行传输信号的波形；第二组波形示出了在第二半导体光放大器806右侧的上行输入I处，射入到所述有源层的所述去除下行数据的专用波长的波形；第三组波形示出了在第二半导体光放大器806左侧的上行输出处，通过所述第三环形器分离出的经转换后的载有上传数据的专用波长上传信号的波形。
[0080]在步骤314中，城域网波分复用模块414通过波分复用把载有上行数据的专用波长上传信号、公共波长的透传部分和其他远程节点的其他波长信号向所述城域网上载。
[0081]具体的，在本实施例中，城域网波分复用模块414与所述上行波长转换器412相连接以接收一个所述载有上传数据的专用波长上传信号，并且城域网波分复用模块414与城域网解波分复用模块404相连接以接收所述至少一个公共波长的透传部分以及对应其他远程节点的所述其他波长信号，所述城域网波分复用模块对载有上行数据的专用波长上传信号、公共波长的透传部分以及对应其他远程节点的其他波长信号进行波分复用，并向所述城域网上载所述波分复用后的信号。
[0082]本发明还公开了一种辅助融合城域网和接入网的方法，所述光线路终端位于城域网中，包括以下步骤:
[0083]设定至少一个公共波长；生成专用波长下行信号，每一个专用波长下行信号对应一个远程节点，所述专用波长下行信号上载有发送给对应远程节点的下行数据；公共波长的波长值与专用波长下行信号的波长值不同。把所述专用波长下行信号和至少一个公共波长波分复用成下行传输信号，并传输至所述城域网中。
[0084]根据上述方法，本发明还公开了一种辅助融合城域网和接入网的光线路终端，如图4(b)所示，该光线路终端包括:
[0085]公共波长激光发射模块422，其用于发射至少一个公共波长。所述公共波长的数量可以根据与城域网相融合的接入网的种类数来决定。所述公共波长上没有调制数据。
[0086]专用波长下行信号发射模块424，每一个发射的专用波长下行信号对应一个远程节点；每一个专用波长下行信号上载有向对应远程节点发送的下行数据。
[0087]其中，公共波长的波长值与专用波长下行信号的波长值不同。
[0088]波分复用模块426，其与所述公共波长激光发射模块422和专用波长下行信号发射模块424相连接，并用于把各个远程节点的专用波长下行信号和至少一个公共波长进行波分复用，并传输至城域网络中。
[0089]本公开的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域普通技术人员来说，本公开的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并不限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性的最广范围相一致。
【权利要求】
1.一种在远程节点上融合城域网和接入网的方法，包括以下步骤: 八.把从所述城域网接收到的下行传输信号解波分复用成至少一个公共波长、一个对应所述远程节点的专用波长下行信号以及其他波长信号，所述公共波长通过光耦合器功率分配为透传部分和下载部分； 8.把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述公共波长的下载部分上以获得公共波长信号和专用波长下行衰减信号； 0.去除所述专用波长下行衰减信号中的下行数据，以获得专用波长； 0.向所述接入网发送所述公共波长信号； ￡.接收所述接入网发来的上行传输信号； 把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述专用波长上，以获得专用波长上传信号；以及 6.通过波分复用把所述专用波长上传信号、所述公共波长的透传部分和所述其他波长信号向所述城域网上载。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤8中，所述专用波长下行信号为第一泵浦光，所述公共波长的下载部分为第一探测光，通过第一半导体光放大器的交叉增益调制效应，把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述公共波长的下载部分上。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤？中，所述上行传输信号作为第二泵浦光，所述专用波长为第二探测光，通过第二半导体光放大器的交叉增益调制效应，把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述专用波长上。
4.根据权利要求3所述的方法，其中， 在步骤8中:所述第一泵浦光和所述第一探测光从所述第一半导体光放大器的有源层的第一端和第二端同时射入； 在步骤？中:所述第二泵浦光和所述第二探测光从所述第二半导体光放大器的有源层的第一端和第二端同时射入。
5.根据权利要求1至4所述的任一项方法，其中，在步骤中: 通过第三半导体放大器的增益饱和特性降低所述专用波长下行衰减信号的光信噪比，以去除所述专用波长下行衰减信号上的下行数据。
6.一种在光线路终端上辅助融合城域网和接入网的方法，包括以下步骤: 设定至少一个公共波长； 生成专用波长下行信号，每一个专用波长下行信号对应一个远程节点； 把所述专用波长下行信号和至少一个公共波长波分复用成下行传输信号，并传输至所述城域网中。
7.一种用于融合城域网和接入网的远程节点，其特征在于，包括: 城域网解波分复用模块，其用于把从所述城域网中接收到的下行传输信号解波分复用成至少一个公共波长、一个对应当前远程节点的专用波长下行信号和其他波长信号，所述公共波长通过光耦合器功率分配为透传部分和下载部分； 下行波长转换器，其接收所述公共波长的下载部分和所述专用波长下行信号，把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述公共波长的下载部分上以获得公共波长信号和专用波长下行衰减信号； 下行调制去除模块，其接收所述专用波长下行衰减信号，并把所述专用波长下行衰减信号中的下行数据去除，以获得专用波长； 接入网波分复用模块，其下行输入端接收所述公共波长信号，其上行输入端从接入网接收上行传输信号，其对所述公共波长信号和所述上行传输信号进行波分复用，并通过其下行输出端将公共波长信号发送到接入网，同时在其上行输出端发送所述上行传输信号； 上行波长转换器，其接收所述专用波长和所述上行传输信号，其把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述专用波长上以获得专用波长上传信号； 城域网波分复用模块，接收所述专用波长上传信号和所述公共波长的透传部分以及所述其他波长信号，对所述专用波长上传信号、所述公共波长的透传部分以及所述其他波长信号进行波分复用并向所述城域网上载。
8.根据权利要求7所述的远程节点中，其特征在于:所述下行波长转换器由工作在饱和区的第一半导体光放大器构成，所述专用波长下行信号为第一泵浦光，所述公共波长的下载部分为第一探测光，通过所述第一半导体光放大器的交叉增益调制效应，把所述专用波长下行信号上的下行数据转换到所述公共波长的下载部分上。
9.根据权利要求8所述的远程节点中，其特征在于:所述上行波长转换器由工作在饱和区的第二半导体光放大器构成，所述上行传输信号作为第二泵浦光，所述专用波长为第二探测光，通过所述第二半导体光放大器的交叉增益调制效应，把所述上行传输信号上的上行数据转换到所述专用波长上。
10.根据权利要求9所述的远程节点中，其特征在于: 所述第一泵浦光和所述第一探测光从所述第一半导体光放大器的有源层的第一端和第二端同时射入； 所述第二泵浦光和所述第二探测光从所述第二半导体光放大器的有源层的第一端和第二端同时射入。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的远程节点中，其特征在于，还包括:所述下行调制去除模块由工作在饱和区的第三半导体光放大器构成，通过所述第三半导体放大器的增益饱和特性降低所述专用波长下行衰减信号的光信噪比，以去除专用波长下行衰减信号上的下行数据。
12.根据权利要求11所述的远程节点中，其特征在于，还包括:光耦合器，其把所述城域网解波分复用模块获得的通过至少一路传输的所述公共波长耦合并功率分配成通过一路传输的所述公共波长的下载部分，以及通过一路传输的所述公共波长的透传部分。
13.根据权利要求12所述的远程节点中，其特征在于，还包括: 第一环形器，其与所述第一半导体光放大器的有源层的第一端相连，分离出所述公共波长信号； 第二环形器，其与所述第一半导体光放大器的有源层的第二端相连，分离出所述专用波长下行衰减信号； 第三环形器，其与所述第二半导体光放大器的有源层的第一端相连，分离出所述专用波长上传信号。
14.根据权利要求13所述的远程节点中，其特征在于，还包括: 第一光放大器，其与所述城域网解波分复用模块的输入端相连接，所述下行传输信号经过第一光放大器的放大后输入所述城域网解波分复用模块中； 第二光放大器，其与所述接入网波分复用模块相连接，所述第二光放大器放大接入网中传输的信号。
15.一种辅助融合城域网和接入网的光线路终端，其特征在于，包括: 公共波长激光发射模块，其用于发射至少一个公共波长； 专用波长下行信号发射模块，每一个发射的专用波长下行信号对应一个远程节点；波分复用模块，其与所述公共波长激光发射模块和专用波长下行信号发射模块相连接，并把所述专用波长下行信号和至少一个所述公共波长波分复用成下行传输信号，并传输至城域网络中。
【文档编号】H04Q11/00GK104426739SQ201310408149
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】肖司淼, 高震森, 梁铮, 黄喜 申请人:上海贝尔股份有限公司