移动回程光纤通信网络的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光通信网络，具体针对移动回程的应用，提出一种光纤及微波混合式的低成本，低功耗的高可靠性的光通信网络架构。
【背景技术】
[0002]3G与4G以及更先进的移动服务的出现带来了数据吞吐量的飙升，相应地造成了现有的蜂窝网络的压力。同时支持移动蜂窝网络的移动回程技术也相应的需要更大的网络容量。
[0003]目前，运营商能够在3种不同物理媒介的回程方式中做选择:铜缆、光纤以及微波。前两种为有线的解决方案，而后一种则是基于无线技术。微波回程方式能够实现最大几公里的范围内速率高达数Gbps的网络容量。目前微波回程方式占据了全球回程网络的近50%。铜缆网络占据了 20%，光纤占据了 30%.然而由于铜缆其有限的带宽容量，无法满足未来数据量的需求，其份额在未来几年会逐渐降低。展望未来，光纤有望取代基于铜缆的有线连接，并且增加其现有的份额。相较于微波方式，光纤连接能够提供近乎于无限制的带宽(远远大于lOOGps)，并且可以支持极长的传输距离(几十公里以上的无中继传输)。另外，由于传输介质造成的损耗，微波通信通常会有非常高的功耗，而基于光纤的通信技术相比之下能耗则低得多。因此，为了最大可能的降低功耗，微波技术应在移动回程网络中尽可能地缩减。但是另一方面，相对微波技术光纤的布设成本较为高昂。
[0004]结合上述几点，微波和光纤相结合的混合技术，可以在满足传输容量与距离需求的同时，优化成本与功耗。图1为光纤和微波混合型回程网络的一种。在光纤/微波混合型回程网络方案中，微波用于小型基站(如图1中基站4或基站5)与大型(或中心)基站(如图1中基站I)间的连接，光纤回程网络则通过中心基站来汇集来自不同基站的数据流。目前，许多的运营商(如欧洲的TeliaSonera, Telenor, Vodafone,美国的Verizon以及日本的NTT等)已经在他们的商用LTE网络中采用或计划采用纯光纤或光纤/微波混合回程网络技术。
[0005]与此同时，数据吞吐量需求的增长也增加了移动回程网络可靠连接的重要性。对于连接的可用性要求达到4个9，即99.99%，甚至更高。已经证明，在没有端到端保护的情况下，光纤传输的可靠性表现不佳，无法满足99.99%的可靠性。对于典型的光纤/微波混合型回程方式，光纤部分汇集了来自数个基站的数据流，而且直接与大型基站。对于运营商来讲，减少故障的影响也同样很重要，即避免大量的终端用户(如不超过500个用户)在同一时间被故障影响，为此切实可行的网络恢复能力也是必要的。另外，资本与运营支出也同能耗一样，应该尽可能地减小，以便为客户提供性价比高的解决方案。例如，由ITU-T标准化的纯光纤保护(如ITU-T G983.1)通过复制光纤段及其它全部设备来提供完整的保护。在故障的情况下，通过切换至备用路径能够轻易地避免产生严重的影响。但是这种方案却耗费高昂，因为铺设用于保护的光纤是及其昂贵的。据我们所知，尽管该方法自其标准化至今已有20余年，但尚未有采用该方法的移动回程网络被用于实际铺设。因此，对于基于光纤的移动回程网络，一个极其重要的问题就是在保证可靠性的同时，尽可能地减少由于保护所带来的额外的成本。
【发明内容】
[0006]1、本发明的目的。
[0007]本发明为了解决现有技术中微波和光纤结合的混合技术可靠性不高的问题，而提出了一种移动回程光纤通信网络。
[0008]2、本发明所采用的技术方案。
[0009]移动回程光纤通信网络，包括基站(10)、核心网节点(I)、核心网络(9)，通过波分复用无源光网络连接基站(10)与核心网节点(1)，核心网络(9)通过光链路终端(11)以及两级或多级的分路结点(3)与基站(10)通信，其特征在于:基站(10)与核心网节点(I)通过光链路终端(11)进行通信，任取连接于不同第一级分路结点的两基站之间建立无线连接，在第一级分路点与核心网络节点(I)之间布设工作主干光纤(6)和保护主干光纤(7)，第一级分路点内置波带滤波器(4 )。
[0010]更进一步，核心网(9)通过备用光链路终端(12)以及大于2级的分路结点与基站
[10]通信。
[0011]更进一步，可选的中继信号放大设备(5)位于波带滤波器(4)和核心网节点(I)之间,功率根据网络连接的光功率需求设定。
[0012]更进一步，用于实现不同波长的阵列波导光栅(3)位于除第一级分路之外的其他分路点。
[0013]更进一步，由主链路终端(11)和备用链路终端(12)产生具有相同波长的信号，在工作主干光纤(6)和保护主干光纤(7)中传输，然后通过波带滤波器(4)后分为长波段和短波段，在经过阵列波导光栅(3)进行传输到基站。
[0014]更进一步，大于2级的分路连接的最大基站数目的个数为各级节点个数的乘积，即最大基站数目为NI* N2...*NK，其中K为分路的级数。
[0015]更进一步，任一级阵列波导光栅的通道间隔为当前级自由光谱范围进行平均分配，即第i级分路节点(i > I)的阵列波导光栅的通道间隔为FSRi/Ni，其中Ni (K彡i > I)代表第i级分路节点的最大扇出数量，FSRi (K ^ i > I)代表第i级分路节点中阵列波导光栅的自由光谱范围。
[0016]更进一步，基站的个数为2N，阵列波导光栅(3)的通道间隔则为其自由光谱范围的 1/N。
[0017]更进一步，每一级的阵列波导光栅的通道间隔与上一级中阵列波导光栅的自由光谱范围相同，即有FSRi/Ni=FSR1-l (K彡i > I)。
[0018]3、本发明的有益效果。
[0019]本发明能提供了一种可靠的、同时具有高成本效益和低功耗的移动回程网络结构。该结构提供了光纤和无线混合型的保护措施，其中，主干光纤的保护由所有连接的基站共享，而基于无线的技术则用于连接基站的分布式光纤的保护。利用上述提出的方案，在只进行主干光纤保护的情况下能够动态地增强系统的可靠性，连接可靠性能够优于99.9%，通过主干光纤保护，单一故障下受影响的基站数目可以轻易地减少至100以下。
【附图说明】
[0020]图1为【背景技术】中的基于光纤和微波混合式的无线回程网络图例。
[0021]图2本发明所提出的光纤/微波混合回程网络架构示意图。
[0022]图3本发明分路节点的结构示意图。
[0023]图4本发明应用本保护方案的网络结构正常工作路径的示意图。
[0024]图5本发明主干光纤保护示意图。
[0025]图6本发明分布光纤保护示意图。
[0026]图7本发明带有分布光纤保护情况下的光网络单元(ONU)的结构示意图。
[0027]图8本发明不带有分布光纤保护情况下的光网络单元的结构示意图。
[0028]图中1-核心网节点，2-交换机，3-阵列波导光栅，4-波带滤波器，5-中继信号放大器，6-工作主干光纤，7-保护主干光纤，8-无线连接，9-核心网，10-基站，11-光链路终端，12 -备用光链路终端，13-光网络单兀,14-分布光纤,15-光收发机,16-微波收发机，A-短波长信号通路，B-长波长信号通路，C-备用长波路径，D-备用短波路径，E-光纤断路。
【具体实施方式】
[0029]为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
[0030]实施例1
如图2所示，移动回程光纤通信网络中，采用了波分复用无源光网络技术(WDM Ρ0Ν)来实现基站与核心网节点(MC node) I间的连接，由光链路终端(OLT) 11，备用光链路终端(backup 0LT) 12以及二层或三层交换机2构成，它们负责实现与核心网络9的通信。
[0031]在该回程网络中，工作主干光纤6和保护主干光纤7被布设于第一级分路点与核心网节点I之间。第一级分路点内置波带滤波器4，中继信号放大设备5可选择性铺设，由光链路终端与光网络单元间连接的光功率需求决定。阵列波导光栅3等器件则用于其他分