[發明專利]一種時分波分混合復用無源光網絡系統

有效

• 申請號: 201310730848.5
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103747371A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 陳明;李衛;李海鷗;何倩;陳名松;陳輝
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本發明涉及通信領域，具體涉及一種時分波分混合復用無源光網絡系統。

背景技術

從整個網絡結構來看，隨著通信技術的迅猛發展，使得主干網絡有了突破性的發展；同時由于以太網技術的進步，局域網帶寬也發展到1Gbps以上。而連接主干網絡與局域網以及家庭用戶之間的一段有線電域接入網成了整個網絡系統的瓶頸。因此光無源接入網由于其高帶寬、低損耗等優勢成了接入網最優的解決方案。

就目前看來，無源光接入網的發展趨勢是由APON（ATM-PON）發展到EPON和GPON（APON、EPON、GPON都是屬于TDM-PON一種），并最終將向WDM-PON演進。APON經過多年的發展，由于其復雜的ATM協議以及昂貴的設備，使之沒有真正進入市場。而EPON和GPON是目前應用最廣泛的兩種接入網，兩者的帶寬都達到了1Gbps以上，并且下一代的EPON和GPON的速率將升級到10Gbps，然而器件速率的限制以及協議復雜等相關局限性，EPON和GPON很難再往更高的帶寬進一步發展。因此WDM-PON將是最終的解決方案。WDM-PON是以不同波長為通信通道，一對一的方式連接用戶，為用戶提供獨立帶寬空間，同時也避免了E/GPON存在的許多問題，在網絡管理和系統升級等方面具有明顯的優勢。雖然WDM-PON在技術性能上比較占優勢，但它同時是一項比較超前的技術，國際統一標準尚未形成，產業鏈未達成共識。與此同時，WDM-PON成本很高，有些技術難題未解決，難以廣泛普及應用。

鑒于以上情況，有人提出了TDM-PON和WDM-PON相結合的方式，形成一個TDM向WDM演進的PON方案。TDM/WDM-PON擁有著TDM-PON低成本和成熟技術的優勢，也兼并著WDM-PON的高帶寬，長距離傳輸等特點。然而，目前的TDM/WDM-PON在ODN端都采用光分路器作為ONU連接端，將光信號的功率分為N等分（N為用戶數量），這樣不僅縮短了傳輸距離，并且還需要嚴格的時間同步才能完成多用戶上行數據的傳輸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種時分波分混合復用無源光網絡系統，其可以簡化系統協議的復雜度，極大提高系統帶寬的利用率，從而降低系統成本，增大通信系統無中繼傳輸距離，以及增強系統后期升級能力。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種時分波分混合復用無源光網絡系統，主要由光線路終端、光分配網和n個用戶單元組成。其中光線路終端包括n個分布式反饋激光器、n個光分路器、n個馬赫-曾德爾光開關、3個陣列波導光柵復用器、雙并行馬赫-曾德爾調制器、混頻器、本地高頻振蕩器、直流偏置控制器、光耦合器、n個光電探測器和第一摻鉺光纖放大器。每個分布式反饋激光器的輸出端連接一個光分路器的輸入端。每個光分路器的一個輸出端連接至第一陣列波導光柵復用器的n個輸入端中的其中一個，另一個輸入端各經一個馬赫-曾德爾光開關連接至第二陣列波導光柵復用器的n個輸入端中的其中一個。第一陣列波導光柵復用器的輸出端直接連接光耦合器的一個輸入端，第二陣列波導光柵復用器的輸出端經雙并行馬赫-曾德爾調制器后連接至光耦合器的另一個輸入端。光耦合器的輸出端連接第一摻鉺光纖放大器的輸入端。終端下行數據和本地高頻振蕩器連接在混頻器的2個輸入端上，混頻器的輸出端連接雙并行馬赫-曾德爾調制器的射頻信號輸入端。直流偏置控制器連接雙并行馬赫-曾德爾調制器的直流電壓控制端。第三陣列波導光柵復用器的n個輸出端各經一光電探測器后輸出n路終端上行數據。第一摻鉺光纖放大器的輸出端連接光分配網的總輸入端，光分配網的n個分輸出端各連接1個用戶單元的輸入端。光分配網的n個分輸入端各連接1個用戶單元的輸出端。光分配網的總輸出端連接第三陣列波導光柵復用器的輸入端。

上述方案中，光分配網包括2個陣列波導光柵復用器和2個標準單模光纖。第一摻鉺光纖放大器的輸出端經第一標準單模光纖連接第四陣列波導光柵復用器的輸入端。第五陣列波導光柵復用器的輸出端經第二標準單模光纖連接第三陣列波導光柵復用器的輸入端。第四陣列波導光柵復用器的n個輸出端分別連接n個用戶單元的輸入端。第五陣列波導光柵復用器的n個輸入端分別連接n個用戶單元的輸出端。