[發明專利]在光接入網絡中使用無色無光光網絡單元的方法和系統

有效

• 申請號: 201410657915.X
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104363532B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 李蔚;余少華
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04B10/25
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 劉貝

技術領域

本發明涉及光接入方法和系統，具體而言，涉及一種在光接入網絡中使用無色無光光網絡單元的方法和系統。

背景技術

近年來，無源光網絡(Passive Optical Network，PON)技術以帶寬高，成本低，維護簡單，可靠性好等優點，被廣泛認為是解決寬帶光接入需要的最佳策略，并已在全世界得到廣泛應用。無源光網絡包括三個部分：光線路終端(Optical Line Terminal，OLT)，光分線節點(Optical Division Node，ODN)，光網絡單元(Optical Network Unit，ONU)。整個網絡是一個OLT對應多個ONU的雙向光纖傳輸系統。其中，ONU設置在用戶端，面向廣大的接入用戶，數量多，因此需要成本低，簡單易操作，方便維護；OLT設置在網絡的局端，而且一個網絡通常只有一臺，所以成本較高，技術復雜；ODN設置在分路端，用于連接OLT和ONU。PON網絡所謂的無源，實際上是指ODN中不含有任何有源器件，而是由諸如光纖、光分路器(Splitter)、光耦合器等無源器件組成。

網絡信號的傳輸是從OLT傳輸下行信號到各個ONU，每個ONU都可以接收下行信號，并把該ONU的用戶信號即上行信號傳輸到OLT。下行傳輸是一點對多點的方式，上行傳輸是多點對一點的方式。

PON網絡中成本最高的是有源光電子器件，如激光器，探測器，光放大器，光調制器等，為了降低成本和方便維護，一般在ONU盡可能少放光學器件，尤其是多波長光源。

通常，在ONU不放置光源的技術被稱為無色無光ONU技術，不包括光源的ONU也相應地稱為無色無光ONU。

ONU所實現的功能有兩部分，一部分是接收從OLT來的下行光信號，并轉換成電信號，另外一部分是發射上行光信號。所以，一般而言，ONU需要光探測器和上行光源。為了實現無色無光ONU技術，一般采用把ONU需要的上行光源搬移到OLT，也就是將ONU所需要的上行光源和OLT的下行光源均設置于OLT，并從OLT發射ONU所需要的上行光源的光信號和OLT的下行光源的光信號，兩種光信號傳輸到ONU后，ONU將所述上行光源的光信號單獨提取出來，再將上行數據調制到上行光源的光信號上，并回傳到OLT，這就是目前常見的無色無光ONU技術的實現方法。

為了實現上下行光信號在同一個光纖中傳輸，并且不發生相互干擾和串擾，目前有下面兩種方法：

1、下行和上行光信號采用不同的光波長，也就是，上行和下行光信號的光譜不一樣。可以在OLT采用寬譜光源，用光譜分割的方法，將分割后的光源，一個作為下行信號光，一個作為上行信號光。還可以采用可調諧光源的方法，副載波調制的方法，基于注入種子光鎖定的RSOA、FP-LD等方法，上述這些方法雖然在ONU沒有設置光源，但是，在OLT需要放置不同光譜的光源，增加了系統的成本和復雜度。

2、下行和上行是同一個波長的光源，也就是在OLT設置一個光源，發射一個波長的光，先把下行信號調制上去，傳輸到ONU，然后，把所述波長的光(光載波)恢復出來，再調制上行信號上去，這樣無需在OLT設置不同光譜的光源，可以大大減少波長的使用數量，是目前的主要采用的方法。

這種用同一個光源的方法雖然可以減少光源數量，大大降低成本，方便維護，但是由于同一個波長的光在同一根光纖中對向傳輸，必然會導致上下行信號之間光的干涉，對兩個信號帶來拍頻噪聲，同時，反射回來的光和傳輸光的瑞利散射光相互作用，導致很多噪聲的產生；同時在ONU要恢復光載波也是一個比較復雜的問題。目前有采用正交調制，以及下行信號擦除后再把上行信號調制上去兩種方法來實現單一波長的雙向傳輸。

其中，正交調制是在將上行和下行兩種信號分別調制到兩個不同維度的信號上，比較常見的是：下行信號采用相位調制或者頻率調制的方法將信號調制到光載波上，當該信號傳輸到ONU后，再把上行信號通過幅度調制到同一光源上，無需擦除下行信號。這種方式中，雖然下行信號無需擦除，但是，需要上行信號有很高的消光比，同時，上行只能用幅度調制，所以，調制速率不能達到很高，采用這種方式目前最高可以實現上行速率2.5Gbps，下行速率10Gbps。