[發明專利]一種工業無源光網絡系統及其信號傳輸方法

有效

• 申請號: 202011054905.9
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112203171B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 張新全;張皓;程容;余少華
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院有限公司
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04J14/02
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 孟歡

本申請涉及一種工業無源光網絡系統及其信號傳輸方法，所述系統包括至少一光線路終端OLT和多個光網絡單元ONU，光線路終端OLT包括多個上行接收機、一個分波器、一個下行發射機和一個第一環形器，所有所述上行接收機均與所述分波器相連，每個所述上行接收機分別用于接收對應波長的光信號，所述下行發射機和分波器均與所述第一環形器相連；光網絡單元ONU包括一個可調激光器，所述可調激光器用于發射與其中一所述上行接收機的波長對應的光信號，且所有光網絡單元ONU均與所述光線路終端OLT相連。本申請的工業無源光網絡系統，可以以波分和時分相結合的方式來實現上行高速率，從而滿足工業應用場景的非對稱速率要求。

技術領域

本申請涉及無源光網絡系統技術領域，特別涉及一種工業無源光網絡系統及其信號傳輸方法。

背景技術

隨著人們日常工作和生活對互聯網愈來愈深的依賴，網絡接入媒質逐漸從銅線、同軸變成光纖。時至今日，以光纖為媒質的無源光網絡(PON，Passive Optical Network)技術已成為廣大用戶接入互聯網的最主要技術手段。

PON系統包括光線路終端(OLT：Optical Line Terminal)、光網絡單元(ONU：Optical Network Unites)，各ONU通過遠端節點(RN：Remote Node)與位于中心局的OLT相連。

現網已大規模部署的PON有GPON(Gigabit-Capable PON)和EPON(Ethernet PON)兩種，可以為用戶提供十兆、百兆量級的寬帶接入服務。隨著高清視頻、VR/AR、云計算、人工智能等的發展，用戶需要千兆速率的寬帶接入服務，所以運營商近年來正在積極開展10GEPON和10G GPON的部署。更高速率的25G/50G PON處于標準化和產品化研究階段。

現有的PON系統，主要是為家庭用戶服務。由于家庭用戶的典型應用是網絡視頻、網頁瀏覽、網絡游戲、網絡購物等，這些應用的共同特點是對上行速率要求低、對下行速率要求高。因此，PON系統普遍設計為上行低、下行高的非對稱速率，比如，GPON下行速率為2.5Gbps，上行為1.25Gbps。

近年來，隨著工業4.0、智能制造等概念的興起，工業互聯網成為發展熱點，中國成立了“工業互聯網產業聯盟”。為了解決產線、車間等工廠內場景的網絡接入問題，提高PON對工業場景的針對性，聯盟相繼發布了《工業PON 1.0白皮書》和《工業PON 2.0白皮書》。其中，工業PON 1.0系統，主要在ONU上增加工業常用接口(如RS485等)，并增加對工業環境的高低溫、濕度、防塵等的支持。工業PON 2.0系統，主要是將工業協議轉換和處理功能集成到ONU和OLT中，以取消車間數據采集網關，從而減少網絡層級和復雜度，有效降低協議轉換成本。

可見，與通常的PON系統相比，工業PON 1.0和2.0系統雖然做出了適應工業應用的改進，但在上下行速率安排及其實現上是沒有任何改變的。

根據最近幾年各類企業(如三一重工、寶武鋼鐵、一汽等)進行的工業互聯網實踐，我們發現在車間等典型工業應用場景中，上下行速率具有明顯的不對稱特點，即：上行速率要求高，下行速率要求相對較低。主要因為，一方面，需占用大量帶寬的視頻監控、數據采集、機器視覺等信息是通過上行傳輸到中心或邊緣計算云平臺的；另一方面，由于復雜的智能處理都集中到了中心或邊緣云，僅是一些對帶寬要求小的控制指令、配置等需通過下行傳輸到產線設備、監控器等。

顯然，工業場景中這種上行高、下行低的非對稱速率需求正好與PON的上行低、下行高的非對稱速率安排相反。如果不對上下行速率設計進行針對性改變，PON并不能很好地適應工業應用的特殊要求。

然而，現有技術中，并沒有針對工業PON系統來滿足上行高、下行低的非對稱速率，無法滿足現有工業互聯網的需求。

發明內容

本申請實施例提供一種工業無源光網絡系統及其信號傳輸方法，以解決相關技術中無法滿足工業場景中上行高、下行低的非對稱速率需求的技術問題。