技术领域

本发明涉及光接入技术领域， 尤其涉及一种无源光网络系统、 光线路终 端和应用无源光网络系统进行的光传输方法。 背景技术

随着光纤通信技术的快速发展和低成本化以及 绿色环保的要求， 通讯网 络从核心网、 城域网到接入网， 全部使用光纤组成网络已经成为基本共识。

对于有些比较分散的小区， 每个无源光网络只接几个用户， 对于人口比 较密集的小区， 由于每个无源光网络（ Passive Optical Network, PON ) 口所带 的用户数比较有限， 因此在局方需要很多很多 PON口才能满足其需要。

但是局方的机房空间有限， PON口的数量不能太多， 而且理论上讲光线 路终端（ Optical Line Terminal, OLT )所能携带的光网络单元（ Optical Network Unit, ONU ) 的数量几乎是无限的。

因此， 如何充分地提高 PON口的效率， 降低营运成本， 是目前运营商比 较关注的一件事， 现在已有一些方法利用模式耦合器进行 PON口的合并， 但 对于吉比特无源光网络 ( Gigabit Passive Optical Network ,GPON )与 10吉比 特无源光网络 ( 10 Gigabit Passive Optical Network, XGPON )共用一个光分配 网络（Passive Distribution Network, ODN ) , 如图 1所示， 还没有切实可行的 方法。 发明内容

本发明实施例提供了一种无源光网络系统、 光线路终端和应用无源光网 络系统进行的光传输方法， 以解决现有的共用一个 ODN的两个不同 PON的 PON口的低效率的问题。

本发明实施例提供了一种无源光网络（PON ) 系统， 包括多个光分配网 络（ODN ) 以及与每个 ODN相连的多个光网络单元（ONU ) , 所述系统还 包括： 与所述多个 ODN——对应相连的多个第一波分复用器（Wavele ngth Division Multiplexing, WDM )、与每个第一 WDM均相连的上行光处理模块和 下行光处理模块以及与所述上行光处理模块和 所述下行光处理模块均相连的 多个不同 PON的多个光线路终端 （ OLT ) , 其中：

所述第一 WDM设置成将通过与该第一 WDM对应的所述 ODN发送的 将来自所述下行光处理模块的下行光通过与该 第一 WDM对应的所述 ODN 下发至与所述 ODN相连的所述 ONU;

所述上行光处理模块设置成将来自多个所述第 一 WDM的上行光先耦合 后分路后分别输出至所述多个 OLT;

所述多个 OLT设置成接收来自所述上行光处理模块输入的 上行光， 以及 向所述下行光处理模块发送下行光；

所述下行光处理模块设置成对所述多个 OLT发送的下行光进行放大后合 并， 将合并后的下行光分成多路分别输出至所述多 个第一 WDM。

所述上行光处理模块包括依次连接的模式耦合 器和第二 WDM, 其中： 所述模式耦合器与每个第一 WDM相连， 并设置成将来自多个所述第一 WDM的上行光耦合在一起输出至所述第二 WDM上；

所述第二 WDM设置成对来自所述模式耦合器的上行光进行 分路后分别 输出至所述多个 OLT;

所述下行光处理模块包括分光器以及与所述分 光器相连的多个光放大 器， 其中：

所述多个光放大器分别与所述多个 OLT——对应相连，并设置成对与接 收到的下行光进行放大后输出至所述分光器；

所述分光器与每个第一 WDM相连， 并设置成将来自所述光放大器的下 行光耦合后分成多路分别输出至所述多个第一 WDM。

所述 OLT是设置成通过自己的光接收模块接收来自所 述第二 WDM输入 的上行光， 以及通过自己的光发送模块向与自己对应的下 行光处理模块的所 述光放大器发送下行光。 当所述第一 WDM的个数为 N个， 所述 OLT的个数为 M个时， 所述分 光器为 M*N分光器， 所述模式耦合器为 1*N模式耦合器； 其中， N和 M均 为大于 1的整数。

所述模式耦合器是设置成接收通过单模光纤传 送的来自多个第一 WDM 的上行光， 使用透镜或融合拉推或波导的方式将所述上行 光耦合在一起后通 过多模光纤输出至所述第二 WDM上。

当所述 M为 2时， 所述系统包括第一 OLT和第二 OLT , 所述第一 OLT 为第一 PON的 OLT, 所述第二 OLT为第二 PON的 OLT;

所述第一 PON为吉比特无源光网络（GPON ) , 所述第二 PON为 10吉 比特无源光网络（XGPON ) 。

当第一 OLT为所述 GPON的 OLT , 且所述第二 OLT为所述 XGPON的 OLT时 ,所述第一 WDM为以 1450nm为分界点的边带滤波器 ,所述第二 WDM 为以 1280nm为分界点的边带滤波器； 与所述第一 OLT相连的光放大器为 S 波段的半导体光放大器（Semiconductor Optical Amplifier, SOA ) ； 与所述第 二 OLT相连的光放大器为 L 波段的掺铒光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA )或 SOA。

本发明实施例还提供了一种光线路终端 （OLT ) , 应用于共用一个光分 配网络（0DN )的多个不同无源光网络（P0N )中的任一 P0N中， 所述 0LT 包括：

光接收模块， 其设置成接收通过所述 0DN发送的来自所述 0LT 所在

P0N的光网络单元（ 0NU ) 的上行光； 以及

元（0NU )发送下行光。

所述 0LT所在 P0N为吉比特无源光网络（GPON )或 10吉比特无源光 网络（XGPON ) 。

本发明实施例还提供了一种应用上述 PON系统进行的光传输方法，所述 方法包括：

所述第一 WDM将与所述第一 WDM对应的所述 ODN发送的来自与所 所述上行光处理模块将来自多个所述第一 WDM的上行光先耦合后分路 后分别输出至所述多个 OLT。

所述方法还包括：

所述下行光处理模块对所述多个 OLT发送的下行光进行放大后合并，将 合并后的下行光分成多路分别输出至所述多个 第一 WDM; 以及

所述第一 WDM将所述下行光通过与所述第一 WDM对应的所述 ODN 下发至与所述 ODN相连的所述 ONU。

上述无源光网络系统、 光线路终端和应用无源光网络系统进行的光传 输 方法， 使得 OLT可以管理的 ODN的数量显著增加， 进而使得可以管理的与 ODN相连的 ONU的数量显著增加， 因而提高了 PON口的效率。 附图概述

图 1为现有 GPON和 XG-PON共存的无源光网络结构示意图； 图 2为本发明无源光网络实施例的结构示意图；

图 3为本发明第一 WDM波分复用耦合器实施例的结构示意图； 图 4为本发明第二 WDM波分复用耦合器实施例的结构示意图； 图 5为本发明模式耦合器实施例的结构示意图。 本发明的较佳实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下文中将结合附图 对本发明的实施例进行详细说明。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申 请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意 组合。

本发明的实施例通过对局方现有的 OLT设备进行相应的改造，使其能对 多个光分配网络（ODN )进行管理， 特别是对不同的 PON例如 GPON与 XG-PON共用一个 ODN的无源光网络， 这将充分和更有效地发挥 OLT的作 用。 本发明实施例首先提供了一种光线路终端 （OLT ) , 应用于共用一个光 分配网络（ODN ) 的多个不同无源光网络（PON ) 中的任一 PON 中， 所述 OLT包括：

光接收模块， 其设置成接收通过所述 ODN发送的来自所述 OLT 所在 PON的光网络单元（ONU ) 的上行光； 以及 元（ONU )发送下行光。

其中， 所述 OLT所在 PON为吉比特无源光网络（GPON )或 10吉比特 无源光网络（XGPON ) 。

正是由于共用一个 ODN的多个不同 PON的 OLT具有光接收模块和光发 送模块， 才使得 OLT可以管理的 ODN的数量显著增加， 进而使得可以管理 的与 ODN相连的 ONU的数量显著增加， 因而提高了 PON口的效率。

本发明实施例还提供了一种 PON 系统， 该系统包括多个光分配网络 ( ODN ) 以及与每个 ODN相连的多个光网络单元（ONU ) , 该系统还包括： 与所述多个 ODN——对应相连的多个第一波分复用器（WDM ) 、 与每个第 一 WDM均相连的上行光处理模块和下行光处理模块 以及与所述上行光处理 模块和所述下行光处理模块均相连的多个不同 PON 的多个光线路终端 ( OLT ) , 其中：

所述第一 WDM设置成将通过与该第一 WDM对应的所述 ODN发送的 将来自所述下行光处理模块的下行光通过与该 第一 WDM对应的所述 ODN 下发至与所述 ODN相连的所述 ONU;

所述上行光处理模块设置成将来自多个所述第 一 WDM的上行光先耦合 后分路后分别输出至所述多个 OLT;

所述多个 OLT设置成接收来自所述上行光处理模块输入的 上行光， 以及 向所述下行光处理模块发送下行光；

所述下行光处理模块设置成对所述多个 OLT发送的下行光进行放大后合 并， 将合并后的下行光分成多路分别输出至所述多 个第一 WDM。

所述上行光处理模块可以包括依次连接的模式 耦合器和第二 WDM, 其 中： 所述模式耦合器与每个第一 WDM相连， 并设置成将来自多个所述第一 WDM的上行光耦合在一起输出至所述第二 WDM上； 所述第二 WDM设置 成对来自所述模式耦合器的上行光进行分路后 分别输出至所述多个 OLT; 所 述下行光处理模块可以包括分光器以及与所述 分光器相连的多个光放大器， 其中： 所述多个光放大器分别与所述多个 OLT——对应相连， 并设置成对接 收到的下行光进行放大后输出至所述分光器； 所述分光器与每个第一 WDM 相连， 并设置成将来自所述光放大器的下行光耦合后 分成多路分别输出至所 述多个第一 WDM。

其中， 本实施例中的 OLT与现有技术不同， 它是通过自己的光接收模块 接收来自所述第二 WDM输入的上行光， 以及通过自己的光发送模块向与自 己对应的下行光处理模块的所述光放大器发送 下行光。

具体地， 当所述第一 WDM的个数为 N个， 所述 OLT的个数为 M个时， 所述分光器为 M*N分光器， 所述模式耦合器为 1*N模式耦合器； 其中， N 和 M均为大于 1的整数。

大多数情况下所述 M为 2,该系统包括第一 OLT和第二 OLT,所述第一 OLT为第一 PON的 OLT,所述第二 OLT为第二 PON的 OLT;所述第一 PON 为 GPON, 所述第二 PON为 XGPON。

应用上述系统进行的光传输方法包括：

步骤 11、 所述第一 WDM将与该第一 WDM对应的所述 ODN发送的来 步骤 12、 所述上行光处理模块将来自多个所述第一 WDM的上行光先耦 合后分路后分别输出至所述多个 OLT。

上述步骤 11-12为上行光的传输过程， 另外， 应用该系统还可以进行下 行光的传输， 具体过程如下：

步骤 21、所述下行光处理模块对所述多个 OLT发送的下行光进行放大后 合并， 将合并后的下行光分成多路分别输出至所述多 个第一 WDM; 以及 步骤 22、 所述第一 WDM将所述下行光通过与该第一 WDM对应的所述 ODN下发至与所述 ODN相连的所述 ONU。

下面以 GPON和 XGPON共用 ODN形成的网络为例， 描述本发明实施 例的技术方案。

实施例

如图 2所示， 为本发明无源光网络实施例的结构示意图， 在该实施例中 只有两个 OLT, 这两个 OLT釆用的是本发明实施例中提供的 OLT, 该系统 与现有系统相比增加了第一 WDM、 上行光处理模块和下行光处理模块； 该 上行光处理模块包括第二 WDM和模式耦合器； 该下行光处理模块包括 2x4 分光器以及 S波段的光放大器和 L波段的光放大器， 其中：

第一 WDM的主要功能是对上下行光进行分路及合成， 如把上行光导向 模式耦合器，以及把下行光导向 PON的主干光纤。根据现有的薄膜滤波（ Thin Film Filtering, TFF )技术，可以用一个边带滤波片来完成该功能� �如图 3所示， 它是一个以 1450nm为分界点的边带滤波器，对于波长小于 1450nm的光从它 的透射口进出， 而对于波长大于 1450nm的光从其反射口进出， 它的 C接口 直接连接主干光纤。

第二 WDM的主要功能是对不同波长的上行光进行分路 ， 与一般的滤波 器不同， 连接其的进出口光路的光纤是多模光纤。 根据现有的薄膜滤波 TFF 技术，可以用一个边带滤波片来完成该功能， 如图 4所示，它是一个以 1280匪 为分界点的边带滤波器， 对于波长小于 1280nm 的光从它的透射口进出， 而 对于波长大于 1280nm的光从其反射口进出， 它的 C接口直接连接模式耦合 器的多模光纤端。

2x4分光器的主要功能是把 GPON的 OLT的下行光与 XG-PON的 OLT 的下行光合并在一起分为四路光分别导向相应 第一 WDM进入相应的 ODN 网络。

模式耦合器的主要功能是把来自多个 ODN 网络的上行光耦合在一起输 入到第二 WDM上。它的主要特点如图 5所示，上行光经单模光纤（ Single Mode Fiber, SMF )被聚合后通过多模光纤 （Multi Mode Fiber, MMF )传输到第二 WDM上，而来自不同 ODN的上行光分别通过各自第一 WDM分离出来的上 行光经单模光纤与模式耦合器相连， 然后通过耦合机制， 可以是透镜， 也可 以融合拉推或波导等多种方式把多个单模光纤 的光耦合到多模光纤上。

S波段光放大器的主要功能是对 GPON的 OLT的下行光进行放大， 由于

GPON的下行光在 1480nm到 1500nm之间， 因此它的工作波段需在 S波段， 通常选择 S波段的半导体光放大器（SOA )作为其光放大器。

L波段光放大器的主要功能是对 XG-PON的 OLT的下行光进行放大，由 于 XG-PON的下行光在 1575nm到 1581nm之间， 因此它的工作波段需在 L 波段， 通常选择 L波段的掺铒光纤放大器（EDFA )或 SOA作为其光放大器。

这些模块之间的连接关系如图 2所示，在这里主要讨论四个 ODN网络的 合并问题， 首先四个 ODN的主干光纤与各自的第一 WDM相连， 第一 WDM 分离出的 4个上行光通过单模光纤与模式耦合器相连， 然后通过与其相连的 第二 WDM模块分为两个不同的上行光，通过多模光纤 分别与 GPON的 OLT 以及 XG-PON的 OLT相连； 而 GPON的 OLT的下行光与 S波段的光放大器 相连以及 XG-PON的 OLT的下行光与 L波段的光放大器相连， 然后两个光 放大器分别与 2x4的分光器的两个进口相连， 而 2x4分光器的四个出口分别 与相应的第一 WDM的模块相连； 四个 ODN通过分支光纤与多个 GPON的 ONU以及 XG-PON的 ONU相连。

应用图 2所示系统进行的光传输过程如下：

首先， GPON的 OLT的下行光进入 S波段的光放大器， 同时 XG-PON的 OLT的下行光进入 L波段的光放大器， 被放大的两个下行光进入与其相连的 2x4 分光器， 然后被均匀分在四个分光器的出口， 进入与该分光器相连的第 一 WDM波分分光模块的 R接口出 C接口进入相应 ODN的主干光纤， 然后 经传输到达相应的 ODN分光器以及与之相连的分支光纤， 最后到达相应的 ONU, 实际上每个 ONU均收到 GPON的 OLT以及 XG-PON的 OLT发出的 下行光，只是 GPON的 ONU只能收 GPON的下行信号，而 XG-PON的 ONU 只能收 XG-PON的下行信号。

而 GPON的 ONU的上行光与 XG-PON的 ONU的上行光通过各自的分 支光纤到达相应的 ODN分光器上， 这里需要说明一下， 这些 ODN—般有三 个类型， 一种 ODN只带 GPON-ONU; 另一种 0DN只带 XG-P0N-0NU, 还 有一种 0DN既带 GP0N-0NU也带 XG-P0N-0NIL 但不管什么类型， 这些 0NU的上行光经相应的 0DN及与之相连的主干光纤到达第一 WDM的模块 的 C接口， 然后被分光出第一 WDM的 P接口后进入模式耦合器， 从该模式 耦合器的多模出口进入第二 WDM的模块的 C接口，然后把两个上行光分开， 把从其 R接口输出的光输入 GPON的 OLT ,而把从第二 WDM的 P接口输出 的光输入 XG-PON的 OLT上。

本实施例主要把四个 GPON与 XG-PON共用的 ODN在局方合并在一个 GPON的 OLT 以及一个 XG-PON的 OLT上， 当然本发明不限于只有四个 ODN的合并， 可以是 N个 ODN, 只需将模式耦合器更换为 1:N的模式耦合 器， 以及分光器更换为 2*N的分光器即可。

上述结构的 PON系统中的 OLT, 可以对多个光分配网络（ODN )进行 管理， 有效地提高了 PON口的效率。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全 部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 上述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明实施例不限 制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非 限制， 仅仅参照较佳实施 例对本发明进行了详细说明。 本领域的普通技术人员应当理解， 在不脱离本 发明技术方案的精神和范围的情况下， 对本发明的技术方案进行的修改或者 等同替换， 均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

工业实用性

上述无源光网络系统、 光线路终端和应用无源光网络系统进行的光传 输 方法， 使得 OLT可以管理的 ODN的数量显著增加， 进而使得可以管理的与 ODN相连的 ONU的数量显著增加， 因而提高了 PON口的效率。