[发明专利]无色波分复用光接入网实现同波长上、下行隔离及分级保护功能的系统和方法

说明书

技术领域

本发明适用于光通信领域，特别是一种无色波分复用光接入网实现同波长上、下行隔离分级式保护功能的系统和方法，大大提高通信质量。

背景技术

随着互联网应用的不断涌现，时分复用无源光网络（TDM-PON）已经不能满足用户对于带宽的需求。波分复用无源光网络（WDM-PON）以其高带宽、高容量、透明传输特性、安全性高等特点引起了人们的关注，并被认定为下一代的光接入方式。由于接入网的速率越来越快，当网络出现故障时，整个通讯质量会受到大大的影响。因此需要加强网络的保护措施，降低出现故障的概率。一般而言，波分复用系统中馈线，分布光纤等部位的光纤由于容易出现故障，因此利用分级式的保护，可以大大加强网络的生存性能。

现已提出的WDM-PON网络结构中，以星形居多，此外还有树形、环形，总线形等结构。由于光接入的用户数的不断增加，环形结构的优势得到体现，这种结构适用于大规模的接入，实现波分复用特有的虚拟点对点通信，并且利用双纤环的技术也可以起到保护连接馈线以及光纤的作用。

WDM-PON相对其他无源光网络有其优势，但是由于技术不够成熟，因此客户端的成本仍然过高。现在已经提出了在光节点（ONU）处设置反射式半导体放大器（RSOA）作为上行信号发射源的方案，这种方案有效降低了系统的成本，但是由于上下行信号采用相同波长，在同一根光纤进行传输将产生较大的串扰，因此在本发明中利用波长阻断器（WB）有效隔离上下行波长，提高传输质量。

发明内容

本发明针对现有WDM-PON网络保护措施的缺陷，提出了一种无色波分复用光接入网实现同波长上、下行隔离及分级保护功能的系统和方法，提高通信质量。

为了达到上述目的，本发明的构思是：为了适应大规模的网络接入需求，发明选用环形拓扑结构。利用两根光纤连接各个远端结点（RN），形成环形拓扑结构，两根光纤能够相互依靠，形成对于馈线以及RN之间光纤的保护。同时每个RN下面挂着数个ONU，RN与ONU之间形成星形环形结构。这样可以使ONU之间形成相互保护，起到对分布光纤保护的作用。针对可能发生的馈线、单纤、双纤、分布光纤故障，可以利用光缆终端设备OLT，RN以及ONU中的光开关进行调节，重塑整个网络结构，保护上下行信号的正常通信。为了降低用户端的成本，在ONU中设置了RSOA，可以把下行信号消去并且重新调制上行信号。为了避免在一根光纤中传输相同波长的上下行信号，从而产生串扰。因此在RN中放置了WB，目的是滤除本地RN下载的下行信号，这样在同一根光纤中不会出现相同波长的上下行信号，从而避免同波长串扰，提高网络质量。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种无色波分复用光接入网实现同波长上、下行隔离及分级保护功能的系统和方法由光线路终端OLT、远端结点RN以及光网络单元ONU组成。通过两根馈线光纤（工作光纤以及保护光纤），n个RN依次连接组成环形网络并与OLT相连，每个RN下面有m个ONU形成星形环形结构。共支持m*n个用户。其特征在于：1）OLT的结构：由n*m个突发模块发射机、n*m个突发模块接收机、1个波分复用器、1个波分解复用器、第一第二2个EDFA掺饵光纤放大器、1个第一3dB耦合器、第一第二2个1*2光开关、第一第二2个环形器以及1个第二耦合器组成。其中，n*m个发射机与波分复用器输入端相连，该波分复用器输出端经第一EDFA掺铒光纤放大器与第一3dB耦合器相连。第一3dB耦合器的输出端连接到第一第二两个1*2光开关的3号端口，第一1*2光开关的端口1连接到上半支环形网络的工作光纤，端口2连接到第一环形器的1号端口，第一环形器的2号端口连接到上半支环形网络的保护光纤，第一环形器的3号端口连接到第二耦合器。第二1*2光开关的1号端口连接到第二环形器的1号端口，第二环形器的2号端口连接到环形网下半支的工作光纤，第二环形器的3号端口连接到第二耦合器，第二1*2光开关的2号端口空置。来自第一环形器的3号端口、第二环形器的3号端口以及环形网络下半支的保护光纤都连接到第二耦合器的输入端，第二耦合器的输出端与第二EDFA掺铒光纤放大器相连，最后连接到n*m接收机。利用工作光纤以及保护光纤把所有的RN连接起来。