[发明专利]一种无源光网络保护系统及其装置

说明书

本发明提供了一种无源光网络系统，局端单元包括若干光线路终端OLT，通过各自馈线光纤向ODN网络发送被保护波长通道的下行光信号或接收来自用户侧ONU的上行光信号；光功率分配单元，其输入端口通过若干馈线光纤分别与前述若干光纤线路单元OLT相连，其输出端口分别通过引入光纤与用户侧的ONU相连；光网络单元，具有链路保护装置，用于耦合其它ONU，使被耦合的ONU相连的引入光纤可以作为该光网络单元引入光纤的备份。其中，下行光信号中被保护下行波长以互补形式配置输出，该系统可以基于现有的光分配网络为无线接入网络提供一个具有弹性的无线前端回传MFH全面的保护系统，尤其是使得彼此靠近的ONU引入光纤可以提供相互备份。

技术领域

本发明涉及通信技术领域中的接入系统，尤其涉及一种无源光网络(PON)保护系统及其装置，以及该系统于无线接入网络中的无线前端回传业务保护应用。

背景技术

随着各类新应用的不断涌现，无线业务量持续迅速增长。云无线接入网络(C-RAN)因其能够降低成本、简化网络结构、并共享资源的特点，被视为一种非常受欢迎的架构，用以满足日益增长的业务需求。在这种分布式无线接入网络(RAN)架构中，基站(BS)功能被分离为两部分：主要射频组件位于远端射频单元(RRH)，处理和控制功能位于基带处理单元(BBU)。集中化的BBU和远端RRH之间的部分被称为无线前端回传(MFH)，是C-RAN架构中的关键部分。由于地理覆盖区域的重合、经济上的考量，及自身具有的低时延特性，波分复用无源光网络(WDM-PON)被认为是一种非常适合承载MFH的架构。

前端回传通信通常基于通用公共无线接口(CPRI)技术，通过二进制比特流传输数字基带信号。然而，CPRI技术的带宽利用效率不高。例如：对于单个无线信道带宽为20MHz、8*8多进多出(MIMO)的典型场景，需要高达10Gb/s的前端回传数据速率。而对于3GPP标准定义的4⁺G基站部署，即：每基站部署3个RRH(对应3扇区)，单载波20MHz，5载波聚合，8*8MIMO的部署场景，每基站的单程前端回传数据速率将达到150Gb/s。

为避免过高的前端回传速率，有人提出采用包括频率转换、射频RF功率合成/拆分等技术在内的模拟信号处理方式，它将多个无线信道汇聚到同一个光波波长上传输。每个光波波长承载60个子载波，每个子载波携带一个20MHz带宽、64进制正交幅度调制(64-QAM)的LTE正交频分复用(OFDM)信号。仍以前述4⁺G基站部署场景为例，采用此项技术，每基站所需的承载波长数目将从使用CPRI技术的30个光波波长(单波长10Gb/s)降低为4个波长(上行2波长，下行2波长)。图1示出模拟信号汇聚技术承载无线前端回传业务的PON网络系统架构，简单起见，这里以每个基站部署2个RRH，且以2个基站、单程业务为例进行说明，图例中，一个基站的基带处理单元BBU1产生的数字基带信号，通过聚合/拆分单元进行信道汇聚之后，分别通过OLT端口1、2中的数字模拟转换、光调制、加载到下行光波波长λ1、λ2上输出，而另外一个基站基带处理单元BBU2产生的数字基带信号，通过聚合/拆分单元进行信道汇聚之后，分别通过光线路终端(OLT)端口3、4数字模拟转换、光调制、加载到下行光波波长λ3、λ4上输出，上述光波波长通过波分复用器(WDM)复用到光分配网络(ODN)传输至各光网络单元(ONU)，其中，蜂窝小区1中的ONU1-1、ONU1-2分别选择光波波长λ1、λ2接收来自其基带处理单元BBU的下行信号，例如：ONU1-1中的波长选择装置选择光波波长λ1，由接收单元Rx接收λ1上承载的来自其BBU1的下行光信号、模数转换器ADC将下行模拟信号转换为数字信号，通过聚合/拆分单元将各信道拆分后，再通过模数转换器DAC转换为模拟信号，并经上变频，传输给相对应的远端射频单元RRH。同理，蜂窝小区2中的ONU2-1、ONU2-2分别选择光波波长λ3、λ4接收来自其BBU2的下行数据。相反，上行方向来自各RRH的回程数据通过各自上行光波波长以模拟方式发送给OLT(图例中未示意出)。由于具有高带宽利用效率，这种模拟方案得到了来自设备商、运营商、和标准化组织越来越多的关注。