[发明专利]波分复用环形光接入网实现网络扩展和保护功能系统及方法

摘要

本发明涉及一种波分复用环形光接入网实现网络扩展和保护功能系统和方法。本系统是：1个光链路终端OLT，通过一根光纤连接M个远端结点RN形成环形网络，而远端结点RN通过分布光纤与光网络单元ONU相连接。其中光链路终端OLT主要由Q=Mq(1+n)个光发射机和Q个接收机，Mq个发射C波段波长，Mnq发射L波段波长，Q个1×2光开关，3个结构相同的Q个端口的阵列波导光栅AWG，2个掺铒光纤放大器EDFA，2个光环行器，1个2×1耦合器；主环上远端节点RN主要由一个2×2光开关，1个1×2光开关，2个波长阻断器WB，1个粗波分复用器CWDM，4个普通环形器，一个闭合环形器，6个耦合器组成，1个阵列波导光栅AWG。OLT端光开关的使用、环形的结构以及RN结构的设计实现了对馈线光纤的保护。对RN节点的有效设置能够实现网络规模的扩展，实现典型的环相切拓扑结构，大大增强了网络覆盖范围和用户量。本发明通过调整波长阻塞器WB和改变AWG的工作端口来实现波长的动态调度，并且是系统在成本和性能之间达到了均衡。

主权项

波分复用环形光接入网实现网络扩展和保护功能的系统，由光链路终端OLT(1)通过一根单模光纤即主环馈线光纤(9)连接M个主环远端结点RN(14)形成环状结构，在这里称为主环；主环的每个远端结点RNa(14)通过连接光纤(15)各连接1个子环（29），每个子环（29）与n个远端节点RNb(5)相连，主环远端节点RNa和各子环上的远端节点RNb(15,16)通过分布光纤(55)分别连接q个光网络单元ONUb(49)；并且，主环（1）通过各主环远端节点RNa（14）直接各连接q个光网络单元ONUa其特征在于：所述的光链路终端OLT（1）有Q个光发射机（2）分别经过Q个光开关（3）分别连接至两个阵列波导光栅AWG（4,5）——正常情况下，Q个光开关（3）都置于上端口位置，Q个发射机（2）通过光开关（3）与第一阵列波导光栅AWG（4）相连；两个第一和第二阵列波导光栅AWG（4,5）的输出端分别连接第一掺铒光纤放大器EDFA1（6）和第二掺铒光纤放大器EDFA2（7），第一掺铒光纤放大器EDFA1（6）经环形器1(8)与主环馈线光纤(9)连接；第二掺铒光纤放大器EDFA2（7）经环形器2(10)连接至馈线光纤(9)，环形器1(8)和环形器2(10)的一个端口分别连接第一和第二掺铒光纤放大器EFDA1（6）、EFDA2（7），一端口连接主环馈线光纤(9)，第三个端口通过一个耦合器1(11)和第三阵列波导光栅AWG(12)连接Q个光接收机(13)；所述主环上的主环远端结点RNa（14），这里以RNm*（15）为例说明，包括一个2×2光开关（16），1个通断光开关（25），第一、第二和第三3个波长阻断器WB（22,23,31），1个粗波分复用器CWDM（18），第一，第二，第三和第四4个普通环形器（17,26,28,34），一个第五闭合环形器（33），第一~第六6个耦合器组成（19,20,21,24,27，32），1个第四1×q阵列波导光栅AWG（35）；其中2×2光开关（16）右边上方端口连接至第一环形器（17）的第一端口，第一环形器（17）的第二和第三个端口分别连接粗波分复用器CWDM（18）和第一1×3光耦合器（19），粗波分复用器CWDM（18）的两个端口分别连接第二、第三两个1×2光耦合器（20,21），1×2光耦合器（21）右边两个端口分别连接第一、第二两个波长阻断器（22,23），第一个波长阻断器（23）输出端口连接1×2光功率分路器（24），光功率分路器（24）的两个输出端口分别连接一个光开关（25）和一个第二三端口光环形器（26），第二三端口环形器（26）第二个端口连接子环（29）的馈线光纤（30），光开关（25）的下端口连接另一个第三三端口光环形器（28），该第三环形器（28）的第二个端口也与子环（29）的馈线光纤（30）相连，两个环形器（26,28）的第三个端口都与第五1×2光耦合器（27）相连，该第五1×2耦合器（27）左端口与第一1×3光耦合器（19）相连，第二1×2光耦合器（20）右边两个端口分别与一个第四三端口光环形器（34）和波长阻断器WB（31）连接，波长阻断器WB（22，31）同时与第六1×2光耦合器（32）连接，第四光环形器（34）的三个端口分别连接第二1×2光耦合器（20）、第一1×3光耦合器（19）和第四1×9阵列波导光栅AWG（35），2×2光开关（16）右边下端口与第五光环形器（33）相连，第五光环行器（33）另外两个端口分别连接第六1×2光耦合器（32）、第一1×3光耦合器（19）；所述主环（1）通过各主环远端节点RNa（14）直接各连接q个光网络单元ONUa（39），每个光网络单元ONUa（39）包括1个1×2光耦合器（36），一个反射式半导体光放大器RSOA（37）和一个接收机（38）；其中主环远端节点RNa（14）中的第四阵列波导光栅AWG（35）通过分布光纤（40）连接光网络单元ONUa（39）的1×2光耦合器（36），该1×2光耦合器（36）的下面两个端口分别连接反射式半导体光放大器RSOA（37）和接收机（38）；所述子环远端节点RNb（50）包括1个2×2的光开光（41），1个1×2光功率分路器（42），1个波长阻塞器（43），第一、第二和第三3个光环形器（44,45,46），1个第四光耦合器（47）以及一个第五1×q阵列波导光栅AWG（48）；其中2×2光开关（41）连接至第一光环形器（44）的左侧端口，第一环形器（44）的右侧端口连接光功率分路器（42）；该光功率分路器（42）的两个输出端口分别连接第二环形器（45）和波长阻塞器（43），第二环形器（45）连接第五1×q的阵列波导光栅AWG（48），波长阻塞器（43）和第三环形器（46）的右侧端口相连，第三环形器（46）的上方端口和第二环形器（45）的下方端口分别连接第四耦合器（47）的两个输入端口，第四耦合器（47）的输出端口连接第一环行器（44）的下方端口，第三环形器（46）的左侧端口通过光开关（41）与下一个子环远端结RNb相连；每个子环远端结点RNb通过第五阵列波导光栅AWG（48）连接q个完全相同的光网络单元ONUb（49）；所述子环的光网络单元ONUb（49）包括1个1×2光耦合器（51），一个反射式半导体光放大器RSOA（53）和一个接收机（52），其中子环远端节点RNb（50）中的第五阵列波导光栅AWG（48）通过分布光纤（55）连接光网络单元ONUb（49）的1×2光耦合器（51），该光耦合器（51）的右边两个端口分别连接反射式半导体光放大器RSOA（53）和接收机（52）。