CN102082611A - 一种无源光网络中进行光分配的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无源光网络中进行光分配的装置及方法；装置包括OLT、ONU和连接状态调整单元：当系统中连接的ONU的总数小于等于一个OLT或OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，连接状态调整单元调整所有ONU连接到同一个OLT或OLT的同一个PON口上；当系统中连接的ONU的总数大于一个OLT或OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，连接状态调整单元调整ONU中的一部分ONU断开初始连接，重新连接到系统中其它OLT或OLT的其它PON口上，剩余部分的ONU保持连接不变。本发明通过在一个OLT的多个PON口或者多个OLT下连接的ONU数量较少时，由一个OLT的PON口或者一个OLT统一管理所有ONU；该光分配网可以在ONU数码较少时，减少管理ONU的OLT的PON口或者OLT的数量，节约了网络的运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种无源光网络中进行光分配的装置及方法。
背景技术
吉比特无源光网络(GPON，Gigabit-Capable Passive Optical Network)技术和以太网无源光网络(EPON，Ethernet Passive Optical Network)是PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)家族中两个重要的技术分支，和其它PON技术类似，GPON和EPON也是采用点到多点拓扑结构的无源光接入技术。
如图1所示，PON系统的拓扑结构包括局侧的光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)、用户侧的光网络单元(ONU，Optical Network Unit)以及光分配网络(ODN，Optical Distribute Network)，通常采用点到多点的网络结构。ODN由单模光纤、光分路器、光连接器等无源光器件组成，ODN为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。如图2、图3所示，如果一个OLT有几个PON端口下同时连接了ONU，或者运营商在一个机房布置了几个OLT，并且每个OLT或者部分OLT下连接了ONU，只要OLT的一个PON端口或者一个OLT下连接了ONU，则该OLT端口或者该OLT需要管理连接的ONU。当一个OLT的几个PON端口或者几个OLT下同时连接的所有ONU的个数较少时，每个OLT或者每个OLT的PON端口都需要对ONU进行管理，该管理方式浪费了系统的管理资源，增加了管理成本。针对这种情况，现有技术提出在OLT和ONU之间加入虚拟电分路器的方案，用一个OLT统一管理所有的ONU，这种方案需要ONU侧的光模块具有很高的光信噪比，导致ONU侧的光模块不是符合标准规范的光模块，增加了ONU的成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无源光网络中进行光分配的装置及方法，用以解决现有技术中当一个OLT的多个PON口或者多个OLT下连接的ONU数量较少时，需要OLT的多个PON口或者多个OLT管理ONU的高成本问题。
为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种无源光网络中进行光分配的装置，所述装置包括光线路终端OLT、光网络单元ONU和连接状态调整单元：
其中，当系统中连接的ONU的总数小于等于一个OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所述连接状态调整单元调整所有ONU连接到同一个OLT或所述OLT的同一个PON口上；
当系统中连接的ONU的总数大于一个OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所述连接状态调整单元调整所述ONU中的一部分ONU断开初始连接，重新连接到系统中其它OLT或所述OLT的其它PON口上，剩余部分的ONU保持连接不变。
进一步，系统中连接的ONU是指连接在多个OLT或一个OLT的多个PON口上ONU。
进一步，OLT到ONU方向的下行数据采用掺铒光纤放大器EDFA进行放大；ONU到OLT的上行数据采用半导体光放大器SOA进行放大。
进一步，所述连接状态调整单元包括与ONU连接的光开关，通过调整与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接。
进一步，所述连接状态调整单元包括与OLT连接的光开关和与ONU连接的光开关，通过调整与OLT连接的光开关及与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接。
另一方面，本发明还提供一种无源光网络中进行光分配的方法，所述方法包括以下步骤：
当系统中连接的光网络单元ONU的总数小于等于一个光线路终端OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所有ONU连接到同一个OLT或所述OLT的同一个PON口上；
当系统中连接的ONU的总数大于一个OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所述ONU中的一部分ONU断开初始连接，重新连接到系统中其它OLT或所述OLT的其它PON口上，剩余部分的ONU保持连接不变。
进一步，系统中连接的ONU是指连接在多个OLT或一个OLT的多个PON口上ONU。
进一步，OLT到ONU方向的下行数据采用掺铒光纤放大器EDFA进行放大；ONU到OLT的上行数据采用半导体光放大器SOA进行放大。
进一步，通过调整与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接。
进一步，通过调整与OLT连接的光开关及与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接。
本发明有益效果如下：
本发明通过在一个OLT的多个PON口或者多个OLT下连接的ONU数量较少时，由一个OLT的PON口或者一个OLT统一管理所有ONU；在ONU数目增多时，将部分ONU转移连接到另外一个OLT的PON口下或者另外一个OLT下，因此，该光分配网可以在ONU数码较少时，减少管理ONU的OLT的PON口或者OLT的数量，节约了网络的运营成本。
附图说明
图1是现有技术PON系统的拓扑结构图；
图2是现有技术PON系统中一个OLT的多个PON口连接ONU的拓扑结构图；
图3是现有技术PON系统中多个OLT连接ONU的拓扑结构图；
图4是本发明实施例中一种无源光网络中进行光分配的装置的结构示意图；
图5是本发明实施例1一种无源光网络中进行光分配的装置的PON的系统架构图；
图6是本发明实施例1再一种无源光网络中进行光分配的装置的PON的系统架构图；
图7是本发明实施例2一种无源光网络中进行光分配的装置的PON的系统架构图；
图8是本发明实施例2再一种无源光网络中进行光分配的装置的PON的系统架构图；
图9是本发明实施例3一种无源光网络中进行光分配的装置的PON的系统架构图；
图10是本发明实施例3再一种无源光网络中进行光分配的装置的PON的系统架构图；
图11是本发明实施例3再一种无源光网络中进行光分配的装置的PON的系统架构图；
图12是本发明实施例3再一种无源光网络中进行光分配的装置的PON的系统架构图。
具体实施方式
为了解决现有技术中当一个OLT的多个PON口或者多个OLT下连接的ONU数量较少时，需要OLT的多个PON口或者多个OLT管理ONU的高成本问题，本发明提供了一种无源光网络中进行光分配的装置及方法，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图4所示，本发明实施例涉及一种无源光网络中进行光分配的装置，包括OLT、ONU和连接状态调整单元：连接状态调整单元包括ODN，ODN包括单模光纤、光分路器、光连接器等无源光器件，ODN为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。连接状态调整单元主要是调节ONU与OLT的连接关系，即可以控制ONU与系统中不同的OLT或一个OLT的不同PON口连接。本实施例的系统是指由OLT、ODN和ONU组成的PON的系统架构。
其中，当系统中连接的ONU的总数小于等于一个OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，连接状态调整单元调整所有ONU连接到同一个OLT或OLT的同一个PON口上；
当系统中连接的ONU的总数大于一个OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，连接状态调整单元调整ONU中的一部分ONU断开初始连接，重新连接到系统中其它OLT或OLT的其它PON口上，剩余部分的ONU保持连接不变。
上述系统中连接的ONU是指连接在多个OLT或一个OLT的多个PON口上ONU。OLT到ONU方向的下行数据采用EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier，掺铒光纤放大器)进行放大；ONU到OLT的上行数据采用(Semiconductor Optical Amplifer，半导体光放大器)进行放大。OLT或者OLT的一个PON口通过虚拟ONU管理所述光开关的连接状态。
下面以具体的实例进行详细说明：
实施例1
一种包含新型的光分配网的PON的系统架构如图5所示，初始状态时，光开关的连接如图5所示，为：OLT的第一个PON口(即PON1)通过耦合 器的99％输出口和1×2的光开关0连接到WDM1器件，四个分支上连接的所有ONU通过各自的光开关连接到1×4的分光器。OLT的PON1通过以下方式管理四个分支上的所有ONU：下行方向，PON1通过耦合器的99％输出口和1×2的光开关0连接到WDM1器件，OLT的下行信号通过WDM1后，经过EDFA的放大后再通过WDM2器件到达1×4的分光器，然后到达四个分支上的所有ONU；上行方向，四个分支上的ONU通过各自的光开关连接到1×4的分光器上，然后经过WDM2后通过SOA进行放大，放大后上行信号经过WDM1和1×2的光开关0后到达耦合器的99％输出口，然后传输至PON1。初始状态是指系统中连接的ONU的总数小于等于OLT PON1口管理的ONU的最大数值时的系统状态，此时，通过调整各个光开关的状态，所有ONU连接到OLT的PON1口上(如图5所示)。
当某个分支下连接了较多数量的ONU时(超过了OLT的PON口管理ONU的最大数值，以下简称最大值)，OLT的PON1通过耦合器的1％输出口与虚拟ONU相连接，虚拟ONU可以控制四个分支上的光开关，OLT通过虚拟ONU控制分支上的光开关进行切换，来调整各个ONU与OLT的各个PON口的连接关系。分支1、2、3的光开关与PON1、2、3口可以互相切换，但要遵循一定的优先级，分支4只能切换到PON4口。优先级如下：如果分支1是四个分支中第一个或第二个连接了超过最大值数量的ONU(例如，挂满全部64个ONU)的分支，则控制1×4的光开关1切换到PON2和PON3两个中的空闲一个，其它情况则只能切换到PON1；如果1×4的光开关1切换到PON1，或者1×4的光开关2或1×4的光开关3中的一个切换到PON1，则说明此时至少已有三个分支连接了超过最大值数量的ONU(例如，挂满全部64个ONU)，此时中间的结构已没必要存在，所以1×2光开关0要切换到如图5所示的双点划线表示的PON1的光纤链路上，但在此之前，要先由PON1通过虚拟ONU控制1×2的光开关4切换到PON4；对于1×4的光开关2，PON口切换的优先级是：PON2＞PON3＞PON1，1×4的光开关3切换的优先级是：PON3＞PON2＞PON1。
例如：情况1：如果4个分支上最先挂满64个ONU的次序依次是：分支2、分支3、分支1、分支4，那么在分支2挂满ONU时，按照光开关2的优先级，PON1通过虚拟ONU控制光开关2切换到PON2，当分支3挂满ONU时，按照光开关3的优先级，PON1通过虚拟ONU控制光开关3切换到PON3，而接下来则是光开关1切换到PON1，之后，光开关4切换到PON4，这样，中间结构被取消，每个PON口连接一个分支。
情况2：如果分支上最先挂满64个ONU的次序依次是：分支1、分支3、分支2、分支4，那么在分支1挂满ONU时，按照光开关1的优先级，PON1通过虚拟ONU控制光开关1切换到PON2(当然也可以切换到PON3)，当分支3挂满ONU时，按照光开关3的切换优先级，PON1通过虚拟ONU控制光开关3切换到PON3(如果前面光开关1切换到PON3，那么此时光开关3切换到PON2)，当分支2也挂满时，按时光开关2的优先级，由于PON2、PON3都被占据，PON1通过虚拟ONU控制光开关2切换到PON1，则此时，先由PON1通过虚拟ONU控制光开关4切换到PON4，再将光光开关0切换到如图5所示的双点划线表示的PON1的光纤链路上。
本实施例中的架构中采用了WDM2和1×4分光器，在其他的实施例中，可以由一个2×4的分光器和两个光隔离器代替，如图6所示，工作过程与上述描述的工作过程相同，此处不再赘述。
实施例2
一种包含新型的光分配网的PON的系统架构如图7所示，初始状态时，光开关的连接如图7所示，为：OLT的第一个PON口(即PON1)通过耦合器的99％输出口和1×2的光开关0连接到WDM1器件，四个分支上连接的所有ONU通过各自的光开关连接到1×4的分光器。OLT的PON1通过以下方式管理四个分支上的所有ONU：下行方向，PON1通过耦合器的99％输出口和1×2的光开关0连接到WDM1器件，OLT的下行信号通过WDM1后，经过EDFA的放大后再通过WDM2器件到达1×4的分光器，然后到达四个分支上的所有ONU；上行方向，四个分支上的ONU通过各自的光开关连接到1×4的分光器上，然后经过WDM2后通过SOA进行放大，放大后上行信号经过WDM1和1×2的光开关0后到达耦合器的99％输出口，然后传输至PON1。初始状态是指系统中连接的ONU的总数小于等于OLT的PON1口管理的ONU的最大数值时的系统状，此时，通过调整各个光开关的状态，所有ONU连接到OLT的PON1口上(如图7所示)。
如图7所示，ONU侧每条分支上都连接了一个1×2的光开关，初始状态时，光开关连接到包含1×4的分光器的光纤上。当某个分支下连接了一定数量的ONU时(超过了OLT的PON口管理ONU的最大数值，以下简称最大值)，例如，挂满全部64个ONU。OLT的PON1通过耦合器的1％输出口与虚拟ONU相连接，虚拟ONU可以控制各个分支上的光开关，OLT通过虚拟ONU控制该分支上的光开关进行切换使该分支的ONU连接到另一条光纤上，然后再切换OLT侧光开关实现该分支的ONU与OLT的PON口的连接。
如果是分支4上光开关4进行切换后，OLT侧光开关不需要切换，分支4上的ONU在光开关4切换后直接连接到PON4上。
如果是分支1上的光开关进行了切换，则OLT侧的1×3的光开关a切换到图7中双点划线表示的光纤上，或者OLT侧的1×3的光开关b切换到图7中双点划线表示的光纤上，使得分支1上的ONU连接到PON2或者PON3上，由PON2或者PON3实现对分支1上的ONU的管理。
如果1×3的光开关a和1×3的光开关b都已经完成过一次切换，并且使得PON2口和PON3口分别与分支2和分支3(或者分支3和分支2)上的ONU相连，则OLT侧的1×4的光开关0切换到图7中双点划线表示的光纤上，使得分支1上的ONU与PON1口直接相连。
如果是分支2上的光开关2进行了切换，则OLT侧除PON4口外的没有连接ONU的PON口对应的光开关进行切换，使得该PON口与分支2上的ONU相连，实现该PON口对分支2上的ONU的管理。
如果OLT侧除PON4口外有多余一个PON口未与ONU相连，则光开关切换的优先级从高到低依次为：1×3的光开关a、1×3的光开关b、1×4光开关0；或者光开关切换的优先级从高到低依次为：1×3光开关b、1×3光开关a、1×4光开关0。
分支3上的光开关3进行切换后的情况与分支2上的光开关进行了切换的情况相同，此处不再赘述。
本实施例中的架构中采用了WDM2和1×4分光器在其他的实施例中可以由一个2×4的分光器和两个光隔离器代替，如图8所示，工作过程与上述描述的工作过程相同，此处不再赘述。
实施例3
一种包含新型的光分配网的PON的系统架构如图9所示，初始状态时，光开关的连接如图9所示，为：OLT的第一个PON口(即PON1)通过耦合器的99％输出口和1×2的光开关0连接到WDM1器件，四个分支上的所有ONU通过各自的光开关连接到1×4的分光器。OLT的PON1通过以下方式管理四个分支上连接的所有ONU：下行方向，PON1通过耦合器的99％输出口和1×2的光开关0连接到WDM1器件，OLT的下行信号通过WDM1后经过EDFA的放大后再通过WDM2器件到达1×4的分光器，然后到达四个分支上的所有ONU；上行方向，四个分支上的ONU通过各自的光开关连接到1×4的分光器上，然后经过WDM2后通过SOA进行放大，放大后上行信号经过WDM1和1×2的光开关0后到达耦合器的99％输出口，然后传输至PON1。初始状态是指系统中连接的ONU的总数小于等于OLT的PON1口管理的ONU的最大数值时的系统状，此时，通过调整各个光开关的状态，所有ONU连接到OLT的PON1口上(如图9所示)。
如图9所示，ONU侧每条分支上都连接了一个1×2的光开关，初始状态时，光开关连接到包含1×4的分光器的光纤上。当某个分支下连接了一定数量的ONU时(超过了OLT的PON口管理ONU的最大数值，以下简称最大值)，例如，挂满全部64个ONU。OLT的PON1通过耦合器的1％输出口与虚拟ONU相连接，虚拟ONU可以控制各个分支上的光开关，OLT通过虚拟ONU控制该分支上的光开关进行切换，使该分支的ONU连接到另一条光纤上，然后再切换OLT侧光开关，实现该分支的ONU与OLT的PON口的连接。
如果是分路1上连接了超过最大值数量的ONU之前，其他两个或者三个分支上连接了超过最大值数量的ONU，则分支1上的光开关1进行切换，OLT侧光开关不需要切换；或者，如果是分路1上连接了超过最大值数量的(例如挂满64个ONU)ONU之前，其他两个或者三个分支上连接了超过最大值数量的ONU，则所有分支上的光开关进行切换，并且OLT侧的1×2光开关a进行切换，这样每组分支上的ONU都直接连接到对应的PON口上。
如果分支1上连接了超过最大值数量的ONU(例如挂满64个ONU)时，还存在其他两个或者三个分支上连接的ONU数量较少，则分支1上的光开关进行切换，OLT侧的1×2的光开关a进行切换，且PON2口、PON3口或者PON4口中未与对应分支的ONU相连的PON口所对应的光开关中的一个光开关进行切换，使得对应的PON口继续管理所有没有进行过光开关切换的分支上的ONU，此后，如果某个分支上连接了超过最大值数量的ONU，采取与上述步骤相同的处理方法进行光开关的切换，此处不再赘述。
在本实施例中，只有OLT的PON1口能够控制虚拟ONU，从而控制分支上的光开关。在PON1口对应的1×2的光开关a切换后，其他PON口对应的1×2的光开关进行切换，使得对应的PON管理所有没有进行过光开关切换的分支上的ONU时，分支上的光开关需要手工进行切换。如需自动切换，也可以采用图10所示的光分配网架构，PON2口、PON3采用与PON1口相同的连接方式，分别通过耦合器与对应的光开关连接，可以保证OLT一直可以通过虚拟ONU控制分支上的光开关的切换，工作方式与上述相同，此处不再赘述。
在本实施例中，耦合器放在图9所示的位置上，在其他实施例中，耦合器也可以放在PON1口、PON2口、PON3和PON4口中的任意三个的位置上，如图10所示，也可以放在1×2光开关a与WDM1之间、1×2光开关b与WDM1之间、1×2光开关c与WDM1之间和/或者1×2光开关d与WDM1之间的位置上。
本实施例中的架构中采用了WDM2和1×4分光器，在其他的实施例中可以由一个2×4的分光器和两个光隔离器代替，如图11和图12所示，工作过程与上述描述的工作过程相同，此处不再赘述。
另外，本发明还涉及一种无源光网络中进行光分配的方法，所述方法包括以下步骤：
当系统中连接的光网络单元ONU的总数小于等于一个光线路终端OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所有ONU连接到同一个OLT或所述OLT的同一个PON口上；
当系统中连接的ONU的总数大于一个OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所述ONU中的一部分ONU断开初始连接，重新连接到系统中其它OLT或所述OLT的其它PON口上，剩余部分的ONU保持连接不变。
上述方法中，系统中连接的ONU是指连接在多个OLT或一个OLT的多个PON口上ONU。OLT到ONU方向的下行数据采用掺铒光纤放大器EDFA进行放大；ONU到OLT的上行数据采用半导体光放大器SOA进行放大。
上述方法中，可以通过调整与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接；也可以通过调整与OLT连接的光开关及与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接。
本发明通过在一个OLT的多个PON口或者多个OLT下连接的ONU数量较少时，由一个OLT的PON口或者一个OLT统一管理所有ONU；在ONU数目增多时，将部分ONU转移连接到另外一个OLT的PON口下或者另外一个OLT下，因此，该光分配网可以在ONU数码较少时，减少管理ONU的OLT的PON口或者OLT的数量，节约了网络的运营成本。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。
Claims (10)
1.一种无源光网络中进行光分配的装置，其特征在于，所述装置包括光线路终端OLT、光网络单元ONU和连接状态调整单元：
其中，当系统中连接的ONU的总数小于等于一个OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所述连接状态调整单元调整所有ONU连接到同一个OLT或所述OLT的同一个PON口上；
当系统中连接的ONU的总数大于一个OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所述连接状态调整单元调整所述ONU中的一部分ONU断开初始连接，重新连接到系统中其它OLT或所述OLT的其它PON口上，剩余部分的ONU保持连接不变。
2.如权利要求1所述的无源光网络中进行光分配的装置，其特征在于，系统中连接的ONU是指连接在多个OLT或一个OLT的多个PON口上ONU。
3.如权利要求1所述的无源光网络中进行光分配的装置，其特征在于，OLT到ONU方向的下行数据采用掺铒光纤放大器EDFA进行放大；ONU到OLT的上行数据采用半导体光放大器SOA进行放大。
4.如权利要求1所述的无源光网络中进行光分配的装置，其特征在于，所述连接状态调整单元包括与ONU连接的光开关，通过调整与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接。
5.如权利要求1所述的无源光网络中进行光分配的装置，其特征在于，所述连接状态调整单元包括与OLT连接的光开关和与ONU连接的光开关，通过调整与OLT连接的光开关及与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接。
6.一种无源光网络中进行光分配的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
当系统中连接的光网络单元ONU的总数小于等于一个光线路终端OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所有ONU连接到同一个OLT或所述OLT的同一个PON口上；
当系统中连接的ONU的总数大于一个OLT或一个OLT的一个PON口上管理的ONU的最大数值时，所述ONU中的一部分ONU断开初始连接，重新连接到系统中其它OLT或所述OLT的其它PON口上，剩余部分的ONU保持连接不变。
7.如权利要求6所述的无源光网络中进行光分配的方法，其特征在于，系统中连接的ONU是指连接在多个OLT或一个OLT的多个PON口上ONU。
8.如权利要求6所述的无源光网络中进行光分配的方法，其特征在于，OLT到ONU方向的下行数据采用掺铒光纤放大器EDFA进行放大；ONU到OLT的上行数据采用半导体光放大器SOA进行放大。
9.如权利要求6述的无源光网络中进行光分配的方法，其特征在于，通过调整与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接。
10.如权利要求6所述的无源光网络中进行光分配的方法，其特征在于，通过调整与OLT连接的光开关及与ONU连接的光开关的连接状态，实现ONU与不同的OLT或一个OLT的不同PON口的连接。
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