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CN112399283B - 一种波分复用系统、局端装置及远端装置 - Google Patents

一种波分复用系统、局端装置及远端装置 Download PDF

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CN112399283B CN201910756834.8A CN201910756834A CN112399283B CN 112399283 B CN112399283 B CN 112399283B CN 201910756834 A CN201910756834 A CN 201910756834A CN 112399283 B CN112399283 B CN 112399283B
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Abstract

本发明实施例提供一种波分复用系统、局端装置及远端装置，该波分复用系统包括：多个光模块、一对合分波器，多个光模块分别与合分波器连接，一对合分波器间通过光纤链路连接；合分波器的各通道的中心波长间距相等；相邻波长通道中光模块的发送光的中心波长的间距不等，奇数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等。本发明实施例中，采用非等间距波长通道的光模块和等间距波长通道的合分波器，满足5G前传网络的系统需求。

Description

一种波分复用系统、局端装置及远端装置
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种波分复用系统、局端装置及远端装置。
背景技术
伴随机房建设、维护成本上升等问题的日益凸显，第五代通信技术(5thgeneration，5G)前传网络将产生重大架构变化，云无线接入网(Cloud-Radio AccessNetwork，C-RAN)有望成为未来5G前传网络的主流组网方式。目前，C-RAN以中集中为主，单个分布单元(Distribute Unit，DU)集中机房连接5-10个物理站，考虑1个物理站对应3个有源天线单元(Active Antenna Unit，AAU)、160M频谱下每个AAU具备2个25G光模块，则采用双纤双向光纤直驱方案连接10个物理站总计需要120芯光纤，这对前传网络的光纤资源提出了巨大的挑战。
采用波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技术，将若干个不同波长的光信号合波后在同一芯光纤中传输，可以显著节省光纤资源。如S111物理站，采用单纤双向WDM技术后，所需光纤数量由12芯减小为仅1芯。此时需要12个不同波长的25G WDM通道，目前主要有三种WDM方案：密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)；稀疏波分复用(Coarse Wavelength Division Multiplexing，CWDM)，也称为粗波分复用；局域网波分复用(Local Area Network Wavelength Division Multiplexing，LAN-WDM)。
DWDM的波段覆盖常规波段(Conventional Band)和长波段(Long Band)，也称为C波段和L波段，以12.5GHz整数倍作为通道间隔。目前，常用的DWDM主要基于C波段的50GHz和100GHz的80波或40波通道。
CWDM的波段范围从1271nm到1611nm，相邻通道间隔20nm，总计18个波长通道。
LAN-WDM的波长范围包括位于原始波段(Original Band)，也称为O波段的1273.54nm-1286.66nm和1295.56nm-1309.14nm两个波段，各波段内相邻通道间隔为800GHz，总计8个波长。
目前上述三种WDM方案均不能满足5G前传网络对12波25G系统10km传输的低成本需求。
发明内容
本发明实施例提供一种波分复用系统、局端装置及远端装置，解决现有WDM技术无法满足5G前传网络的系统需求的问题。
依据本发明实施例的第一方面，提供一种波分复用系统，包括：多个光模块、一对合分波器，所述多个光模块分别与所述合分波器连接，所述一对合分波器间通过光纤链路连接；
所述合分波器的各通道的中心波长间距相等；
相邻波长通道中所述光模块的发送光的中心波长的间距不等，奇数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等。
可选地，所述多个光模块的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定。
可选地，所述相邻波长通道中所述光模块的发送光的中心波长关于所述合分波器相邻通道的边界对称。
可选地，奇数波长通道光模块的发送光的中心波长间的间距为2M，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长间的间距为2M，相邻奇数波长通道光模块的发送光的中心波长和偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距为2N或2(M-N)；
其中，所述M为所述合分波器的通道间距，所述N为所述光模块的发送光的中心波长调整平移的平移量。
可选地，所述合分波器的各通道的通道带宽小于等于M，所述通道带宽的中心与所述通道的中心位置相同或不同。
可选地，所述光模块中的激光器为直接调制激光器DML或电吸收调制激光器EML。
可选地，所述光纤链路为单纤单向光纤链路或者单纤双向光纤链路。
依据本发明实施例的第二方面，提供一种局端装置，包括：多个光模块和一个合分波器，所述多个光模块分别与所述合分波器连接；
所述合分波器的各通道的间距相等；
相邻波长通道中的所述光模块的发送光的中心波长的间距不等，奇数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等。
可选地，所述多个光模块的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定。
可选地，所述光模块的发送光的中心波长与合分波器相邻通道边界的间距为N或(M-N)；
其中，所述M为所述合分波器的通道间距，所述N为所述光模块的发送光的中心波长调整平移的平移量。
可选地，所述合分波器的各通道的通道带宽小于等于M，所述通道带宽的中心与所述通道的中心位置相同或不同。
可选地，所述光模块中的激光器为DML或EML。
可选地，所述光模块部署在光传送网OTN或波分复用WDM设备中。
依据本发明实施例的第三方面，提供一种远端装置，包括：多个光模块和一个合分波器，所述多个光模块分别与所述合分波器连接；
所述合分波器的各通道间距相等；
相邻波长通道中的所述光模块的发送光的中心波长的间距不等，奇数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等。
可选地，所述多个光模块的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定。
可选地，所述光模块的发送光的中心波长与合分波器相邻通道边界的间距为N或(M-N)；
其中，所述M为所述合分波器的通道间距，所述N为所述光模块的发送光的中心波长调整平移的平移量。
可选地，所述合分波器的各通道的通道带宽小于等于M，所述通道带宽的中心与所述通道的中心位置相同或不同。
可选地，所述光模块中的激光器为DML或EML。
可选地，所述光模块部署在有源天线单元AAU或射频拉远单元RRU设备中。
可选地，所述远端装置中的光模块由局端装置中的光模块管理；
或者
所述远端装置中的光模块由部署局端装置中的光模块的OTN或WDM设备管理。
本发明实施例中，采用非等间距波长通道的光模块和等间距波长通道的合分波器，其中光模块的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定，通过本发明实施例，快速满足5G前传网络的系统需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的波分复用系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光模块的发送光的中心波长分布示意图；
图3a为本发明实施例提供的应用场景示意图之一；
图3b为本发明实施例提供的应用场景示意图之二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在现有技术中，对于DWDM技术，10G DWDM光模块、合分波器件等已成熟应用于10G光传送网络(Optical Transport Network，OTN)，支持C波段的通道间隔为50GHz的40波和通道间隔为100GHz的80波信号传输。但是，25GDWDM光器件尚处于小批量样品阶段。由于波长通道间隔窄，25G DWDM光模块需精确的半导体制冷器(Thermo Electric Cooler，TEC)控制；受限于C波段色散代价，还需采用电吸收调制激光器(Electro-absorption ModulatedLaser,EML)，从而显著提高系统成本。
对于CWDM技术，波长为1271nm、1291nm、1311nm、1331nm的25G光器件已广泛应用于数据中心100GE等场景，波长为1351nm、1371nm的25G光器件可以小批量供货。位于1471nm-1571nm的6波25G CWDM光模块受光纤色散效应影响，需采用EML，成本大幅增加，与DWDM光模块价格相近，其他波段尚无CWDM产品。
对于LAN-WDM技术，8个波长通道均位于O波段，具有色散代价小的优势，但目前25GLAN-WDM光模块主要采用EML方案，成本较高。此外，LAN-WDM仅支持8个波长，无法满足5G前传网络12波的需求。
基于以上理由，目前亟需一种低成本且能够满足5G前传网络需求的WDM方案。
参见图1，本发明实施例提供一种波分复用系统10，包括：多个光模块11、一对合分波器12，多个光模块11分别与合分波器12连接，该一对合分波器12间通过光纤链路13连接。
在本发明实施例中，光纤链路13可以是单纤单向光纤链路或者单纤双向光纤链路，即波分复用系统10可以是单纤单向WDM系统或者单纤双向WDM系统。
上述光模块11用于电信号与光信号的转换，其具体光电转换方式可采用现有的光电转换方法，本发明实施例对此不做具体限定。
上述合分波器12可以用于从光模块11接收多个不同波长的光信号，并进行合波；上述合分波器12也可以用于对合波后的光信号进行分波，并将不同波长的光信号发送给对应的光模块11。合分波器12可以是由合波器与分波器组成的一体式结构实现，合分波器12也可以由合波器与分波器采用分体式结构实现，本发明实施例对此不做具体限定。
上述合分波器12可以为薄膜滤波器、阵列波导光栅(Arrayed WaveguideGrating，AWG)等，本发明实施例对合分波器12的具体种类不做限定。
需要说明的是，图1中仅示出了合分波器12对应连接三个光模块11的场景，在实际应用中，本领域技术人员可以根据需求调整该光模块11的数量，本发明实施例对与合分波器12连接的光模块11的数量不做具体限定。
在本发明实施例中，合分波器12的各通道的中心波长间距相等，相邻波长通道中的光模块11的发送光的中心波长的间距不等，奇数波长通道的光模块11的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道的光模块11的发送光的中心波长的间距相等。即在波分复用系统10中采用非等间距波长通道的光模块11与等间距波长通道的合分波器12。
上述多个光模块11的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定，例如：在CWDM前6波1271nm-1371nm的基础上使中心波长左右各移动3.5nm，从而得到12波非等间距WDM系统的中心波长，以满足对5G前传网络12波的需求。
可选地，光模块11所使用的激光器为直接调制器激光器(Directly ModulatedLaser，DML)或EML。
以对CWDM前6波进行调整平移得到12波非等间距WDM系统的中心波长的场景为例，12波全部由DML实现，成本较低，能够有效降低系统整体成本。
具体地，参见图2，图中示出光模块11的中心波长在波长通道中的分布方式。
相邻波长通道中的光模块11的发送光的中心波长关于合分波器12相邻通道的边界对称。
进一步地，奇数波长通道光模块11的发送光的中心波长间的间距为2M，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长间的间距为2M，相邻奇数波长通道光模块的发送光的中心波长和偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距为2N或2(M-N)；
其中，M为合分波器12的通道间距，N为光模块11的发送光的中心波长调整平移的平移量。
在一些实施方式中，合分波器12的各通道的通道带宽小于等于M，即在实现合分波器12时可以将其通道带宽设置为小于等于通道间隔。该通道带宽的中心与通道的中心位置相同或不同，即通道带宽的中心不限于位于通道间隔的中心，这样可以是合分波器的相邻通道的中心波长间距不等。
通过上述方式，增加WDM系统中光模块的波数，且各光模块的发送光的中心波长具有相对应的波长通道，满足5G前传网络的系统需求。
本发明实施例中，采用非等间距波长通道的光模块和等间距波长通道的合分波器，满足5G前传网络的系统需求。
图1所示的波分复用系统10中，信号交互的两端分别为局端和远端，信号可以由局端向远端发送，也可以由远端向局端发送。
本发明实施例还提供一种局端装置，包括：多个光模块和一个合分波器，多个光模块分别与合分波器连接；
在本发明实施中，光模块与合分波器的描述可以参照图1中波分复用系统10中的光模块11与合分波器12的描述，在此不再赘述。
合分波器的各通道的间距相等；相邻波长通道中的光模块的发送光的中心波长的间距不等，奇数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等。
可选地，多个光模块的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定。
光模块的发送光的中心波长分布方式可以参照图2的相关描述，其中光模块的发送光的中心波长与合分波器相邻通道边界的间距为N或(M-N)；其中，M为合分波器的通道间距，N为光模块的发送光的中心波长调整平移的平移量。
可选地，光模块中的激光器为DML或EML。
在一些具体实施方式中，局端装置的光模块部署在OTN设备或WDM设备中。
需要说明的是，局端装置的合分波器可以与光模块一同设置在OTN设备或WDM设备中，局端装置的合分波器也可以设置在其他位置，并通过光纤与光模块连接。
本发明实施例还提供一种远端装置，包括：多个光模块和一个合分波器，多个光模块分别与合分波器连接；
在本发明实施中，光模块与合分波器的描述可以参照图1中波分复用系统10中的光模块11与合分波器12的描述，在此不再赘述。
合分波器的各通道的间距相等；相邻波长通道中的光模块的发送光的中心波长的间距不等，奇数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等。
可选地，多个光模块的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定。
光模块的发送光的中心波长分布方式可以参照图2的相关描述，其中光模块的发送光的中心波长与合分波器相邻通道边界的间距为N或(M-N)；其中，M为合分波器的通道间距，N为光模块的发送光的中心波长调整平移的平移量。
可选地，光模块中的激光器为DML或EML。
在一些具体实施方式中，远端装置的光模块部署在AAU或射频拉远单元(RemoteRadio Unit，RRU)设备中。
需要说明的是，远端装置的合分波器可以与光模块设置在不同位置，例如：可以将合分波器安装在基站塔杆上，并通过光纤与设置在AAU或RRU中的光模块连接。
进一步地，当局端装置中的光模块的性能足够时，远端装置中的光模块可以由局端装置中的光模块进行管理；当局端装置中的光模块的性能不足够时，可以由部署该局端装置中光模块的OTN或WDM设备对远端装置中的光模块进行管理。
参见图3a和图3b，结合具体实施场景对本发明实施例进行描述，其中，图3a示出波分复用系统的架构，图3b示出光模块的发送光的中心波长在合分波器的通道中的分布方式，本发明实施例是以波分复用系统为单纤双向系统为例。
在本发明实施例中，合分波器的各通道的中心波长间距相等，为10nm；相邻波长通道的光模块的发送光的中心波长的间距不等，奇数波长通道光模块的发送光的中心波长间的间距为20nm，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长间的间距为20nm，而相邻奇数波长通道光模块的发送光的中心波长和偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距为7nm或13nm。
相邻波长通道中光模块的发送光的中心波长以合分波器相邻通道的边界作为中心、左右对称，考虑O波段色散代价小、CWDM前6波DML较为成熟且成本低，可在CWDM前6波(1271nm、1291nm、1311nm、1331nm、1351nm、1371nm)的基础上使中心波长左右各移动3.5nm，作为12波非等距WDM系统的中心波长。
可选地，中心波长的分配如表1所示。其中，通道序号仅作为示意。本发明实施例不限制该12波光模块及波长的实现方式。
通道序号 中心波长(nm)
1 1267.5
2 1274.5
3 1287.5
4 1294.5
5 1307.5
6 1314.5
7 1327.5
8 1334.5
9 1347.5
10 1354.5
11 1367.5
12 1374.5
表1
图3a示出的WDM系统中，发送中心波长为1267.5nm的光模块和发送中心波长为1274.5nm的光模块互为匹配，即发送中心波长为1267.5nm的光模块中，发送波长为1267.5nm，接收波长为1274.5nm；发送中心波长为1274.5nm的光模块中，发送波长为1274.5nm，接收波长为1267.5nm。其余光模块的收发中心波长分配同理，在此不再赘述。
上述中心波长的匹配方式仅为示例，本发明实施例对中心波长匹配方式不做具体限定。
本发明实施例中，共用25G CWDM前6波低成本DML，12波全部由DML激光器实现，成本低，且利用成熟产业链快速满足12波25G需求；合分波器仍为等间距、仅通道间隔减小至10nm，易于实现。
现有技术中的25G DWDM方案，C波段色散代价大，采用EML并需精确的TEC控制，且处于小批量样品阶段。与本发明实施例相比，本发明实施例将等间距的WDM系统改进为非等距的WDM系统，由等间距波长通道的合分波器、非等间距波长通道的光模块和光纤链路组成。在CWDM前6波1271nm-1371nm的基础上使中心波长左右各移动3.5nm，作为12波非等距WDM系统的中心波长。可共用25G CWDM前6波低成本DML，12波全部由DML激光器实现，成本低；合分波器仍为等间距、仅通道间隔减小至10nm，易于实现。
现有技术中的25G CWDM方案，波长为1271nm-1371nm的前6波光模块采用DML，波长为1471nm-1571nm的6波光模块采用EML激光器且仅为样品阶段，其他波段尚无25G CWDM产品。与本发明实施例相比，本发明实施例将等间距的WDM系统改进为非等距的WDM系统，由等间距波长通道的合分波器、非等间距波长通道的光模块和光纤链路组成。在CWDM前6波1271nm-1371nm的基础上使中心波长左右各移动3.5nm，作为12波非等距WDM系统的中心波长。可共用25G CWDM前6波低成本DML，12波全部由DML激光器实现，成本低，且利用成熟产业链快速满足12波25G需求；合分波器仍为等间距、仅通道间隔减小至10nm，易于实现。
现有技术中的25G LAN-WDM方案，仅支持8个波长，目前主要采用EML方案，个别厂商可提供后4波的DML产品，未来可在链路预算满足的前提下采用DML等低成本器件。将EML方案向DML方案演进以及扩展新波长的激光器资源，均需要产业链重新研发设计和验证，时间周期长。与本发明实施例相比，本发明实施例将等间距的WDM系统改进为非等距的WDM系统，由等间距波长通道的合分波器、非等间距波长通道的光模块和光纤链路组成。在CWDM前6波1271nm-1371nm的基础上使中心波长左右各移动3.5nm，作为12波非等距WDM系统的中心波长。可共用25G CWDM前6波低成本DML激光器，12波全部由DML激光器实现，成本低，且利用成熟产业链快速满足12波25G需求；合分波器仍为等间距、仅通道间隔减小至10nm，易于实现。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种波分复用系统，其特征在于，包括：多个光模块、一对合分波器，所述多个光模块分别与所述合分波器连接，所述一对合分波器间通过光纤链路连接；
所述合分波器的各通道的中心波长间距相等；
相邻波长通道中所述光模块的发送光的中心波长的间距不等，所述多个光模块的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定；奇数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等；
其中，奇数波长通道光模块的发送光的中心波长间的间距为2M，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长间的间距为2M，相邻奇数波长通道光模块的发送光的中心波长和偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距为2N或2(M-N)；
其中，所述M为所述合分波器的通道间距，所述N为所述光模块的发送光的中心波长调整平移的平移量。
2.根据权利要求1所述的波分复用系统，其特征在于，
所述相邻波长通道中所述光模块的发送光的中心波长关于所述合分波器相邻通道的边界对称。
3.根据权利要求1所述的波分复用系统，其特征在于，所述合分波器的各通道的通道带宽小于等于M，所述通道带宽的中心与所述通道的中心位置相同或不同。
4.根据权利要求1所述的波分复用系统，其特征在于，所述光模块中的激光器为直接调制激光器DML或电吸收调制激光器EML。
5.根据权利要求1所述的波分复用系统，其特征在于，所述光纤链路为单纤单向光纤链路或者单纤双向光纤链路。
6.一种局端装置，其特征在于，包括：多个光模块和一个合分波器，所述多个光模块分别与所述合分波器连接；
所述合分波器的各通道的间距相等；
相邻波长通道中的所述光模块的发送光的中心波长的间距不等，所述多个光模块的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定；奇数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等；
所述光模块的发送光的中心波长与合分波器相邻通道边界的间距为N或(M-N)；
其中，所述M为所述合分波器的通道间距，所述N为所述光模块的发送光的中心波长调整平移的平移量。
7.根据权利要求6所述的局端装置，其特征在于，所述合分波器的各通道的通道带宽小于等于M，所述通道带宽的中心与所述通道的中心位置相同或不同。
8.根据权利要求6所述的局端装置，其特征在于，所述光模块中的激光器为DML或EML。
9.根据权利要求6所述的局端装置，其特征在于，所述光模块部署在光传送网OTN或波分复用WDM设备中。
10.一种远端装置，其特征在于，包括：多个光模块和一个合分波器，所述多个光模块分别与所述合分波器连接；
所述合分波器的各通道间距相等；
相邻波长通道中的所述光模块的发送光的中心波长的间距不等，所述多个光模块的各中心波长由等间距中心波长通过调整平移确定；奇数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等，偶数波长通道光模块的发送光的中心波长的间距相等；
所述光模块的发送光的中心波长与合分波器相邻通道边界的间距为N或(M-N)；
其中，所述M为所述合分波器的通道间距，所述N为所述光模块的发送光的中心波长调整平移的平移量。
11.根据权利要求10所述的远端装置，其特征在于，所述合分波器的各通道的通道带宽小于等于M，所述通道带宽的中心与所述通道的中心位置相同或不同。
12.根据权利要求10所述的远端装置，其特征在于，所述光模块中的激光器为DML或EML。
13.根据权利要求10所述的远端装置，其特征在于，所述光模块部署在有源天线单元AAU或射频拉远单元RRU设备中。
14.根据权利要求10所述的远端装置，其特征在于，
所述远端装置中的光模块由局端装置中的光模块管理；
或者
所述远端装置中的光模块由部署局端装置中的光模块的OTN或WDM设备管理。
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