專利名稱：用于運(yùn)營商級wdm pon以增加分割數(shù)及帶寬的系統(tǒng)及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域，且更具體而言涉及一種通過波分復(fù)用器(WDM)與光耦合元件的組合來提供增大的分割數(shù)及帶寬的波分復(fù)用無源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有無源光纖網(wǎng)絡(luò)通?？梢娪糜趯拵Ч饫w存取網(wǎng)絡(luò)。PON使用一種共享入戶光纖的方式而無需從交換點(diǎn)、電話公司本地交換局(LEO)或CATV頭端器向訂戶戶內(nèi)敷設(shè)單獨(dú)的光纖線。
現(xiàn)有無源光纖網(wǎng)絡(luò)所面臨的主要挑戰(zhàn)是增加共享一呈總線或環(huán)形配置的光纖的用戶數(shù)量。分割數(shù)升高會使遠(yuǎn)端接收機(jī)中的光功率下降。通常，對于所界定目標(biāo)而言，ITU-G.983無源光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)允許有32個分割而IEEE802.3ah點(diǎn)對多點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)則允許有16個分割。
與增加共享一光纖的用戶數(shù)量相關(guān)聯(lián)的另一問題是同時會減小每一用戶的平均帶寬。一典型PON的帶寬由所有訂戶用戶共享。例如，由16個用戶共享的1吉位的下游帶寬提供約60Mb/s，其中一32分割會使每一用戶得到30Mb/s，一64分割會使用戶得到15Mb/s，而一128分割會使用戶得到7Mb/s。
因此，期望提供一種具有更高分割比率及帶寬的PON。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為一種采用一本地交換局節(jié)點(diǎn)的無源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)，其具有一具有M個用于下游信號傳輸?shù)耐ǖ赖牡谝籛DM及一將第一WDM互連至一光纖的第二WDM。所述第二WDM自所述第一WDM接收所述M個下游傳輸通道并自所述光纖接收單個上游傳輸通道。一光分配節(jié)點(diǎn)通過一用于與所述第二WDM進(jìn)行通信的第三WDM連接至所述光纖并包含一連接至所述第三WDM以用于接收所述M個下游傳輸通道的第四WDM。一1×M光耦合器連接至所述第三WDM以傳輸上游通道而M個2×N光耦合器分別連接至所述第四WDM及所述1×M光耦合器。提供M×N客戶節(jié)點(diǎn)，其分別具有一第五WDM以接收下游傳輸信號并將上游傳輸信號傳送至各個2×N耦合器。


結(jié)合附圖參閱下文詳細(xì)說明可更好地了解本發(fā)明的這些及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1a-e為顯示其中可采用本發(fā)明的各種PON配置的方框圖；圖2為一展示一體現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)中各元件的方框圖；及圖3為一包含本發(fā)明的系統(tǒng)中一實例性分配節(jié)點(diǎn)的方框圖。
具體實施例方式
參見圖1a-e，無源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)為一將光纜及信號一直或幾乎一直引至終端用戶的系統(tǒng)。根據(jù)PON的終接位置，所述系統(tǒng)可稱作光纖至路邊(FTTC)、光纖到樓(FTTB)、或光纖入戶(FTTH)。一PON由一位于通信公司處所處的光線路終端(OLT)10及多個位于終端用戶附近的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)12組成。通常，有多達(dá)32個ONU可連接至一OLT。術(shù)語“無源”只是描述如下事實一旦信號正在通過所述網(wǎng)絡(luò)，光傳輸就不存在功率需求或有源電子部件。PON中的主要組件為光纖14及耦合器16。每一耦合器均結(jié)合或分割來自光纖的功率。其在PON中用于分配來往于多個訂戶線的光信號。
圖1a揭示一具有一基本樹形結(jié)構(gòu)的PON，其中各ONU通過一自單條光纖至每一ONU的分支光纖的1×n耦合器連接至OLT。圖1b揭示一其中每一ONU均在單條光纖“總線”上具有一單獨(dú)耦合器(n個1×2耦合器)的總線結(jié)構(gòu)。
圖1c揭示一具有一干線受保護(hù)的樹的PON，其中在一光纖環(huán)路上存在兩個OLT其中一個OLT現(xiàn)用而另一個備用。耦合器為一容納與各OLT連接的環(huán)路的這兩“半”的2×n耦合器。圖1d揭示一如在所述干線受保護(hù)的樹中一樣具有兩個OLT的完全冗余的樹，其中一1×n耦合器位于光纖環(huán)路的端接點(diǎn)上且每一用戶位置均具有兩個ONU通過每一耦合器均有一個ONU與相應(yīng)的現(xiàn)有或冗余OLT進(jìn)行通信。
圖1e顯示一完全冗余的總線架構(gòu)，其具有兩個OLT且在每一用戶位置處均有兩個ONU通過一2×2耦合器連接至光纖環(huán)路總線。
波分復(fù)用器(WDM)允許以不同波長的光通過一條光纖發(fā)送若干信號以避免在信號中產(chǎn)生干擾。參見圖2，在一可構(gòu)成本發(fā)明上述PON中的OLT的本地局節(jié)點(diǎn)20中，采用一具有M個通道的WDM以對下游方向上M個傳輸通道24的M個波長進(jìn)行多路復(fù)用。一第二WDM 26在一光纖28上提供所述M個下游通道加上一個上游通道的雙向傳輸。CON所接收到的上游傳輸是在單個波長或通道30上完成。作為一實例，在下游傳輸系統(tǒng)中采用由1470/1490/1510/1530/1550/1570/1590/1610nm組成的八個通道。對上游方向則使用單個1310nm的波長。在針對CON、下文所述ODN及客戶節(jié)點(diǎn)所述的本發(fā)明指定實施例中所采用的一種實例性WDM是由.位于780Montague Expressway，Suite 403，San Jose，CA 95131的Optowaves公司制造，其部件號為CWDM-8-1470-1-SC/UPC。應(yīng)了解，在替代實施例中，可使用既提供下游傳輸能力又提供上游傳輸能力的組合雙向WDM來代替此處所述的單向WDM。
由一光分配節(jié)點(diǎn)(ODN)32代替PON中的傳統(tǒng)耦合器。所述ODN包含一WDM 34，所述WDM 34與光纖28進(jìn)行通信并向一具有M個通道的第二WDM 36提供M個下游傳輸通道。一1×M耦合器38與WDM 34進(jìn)行上游傳輸信號通信。M個單元的2×N耦合器40連接至所述M通道WDM 36以接收及分配下游傳輸并通過與所述M+1通道WDM34的連接來提供單個上游傳輸通道，進(jìn)而提供M×N個下游連接的能力。一在本發(fā)明指定實施例中用于該用途的實例性WDM是由位于780Montague Expressway，Suite 403，San Jose，CA 95131的Optowaves公司制造，其部件號P/N為STC-2x16-135-P-09-1-SC/UPC。
構(gòu)成PON中的ONU的各客戶節(jié)點(diǎn)42分別包含一WDM 44，WDM 44通過自每一WDM 44連接至ODN處相應(yīng)2×N耦合器40的光纖46傳輸上游及下游兩種傳輸信號。
在一在所述M通道WDM中使用實例性的8個通道且對所述2×N耦合器使用一16分割光耦合器(N＝16)的實施例中，可在來自本地交換局節(jié)點(diǎn)或OLT的單條光纖28上支持128個客戶節(jié)點(diǎn)。通過使用一36芯光纜并采用本地交換局節(jié)點(diǎn)配置，本發(fā)明的ODN及客戶節(jié)點(diǎn)能夠支持總共4,608個OLT。在下游方向上共享的帶寬為數(shù)據(jù)速率/(M×N)。在上游方向上僅使用一個波長，然而，舉例而言，大多數(shù)家用訂戶在上游方向上并不需要高的帶寬。
典型的光學(xué)接收機(jī)具有寬的波長響應(yīng)范圍。每一客戶節(jié)點(diǎn)接收機(jī)均能夠接收所有M個通道的波長。上游方向上的單個波長允許使用單種激光類型并通過允許使用單種類型的客戶節(jié)點(diǎn)盒而使存貨成本大大降低。
圖3中顯示一替代的實例性O(shè)DN。入局光纖28接納于WDM 50中，WDM 50分割出所述M個下游傳輸通道及所述上游通道，將下游通道提供至一1×M WDM 52并自1×N耦合器54接收上游通道。在所示實例性實施例中，下游通道跨越1460至1620nm且圖中顯示四個特定通道1510、1530、1570及1590自WDM 52發(fā)出。多個2×2耦合器56分別自WDM 52接收所述M個下游通道中的一個并通過與1×M耦合器54的連接接收一上游通道分割。在所示實例中，第一2×2耦合器載送一1510nm的下游波長及1310nm的上游波長。
各2×2耦合器分別連接至兩個1×N耦合器58a及58b。對于所示實例而言，N為16且耦合器58a為1510nm的下游波長提供16個連接。互補(bǔ)的耦合器58b為上游波長1310nm提供16個連接。然后，為每一客戶節(jié)點(diǎn)提供一光纖對-自耦合器58a及58b分別引出一條。
至此已根據(jù)專利法的要求對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將能得出對本文所揭示特定實施例的各種修改形式及替代形式。這些修改形式仍歸屬于在權(quán)利要求書中所界定的本發(fā)明范圍及意圖內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種采用一單條光纖從一本地交換局節(jié)點(diǎn)連接至復(fù)數(shù)個客戶節(jié)點(diǎn)的無源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)，其包括一本地交換局(20)第一波分復(fù)用器(WDM)系統(tǒng)(22，26)，其具有M個連接至一光纖傳輸系統(tǒng)的用于下游信號傳輸?shù)牟ㄩL通道；復(fù)數(shù)個光分配節(jié)點(diǎn)(32)，其連接至所述光纖傳輸系統(tǒng)以與所述第一WDM系統(tǒng)進(jìn)行通信并包括一所連接的用于與一第二復(fù)數(shù)個客戶節(jié)點(diǎn)(42)進(jìn)行通信的第一光耦合器(40)，每一客戶節(jié)點(diǎn)均通過一WDM(44)使用從所述第一WDM系統(tǒng)中選定的波長進(jìn)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的PON，其中所述第一WDM系統(tǒng)包括一具有用于下游信號傳輸?shù)腗個通道的第一波分復(fù)用器(WDM)(22)；及，一將所述第一WDM互連至一光纖(28)的第二WDM(26)，所述第二WDM自所述第一WDM接收所述M個下游傳輸通道并自所述光纖接收一單個上游傳輸通道。
3.如權(quán)利要求2所述的PON，其中所述第一光耦合器包括一用于傳輸所述上游通道的1×M光耦合器(38)，及M個2×N(40)光耦合器，其每一個均連接以用于傳輸所述M個下游通道并連接至所述1×M光耦合器；且每一客戶節(jié)點(diǎn)中的所述WDM均連接至所述2×N耦合器中相應(yīng)一個的一支線，以接收下游傳輸信號并傳輸上游傳輸信號。
4.如權(quán)利要求3所述的PON，其中所述光分配節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包括一第三WDM(34)，其連接至所述光纖以與所述第二WDM通信并與所述1×M光耦合器相連接以接收所述上游通道；及，一第四WDM(36)，其連接至所述第三WDM且自其接收所述M個下游傳輸通道并連接至所述M個2×N光耦合器。
5.一種采用一單條光纖從一本地交換局節(jié)點(diǎn)連接至復(fù)數(shù)個客戶節(jié)點(diǎn)的無源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)，其包括一具有M個用于下游信號傳輸?shù)耐ǖ赖牡谝徊ǚ謴?fù)用器(WDM)(22)；一將所述第一WDM互連至一光纖(28)的第二WDM(26)，所述第二WDM自所述第一WDM接收所述M個下游傳輸通道并自所述光纖接收一單個上游傳輸通道；一連接至所述光纖的光分配節(jié)點(diǎn)(32)，其具有一自所述第一WDM接收所述M個上游傳輸通道并自所述光纖接收一單個上游傳輸通道的第三WDM(50)；一自所述第三WDM接收所述M個下游傳輸通道的1×M WDM(52)；一連接至所述第三WDM以傳輸所述上游波長的1×M耦合器(54)；復(fù)數(shù)個M 2×2耦合器(56)，其分別連接至所述1×M WDM及所述1×M耦合器以接收所述下游波長之一及所述上游波長；及，復(fù)數(shù)個2M 1×N(58a，58b)耦合器，其成對地連接至所述M個2×2耦合器以連接至客戶節(jié)點(diǎn)從而分配所述各個下游波長及上游波長。
6.一種采用一單條光纖從一本地交換局節(jié)點(diǎn)連接至復(fù)數(shù)個客戶節(jié)點(diǎn)的無源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)，其包括一本地交換局節(jié)點(diǎn)(20)，其具有波分復(fù)用構(gòu)件(22，26)，其具有用于下游信號傳輸?shù)腗個通道及一個用于上游傳輸?shù)耐ǖ啦⑦B接至一光纖(28)；一光分配節(jié)點(diǎn)(32)，其具有一第二波分復(fù)用構(gòu)件(34，36)，其連接至所述光纖以與所述第一波分復(fù)用構(gòu)件通信并自其接收所述M個下游傳輸通道及向其提供所述上游通道，一1×M光耦合器(38)，其連接至所述第二波分復(fù)用構(gòu)件以傳輸所述上游通道，及M個2×N個光耦合器(40)，其分別連接至所述第二波分復(fù)用構(gòu)件及所述1×M個光耦合器；及，M×N個客戶節(jié)點(diǎn)(42)，其分別具有一第三波分復(fù)用構(gòu)件(44)，所述第三波分復(fù)用構(gòu)件(44)連接至所述2×N耦合器中相應(yīng)一個的一支線以接收下游傳輸信號并傳輸上游傳輸信號。
7.如權(quán)利要求6所述的無源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)，其中所述波分復(fù)用構(gòu)件包括一具有用于下游信號傳輸?shù)腗個通道的第一波分復(fù)用器(WDM)(22)及一將所述第一WDM互連至一光纖的第二WDM(26)，所述第二WDM自所述第一WDM接收所述M個下游傳輸通道并自所述光纖接收一單個上游傳輸通道；所述第二波分復(fù)用構(gòu)件包括一連接至所述光纖以與所述第二WDM通信的第三WDM(34)，一連接至所述第三WDM并自其接收所述M個下游傳輸通道的第四WDM(36)，及所述1×M光耦合器(38)連接至所述第三WDM以傳輸所述上游通道，所述M個2×N光耦合器(40)分別連接至所述第四WDM及所述1×M光耦合器；及，所述M×N客戶節(jié)點(diǎn)中的所述第三波分復(fù)用構(gòu)件分別包括一第五WDM(44)，所述第五WDM(44)連接至所述2×N耦合器中相應(yīng)一個的一支線以接收下游傳輸信號及傳輸上游傳輸信號。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種無源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON)，其通過在位于一本地交換局節(jié)點(diǎn)(20)與一客戶節(jié)點(diǎn)(42)中間的光分配節(jié)點(diǎn)(ODN)(32)處將波分復(fù)用器(WDM)元件與光耦合器結(jié)合使用而具備增強(qiáng)的分割能力及帶寬。所述本地交換局節(jié)點(diǎn)通過一WDM(26)自一單根光纖(28)傳輸及接收信號且每一客戶節(jié)點(diǎn)均通過一WDM(42)連接至所述ODN中一光耦合器(40)的一條支線來接收及傳輸信號。使用一單個波長來完成上游傳輸。
文檔編號H04J14/02GK1922811SQ200580003912
公開日2007年2月28日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月3日
發(fā)明者威廉·X·黃, 郭葉晨, 狄登凌, 高立明, 唐維中 申請人:Ut斯達(dá)康公司