一種千兆無源光網(wǎng)絡(luò)用于多項(xiàng)目接續(xù)緊急通話的方法和裝置的制造方法
【專利說明】一種千兆無源光網(wǎng)絡(luò)用于多項(xiàng)目接續(xù)緊急通話的方法和裝
[0001]一種千兆無源光網(wǎng)絡(luò)用于多項(xiàng)目接續(xù)緊急通話的方法和裝置屬于電子領(lǐng)域。
[0002]一種千兆無源光網(wǎng)絡(luò)用于多項(xiàng)目接續(xù)緊急通話的方法和裝置是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，提高了系統(tǒng)可靠性，同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本，是電信維護(hù)部門長(zhǎng)期期待的技術(shù)。
[0003]一種千兆無源光網(wǎng)絡(luò)用于多項(xiàng)目接續(xù)緊急通話的方法和裝置技術(shù)是基于ITU-TG.984.X標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，用戶接口豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)，被大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商視為實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)寬帶化，綜合化改造的理想技術(shù)。
[0004]基于一種千兆無源光網(wǎng)絡(luò)用于多項(xiàng)目接續(xù)緊急通話的方法和裝置的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與已有的PON類似，也是由局端的OLT (光線路終端)，用戶端的0NT/0NU (光網(wǎng)絡(luò)終端或稱作光網(wǎng)絡(luò)單元)，連接前兩種設(shè)備由單模光纖(SM fiber)和無源分光器(Splitter)組成的ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。
[0005]對(duì)于其他的PON標(biāo)準(zhǔn)而言，GPON標(biāo)準(zhǔn)提供了前所未有的高帶寬，下行速率高達(dá)
2.5Gbit/s，其非對(duì)稱特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。
[0006]提供QoS的全業(yè)務(wù)保障，同時(shí)承載ATM信元和(或)GEM幀，有很好的提供服務(wù)等級(jí)、支持QoS保證和全業(yè)務(wù)接入的能力。
[0007]承載GEM幀時(shí)，可以將TDM業(yè)務(wù)映射到GEM幀中，使用標(biāo)準(zhǔn)的8kHz (125 μ s)幀能夠直接支持TDM業(yè)務(wù)。
[0008]作為電信級(jí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一種千兆無源光網(wǎng)絡(luò)用于多項(xiàng)目接續(xù)緊急通話的方法和裝置還規(guī)定了在接入網(wǎng)層面上的保護(hù)機(jī)制和完整的OAM功能。
[0009]在一種千兆無源光網(wǎng)絡(luò)用于多項(xiàng)目接續(xù)緊急通話的方法和裝置中，明確規(guī)定需要支持的業(yè)務(wù)類型包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(Ethernet業(yè)務(wù)，包括IP業(yè)務(wù)和MPEG視頻流)、PSTN業(yè)務(wù)(POTS, ISDN業(yè)務(wù))、專用線(Tl，El，DS3，E3和ATM業(yè)務(wù))和視頻業(yè)務(wù)(數(shù)字視頻)。
[0010]GPON中的多業(yè)務(wù)映射到ATM信元或GEM幀中進(jìn)行傳送，對(duì)各種業(yè)務(wù)類型都能提供相應(yīng)的QoS保證。
[0011 ] GPON最早由FSAN組織于2002年9月提出，ITU-T在此基礎(chǔ)上于2003年3月完成7 ITU-T G.984.1和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了 G.984.3的標(biāo)準(zhǔn)化。
[0012]從而最終形成了 GPON的標(biāo)準(zhǔn)族。
[0013]無源光網(wǎng)絡(luò)(Ρ0Ν)，是指在OLT和ONU之間是光分配網(wǎng)絡(luò)(0DN)，沒有任何有源電子設(shè)備，它包括基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò)APON及基于IP的無源光網(wǎng)絡(luò)E/GP0N。
[0014]APON的業(yè)務(wù)開發(fā)是分階段實(shí)施的，初期主要是VP專線業(yè)務(wù)。相對(duì)普通專線業(yè)務(wù)，APON提供的VP專線業(yè)務(wù)設(shè)備成本低，體積小，省電、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定、性能價(jià)格比有一定優(yōu)勢(shì)。
[0015]第二步實(shí)現(xiàn)一次群和二次群電路仿真業(yè)務(wù)，提供企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的連接和企業(yè)電話及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
[0016]第三步實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口，提供互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)業(yè)務(wù)和VLAN業(yè)務(wù)。以后再逐步擴(kuò)展至其它業(yè)務(wù)，成為名副其實(shí)的全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)系統(tǒng)。
[0017]PON的業(yè)務(wù)透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率信號(hào)。
[0018]特別是一個(gè)ATM化的無源光網(wǎng)絡(luò)(APON)可以通過利用ATM的集中和統(tǒng)計(jì)復(fù)用，再結(jié)合無源分路器對(duì)光纖和光線路終端的共享作用，使成本可望比傳統(tǒng)的以電路交換為基礎(chǔ)的PDH/SDH接入系統(tǒng)低20% — 40%。
[0019]APON采用基于信元的傳輸系統(tǒng)，允許接入網(wǎng)中的多個(gè)用戶共享整個(gè)帶寬。
[0020]這種統(tǒng)計(jì)復(fù)用的方式，能更加有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。
[0021]APON能否大量應(yīng)用的一個(gè)重要因素是價(jià)格問題。
[0022]第一代的實(shí)際APON產(chǎn)品的業(yè)務(wù)供給能力有限，成本過高，其市場(chǎng)前景由于ATM在全球范圍內(nèi)的受挫而不確定，但其技術(shù)優(yōu)勢(shì)是明顯的。
[0023]特別是綜合考慮運(yùn)行維護(hù)成本，在新建地區(qū)，高度競(jìng)爭(zhēng)的地區(qū)或需要替代舊銅纜系統(tǒng)的地區(qū)，此時(shí)敷設(shè)PON系統(tǒng)，無論是FTTC，還是FTTB方式都是一種有遠(yuǎn)見的選擇。
[0024]在未來幾年能否將性能價(jià)格比改進(jìn)到市場(chǎng)能夠接受的水平是APON技術(shù)生存和發(fā)展的關(guān)鍵。
[0025]IPPON的上層是IP，這種方式可更加充分地利用網(wǎng)絡(luò)資源，容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)帶寬的動(dòng)態(tài)分配，簡(jiǎn)化中間層的復(fù)雜設(shè)備。
[0026]基于PON的OAN不需要在外部站中安裝昂貴的有源電子設(shè)備，因此使服務(wù)提供商可以高性價(jià)比地向企業(yè)用戶提供所需的帶寬。
[0027]在各種寬帶接入技術(shù)中，無源光網(wǎng)絡(luò)以其容量大、傳輸距離長(zhǎng)、較低成本、全業(yè)務(wù)支持等優(yōu)勢(shì)成為熱門技術(shù)。
[0028]之前已經(jīng)逐步商用化的無源光網(wǎng)絡(luò)主要有TDM-PON (ΑΡΟΝ、ΕΡ0Ν、GPON)和WDM-P0N，它們的共同特點(diǎn)是:
?可升級(jí)性好、低成本，接入網(wǎng)中去掉了有源設(shè)備，從而避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，降低了相應(yīng)的運(yùn)維成本；
?業(yè)務(wù)透明性較好，高帶寬，可適用于任何制式和速率的信號(hào)，能比較經(jīng)濟(jì)地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù)，支持三重播放(Triple play,語音、視頻、數(shù)據(jù))業(yè)務(wù)；
?高可靠性，提供不同業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的QoS保證，適應(yīng)寬帶接入市場(chǎng)IP化的發(fā)展潮流，適于大規(guī)模應(yīng)用。
[0029]全球各地的電信運(yùn)營(yíng)商正在將一種千兆無源光網(wǎng)絡(luò)用于多項(xiàng)目接續(xù)緊急通話的方法和裝置作為一種提升高速寬帶技術(shù)應(yīng)用和一種長(zhǎng)期基礎(chǔ)設(shè)施的選擇。
[0030]相比現(xiàn)有的DSL系統(tǒng)，PON可以讓這些電信商能以更低的運(yùn)營(yíng)成本來提供更高的帶寬，同時(shí)地理覆蓋范圍也更大。
[0031]有關(guān)專家認(rèn)為，由于PON接入系統(tǒng)具有無源性，它的最大優(yōu)點(diǎn)是在本地交換局和用戶之間無需任何有源器件。
[0032]因此，它具有不受帶寬限制，速度快，安裝簡(jiǎn)便和成本較低的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)成為未來很有競(jìng)爭(zhēng)力的接入系統(tǒng)。PON包括ATM-PON (ΑΡ0Ν，即基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò))和Ethernet-PON (ΕΡ0Ν，基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò))兩種。
[0033]APON發(fā)展比較早，國(guó)內(nèi)的一些廠商都有實(shí)用化的APON產(chǎn)品。
[0034]但由于APON標(biāo)準(zhǔn)缺乏視頻能力、帶寬有限和過于復(fù)雜以及造價(jià)過高等因素，人們又發(fā)展了 BP0N(Broadband PON,寬帶無源光網(wǎng))，提供155Mbps和622Mbps的對(duì)稱和非對(duì)稱的傳輸數(shù)率，最遠(yuǎn)傳輸距離達(dá)到20km，目前已經(jīng)成為歐美及日本等地區(qū)的無源光網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0035]應(yīng)該說最能讓GPON技術(shù)大顯身手的應(yīng)用場(chǎng)合就是FTTH，但是到目前為止，對(duì)于電話業(yè)務(wù)的傳送而言，使用PON技術(shù)的FTTH系統(tǒng)依然無法達(dá)到“銅線對(duì)等”的成本要求。
[0036]但是隨著終端業(yè)務(wù)綜合化要求的提高和GPON配套技術(shù)的發(fā)展，GPON在FTTH的大規(guī)模應(yīng)用前景比之前任何一種FTTH技術(shù)都要光明得多。
[0037]其概念是將光纖中繼線從服務(wù)提供商的頭端輻射到用戶。
[0038]成分及組成
在WDMPON系統(tǒng)中，波分復(fù)用器通常被稱為波長(zhǎng)分路器，它解復(fù)用下行信號(hào)，并分配給指定的0NU，同時(shí)把上行信號(hào)復(fù)用到一根光纖，傳輸?shù)?LT。
[0039]波長(zhǎng)分路器主要由AWG構(gòu)成。
[0040]在波長(zhǎng)分路器實(shí)現(xiàn)當(dāng)中需要關(guān)注的問題有串?dāng)_問題、溫度穩(wěn)定性問題和色散效應(yīng)。
[0041]由于AWG器件隔離度的不理想和非線性光學(xué)效應(yīng)的影響，其他光通道的信號(hào)會(huì)泄露到傳輸通道形成噪聲，從而對(duì)系統(tǒng)性能造成影響。
AWG由輸入輸出波導(dǎo)、平板波導(dǎo)和波導(dǎo)陣列組成。聚焦模場(chǎng)和輸出波導(dǎo)的場(chǎng)分布不是矩形結(jié)構(gòu)，這是串?dāng)_的最直接來源。
[0042]已經(jīng)有三種方法來抑制串?dāng)_:激光束逐點(diǎn)掃描法、變跡相位模板法、均勻相位模板法。
[0043]在WDMPON系統(tǒng)中，AWG器件一般都放在野外，環(huán)境溫度變化比較大，由于AWG主要材料是石英，而石英的折射率隨溫度變化而變化，因此AWG復(fù)用的信道波長(zhǎng)容易受溫度的影響。
[0044]因此當(dāng)溫度變化時(shí)，如何保證信道波長(zhǎng)的穩(wěn)定性是一個(gè)值得研究的問題。
[0045]人們已研究出多種方法增強(qiáng)AWG的溫度穩(wěn)定性。
[0046]其中，有利用折射率隨溫度作反方向變化的波導(dǎo)或在陣列波導(dǎo)之間刻蝕不同長(zhǎng)度的凹槽的方法來實(shí)現(xiàn)溫度控制，這些方法可以讓AWG的光譜響應(yīng)在-20?80 oC幾乎沒有變化。
[0047]另外，也有利用聚合物材料制造陣列波導(dǎo)光柵，如丙稀鹽酸和聚硅樹脂，這些材料減少了熱膨脹系數(shù)，使折射率得到控制。
[0048]隨著WDMPON系統(tǒng)接入距離的增加，光纖和陣列波導(dǎo)的色散效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率增加。
[0049]解決色散效應(yīng)比較好的方法是色散補(bǔ)償光纖光柵，通過在AWG中加入補(bǔ)償光纖光柵改善色散特性。
[0050]色散補(bǔ)償是對(duì)頻率的二次相移所造成的脈沖展寬進(jìn)行壓縮補(bǔ)償。如果波導(dǎo)光柵輸出的響應(yīng)頻率的二次相移特性比較平坦，頻帶較寬且幅度滿足要求，則認(rèn)為此波導(dǎo)光柵的色散補(bǔ)償特性較好。
[0051]由于PON拓?fù)湓谠S多方面與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同，當(dāng)使用OTDR測(cè)試鏈路特性時(shí)就出現(xiàn)新的挑戰(zhàn)。
[0052]根據(jù)網(wǎng)絡(luò)部署的不同階段(也就是建設(shè)階段和維護(hù)階段)，選擇正確的OTDR非常重要。
[0053]能夠?qū)ON網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的OTDR的特征包括能夠利用相對(duì)短的脈沖、靈敏的光學(xué)檢測(cè)電路和優(yōu)化的軟件分析提供足夠大的動(dòng)態(tài)范圍。
[0054]該方法允許執(zhí)行端到端鏈路鑒定，甚至可以通過分路器進(jìn)行。
[0055]為了測(cè)試每段引入光纖或配線光纖，技術(shù)人員必須在配線終端或ONT位置連接0TDR，并在上行方向測(cè)試光纖。
[0056]即使有足夠高的動(dòng)態(tài)范圍，標(biāo)準(zhǔn)OTDR也無法通過分路器進(jìn)行測(cè)試。
[0057]由于分路器引起較高損耗，檢測(cè)器的恢復(fù)速度不足以讀取光纖的背向散射水平。
[0058]所以，它無法測(cè)量這段光纖區(qū)域的衰減和事件損耗。一些OTDR甚至不會(huì)在分路器后顯示光纖區(qū)域。
[0059]相反，OTDR會(huì)顯示噪音，這可能會(huì)令技術(shù)人員認(rèn)為是光纖或分路器有缺陷，或熔接不良。
[0060]