移動回程光纖通信網絡的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信網絡，具體針對移動回程的應用，提出一種光纖及微波混合式的低成本，低功耗的高可靠性的光通信網絡架構。
【背景技術】
[0002]3G與4G以及更先進的移動服務的出現(xiàn)帶來了數(shù)據(jù)吞吐量的飆升，相應地造成了現(xiàn)有的蜂窩網絡的壓力。同時支持移動蜂窩網絡的移動回程技術也相應的需要更大的網絡容量。
[0003]目前，運營商能夠在3種不同物理媒介的回程方式中做選擇:銅纜、光纖以及微波。前兩種為有線的解決方案，而后一種則是基于無線技術。微波回程方式能夠實現(xiàn)最大幾公里的范圍內速率高達數(shù)Gbps的網絡容量。目前微波回程方式占據(jù)了全球回程網絡的近50%。銅纜網絡占據(jù)了 20%，光纖占據(jù)了 30%.然而由于銅纜其有限的帶寬容量，無法滿足未來數(shù)據(jù)量的需求，其份額在未來幾年會逐漸降低。展望未來，光纖有望取代基于銅纜的有線連接，并且增加其現(xiàn)有的份額。相較于微波方式，光纖連接能夠提供近乎于無限制的帶寬(遠遠大于lOOGps)，并且可以支持極長的傳輸距離(幾十公里以上的無中繼傳輸)。另外，由于傳輸介質造成的損耗，微波通信通常會有非常高的功耗，而基于光纖的通信技術相比之下能耗則低得多。因此，為了最大可能的降低功耗，微波技術應在移動回程網絡中盡可能地縮減。但是另一方面，相對微波技術光纖的布設成本較為高昂。
[0004]結合上述幾點，微波和光纖相結合的混合技術，可以在滿足傳輸容量與距離需求的同時，優(yōu)化成本與功耗。圖1為光纖和微波混合型回程網絡的一種。在光纖/微波混合型回程網絡方案中，微波用于小型基站(如圖1中基站4或基站5)與大型(或中心)基站(如圖1中基站I)間的連接，光纖回程網絡則通過中心基站來匯集來自不同基站的數(shù)據(jù)流。目前，許多的運營商(如歐洲的TeliaSonera, Telenor, Vodafone,美國的Verizon以及日本的NTT等)已經在他們的商用LTE網絡中采用或計劃采用純光纖或光纖/微波混合回程網絡技術。
[0005]與此同時，數(shù)據(jù)吞吐量需求的增長也增加了移動回程網絡可靠連接的重要性。對于連接的可用性要求達到4個9，即99.99%，甚至更高。已經證明，在沒有端到端保護的情況下，光纖傳輸?shù)目煽啃员憩F(xiàn)不佳，無法滿足99.99%的可靠性。對于典型的光纖/微波混合型回程方式，光纖部分匯集了來自數(shù)個基站的數(shù)據(jù)流，而且直接與大型基站。對于運營商來講，減少故障的影響也同樣很重要，即避免大量的終端用戶(如不超過500個用戶)在同一時間被故障影響，為此切實可行的網絡恢復能力也是必要的。另外，資本與運營支出也同能耗一樣，應該盡可能地減小，以便為客戶提供性價比高的解決方案。例如，由ITU-T標準化的純光纖保護(如ITU-T G983.1)通過復制光纖段及其它全部設備來提供完整的保護。在故障的情況下，通過切換至備用路徑能夠輕易地避免產生嚴重的影響。但是這種方案卻耗費高昂，因為鋪設用于保護的光纖是及其昂貴的。據(jù)我們所知，盡管該方法自其標準化至今已有20余年，但尚未有采用該方法的移動回程網絡被用于實際鋪設。因此，對于基于光纖的移動回程網絡，一個極其重要的問題就是在保證可靠性的同時，盡可能地減少由于保護所帶來的額外的成本。

【發(fā)明內容】

[0006]1、本發(fā)明的目的。
[0007]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術中微波和光纖結合的混合技術可靠性不高的問題，而提出了一種移動回程光纖通信網絡。
[0008]2、本發(fā)明所采用的技術方案。
[0009]移動回程光纖通信網絡，包括基站(10)、核心網節(jié)點(I)、核心網絡(9)，通過波分復用無源光網絡連接基站(10)與核心網節(jié)點(1)，核心網絡(9)通過光鏈路終端(11)以及兩級或多級的分路結點(3)與基站(10)通信，其特征在于:基站(10)與核心網節(jié)點(I)通過光鏈路終端(11)進行通信，任取連接于不同第一級分路結點的兩基站之間建立無線連接，在第一級分路點與核心網絡節(jié)點(I)之間布設工作主干光纖(6)和保護主干光纖(7)，第一級分路點內置波帶濾波器(4 )。
[0010]更進一步，核心網(9)通過備用光鏈路終端(12)以及大于2級的分路結點與基站
[10]通信。
[0011]更進一步，可選的中繼信號放大設備(5)位于波帶濾波器(4)和核心網節(jié)點(I)之間,功率根據(jù)網絡連接的光功率需求設定。
[0012]更進一步，用于實現(xiàn)不同波長的陣列波導光柵(3)位于除第一級分路之外的其他分路點。
[0013]更進一步，由主鏈路終端(11)和備用鏈路終端(12)產生具有相同波長的信號，在工作主干光纖(6)和保護主干光纖(7)中傳輸，然后通過波帶濾波器(4)后分為長波段和短波段，在經過陣列波導光柵(3)進行傳輸?shù)交尽?br>[0014]更進一步，大于2級的分路連接的最大基站數(shù)目的個數(shù)為各級節(jié)點個數(shù)的乘積，即最大基站數(shù)目為NI* N2...*NK，其中K為分路的級數(shù)。
[0015]更進一步，任一級陣列波導光柵的通道間隔為當前級自由光譜范圍進行平均分配，即第i級分路節(jié)點(i > I)的陣列波導光柵的通道間隔為FSRi/Ni，其中Ni (K彡i > I)代表第i級分路節(jié)點的最大扇出數(shù)量，F(xiàn)SRi (K ^ i > I)代表第i級分路節(jié)點中陣列波導光柵的自由光譜范圍。
[0016]更進一步，基站的個數(shù)為2N，陣列波導光柵(3)的通道間隔則為其自由光譜范圍的 1/N。
[0017]更進一步，每一級的陣列波導光柵的通道間隔與上一級中陣列波導光柵的自由光譜范圍相同，即有FSRi/Ni=FSR1-l (K彡i > I)。
[0018]3、本發(fā)明的有益效果。
[0019]本發(fā)明能提供了一種可靠的、同時具有高成本效益和低功耗的移動回程網絡結構。該結構提供了光纖和無線混合型的保護措施，其中，主干光纖的保護由所有連接的基站共享，而基于無線的技術則用于連接基站的分布式光纖的保護。利用上述提出的方案，在只進行主干光纖保護的情況下能夠動態(tài)地增強系統(tǒng)的可靠性，連接可靠性能夠優(yōu)于99.9%，通過主干光纖保護，單一故障下受影響的基站數(shù)目可以輕易地減少至100以下。
【附圖說明】
[0020]圖1為【背景技術】中的基于光纖和微波混合式的無線回程網絡圖例。
[0021]圖2本發(fā)明所提出的光纖/微波混合回程網絡架構示意圖。
[0022]圖3本發(fā)明分路節(jié)點的結構示意圖。
[0023]圖4本發(fā)明應用本保護方案的網絡結構正常工作路徑的示意圖。
[0024]圖5本發(fā)明主干光纖保護示意圖。
[0025]圖6本發(fā)明分布光纖保護示意圖。
[0026]圖7本發(fā)明帶有分布光纖保護情況下的光網絡單元(ONU)的結構示意圖。
[0027]圖8本發(fā)明不帶有分布光纖保護情況下的光網絡單元的結構示意圖。
[0028]圖中1-核心網節(jié)點，2-交換機，3-陣列波導光柵，4-波帶濾波器，5-中繼信號放大器，6-工作主干光纖，7-保護主干光纖，8-無線連接，9-核心網，10-基站，11-光鏈路終端，12 -備用光鏈路終端，13-光網絡單兀,14-分布光纖,15-光收發(fā)機,16-微波收發(fā)機，A-短波長信號通路，B-長波長信號通路，C-備用長波路徑，D-備用短波路徑，E-光纖斷路。
【具體實施方式】
[0029]為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發(fā)明的技術實質和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本發(fā)明方案的限制，任何依據(jù)本發(fā)明構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效變換都應視為本發(fā)明的技術方案范疇。
[0030]實施例1
如圖2所示，移動回程光纖通信網絡中，采用了波分復用無源光網絡技術(WDM Ρ0Ν)來實現(xiàn)基站與核心網節(jié)點(MC node) I間的連接，由光鏈路終端(OLT) 11，備用光鏈路終端(backup 0LT) 12以及二層或三層交換機2構成，它們負責實現(xiàn)與核心網絡9的通信。
[0031]在該回程網絡中，工作主干光纖6和保護主干光纖7被布設于第一級分路點與核心網節(jié)點I之間。第一級分路點內置波帶濾波器4，中繼信號放大設備5可選擇性鋪設，由光鏈路終端與光網絡單元間連接的光功率需求決定。陣列波導光柵3等器件則用于其他分