CN100454788C - 一种无源光网络 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无源光网络，包括：包括光线路终端、光分路器和光用户端，其特征在于还包括一光放大器，一端连接至光线路终端的光发射输出端，一端连接至光分路器的光合路端，用于对光线路终端的光发送信号进行放大；一高灵敏度光探测器，一端连接至所述光线路终端的接收端，一端连接至光分路器的光合路端，用于接收光用户端到光线路终端上行光信号。所述无源光网络还包括一分波/合波器，一端分别连接所述光放大器和所述高灵敏度光探测器，另一端与所述光分路器的光合路端连接，用于耦合输入、输出的光信号。使用本发明能够较大程度地提高光分路数，从而增加无源光网络的用户接入数量，降低用户平均接入成本。

Description

一种无源光网络
技术领域
本发明涉及无源光网络技术，尤其涉及一种能增加接入用户数量能力的无源光网络。
背景技术
PON(无源光网络)技术是现在和未来光接入非常有前途的技术。FTTH(光纤到家)、FTTB(光纤到楼)、FTTC(光纤到小区)等都将大量采用无源光网络技术。
请参考图1，无源光网络从OLT(光线路终端)接入信号，通过ODN(光分路器)分配给各个ONU/ONT(光用户端)，用户端ONU/ONT选择性的接收OLT数据信号，然后各ONU/ONT以分时复用方式向OLT发送信号。光分路器可以实现光分路和光合路的功能，其应用大大减小了光纤的使用量和有源端机数量，降低了每个用户接入网络的成本。
理论上，光分路器的分路数越多，平均每个用户的接入成本就越低。但实际上，光分路器在光分路数增加时将减小各分光路的光功率以及各分光路到光线路终端的光功率，请参考图2，图中0为光合路端，1～N为光分路端，光从0端输入，然后从1～N端输出，光也可以从1～N端输入，从0端输出。分路比可任意指定。对于通常熔纤工艺的均分的光分路器，其输入输出***损耗约为：
10LgN+a(dB)；
其中，a＝0.5～2dB，
即N＝16时，***损耗＝13～14dB。
由上述光分路器原理可知，光分路数越大，各光用户端和光线路端收到的光功率就因为光损耗变得越小，当光功率小于光接收的灵敏度时，光接收端将不能正确接收光信号，因而使光分路器的分路数数量受到限制。
为了提高光分路器的分路数，降低用户接入网络的成本，现有技术往往采取在ONU/ONT光接收端使用高灵敏度光探测器来接收光信号。
请参考图3，为了增加光分路器的分路数，现有技术往往通过在光用户端的光接收端使用APD(光雪崩探测器)来接收光信号。由于APD光接收的灵敏度远高于PIN(普通光探测器)的灵敏度(8～10db)，同时考虑到光分路器每增加1倍，光损耗将增加3～4db，所以使用APD后将比使用PIN时，增加了8倍左右的光分路数量。例如在GPON***中，当接入距离为20km时，通常只能支持32路分路，通过采用APD，使得光分路数可以达到256路以上。
现有技术的缺陷：
通过在光接收端使用光雪崩探测器APD的方法虽然可以增加光分路数，但是这种方案需要在每个光网络用户端都要使用APD，网络因此增加大量的APD使用量，由于APD的价格远远贵于PIN的价格，因此整个***的造价也变得很昂贵，据初步估算，采用APD后，每个用户的接入成本将增加500～700元，因此不能达到降低用户平均接入成本的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效地增加接入用户数量的无源光网络***，这种***能增加单个光线路终端接入用户数量的能力，并克服现有技术增加光分路器的分路数时所产生的成本大的问题，以真正降低光网络用户的平均接入成本。
鉴于上述目的，本发明提供这样一种无源光网络(PON)，包括光线路终端(OLT)、光分路器(ODN)、光用户端(ONU/ONT)，所述无源光网络还包括：
一光放大器，一端连接至所述光线路终端的光发射输出端，另一端连接至光分路器的光合路端，用于对光线路终端的光发送信号进行放大；
一高灵敏度光探测器，一端连接至所述光线路终端的接收端，一端连接至光分路器的光合路端，用于接收光用户端到光线路终端上行光信号。
上述无源光网络还可以包括一分波/合波器，一端分别连接所述光放大器和所述高灵敏度光探测器，另一端与所述光分路器光合路端连接，用于耦合输入、输出的光信号。
本发明产生的有益效果：
通过在无源光网络***中，采取合理的无源光器件配置，在***光线路终端和光分配网的物理连接之间，同时包含有光放大器和高灵敏度光探测器，使得无源光网络***中单个光线路终端的接入用户数量能力增强，解决了现有技术中无源光网络中光分路数应用瓶颈的问题，从而有效地降低了单个用户的平均接入成本；
同时，由于采用了分波/合波器，使得根据本发明的无源光网络结构既适用于双光纤传输***，也适用于单光纤传输***。
附图说明
图1为无源光网络的结构示意图；
图2为光分路器分路示意图；
图3为现有技术采用APD的无源光网络结构示意图；
图4为根据本发明的无源光网络的结构示意图；
图5为根据本发明的另一种无源光网络的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细的描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的实现思想是基于一种合理的光器件配置，通过在无源光网络***中配置光放大器、高灵敏度光探测器或包含完成前面两种功能的器件，从而使得一个光线路终端连接的用户数量大大增加，***分担到每个用户上的接入成本也因此降低。
请参考图4，为根据本发明所产生的无源光网络的结构示意图。一种无源光网络，包括光线路终端、光分路器和光用户端，还包括：
一光放大器，连接至光线路终端的光发射输出端，光放大器的使用能够对光线路终端的直接光发送信号进行放大，光放大器提供的光增益使得光用户端在同样的分路数下光接收功率得到提高，因此可以满足在光接收最小光功率的条件下获得更多的分路数能力，例如，光线路终端激光器直接光发射功率通常为-7～3dBm，使用EDFA后光输出功率可以达到17～22dBm，光功率增益可以达到10～20dB；
一高灵敏度光探测器，连接至所述光线路终端的接收端，用于接收ONU/ONT到OLT上行光信号。所述高灵敏度光探测器可以采用APD，通过使用APD，可以提高光接收端的灵敏度，举例来说，1.25Gb/s数据光信号接收时，PIN探测器的接收灵敏度为-24dBm，但APD探测器的接收灵敏度为：-35dBm左右，APD的运用提高了10dB左右的光灵敏度能力；
当无源光网络要实现单光纤传输时，请参考图5，所述无源光网络还包括：
一多波长分波/合波器，多波长分波/合波器的分端口分别接入光线路终端的发射和接收两个波长信号，多波长分波/合波器的复合端同时包含光线路终端发射和接收的两个波长信号，通过分波/合波器的使用，使得在一根光纤内可以实现多路光信号的复用传输。
在上述无源光网络***结构中，采用光放大器所产生的光增益＞10dB，采用光雪崩探测器光增益为10dB左右，即两个方向的光增益都高于10dB，因此，***在光线路终端相同光接收效果下，可以提高光分路的能力。按照损耗估算式：10LgN+a，则光分路器增加8倍分路数时，将增加9dB损耗。因此，综合计算，***可以提高8倍分路数，也就是说，原来具备32路分路能力的***，采用本方案后可以达到256路的分路能力，但整个网络并没有大量增加光雪崩探测器的使用量，因此较大幅度地减小了用户的平均接入成本。
上述无源光网络***中，ONU/ONT端光接收采用PIN或APD不受限制，但采用PIN更有利于降低无源光网络***成本。
上述无源光网路***中，所述光放大器可以放在光线路终端的光发射端和光分路器之间的任意位置。
上述无源光网络***中，EDFA在应用时，既可以放在光网络终端设备中，也可以放在光分路器设备中，甚至是这两者之间的任意可能位置。
上述无源光网络结构所应用的环境，包括各种传输数据格式和管理通讯方式的无源光网络***，例如ATM无源光网络、BPON、EPON以及GPON等各种无源光网络。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1、一种无源光网络，包括光线路终端、光分路器和光用户端，其特征在于还包括：
一光放大器，一端连接至光线路终端的光发射输出端，一端连接至光分路器的光合路端，用于对光线路终端的光发送信号进行放大；
一高灵敏度光探测器，一端连接至所述光线路终端的接收端，一端连接至光分路器的光合路端，用于接收光用户端到光线路终端上行光信号。
2、如权利要求1所述的无源光网络，其特征在于：所述无源光网络还包括一分波/合波器，一端分别连接所述光放大器和所述高灵敏度光探测器，另一端与所述光分路器的光合路端连接，用于耦合输入、输出的光信号。
3、如权利要求1或2所述的无源光网络，其特征在于：所述光放大器为半导体光放大器或掺镨光纤放大器或掺铒光纤放大器。
4、如权利要求1或2所述的无源光网络，其特征在于：所述高灵敏度光探测器为一个光雪崩探测器。
5、如权利要求1或2所述的无源光网络，其特征在于：所述光用户端的光信号接收器是光电二极管接收器或高灵敏度光探测器。
6、如权利要求1所述的无源光网络，其特征在于：所述光放大器可以设置于所述光线路终端设备中或所述光分路器设备中或两者之间的任何可能位置。
7、如权利要求1所述的无源光网络，其特征在于：所述无源光网络可以应用于各种传输数据格式和管理通讯方式的无源光网络***。
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