CN103139670A - 共存无源光网络***及上、下行光信号发送方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种共存无源光网络***及上、下行光信号发送方法。其中,该***包括:xPON光线路终端和10G-xPON光线路终端,分别通过各自的单纤接口向光网络单元发送下行光信号,和接收所属光网络单元发送的上行光信号;导光器,分别连接至xPON光线路终端和10G-xPON光线路终端,用于分别对下行光信号和上行光信号进行导光;多模耦合器,连接至导光器,用于将下行光信号分配给光分配网络,和将上行光信号耦合至导光器;光分配网络,连接至多模耦合器,用于将下行光信号传输给光网络单元,和将上行光信号传输给多模耦合器;光网络单元,连接至各自的光分配网络,用于接收输入的下行光信号,和向xPON光线路终端或10G-xPON光线路终端发送上行光信号。通过本发明,可以提高PON口的利用效率,从而达到降低运营成本的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种共存无源光网络***及上、下行光信号发送方法。
背景技术
随着光纤通信技术的快速发展,以及低成本、绿色环保的要求,通讯网络从核心网、城域网到接入网,全部使用光纤组成的网络已经成为基本共识。
在光网络中,对于有些比较分散的小区,每个无源光网络只接几个用户;对于人口比较密集的小区,尤其是一些高低端用户混合的小区,每个PON(Passive Optical Network,无源光网络)口所带的用户数比较有限,因此在局方需要大量的PON口才能满足网络需要。但是,通常情况下,局方的机房空间有限,导致PON口的数量不能太多,而且,OLT(Optical LineTerminal,光线路终端)所能携带的ONU(Optical Network Unit,光网络单元)的数量几乎是无限的。
因此,如何充分地提高PON口的利用率、降低营运成本,是目前运营商比较关注的一件事,现有的一些方法中,有的方法利用模式耦合器对PON口进行合并,这种方法需要对现有的OLT进行改造,特别是在方法中的光模块需要采用TOSA(Transmitter Optical Subassembly,光发射次模块)和ROSA(Receiver Optical Subassembly,光接收次模块)双纤双向的光模块。对于一些共存的无源光网络(请参考图1,图1是根据相关技术的GPON和XGPON共存的无源光网络结构的示意图。),如果能对原OLT做最少的改动且能够重用原有的单纤双向光模块,将大大提高PON口的利用率,然而,现有技术中并没有给出一种有效的解决方法。
针对相关技术中的共存无源光网络(共存PON,即xPON与10G-xPON,它可以表示为EPON与10G-EPON或GPON与XG-PON两种不同的组合搭配)中PON口的利用率较低的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供一种共存无源光网络***及上、下行光信号发送方法,以至少解决上述PON口的利用率较低的问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种共存无源光网络***,包括:xPON光线路终端,用于通过其单个光纤接口向光网络单元发送下行光信号,和接收光网络单元发送的上行光信号;10G-xPON光线路终端,用于通过其单个光纤接口向光网络单元发送下行光信号,和接收光网络单元发送的上行光信号;导光器,分别连接至xPON光线路终端和10G-xPON光线路终端,用于分别对来自xPON光线路终端和10G-xPON光线路终端的下行光信号,和来自光网络单元的上行光信号进行导光;多模耦合器,连接至导光器,用于将下行光信号分配给多个光分配网络,和将由光分配网络发送的上行光信号耦合至导光器;光分配网络,连接至多模耦合器,用于将下行光信号传输给多个光网络单元,和将上行光信号传输给多模耦合器;光网络单元,连接至光分配网络,用于接收输入的下行光信号,和向xPON光线路终端或10G-xPON光线路终端发送上行光信号。
优选地,导光器包括:第一波分复用滤波器,分别连接至xPON光线路终端和10G-xPON光线路终端,用于对来自xPON光线路终端和10G-xPON光线路终端的下行光信号通过波分的方式进行分路,将经过分路后的下行光信号导光至各自的光放大器,和对来自光网络单元的上行光信号通过波分的方式进行分路,将经过分路后的上行光信号分别导光至xPON光线路终端和10G-xPON光线路终端;第二波分复用滤波器,其第一接口通过光放大器连接至第一波分复用滤波器,用于对经过光放大器放大后的下行光信号进行合成,将经过合成后的下行光信号导光至多模耦合器,和,其第二接口直接与第一波分复用滤波器相连,用于将上行光信号直接导光至第一波分复用滤波器;该***还包括:光放大器,分别连接至第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器,用于对分别来自xPON光线路终端和10G-xPON光线路终端的下行光信号进行放大。
优选地,光放大器包括:第一光放大器,分别连接至第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器,用于对来自xPON光线路终端的下行光信号进行放大;第二光放大器,分别连接至第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器,用于对来自10G-xPON光线路终端的下行光信号进行放大。
优选地,第一放大器为S波段光放大器。
优选地,第二放大器为L波段光放大器。
优选地,S波段光放大器为半导体放大器SOA。
优选地,L波段光放大器为SOA或光纤放大器EDFA。
优选地,xPON光线路终端向光网络单元发送的下行光信号的波长范围为:1480nm至1500nm;10G-xPON光线路终端向光网络单元发送的下行光信号的波长范围为:1575nm至1581nm。
根据本发明的又一个方面,提供了一种共存无源光网络的下行光信号发送方法,包括:xPON光线路终端或10G-PON光线路终端向导光器发送下行光信号;导光器接收下行光信号,将下行光信号导光至多模耦合器;多模耦合器接收下行光信号,将下行光信号分配给多个光分配网络;光分配网络将下行信号分配给多个光网络单元;光网络单元接收输入的下行光信号。
根据本发明的再一个方面,提供了一种共存无源光网络的上行光信号发送方法,包括:光网络单元向光分配网络发送上行光信号;光分配网络将上行光信号传输给多模耦合器;多模耦合器接收上行光信号,对上行光信号进行耦合后发送给导光器;导光器对接收到的上行光信号进行导光,将导光后的上行光信号输入到xPON光线路终端或10G-PON光线路终端;xPON光线路终端或10G-PON光线路终端接收输入的上行光信号。
通过本发明,采用在现有的GPON与XGPON共存的无源光网络中加入波分复用滤波器、多模耦合器及光放大器的方式,解决了现有技术为了提供啊PON口的利用率而需要对现有的光线路终端(OLT)进行大幅度的改造从而增加了成本的问题,进而达到了只需对现有的光线路终端(OLT)进行最少的改动即可提高PON的利用率、降低运营成本的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据相关技术的GPON和XGPON共存的无源光网络结构的示意图;
图2是根据本发明一个实施例的共存无源光网络***的结构框图;
图3是根据本发明优选实施例的GPON和XGPON共存的无源光网络的结构框图;
图4是根据本发明优选实施例的第一波分复用滤波器的结构示意图;
图5是根据本发明优选实施例的第二波分复用滤波器的结构示意图;
图6是根据本发明优选实施例的多模耦合器的结构示意图;
图7是根据本发明实施例的下行光信号发送方法流程图;
图8是根据本发明实施例的上行光信号发送方法流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图2是根据本发明一个实施例的共存无源光网络***的结构框图,如图2所示,该***主要包括:xPON光线路终端10、10G-xPON光线路终端20、导光器30、多模耦合器40、光分配网络60及光网络单元50。其中,xPON光线路终端10,用于通过其单个光纤接口向光网络单元50发送下行光信号,和接收光网络单元50发送的上行光信号;10G-xPON光线路终端20,用于通过其单个光纤接口向光网络单元50发送下行光信号,和接收光网络单元50发送的上行光信号;导光器30,分别连接至xPON光线路终端10和10G-xPON光线路终端20,用于分别对来自xPON光线路终端10和10G-xPON光线路终端20的下行光信号进行导光;多模耦合器40,连接至导光器30,用于将下行光信号分配给多个光分配网络60,和将由光分配网络发送的上行光信号耦合至导光器30;光分配网络60,连接至多模耦合器40,用于将下行信号发送给多个光网络单元50,将所述上行光信号发送给多模耦合器40;光网络单元50,连接至光分配网络60,用于接收输入的下行光信号,和向xPON光线路终端10或10G-xPON光线路终端20发送上行光信号。
请同时参考图3,在实际应用中,导光器30可以包括:第一波分复用滤波器,分别连接至xPON光线路终端10和10G-xPON光线路终端20,用于对来自xPON光线路终端10和10G-xPON光线路终端20的下行光信号通过波分的方式进行分路,将经过分路后的下行光信号导光至光放大器,和对来自光网络单元50的上行光信号通过波分的方式进行分路,将经过分路后的上行光信号分别导光至xPON光线路终端10和10G-xPON光线路终端20;第二波分复用滤波器,其第一接口通过光放大器连接至第一波分复用滤波器,用于对经过光放大器放大后的下行光信号进行合成,将经过合成后的下行光信号导光至多模耦合器,和,其第二接口直接与第一波分复用滤波器相连,用于将上行光信号直接导光至第一波分复用滤波器;该***还包括:光放大器,分别连接至第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器,用于对分别来自xPON光线路终端10和10G-xPON光线路终端20的下行光信号进行放大。
在实际应用中,光放大器可以包括:第一光放大器,分别连接至分别连接至第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器,用于对来自xPON光线路终端10的下行光信号进行放大;第二光放大器,分别连接至分别连接至第一波分复用滤波器和第二波分复用滤波器,用于对来自10G-xPON光线路终端20的下行光信号进行放大。
优选地,第一光放大器可以为S波段光放大器,第二光放大器可以为L波段光放大器。在实际应用中,S波段光放大器可以为半导体放大器(SOA);L波段光放大器可以为SOA或光纤放大器(EDFA);xPON光线路终端10向光网络单元50发送的下行光信号的波长范围为:1480nm至1500nm;10G-xPON光线路终端20向光网络单元50发送的下行光信号的波长范围为:1575nm至1581nm。在此,不对图3进行详细描述。
图3是根据本发明优选实施例的GPON和XGPON共存的无源光网络的结构框图,下面以图3所示的优选实施例为例,对上述***进行详细描述:
为了实现发明目的,本优选***中新增加了五个不同的功能模块,分别是:第一波分复用滤波器(WDM1)42、第二波分复用滤波器(WDM2)44、多模耦合器(40)、S波段光放大器46以及L波段光放大器48,下面对各个功能模块进行详细描述。
第一波分复用滤波器(WDM1)42:它的主要功能是对上下行光的进行分路及合成,可以通过各自独立的多模光纤分别与GPON的OLT的光模块以及XG-PON的OLT的光模块相连,把来自上行光通道的GPON上行光导向GPON的OLT上,以及把来自上行光通道的XG-PON上行光导向XG-PON的OLT上;而把来自GPON的OLT的下行光导向GPON下行光通道的S波段的光放大器上,以及来自XG-PON的OLT的下行光导向XG-PON下行光通道的L波段的光放大器上,是一种多通道的无源导光器件,可以通过波分的方式对其进行导光。
在实际应用中,可以采用现有的薄膜滤波TFF技术,以三个边带滤波片来完成该功能,请参加图4,图4是根据本发明优选实施例的第一波分复用滤波器的结构示意图,如图4所示,它有两种类型,一种是以1450nm为分界点的边带滤波器,对于波长小于1450nm的光从它的透射口进出,而对波长大于1450nm的光从其反射口进出;另一种是以1280nm为分界点的边带滤波器,对于波长小于1280nm的光从它的透射口进出,而对波长大于1280nm的光从其反射口进出。其中,第一边带滤波器的通用接口C通过多模光纤与上行光通道相连,而其透射口P与第三边带滤波器的透射接口P相连,以及其反射口R与第二边带滤波器的透射接口P相连;第二边带滤波器的通用接口C通过多模光纤与GPON的OLT光模块相连,而其反射口R通过单模光纤与下行光通道的S波段光放大器相连;第三边带滤波器的通用接口C通过多模光纤与XG-PON的OLT光模块相连,而其反射口R通过单模光纤与下行光通道的L波段光放大器相连;这样就可以完成五个不同通道的导光。
第二波分复用滤波器(WDM2)44:它的主要功能是对上下行光的进行分路及合成,可以通过多模光纤与多模耦合器相连,把来自不同单模光纤的下行光汇聚后导向多模耦合器上,以及把多模耦合器的上行光通过多模光纤导向WDM1滤波器上。
在实际应用中,可以采用现有的薄膜滤波TFF技术,以两个边带滤波片来完成该功能,请参见图5,图5是根据本发明优选实施例的第二波分复用滤波器的结构示意图,如图5所示,它有两种类型,一种是以1450nm为分界点的边带滤波器,对于波长小于1450nm的光从它的透射口进出,而对波长大于1450nm的光从其反射口进出;另一种是以1550nm为分界点的边带滤波器,对于波长小于1550nm的光从它的透射口进出,而对波长大于1550nm的光从其反射口进出。其中,第一边带滤波器的通用接口C通过多模光纤与多模耦合器相连,而其透射口P通过多模光纤与WDM1滤波器相连,以及其反射口R与第二边带滤波器的通用接口C相连;第二边带滤波器的透射接口P与下行光通道的S波段的光放大器相连,而其反射口R下行光通道的L波段的光放大器相连;这样就可以完成四个不同通道的导光。
多模耦合器40:它的主要功能是把来自多个ODN的上行光耦合在一起输入到WDM2滤波器上,以及把来自WDM2滤波器的下行光均匀分配到多个ODN的主干光纤上。请参见图6,图6是根据本发明优选实施例的多模耦合器的结构示意图,如图6所示,上行光经单模光纤被聚合后通过多模光纤传输到WDM2滤波器上,而下行光通过多模光纤被均匀分配到多个单模光纤上;这种聚合机制,可以是透镜,也可以融合拉椎以及光波导等方式把多个单模光纤的光耦合到多模光纤上。
S波段光放大器46:它的主要功能是对GPON的OLT的下行光进行放大,由于GPON的下行光在1480nm到1500nm之间,因此,其工作波段位于S波段,通常选择S波段的SOA做为其光放大器。
L波段光放大器48:它的主要功能是对XG-PON的OLT的下行光进行放大,由于XG-PON的下行光在1575nm到1581nm之间,因此,其工作波段位于L波段,通常选择L波段的EDFA或SOA做为其光放大器。
其中,对于各个模块的之间的连接关系,也请参考图3,在这里主要说明一下四个ODN的合并问题,首先,四个ODN的主干光纤与多模耦合器相连,然后通过多模光纤与WDM2滤波器相连,其透射接口通过多模光纤与WDM1滤波器的通用接口C相连,而WDM1滤波器通过不同的多模光纤分别直接与GPON-OLT的单纤双向光模块相连以及与XG-PON-OLT的单纤双向光模块相连,最后WDM1滤波器的单模通道通过各自的单模光纤分别连接各自不同的光放大器后,再通过各自的单模光纤分别与WDM2滤波器相连。当然,在实际应用中,并不限于只有四个ODN的合并,可以是N个ODN,只需更换相应的1:N的多模耦合器即可。
上述***的工作原理和工作流程如下:首先,在局方设置有一个GPON的OLT和一个XG-PON的OLT,通过其各自的光模块的多模光纤分别与波分复用滤波器WDM1相连,它们的下行光通过各自的多模光纤到达WDM1后分别进入由各自单模光纤组成的各自的下行光通道,其中GPON的下行光进入GPON的下行光通道上的S波段的光放大器,经放大后到达波分复用滤波器WDM2上,而XG-PON的下行光进入XG-PON的下行光通道上的L波段的光放大器,经放大后也到达波分复用滤波器WDM2上,然后经WDM2合波后通过多模光纤进入多模耦合器,经该耦合器均匀分光后进入与其连接的ODN的主干光纤,通过主干光纤,分光器以及分支光纤到达每个ONU上,其中GPON的ONU只接受GPON的信号,而XG-PON的ONU只接受XG-PON的信号。而这些ONU上传的上行光,经相应的ODN传到与其相连的多模耦合器上,然后通过多模光纤进入合波导光模块WDM2上,被导入到上行光通道,这是一个多模光纤连接WDM2以及WDM1,由WDM1分别导向与各自的OLT的光模块连接的多模光纤上,然后进入各自的OLT上,即GPON的上行光导入到GPON的OLT,以及XG-PON的上行光导入到XG-PON的OLT上。
具体地,首先,GPON的OLT的下行光通过多模光纤到达WDM1滤波器上,同时XG-PON的OLT的下行光也通过另一根多模光纤到达WDM1滤波器上,经导光后,GPON的下行光进入第一下行光通道上的S波段的光放大器上,而同时XG-PON的下行光也进入第二下行光通道上的L波段的光放大器上,经放大后GPON的下行光与XG-PON的下行光分别通过各自的单模光纤直接进入WDM2滤波器,经汇聚后通过多模光纤到达多模耦合器上,然后均匀的分在其四个单模光纤上,通过与其连接的ODN的主干光纤进入相应的ODN网络,经分光器,分支光纤到达每个ONU上。
每个ONU的上行光通过各自的分支光纤到达相应的ODN分光器上,经与之相连的主干光纤到达多模耦合器的单模接口,然后出多模接口经多模光纤到达WDM2滤波器上,经导光通过多模光纤到达WDM1滤波器上,然后导向各自多模接口,即把GPON的ONU上行光通过多模光纤导向GPON-OLT的光模块上;而把XG-PON的ONU上行光通过另一根多模光纤导向XG-PON-OLT的光模块上。
需要说明的是,对于EPON和10G-EPON也可以参照上面的实施例进行,即EPON取代GPON,同时10G-EPON取代XG-PON即可。
采用上述实施例提供的共存无源光网络***,可以仅对现有的光线路终端(OLT)进行大幅度的改造从而增加了成本的问题,进而达到了只需对现有的光线路终端(OLT)进行最少的改动即可提高PON的利用率、降低运营成本的效果。
图7是根据本发明实施例的下行光信号发送方法流程图,如图7所示,该方法主要包括以下步骤(步骤S702-步骤S710):
步骤S702,xPON光线路终端或10G-xPON光线路终端向导光器发送下行光信号;
步骤S704,导光器接收下行光信号,将下行光信号导光至多模耦合器;
步骤S706,多模耦合器接收下行光信号,将下行光信号分配给多个光分配网络(ODN);
步骤S708,光分配网络将下行光信号分配给多个光网络单元;
步骤S710,光网络单元接收输入的下行光信号。
图8是根据本发明实施例的上行光信号发送方法流程图,如图8所示,该方法主要包括以下步骤(步骤S802-步骤S810):
步骤S802,光网络单元向光分配网络发送上行光信号;
步骤S804,光分配网络将上行光信号传输给多模耦合器;
步骤S806,多模耦合器接收上行光信号,对上行光信号进行耦合后发送给导光器;
步骤S808,导光器对接收到的上行光信号进行导光,将导光后的上行光信号输入到xPON光线路终端或10G-xPON光线路终端;
步骤S810,xPON光线路终端或10G-xPON光线路终端接收输入的上行光信号。
采用上述实施例提供的上、下行光信号发送方法,可以解决现有技术中增加多个光线路终端(OLT)而增加成本的问题,进而达到了只需对现有的光线路终端(OLT)进行最少改动即可提高PON的利用率、降低运营成本的效果。
从以上的描述中,可以看出,本发明实现了如下技术效果:通过在现有的xPON与10G-xPON共存的无源光网络中加入波分复用滤波器、多模耦合器及光放大器的方式,解决了现有技术为了提供啊PON口的利用率而需要对现有的光线路终端(OLT)进行大幅度的改造从而增加了成本的问题,进而达到了只需对现有的光线路终端(OLT)进行最少的改动即可提高PON的利用率、降低运营成本的效果。
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保护范围之内。
Claims (10)
1.一种共存无源光网络***,其特征在于,包括:
xPON光线路终端,用于通过其单个光纤接口向光网络单元发送下行光信号,和接收所述光网络单元发送的上行光信号;
10G-xPON光线路终端,用于通过其单个光纤接口向所述光网络单元发送所述下行光信号,和接收所述光网络单元发送的上行光信号;
导光器,分别连接至所述xPON光线路终端和所述10G-xPON光线路终端,用于分别对来自所述xPON光线路终端和所述10G-xPON光线路终端的所述下行光信号,和来自所述光网络单元的所述上行光信号进行导光;
多模耦合器,连接至所述导光器,用于将所述下行光信号分配给多个光分配网络,和将由光分配网络发送的所述上行光信号耦合至所述导光器;
所述光分配网络,连接至所述多模耦合器,用于将所述下行光信号传输给多个光网络单元,和将所述上行光信号传输给多模耦合器;
所述光网络单元,连接至所述光分配网络,用于接收输入的所述下行光信号,和向所述xPON光线路终端或所述10G-xPON光线路终端发送所述上行光信号。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,
所述导光器包括:
第一波分复用滤波器,分别连接至所述xPON光线路终端和所述10G-xPON光线路终端,用于对来自所述xPON光线路终端和所述10G-xPON光线路终端的所述下行光信号通过波分的方式进行分路,将经过分路后的所述下行光信号导光至各自的光放大器,和对来自所述光网络单元的所述上行光信号通过波分的方式进行分路,将经过分路后的所述上行光信号分别导光至所述xPON光线路终端和所述10G-xPON光线路终端;
第二波分复用滤波器,其第一接口通过所述光放大器连接至所述第一波分复用滤波器,用于对经过所述光放大器放大后的所述下行光信号进行合成,将经过合成后的所述下行光信号导光至所述多模耦合器,和,其第二接口直接与所述第一波分复用滤波器相连,用于将所述上行光信号直接导光至所述第一波分复用滤波器;
所述***还包括:所述光放大器,分别连接至所述第一波分复用滤波器和所述第二波分复用滤波器,用于对分别来自所述xPON光线路终端和所述10G-xPON光线路终端的所述下行光信号进行放大。
3.根据权利要求2所述的***,其特征在于,所述光放大器包括:
第一光放大器,分别连接至所述第一波分复用滤波器和所述第二波分复用滤波器,用于对来自所述xPON光线路终端的所述下行光信号进行放大;
第二光放大器,分别连接至所述第一波分复用滤波器和所述第二波分复用滤波器,用于对来自所述10G-xPON光线路终端的所述下行光信号进行放大。
4.根据权利要求3所述的***,其特征在于,所述第一放大器为S波段光放大器。
5.根据权利要求4所述的***,其特征在于,所述第二放大器为L波段光放大器。
6.根据权利要求5所述的***,其特征在于,所述S波段光放大器为半导体放大器SOA。
7.根据权利要求5所述的***,其特征在于,所述L波段光放大器为所述SOA或光纤放大器EDFA。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的***,其特征在于,
所述xPON光线路终端向所述光网络单元发送的所述下行光信号的波长范围为:1480nm至1500nm;
所述10G-xPON光线路终端向所述光网络单元发送的所述下行光信号的波长范围为:1575nm至1581nm。
9.一种共存无源光网络的下行光信号发送方法,其特征在于,包括:
xPON光线路终端或10G-PON光线路终端向导光器发送下行光信号;
所述导光器接收所述下行光信号,将所述下行光信号导光至多模耦合器;
所述多模耦合器接收所述下行光信号,将所述下行光信号分配给多个光分配网络;
所述光分配网络将所述下行信号分配给多个光网络单元;
所述光网络单元接收输入的所述下行光信号。
10.一种共存无源光网络的上行光信号发送方法,其特征在于,包括:
光网络单元向光分配网络发送上行光信号;
所述光分配网络将所述上行光信号传输给多模耦合器;
所述多模耦合器接收所述上行光信号,对所述上行光信号进行耦合后发送给导光器;
所述导光器对接收到的所述上行光信号进行导光,将导光后的所述上行光信号输入到xPON光线路终端或10G-PON光线路终端;
所述xPON光线路终端或所述10G-PON光线路终端接收输入的所述上行光信号。
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