CN104469562A - 支持onu间交互的onu和远程节点 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种支持ONU间交互的ONU和远程节点。一种在包含多个分别具有相应的上行／下行波长的PON的***中支持ONU间交互的ONU发射机包括：延迟线路，其被配置为对要发送的ONU间数据相对于要发送的上行数据进行延迟，其中ONU间数据是指要由ONU发送给其他ONU的数据，上行数据是指要由ONU发送给OLT的数据；合路器，其被配置为将上行数据与延迟后的ONU间数据进行合路；波长可调激光源，其被配置为产生不同波长的光信号以对从合路器接收的上行数据和ONU间数据分别进行调制。

Description

支持ONU间交互的ONU和远程节点
技术领域
本发明概括而言涉及无源光网络(PON)，更具体而言，涉及在包含多个PON的***中支持光网络单元(ONU)间交互的ONU和远程节点。
背景技术
时分波分复用光网络(Time and Wavelength Division MultiplexedPassive Optical Network，TWDM-PON)最近已经被全业务接入网(Full Service Access Network，FSAN)和国际电信联盟标准化部门(ITU-T)Q2组选择作为下一代无源光网络(NGPON2)的主要架构，其特征在于有至少40Gb／s的下行***容量和10Gb／s的上行***容量(参考文献1)。通过堆叠具有不同波长的几个TDM-PON，可以将传统的TDM-PON***升级为具有更高带宽的TWDM-PON。典型的40Gb／s的TWDM-PON是通过堆叠四对每个具有10Gb／s的下行比特率的TDM-PON所构成的。
在TWDM-PON***中，需要在ONU侧使用可调的激光器和可调的光滤波器，因此每个ONU可以任意接收和产生四个波长中的一个以用于下行信号检测和上行信号发送。由于其具有后向兼容性、技术成熟并且部件容易获得，所以TWDM-PON被认为是最接近实际实现的方案，赢得了电信运营商的广泛认可。在本文中，除非另作说明，上行数据／信号／链路是指从ONU到OLT的数据／信号／链路，下行数据／信号／链路是指从OLT到ONU的数据／信号／链路。
在TWDM-PON***中，一个ONU需要与其他ONU高速低延迟地共享数据，所以除了满足光线路终端(OLT)和每个ONU之间的PON内下行／上行信号的带宽需要之外，不同ONU之间的交互变得非常重要。TWDM-PON中ONU交互的可能应用场景包括：
1)高级长期演进(LTE-A)多点协作(CoMP)：在LTE-A CoMP技术中，对于基站与其他基站通过逻辑X2接口直接互相通信和协作以处理多个天线的需求越来越高(参考文献2)。已经预计***中通过X2接***换的业务量可能达到总业务量的10％，因此，非常希望基站之间能够进行高速、低延迟的互相通信。例如，NSN产品建议了LTE-A中的最严格的延迟低于1ms以维持所需的服务质量。当高速和低延迟成为必须时，通过PON的移动回传可以是一种可能的解决方案和未来的趋势。在未来的移动回传网络中通过采用TWDM-PON架构来支持高速和低延迟的基站交互将会相当有吸引力。
2)近邻服务提供：在传统的3G／LTE网络中，所有数据业务必须汇聚到核心网，即使某些数据分组可能仅仅需要穿过蜂窝网本身(参考文献3)，如图1(a)中所示。图1(a)示出了现有技术中通过基站之间通过核心网的交互的示意图。当这种集中式数据业务变得越来越普遍时，将会对核心网产生严重的信令和数据业务量压力。因此，网络运营商希望基站(例如eNB)之间能够直接传输以提供有效的近邻服务。图1(b)示出了一种希望的近邻服务的示意图，其中发送方用户设备(UE)和接收方UE之间的数据传输通过基站到基站的数据转发来处理。
3)企业数据共享：随着数据业务量的***式增长，诸如企业和大学之类的大型机构希望在它们的不同大楼或分支机构之间建立高速的光链路。一些新兴的远距离服务也需要具有交互式共享、处理和虚拟化分布在不同位置的数据的能力，以及时的协作工作。
在传统的PON架构中，在OLT和每个ONU之间只有下行和上行传输链路可用，因此一个ONU的ONU交互业务必须首先通过长距离光纤发送到OLT，然后再返回给该ONU交互业务所指向的其他ONU，这经历了光-电-光转换和复杂的电子信号处理(参考文献4)。长距离PON传输已成为未来接入网的需求，在50km光纤上的往返传播将产生高达0.5ms的延迟，这还不考虑OLT处的电子信号处理所产生的延迟。同时，OLT的工作负荷和功耗也不可避免的增加。
因此，希望能够开发一种新型的低成本的TWDM-PON解决方案以使得对于各种应用来说能够实现高速低延迟的ONU交互。
参考文献：
[1]FSAN white paper，“Next-generation2access network technology”，2012.
[2]Thomas Pfeiffer，“Converged Heterogeneous Optical Metro-AccessNetworks”，ECOC，Tu.5.B.1，Torino，Italy，2010.
[3]China Unicom，“Introduction of eNB-to-eNB direct transmissionforproximity service provision”，3GPP TSG RAN WG3#75bis meeting，R3-120571.
[4]Yikai Su，Elaine Wong，et al.，“All-optical virtual private network inpassive optical networks”，Laser＆Photon.Rev，No.6，2008.
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供一种新颖的低成本的支持ONU间交互的解决方案而不明显提高成本和降低上行信号的带宽效率。
根据本发明的一个方面，提供了一种在包含多个PON的***中支持ONU间交互的ONU发射机，其中该多个PON分别具有相应的上行／下行波长。该ONU发射机包括：延迟线路，其被配置为对要发送的ONU间数据相对于要发送的上行数据进行延迟，其中ONU间数据是指要由ONU发送给其他ONU的数据，上行数据是指要由ONU发送给OLT的数据；合路器，其被配置为将上行数据与延迟后的ONU间数据进行合路；波长可调激光源，其被配置为产生不同波长的光信号以对从合路器接收的上行数据和ONU间数据分别进行调制。
根据本发明的第二个方面，提供了一种在包含多个PON的***中支持ONU间交互的ONU接收机，其中该多个PON分别具有相应的上行／下行波长。该ONU接收机包括：光环行器，其被配置为将接收到的下行数据和ONU间数据与要发送的数据进行分离，其中下行数据是指从OLT接收的数据，ONU间数据是来自其他ONU的数据，所述下行数据和所述ONU间数据是以不同波长、在不同时隙发送的；第一光滤波器，其被配置为根据波长过滤出所述下行数据；以及第二可调光滤波器，其被配置为根据波长过滤出所述ONU间数据。
根据本发明的第三个方面，提供了一种在包含多个PON的***中支持ONU间交互的远程节点，其中该多个PON分别具有相应的上行／下行波长。该远程节点包括：采样光栅，其具有多个反射信道，所述反射信道的波长分别与所述多个PON中的ONU间交互波长对准，其中，所述采样光栅将来自所述多个PON中的各个ONU的上行数据转发到OLT，而将来自各个ONU的ONU间数据反射并广播到所述***中的所有ONU。
根据本发明的第四个方面，提供了一种包含上述ONU发射机和ONU接收机的ONU。
根据本发明的第五个方面，提供了一种包含上述ONU发射机、ONU接收机和远程节点的***。
利用本发明的方案，能够实现高速低延迟的ONU间交互。
附图说明
通过以下参考下列附图所给出的本发明的具体实施方式的描述之后，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：
图1(a)示出了现有技术中通过基站之间通过核心网的交互的示意图；
图1(b)示出了一种希望的近邻服务的示意图；
图2示出了根据本发明的实施方式的支持ONU交互的TWDM-PON***的架构；
图3示出了根据本发明的实施方式的支持ONU间交互的ONU的结构的示意图；
图4示出了根据本发明的一个实例的PON内的上行业务和ONU间业务的时隙和波长分配的示意图；
图5示出了根据本发明的另一个实例的PON内的上行业务和ONU间业务的时隙和波长分配的示意图；
图6示出了波长分配方案的一个实例；
图7示出了根据本发明的远程节点的结构的示意图。
具体实施方式
在TDM-PON和波分复用无源光网络(WDM-PON)***中，之前也曾建议过一些实现ONU交互的方案，然而这些方案都存在着严重的不可避免的技术问题，总结如下：
(1)在一些方案中，ONU配备有两个激光源。除了上行激光源之外，每个ONU还需要一个额外的具有不同波长的发射器以产生和发射ONU间的业务。这消耗了一个额外的激光源并且因此大大增加了ONU成本。
(2)在一些其他方案中，远程节点利用非常复杂的有源电-光转换器将ONU间业务路由到其他ONU，这极大的引入了高的时间延迟、高复杂度并且最终造成了整个***的高成本。
(3)此外，在一些方案中，尽管在ONU使用单个激光器，但是ONU间业务与上行信号在相同波长但是不同时隙中携带，这样，ONU交互是通过掠夺上行信号的时隙以用于ONU间数据共享来实现的。在时域中必须放大两个相邻ONU数据业务之间的时间间隔(或保护时间)来***ONU间数据。因此，ONU间业务将对正常的上行信号造成严重负担并且浪费了一些用于正常上行信号传输的时隙，这极大的降低了带宽效率并且最终使得整体网络性能降低。并且，在OLT使用电-光转换器阵列来从时域的上行信号提取ONU间业务，然后将所提取的信号发送回所有其他ONU，这将在OLT侧产生严重的延迟。更重要的是，精确执行同步以提取ONU间业务将是一个巨大的挑战，因此很难实际实现。
因此这些方案都不能很好地解决TWDM-PON中ONU之间的交互问题。
对此，本发明提供了一种新颖的低成本的TWDM-PON***的架构来实现快速低延迟的ONU间交互。
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图2示出了根据本发明的实施方式的支持ONU交互的TWDM-PON***200的架构。如图2中所示，***200包括OLT210，一个或多个ONU220(如ONU1、......、ONUi、......、ONUj、......ONUn、......)，以及远程节点230。其中，OLT210的结构与常规使用的相同，因此不再赘述。ONU220和远程节点230使用根据本发明所设计的结构，如下面参考图3和图7所详述的。
如前所述，根据本发明的TWDM-PON***200例如是通过堆叠若干个TDM-PON***而实现的。下面以TWDM-PON***200包含4个TDM-PON***(分别称为PON1(其下行和上行波长分别为λ1d和λ1u)、PON2(其下行和上行波长分别为λ2d和λ2u)、PON3(其下行和上行波长分别为λ3d和λ3u)、PON4(其下行和上行波长分别为λ4d和λ4u))为例来进行描述。根据本发明的TWDM-PON***200既支持PON内的ONU交互也支持PON间的ONU交互，这种交互通过适当的控制ONU发射和接收波长来实现。这里，PON内是指所有ONU在同一上行／下行波长信道内的情况，PON间是指不同ONU在不同上行／下行波长信道内的情况。
以图2为例，假设ONU1、ONUi和ONUn属于PON1，ONUj属于PON2。因此，如图2中右侧的虚线箭头所示，ONU1与ONUi之间的交互为PON内交互(PON1内)，而ON Uj与ONUn之间的交互为PON间交互(PON1与PON2之间)。
下面结合图2简单描述根据本发明的PON内和PON间交互的过程。对于PON内交互的情况，如图2中所示，例如，当ONU1和ONUi想要建立PON内交互时，ONU1可以首先以波长λ1u和λ1-int在不同时隙分别发送上行和ONU间业务，其中λ1-int是ONU1用于ONU间交互的波长。在远程节点230处，来自ONU1的波长为λ1-int的ONU间业务被远程节点230中的采样光栅(例如采样光纤布拉格光栅(SFBG))反射回到ONUi，而来自ONU1的波长为λ1u的上行业务将直接发送给OLT。在ONUi处，其中的可调光滤波器可以适当调整以使得λ1-int通过，从而实现ONU1和ONUi之间的交互。
对于PON间交互的情况，如图2中所示，例如，当ONUj想要和ONUn建立PON间交互时，ONUj可以首先以波长λ2u和λ2-int在不同时隙分别发送上行和ONU间业务，其中λ2-int是ONUj用于ONU间交互的波长。在远程节点230处，来自ONUj的波长为λ2-int的ONU间业务被远程节点230中的采样光栅反射回到ONUn，而来自ONUj的波长为λ2u的上行业务将直接发送给OLT。在ONUn处，其中的可调光滤波器可以适当调整以使得λ2-int通过，以实现ONUj和ONUn之间的交互，从而可以建立高速低延迟的PON间ONU全光交互。
以下参考图3-图6来描述根据本发明的ONU和远程节点的结构及其工作原理。
图3示出了根据本发明的实施方式的支持ONU间交互的ONU300的结构的示意图。ONU300例如可以用作图2中所示的ONU220，如ONU1、......、ONUi、......、ONUj、......ONUn、......。
以下分别从发射机和接收机的角度对ONU300进行描述。
从发射机的角度来讲，如图3中所示，ONU300包括两条支路302和304，分别用于产生、接收或以其他方式获取上行数据和ONU间数据。其中，上行数据302是要由ONU300发送给OLT(如图2中的OLT210)的数据，ONU间数据304是要由ONU300(例如图2中的ONU1或ONUj)发送给其他ONU(例如图2中的ONUi或ONUn)的交互数据。
ONU300还包括延迟线路306，用于将ONU间数据304相对于上行数据302延迟一个时间Δt。延迟线路306使得上行数据302和ONU间数据304能够在不同时隙发送。延迟时间Δt将在下面参考图4和图5进一步描述。
接下来，合路器308将上行数据302与经过延迟线路306延迟了时间Δt的ONU间数据304进行合路，并将合路信号提供给波长可调激光源310。
与上面所述的使用两个激光源的ONU结构不同，图3中所示的ONU300仅包括一个激光源310，该激光源310的波长可调，从而能够使用不同波长的光信号对上行数据302和ONU间数据304进行调制。也就是说，上行数据302和ONU间数据304共享同一激光源，而不需使用独立的两个激光源。
在一种实现中，ONU300还包括波长控制器312，其用于产生波长控制信号，以触发波长可调激光源310对波长进行调整。
在一种实现中，激光源310的波长调整是以一个小的步长Δ为单位进行的。例如，假设相邻PON(例如PON1与PON2)之间的上行波长的总调整步数为M(M是大于等于1的整数)，则λ2u-λ1u=M*Δ。
因此，通过采用适当的波长控制信号，根据本发明的ONU300能够在不同时隙、以不同波长发送ONU300的上行数据302和ONU间数据304。通过这种方式，ONU间业务的发送不需再掠夺上行数据的时隙。
图4示出了根据本发明的一个实例的PON内的上行业务和ONU间业务的时隙和波长分配的示意图。对于PON间业务来说，由于不同PON的上行／下行波长不同，因此不需要为ONU间交互进行时隙分配。
如图4中所示，假设ONU1、......、ONUn都属于PON1(其下行和上行波长分别为λ1d和λ1u)，这些ONU的上行数据构成了上行帧(如上行帧1、上行帧2、......)，其中ONU1、......、ONUn的上行数据分别在时隙T1、......、Tn发送，两个相邻时隙之间的时间间隔称之为保护时间GP，即，GP=T2-T1=T3-T2=......=Tn-Tn-1。
图4特别示出了ONU300的波长调整时间τ小于保护时间GP的情况。波长调整时间τ是波长可调激光源310(从而也是ONU300)的参数，由波长可调激光源310本身的特性决定。
ONU1、......、ONUn的ONU间数据相对于时隙T1、……、Tn的上行数据分别延迟时间Δt，这些ONU的ONU间数据构成了ONU间帧(如ONU间帧1、ONU间帧2、......)，其中ONU1、......、ONUn的ONU间数据分别在时隙T1+Δt、......、Tn+Δt发送。可以理解，延迟时间Δt只需满足不小于波长调整时间τ即可。
在发送ONU间数据时，波长控制器312被触发以控制波长可调激光源310的波长偏移若干个步长Δ以对ONU间数据进行调制。例如，用于ONU1的ONU间数据的波长可以为λ1-int，则从ONU1的上行数据到ONU1的ONU间数据发送的波长调整的步数为(λ1-int-λ1u)／Δ。
用于发送ONU间数据的波长(例如分别用于PON1、PON2、PON3、PON4的λ1-int、λ2-int、λ3-int、λ4-int)可以被设置为两个相邻上行波长之间的任意波长。
在一种实现中，用于发送ONU间数据的波长λ1-int、λ2-int、λ3-int、λ4-int配置到两个相邻上行波长的中间。这样，对于从用于ONU上行数据传输的波长到用于ONU间数据传输的波长的波长调整(例如从λ1u到λ1-int)来说，波长调整的步数为正常PON上行波长调整(例如从λ1u到λ2u)的总波长调整步数的一半。
可以理解，如果没有ONU交互需求，则波长调整也不必要。
在波长控制器312的控制下对激光源310的波长进行上述调整之后，使用具有调整后的波长的光对ONU间交互数据进行调制以进行发射。来自不同ONU的ONU间数据构成用于ONU交互的ONU间帧。注意，在这种情况下，ONU间业务可以重用承载有其他ONU的上行业务的时隙(例如ONU1的ONU间数据可以与ONU2的上行数据在时隙T2重叠，如图4中所示)，因为它们是在不同波长操作的。相同的波长调整和ONU交互数据产生方法可以类似的应用于所有ONU。
接下来，在以波长λ1-int发送了ONU间交互数据(例如ONU间帧1)之后，可以在波长控制器312的控制信号的作用下将激光源310的波长反向调整相同步数来使ONU300的波长返回到正常状态λ1u，以继续在上行帧2中发送上行数据。该处理可以重复以进行其他上行和ONU间帧的ONU间数据产生和波长转换。
图5示出了根据本发明的另一个实例的PON内的上行业务和ONU间业务的时隙和波长分配的示意图。图5特别示出了ONU300的波长调整时间τ大于保护时间GP的情况。如图5中所示，如果波长调整时间τ大于保护时间，则ONU间数据业务仍然只需延迟一个不小于波长调整时间τ的时间Δt即可。然后，可以按照与图4中所述的相同方式进行波长调整和ONU间数据调制。在这种情况下，ONU间数据仍然可以与其他ONU的上行数据在时间上重叠。例如，在图5中，ONU1的ONU间数据可以重用ONU3的上行时隙T3。在ONU间数据传输之后，可以应用类似的方法进行波长调整和正常上行数据调制。
从图4和图5可以看出，不管波长调整时间τ是大是小，只需将延迟时间Δt设置为不小于波长调整时间τ即可，并且对延迟时间Δt与保护时间GP之间的关系也没有严格的要求。也就是说，本发明的方案对于ONU的波长调整时间τ没有限制，从而可以应用于任意已有的或将来出现的具有各种不同的波长调整时间τ的波长可调ONU。本发明中所建议的方法对于波长调整速度没有严格要求。
图6示出了波长分配方案的一个实例，其中假设上行波长信道间隔100GHz。每个信道的ONU交互波长设置为与PON上行波长分别相隔50GHz。例如，λ1-int被设置为从λ1u偏移50GHz。每次ONU间交互启动时，波长可调激光源310的波长被调整到λ1-int、λ2-int、λ3-int、λ4-int中的对应的一个，这与采样光栅的反射波长中的一个一致，因此ONU间业务将直接反射回其他ONU，不再需要复杂的光-电-光转换和OLT和ONU之间的长距离传播。
现在转回图3，以下从接收机的角度对ONU300进行描述。
作为接收机的ONU300包括光环行器314，用于将接收到的下行数据和ONU间数据与要发送的上行数据和ONU间数据分离。具体而言，波长可调激光源310发射的调制后的上行数据302和ONU间数据304经过光环行器314之后，从光环行器314的端口2输出，并发送到远程节点(如远程节点230)。来自远程节点230的下行数据(来自OLT210)和ONU间数据(来自ONU300之外的其他ONU)经过光环行器314之后，从光环行器314的端口3输出。
ONU300还包括波分复用(WDM)滤波器316，其用于将位于不同波长带的下行数据和ONU间数据分离到两条支路318和320。由于下行信号和ONU间交互信号占用不同的波长带(例如下行信号占用L+波长带，ONU间信号占用C-波长带)，因此可以使用一个粗的WDM滤波器316来分离这两种信号。这里，为方便起见，分别将分离出的下行数据和ONU间数据称为下行数据318和ONU间数据320。
在支路318中，ONU300还包括光滤波器322，用于过滤出下行数据318。例如，光滤波器322可以是一个中心波长为λ1d的带通滤波器(BPF)，其可以过滤出波长为λ1d的下行数据318。
在支路320中，ONU300还包括可调的光滤波器324，用于过滤出ONU间数据320。例如，光滤波器324可以是一个中心波长可调的带通滤波器(BPF)，其中心波长可在λ1-int、λ2-int、λ3-int、λ4-int之间调节，以过滤出波长为λ1-int、λ2-int、λ3-int或λ4-int的ONU间数据320。
这里，当光滤波器324过滤出的ONU间数据320的波长与ONU300自身的ONU间波长相同时，可以确定ONU间数据320是来自同一PON中的其他ONU的ONU间交互数据，即PON内交互数据。而当光滤波器324过滤出的ONU间数据320的波长与ONU300自身的ONU间波长不同时，可以确定ONU间数据320是来自不同PON中的其他ONU的ONU间交互数据，即PON间交互数据。
接下来，光滤波器322和324过滤出的下行数据318和ONU间数据320分别被转发到对应的下行接收机326和ONU交互接收机328以进行处理。
通过这种方式，在每个ONU中可以同时检测下行业务和ONU间业务，并且通过调整可调光滤波器324，能够支持PON内或者PON间的任意ONU交互。
本领域技术人员可以理解，ONU300中也可以不包括WDM滤波器316。在这种情况下，ONU300不根据波长带对接收到的下行数据和ONU间数据进行粗略分离，而是直接由光滤波器322和可调光滤波器324根据波长来过滤出下行数据和ONU间数据。
图7示出了根据本发明的远程节点700的结构的示意图。远程节点700例如可以用作图2中的远程节点230。
如图7中所示，远程节点700包括光分路／合路器710和采样光栅720。
光分路／合路器710用于将来自各个ONU的上行数据耦合到同一根光纤传输到OLT(如OLT210)，以及将来自OLT的下行数据分配到所有ONU。本发明中的光分路／合路器710与传统的光分路／合路器相同，因此在本文中不再赘述。
采样光栅720被特别设计为具有四个反射信道，这些反射信道的波长分别与各个ONU间交互波长(λ1-int、λ2-int、λ3-int、λ4-int)对准。
在一种实现中，采样光栅720包括采样光纤布拉格光栅(SFBG)。
利用该特别设计的SFBG720，在远程节点700处，下行和上行波长(λ1d、λ2d、λ3d、λ4d和λ1u、λ2u、λ3u、λ4u)可以直接通过SFBG720发送，而ONU间交互波长(λ1-int、λ2-int、λ3-int、λ4-int)将被反射并广播到所有ONU。
本发明建议了一种新颖的方法和装置以在TWDM-PON中实现高速低延迟的ONU全光交互。与现有技术中的方案相比，本发明的主要优点在于：
1、低成本：与现有技术中使用两个ONU激光源分别用于上行和ONU间信号传输不同，在本发明中，ONU中仅采用一个在TWDM-PON中必要的、波长可调的ONU激光源来分别调制上行信号和ONU间交互信号，从而极大的节省了ONU成本并提供了高级的交互功能。
2、带宽效率高：与传统的通过增大两个相邻ONU上行业务之间的时间间隔而将ONU间业务装载到上行业务中的方案(这种方案会极大的降低上行带宽效率)不同，在本发明中，ONU上行业务的时隙分配不受交互的影响。ONU间数据业务不掠夺上行PON信号的时隙，因为这两种业务是在不同的波长信道传输的，这是波长可调激光器所支持的。在时域中，ONU间数据甚至可以与其他ONU的上行业务重叠，因此带宽效率可以极大提高，例如比传统方法几乎提高一倍。
3、低延迟：与传统方法中将ONU间业务发送到OLT以进行复杂的光-电转换和电子信号处理不同，在本发明中，远程节点使用紧凑的采样FBG(SFBG)来以非常低的成本和低的延迟实现TWDM-PON架构中的有效的全光ONU交互。ONU间交互业务可以被SFBG在频域中从上行业务中容易地提取出来，因此不需要复杂的电-光转换和时域同步来区分这两种类型的业务。并且，OLT的工作负载和功耗可以极大降低。对于ONU和远程节点之间的分布链路5km的情况来说，ONU交互延迟可以低至50us。
4、任意的ONU交互：利用本发明所设计的ONU结构，可以通过选择适当波长来实现包括PON内和PON间通信在内的任意ONU之间的全光ONU交互。
5、提高***容量：***中能够同时支持从不同ONU以不同波长发送的所有交互的数据业务，因此ONU间交互的***容量和网络效率极大增强。
考虑到这些好处，所建议的技术对于在TWDM-PON中实现高速低延迟的ONU间交互来说是一种很有吸引力的解决方案，可以在未来的光无线汇聚接入网中成为基带池之间的X2接口的一种很有希望的解决方案。
以上以由4个TDM-PON堆叠而成的TWDM-PON为例对本发明进行了详细描述，然而本发明的范围并不局限于此，而是可以应用于任意包含多个具有不同上／下行波长的PON的***中来实现ONU间交互。
在一个或多个示例性设计中，可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现本申请所述的功能。如果用软件来实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上，或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括有助于计算机程序从一个地方传递到另一个地方的任意介质。存储介质可以是通用或专用计算机可访问的任意可用介质。这种计算机可读介质可以包括，例如但不限于，RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁存储设备，或者可用于以通用或专用计算机或者通用或专用处理器可访问的指令或数据结构的形式来携带或存储希望的程序代码模块的任意其它介质。并且，任意连接也可以被称为是计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术来从网站、服务器或其它远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术也包括在介质的定义中。
可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或用于执行本文所述的功能的任意组合来实现或执行结合本公开所描述的各种示例性的逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。
本领域普通技术人员还应当理解，结合本申请的实施例描述的各种示例性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可互换性，上文对各种示例性的部件、块、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般性描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和施加在整个***上的设计约束条件。本领域技术人员可以针对每种特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。
本公开的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域普通技术人员来说，本公开的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并不限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性的最广范围相一致。

Claims (13)

1.一种在包含多个无源光网络(PON)的***中支持光网络单元(ONU)间交互的ONU发射机，其中所述多个PON分别具有相应的上行／下行波长，所述ONU发射机包括：
延迟线路，其被配置为对要发送的ONU间数据相对于要发送的上行数据进行延迟，其中ONU间数据是指要由所述ONU发送给其他ONU的数据，上行数据是指要由所述ONU发送给光线路终端(OLT)的数据；
合路器，其被配置为将所述上行数据与延迟后的ONU间数据进行合路；
波长可调激光源，其被配置为产生不同波长的光信号以对从所述合路器接收的上行数据和ONU间数据分别进行调制。
2.如权利要求1所述的ONU发射机，还包括：
波长控制器，其被配置为产生波长控制信号，以触发所述波长可调激光源对波长进行调整。
3.如权利要求1所述的ONU发射机，其中所述波长可调激光源的波长调整是以一个小的步长为单位进行的。
4.如权利要求1所述的ONU发射机，其中所述波长可调激光器用于发送所述ONU间数据的波长被设置为两个相邻上行波长之间的任意波长。
5.如权利要求1所述的ONU发射机，其中所述波长可调激光器用于发送所述ONU间数据的波长被设置在两个相邻上行波长的中间。
6.如权利要求1所述的ONU发射机，其中所述波长可调激光器在发送了所述ONU间数据之后，将波长反向调整回到用于上行数据发送的上行波长。
7.一种在包含多个无源光网络(PON)的***中支持光网络单元(ONU)间交互的ONU接收机，其中所述多个PON分别具有相应的上行／下行波长，所述ONU接收机包括：
光环行器，其被配置为将接收到的下行数据和ONU间数据与要发送的数据进行分离，其中下行数据是指从光线路终端(OLT)接收的数据，ONU间数据是来自其他ONU的数据，所述下行数据和所述ONU间数据是以不同波长、在不同时隙发送的；
第一光滤波器，其被配置为根据波长过滤出所述下行数据；以及
第二可调光滤波器，其被配置为根据波长过滤出所述ONU间数据。
8.如权利要求7所述的ONU接收机，其中所述第二可调光滤波器是一个中心波长可调的带通滤波器，其中心波长分别与所述多个PON中用于ONU间数据传输的相应波长相对应。
9.如权利要求7所述的ONU接收机，还包括：
波分复用(WDM)滤波器，其布置在所述第一光滤波器和所述第二可调光滤波器之前，用于根据所述下行数据和所述ONU间数据所位于的波长带的不同而分离所述下行数据和所述ONU间数据。
10.一种在包含多个无源光网络(PON)的***中支持光网络单元(ONU)间交互的远程节点，其中所述多个PON分别具有相应的上行／下行波长，所述远程节点包括：
采样光栅，其具有多个反射信道，所述反射信道的波长分别与所述多个PON的ONU间交互波长对准，
其中，所述采样光栅将来自所述多个PON中的各个ONU的上行数据转发到光线路终端(OLT)，而将来自各个ONU的ONU间数据反射并广播到所述***中的所有ONU。
11.如权利要求10所述的远程节点，还包括：
光分路／合路器，其被配置为将来自各个ONU的上行数据耦合到同一根光纤以传输到OLT，以及将来自OLT的下行数据分配到所有ONU。
12.一种在包含多个无源光网络(PON)的***中支持光网络单元(ONU)间交互的ONU，包括如权利要求1-6中任一项所述的ONU发射机和如权利要求7-9中任一项所述的ONU接收机。
13.一种支持光网络单元(ONU)间交互的、包含多个无源光网络(PON)的***，包括如权利要求1-6中任一项所述的ONU发射机、如权利要求7-9中任一项所述的ONU接收机以及如权利要求10-11中任一项所述的远程节点。
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