CN112511229B

CN112511229B - 前传网络***及光模块

Info

Publication number: CN112511229B
Application number: CN201910872575.5A
Authority: CN
Inventors: 王东; 张德朝; 李允博; 赵阳; 李晗
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile Communications Ltd Research Institute
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile Communications Ltd Research Institute
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2039-09-16
Also published as: CN112511229A

Abstract

本发明公开了一种前传网络***及光模块。其中，该前传网络***包括：共享光源，所述共享光源用于产生源光波；局端，连接所述共享光源，用于以所述源光波生成下行传输光波，传递下行信息至远端；远端，连接所述局端，用于以所述下行传输光波生成上行传输光波，传递上行信息至所述局端。由于共享光源产生的源光波仅传递给局端，局端根据所述源光波生成下行传输光波，远端根据接收的下行传输光波生成上行光波，可以有效减少共享光源的波长资源需求，且减少了共享光源与远端间的光路链路，亦能有效减少光纤资源的需求。

Description

前传网络***及光模块

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种前传网络***及光模块。

背景技术

集中局端和远端的C-RAN(Cloud/Centralized Radio Access Network，集中化无线接入网络)是5G无线接入网的重要演进方向。目前，C-RAN以5-10个物理站的中小集中为主，未来可能需要连接10-30个物理站。若采用光纤直驱方式，1个物理站按3个AAU(ActiveAntenna Unit，有源天线单元)、每个AAU按160M频谱对应2个25G光模块计算，则连接10个物理站就需要120芯光纤，光纤资源消耗巨大。如何有效降低前传网络***中的光纤资源需求，是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种前传网络***，旨在有效降低前传网络***对光纤资源的需求。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种前传网络***，包括：

共享光源，所述共享光源用于产生源光波；

局端，连接所述共享光源，用于以所述源光波生成下行传输光波，传递下行信息至远端；

远端，连接所述局端，用于以所述下行传输光波生成上行传输光波，传递上行信息至所述局端。

本发明实施例还提供了一种光模块，所述光模块包括：收发端口、环形器、分光器、探测器、调制器；其中，

所述收发端口，连接所述环形器，用于接收下行传输光波并传递给所述环形器，接收所述环形器输出的上行传输光波；

所述环形器，连接所述分光器，用于将所述下行传输光波传递给所述分光器及将所述上行传输光波传递给所述收发端口；

所述分光器，连接所述探测器和所述调制器，用于将所述下行传输光波分为两路，一路继续作为下行传输光波传递至所述探测器，另一路作为上行传输光波传递至所述调制器；

所述探测器，用于获取所述下行传输光波中携带的下行信息并下行传输所述下行信息；

所述调制器，连接所述环形器，用于在所述上行传输光波上加载上行信息，并将加载上行信息后的上行传输光波传递给所述环形器。

本发明实施例提供的技术方案，由于共享光源产生的源光波仅传递给局端，局端根据所述源光波生成下行传输光波，远端根据接收的下行传输光波生成上行传输光波，可以有效减少共享光源的波长资源需求，且减少了共享光源与远端间的光路链路，亦能有效减少光纤资源的需求。

附图说明

图1为本发明一实施例前传网络***的结构示意图；

图2为本发明另一实施例前传网络***的结构示意图；

图3为本发明又一实施例前传网络***的结构示意图；

图4为本发明实施例光模块的结构示意图。

图5为本发明应用实施例前传网络***的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明再作进一步详细的描述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

无源波分复用技术将不同波长的多路光信号通过合波器进行波分复用后合成一路信号在光纤中传输，采用扩展波长的方式就可以实现网络扩容，显著降低前传网络对光纤资源的需求。无源波分复用技术虽然可以缓解网络对光纤资源的需求，但是，RRU(RadioRemote Unit，射频拉远单元)和BBU(Building Baseband Unit，基带处理单元)均需配置固定波长的彩光模块，且RRU和BBU收发光模块的波长、波分复用器/解复用器通道需严格一一对应。若光模块波长不匹配，需要工程人员再次去站点甚至爬塔处理，并且波长越多、错误概率越高，显著增加人力成本，尤其对于自然条件恶劣区域。

相比于单一波长的光模块，采用固定波长的彩光模块还会增加备件数量和成本。若采用波长可调谐光模块，可以有效解决以上问题。但是，波长可调谐光模块中采用波长可调的激光器，价格昂贵，对于前传网络的实用性有待加强，尤其是考虑RRU侧更加苛刻的环境要求。

宽谱光源虽然可以降低组网成本，但是光源输出功率较小，需要光放大器进行功率放大，以满足锁波光源的入射功率要求，造成***信噪比下降、传输性能恶化，并且各通路波长无法灵活配置。

此外，5G前传网络中RRU侧光模块速率将提升至25Gb/s，在满足环境温度、传输距离等要求下，成本进一步提升，更需统筹考虑波长固定、波长可调谐光模块的组网应用。

光源云化方法通过建立光源池，实现一个公共光源为多个BBU、RRU提供光源，分摊波长可调谐光模块成本。但是，共享光源由上行激光器阵列、下行激光器阵列组成，分别给RRU、BBU提供光源，RRU和BBU间的上下行分别对应不同波长，对波长资源需求高；RRU侧需2芯光纤、光模块需2个光口，架构较为复杂。

基于此，在本发明的各种实施例中，由于共享光源产生的源光波仅传递给局端，局端根据所述源光波生成下行传输光波，远端根据接收的下行传输光波生成上行传输光波，可以有效减少共享光源的波长资源需求，且减少了共享光源与远端间的光路链路，亦能有效减少光纤资源的需求。

本发明实施例提供了一种前传网络***，如图1所示，该前传网络***包括：共享光源101、局端102及远端103。

本发明实施例中，共享光源101用于产生源光波；局端102连接所述共享光源101，用于以所述源光波生成下行传输光波，传递下行信息至远端103；远端103连接所述局端102，用于以所述下行传输光波生成上行传输光波，传递上行信息至所述局端102。这里，局端102可以是BBU或DU(Distribute Unit，分布单元)，远端103可以是RRU或者AAU。

本发明实施例中，局端102可以不需要激光器，接收共享光源产生的源光波生成下行传输光波，远端103也可以不需要激光器，接收局端102的下行传输光波后产生上行传输光波。由于共享光源101产生的源光波仅传递给局端102，局端102根据所述源光波生成下行传输光波，远端103由其接收的下行传输光波生成上行传输光波，可以有效减少共享光源的波长资源需求，且减少了共享光源101与远端103间的光路链路，亦能有效减少光纤资源的需求。

本发明实施例中，共享光源101采用激光器，输出高质量的源光波。在一实施例中，所述共享光源101为波长可调谐光模块，所述源光波包括两路以上波长不同的光波，从而可以经该共享光源101给局端102上的两个以上的光模块提供不同波长的光波，可以有效降低前传网络***的规划和维护难度。

在一实施例中，该前传网络***还包括：光分路器，连接所述共享光源与所述局端，用于将所述源光波分成M组相同的所述源光波，为至少两个局端提供源光波；其中，M为大于或等于2的自然数。这样，通过光分路器将源光波复制成M组，给多个局端提供源光波，可以分摊波长可调谐光模块的成本。

在一实施例中，该前传网络***还包括：合波器和分波器。其中，

合波器，设置于所述共享光源与所述光分路器之间，用于将所述源光波中不同波长的光波合并为一路复合光波进行传输；所述光分路器用于将所述复合光波分成M组相同的复合光波；

分波器，设置于所述光分路器与所述局端之间，用于将所述复合光波还原为所述源光波，其中，所述源光波中不同波长的光波分别传输至所述局端上相应的光模块，所述局端上相应的光模块根据接收的光波生成相应的下行传输光波，传递下行信息至远端。

这样，通过设置合波器和分波器，对共享光源输出的不同波长光波进行后续合分波处理，可以有效减少光路传输中光纤的数量。

如图2所示，在一实施例中，前传网络***包括：共享光源101、局端102、远端103、合波器104、光分路器105、分波器106。其中，共享光源101产生的源光波包括不同波长的光波，比如，波长分别为λ₁……λ_N的光波，其中，N为大于或等于2的自然数。该源光波通过合波器104合成一路光波后传递给光分路器105，光分路器105将接收的一路光波分为M路光波，以分别传递给M个对应的局端102，各局端102处设置分波器106，分波器106将光分路器105传递的光波还原为波长分别为λ₁……λ_N的光波，且分别传递至局端102的相应光模块上。局端102上的相应的光模块根据接收的光波生成相应的下行传输光波，传递下行信息至远端103。具体地，局端102的光模块中经调制器将数据信息加载到光波上，产生波长为λ₁至λ_N的下行光信号(即下行传输光波)。远端103上的光模块接收下行光信号，对下行光信号进行二次调制，这里该二次调制方式采用不同于局端的光模块中的调制方式，从而生成波长相同的上行传输光波，传递上行信息至局端102。

在一实施例中，所述局端的光模块以第一调制方式在所述下行传输光波上加载下行信息；所述远端的光模块以第二调制方式在所述上行传输光波上加载上行信息；其中，所述第一调制方式与所述第二调制方式不同。具体地，第一调制方式可以为相位调制，第二调制方式可以为强度调制，或者第一调制方式可以为强度调制，第二调制方式可以为相位调制。

在一实施例中，为了进一步减少前传网络***的光纤需求量，如图3所示，该前传网络***在图2所示的结构上，还包括：第一合分波器107和第二合分波器108。其中，

所述第一合分波器107连接所述局端102和所述第二合分波器108，用于将所述局端102上多个光模块对应的下行传输光波合并后传输给第二合分波器108，并将来自所述第二合分波器108的上行传输光波分离后输出给所述局端102上相应的光模块；

所述第二合分波器108连接所述第一合分波器107和所述远端103，用于将所述远端103对应的多个上行传输光波合并后传输给所述第一合分波器107，并将来自所述第一合分波器107的下行传输光波分离后输出给所述远端103上相应的光模块。

在一实施例中，所述第一合分波器107与所述第二合分波器108之间经一根基于单纤双向的光纤连接。这样，可以减少光纤需求量，消除光纤的不对称性。

在一实施例中，所述远端包括至少一个光模块，如图4所示，所述光模块包括：收发端口(图中未示出)、环形器、分光器、探测器、调制器；其中，所述收发端口，连接所述环形器，用于接收所述下行传输光波并传递给所述环形器，接收所述环形器输出的上行传输光波；所述环形器，连接所述分光器，用于将所述下行传输光波传递给所述分光器及将所述上行传输光波传递给所述收发端口；所述分光器，连接所述探测器和所述调制器，用于将所述下行传输光波分为两路，一路继续作为上行传输光波传递至所述探测器，另一路作为上行传输光波传递至所述调制器；所述探测器，用于将获取所述下行传输光波中携带的下行信息并下行传输所述下行信息；所述调制器，连接所述环形器，用于在所述上行传输光波上加载上行信息，并加载上行信息后的上行传输光波传递给所述环形器。

在一应用示例中，收发端口接收的下行传输光波为波长为λ₁的相位信号PSK，该波长为λ₁的相位信号PSK经环形器传递至分光器，分光器将该波长为λ₁的相位信号PSK分为两路，第一路传递至探测器，由探测器探测所述下行传输光波中携带的下行信息并下行传输所述下行信息，第二路传递至调制器，调制器通过强度调制加载上行信息，生成波长为λ₁的强度信号OOK(即上行传输光波)，该波长为λ₁的强度信号OOK经环形器传递至收发端口。

本发明实施例中，远端的光模块可以只有一个端口(即收发端口)，该端口可以接收下行传输光波和发送上行传输光波，且光模块无需激光器，降低了远端的光模块在环境温度等方面的设计难度。

下面结合应用实施例对本发明做进一步说明。

如图5所示，本应用实施例中，共享光源由一组激光器阵列组成，分别输出不同波长的光波。共享光源激光器阵列发射的波长为λ₁至λ_N的光波经合波器合并后，通过分路器(即前述的光分路器)产生若干相同的光波组，每一路光波组对应1个BBU；沿光纤传输至BBU侧，采用分波器，将不同波长的光波分别送至BBU对应的一个光模块。在BBU光模块中经调制器调制(如相位调制)将数据信息加载到光波上，产生波长为λ₁至λ_N的下行光信号。经合波器波分复用后，沿BBU至RRU方向光纤传输。至RRU侧后，采用分波器，将不同波长的光信号分别送至每一个RRU的光模块。RRU侧光模块接收信号后，经分光器一分为二，一部分光信号送至探测器完成下行传输，另一部分光信号经RRU侧光模块中的调制器调制(如强度调制)后，将上行数据信息加载到该光信号上，产生相同波长的上行光信号，经合波器波分复用后，沿RRU至BBU方向光纤传输。至BBU侧后，采用分波器，将不同波长的光信号分别送至BBU各个光模块。BBU侧光模块接收信号后，完成上行传输。RRU与BBU间传送光信号可以采用单纤双向方案，此时，RRU的光模块需进行架构调整，如图4所示。光模块具有1个端口(收发同端口)，收发端口接收下行光信号(调制方式为相位调制)，经环形器输出后，再经分光器一分为二，一部分光信号送至探测器完成下行传输，另一部分光信号经调制器调制(调制方式为强度调制)后，将上行数据信息加载到该光信号上，产生相同波长的上行光信号，经环形器由光模块端口输出。该方案中，上下行信号需具备不同的调制方式。

本发明实施例还提供了一种光模块，如图4所示，所述光模块包括：收发端口、环形器、分光器、探测器、调制器；其中，所述收发端口，连接所述环形器，用于接收下行传输光波并传递给所述环形器，接收所述环形器输出的上行传输光波；所述环形器，连接所述分光器，用于将所述下行传输光波传递给所述分光器及将所述上行传输光波传递给所述收发端口；所述分光器，连接所述探测器和所述调制器，用于将所述下行传输光波分为两路，一路继续作为下行传输光波传递至所述探测器，另一路作为上行传输光波传递至所述调制器；所述探测器，用于获取所述下行传输光波中携带的下行信息并下行传输所述下行信息；所述调制器，连接所述环形器，用于在所述上行传输光波上加载上行信息，并将加载上行信息后的上行光波传递给所述环形器。

该光模块只需要一个端口，可以接收下行传输光波和发送上行传输光波，且光模块无需激光器，降低了远端的光模块在环境温度等方面的设计难度。

需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

另外，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种前传网络***，其特征在于，包括：

共享光源，所述共享光源用于产生源光波；

远端，连接所述局端，用于以所述下行传输光波生成上行传输光波，传递上行信息至所述局端；

所述局端的光模块以第一调制方式在所述下行传输光波上加载下行信息；

所述远端的光模块以第二调制方式在所述上行传输光波上加载上行信息；

其中，所述第一调制方式与所述第二调制方式不同。

2.根据权利要求1所述的前传网络***，其特征在于，所述共享光源为波长可调谐光模块，所述源光波包括两路以上波长不同的光波。

3.根据权利要求2所述的前传网络***，其特征在于，所述***还包括：

光分路器，连接所述共享光源与所述局端，用于将所述源光波分成M组相同的所述源光波，为至少两个局端提供源光波；其中，M为大于或等于2的自然数。

4.根据权利要求3所述的前传网络***，其特征在于，所述***还包括：

分波器，设置于所述光分路器与所述局端之间，用于将所述复合光波还原为所述源光波，其中，所述源光波中不同波长的光波分别传输至所述局端上相应的光模块，所述局端上相应的光模块根据接收的光波生成相应的下行传输光波，传递下行信息至所述远端。

5.根据权利要求4所述的前传网络***，其特征在于，所述***还包括：第一合分波器和第二合分波器；

所述第一合分波器连接所述局端和所述第二合分波器，用于将所述局端上多个光模块对应的下行传输光波合并后传输给第二合分波器，并将来自所述第二合分波器的上行传输光波分离后输出给所述局端上相应的光模块；

所述第二合分波器连接所述第一合分波器和所述远端，用于将所述远端对应的多个上行传输光波合并后传输给所述第一合分波器，并将来自所述第一合分波器的下行传输光波分离后输出给所述远端上相应的光模块。

6.根据权利要求5所述的前传网络***，其特征在于，所述第一合分波器与所述第二合分波器之间经一根基于单纤双向的光纤连接。

7.根据权利要求1所述的前传网络***，其特征在于，所述远端包括至少一个光模块，所述光模块包括：收发端口、环形器、分光器、探测器、调制器；其中，

所述收发端口，连接所述环形器，用于接收所述下行传输光波并传递给所述环形器，接收所述环形器输出的上行传输光波；

8.根据权利要求1所述的前传网络***，其特征在于，

所述局端为基带单元BBU或者分布单元DU。

9.根据权利要求1所述的前传网络***，其特征在于，

所述远端为射频拉远单元RRU或者有源天线单元AAU。

10.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括：收发端口、环形器、分光器、探测器、调制器；其中，

所述调制器，连接所述环形器，用于采用与下行传输光波不同的调制方式在所述上行传输光波上加载上行信息，并将加载上行信息后的上行传输光波传递给所述环形器。