CN113382316B - 光线路终端、光网络单元及光通信*** - Google Patents

光线路终端、光网络单元及光通信*** Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供光线路终端、光网络单元及光通信***，可以支撑运营商重用FTTH ODN快速拓展和部署新业务，从而实现一张接入网全业务接入。光通信***包括第一光线路终端OLT、多个第一光网络单元ONU以及连接第一OLT和第一ONU的ODN。下行方向，第一OLT用于将接收到的M1路的下行数据包转换成一路波长为λ0的下行光信号，第一ONU用于接收下行光信号，经过处理之后输出目标用户数据包。上行方向，第一ONU用于将接收到的上行数据包转换成波长为λi的上行光信号，第一OLT用于接收多个不同波长的上行光信号，经过处理之后输出相应路数的用户数据包。

Description

光线路终端、光网络单元及光通信***
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及光线路终端、光网络单元及光通信***。
背景技术
无源光网络(passive optical network，PON)是一种采用点到多点(point tomuti-point，P2MP)结构的单纤双向光接入网络。如图1所示，PON由局端的光线路终端(optical line termination，OLT)、光分配网络(optical distribution network，ODN)和用户侧的光网络单元(optical network unit，ONU)组成。由于PON接入可以提供足够的接入带宽，而且具有部署成本低，运维简单等优点，因此成为当前光纤到户(fiber to thehome，FTTH)的主要解决方案。
目前，随着FTTH业务的全面部署，现网的ODN资源已经非常丰富，因此运营商希望重用FTTH ODN快速拓展和部署新业务，实现一张ODN网络全业务接入。然而，对于面向FTTH业务场景设计的时分复用(time division multiplexing，TDM)-PON，虽然其具有时分复用、带宽汇聚和收敛(1：N收敛)以及基于功率分支(power splitter)的点对多点(P2MP)ODN拓扑等典型特征，用于FTTH业务场景时优势非常明显，但是应用于对时延和可靠性要求的其它新业务场景时，由于上行或下行均是时分复用，因此将导致时延和抖动较大。
因此，如何在重用FTTH ODN拓展和部署新业务时，减小时延和抖动，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供光线路终端、光网络单元及光通信***，用于解决目前运营商在重用FTTH ODN快速拓展和部署新业务时，时延和抖动较大的问题。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种第一光线路终端OLT，该第一OLT包括：电域复用模块、第一光调制器以及N2个上行光接收机，N2为大于1的正整数；其中，电域复用模块，用于接收M1路的下行数据帧，并将该M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，M1为正整数；第一光调制器，用于将该高速下行比特流转换成物理电信号之后，将物理电信号调制成波长为λ0的下行光信号；N2个上行光接收机中的每个光接收机，分别接收不同波长的上行光信号。本申请实施例提供的第一OLT在重用FTTH ODN拓展和部署新业务时，在上行方向，通过不同的上行光接收机分别接收不同波长的上行光信号，使得每个用户均相当于通过专用通道进行点对点的数据传输；在下行方向，由于第一OLT采用下行时分广播方式，将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，进而使得第一ONU可以从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，因此不仅第一ONU侧接收无需可调滤波器，大幅节省波长资源和成本，并且从用户角度来看，每个用户均可以持续接收下行数据包，即每个用户也相当于通过专用通道接收下行数据。也就是说，基于包括该第一OLT的光通信***传输的数据，均相当于在专用通道上进行传输，因此相对于现有技术，可以避免由于上行和下行均采用时分复用而导致时延和抖动较大的问题。另一方面，通过为不同的上行光信号设计不同波长，还可以避免由于存在流氓ONU风险，影响***可靠性的问题，从而可以提高***的可靠性。综上，基于本申请实施例提供的第一OLT，不仅可以减少时延和抖动，并且可以提高***的可靠性。进一步的，可以支撑运营商重用FTTH ODN快速拓展和部署新业务，如高可靠性、低时延的业务，从而实现一张接入网全业务接入。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，M1路的下行数据帧的速率均为D，高速下行比特流的速率为M1*D。通过该方案，可以简化设计。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，电域复用模块，用于将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，包括：电域复用模块，用于通过比特交织方式将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，其中，该高速下行比特流中包括一个或多个M1比特分组，该一个或多个M1比特分组的第k个M1比特分组中包括该M1路的下行数据帧中的第k个比特。基于该方案，可以实现将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，该第一OLT还包括：N1路的协议处理器，N1为大于或者等于M1的正整数；N1路的协议处理器，用于接收M1路的下行数据包，并将该M1路的下行数据包分别进行处理之后，输出M1路的下行数据帧；N1路的协议处理器，还用于接收N2路的上行电信号，并将该N2路的上行电信号恢复成N2路的上行数据帧之后，完成该N2路的上行数据帧的解析和协议处理，得到N2路的用户数据包。基于该方案，在下行方向，可以获得M1路的下行数据帧；在上行方向，可以恢复出N2路的用户数据包。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，N1＝M1，这样可以使得N1路的协议处理器得到最大化的利用。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，N1＝N2，这样可以使得N1路的协议处理器得到最大化的利用。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第一OLT还包括：除N2个上行光接收机之外的其它N3个上行光接收机，N3为正整数，N1＝N2+N3；其中，其它N3个上行光接收机所在的通道为管理和备份通道。这样可以提高第一OLT所在的光通信***的可靠性和健壮性，确保业务质量和安全。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，λ0＝1370+/-10nm；不同波长的上行光信号的波长在1530-1540nm之间。
第二方面，提供了一种第一光网络单元ONU，该第一ONU包括：下行光接收机、电域解复用模块以及第二光调制器；其中，下行光接收机，用于接收波长为λ0的下行光信号，并将该下行光信号转化为下行电信号；电域解复用模块，用于将该下行电信号恢复成高速下行比特流，并从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流；第二光调制器，用于接收上行比特流，并将上行比特流转换成物理电信号，且将该物理电信号调制成波长为λi的上行光信号，其中，λi与λt不同，λt为与第一ONU对应的第一OLT接收的其他上行光信号的波长。本申请实施例提供的第一ONU在重用FTTH ODN拓展和部署新业务时，在上行方向，通过设计不同的上行光信号，使得第一ONU连接的第一OLT可以通过不同的上行光接收机分别接收不同波长的上行光信号，进而使得每个用户均相当于通过专用通道进行点对点的数据传输；在下行方向，由于第一OLT采用下行时分广播方式，将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，进而使得第一ONU可以从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，因此不仅第一ONU侧接收无需可调滤波器，大幅节省波长资源和成本，并且从用户角度来看，每个用户均可以持续接收下行数据包，即每个用户也相当于通过专用通道接收下行数据。也就是说，基于包括该第一ONU的光通信***传输的数据，均相当于在专用通道上进行传输，因此相对于现有技术，可以避免由于上行和下行均采用时分复用而导致时延和抖动较大的问题。另一方面，通过为不同的上行光信号设计不同波长，还可以避免由于存在流氓ONU风险，影响***可靠性的问题，从而可以提高***的可靠性。综上，基于本申请实施例提供的第一ONU，不仅可以减少时延和抖动，并且可以提高***的可靠性。进一步的，可以支撑运营商重用FTTH ODN快速拓展和部署新业务，如高可靠性、低时延的业务，从而实现一张接入网全业务接入。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，高速下行比特流中包括一个或多个M1比特分组，该一个或多个M1比特分组的第k个M1比特分组中包括M1路的下行数据帧中的第k个比特；电域解复用模块，用于从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，包括：电域解复用模块，用于通过比特解交织的方式从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，该目标下行比特流中包括该一个或多个M1比特分组的每个比特分组中的一个对应比特。基于该方案，可以实现从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，λi是根据第一OLT在下行方向发送的配置指令配置的。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，λ0＝1370+/-10nm；λi和λt均在1530-1540nm之间。
第三方面，提供了一种光通信***，该光通信***包括如第一方面所述的第一OLT、多个如第二方面所述的第一ONU，以及连接该第一OLT和该第一ONU的ODN。其中，第三方面的技术效果可参考上述第一方面或第二方面，在此不再赘述。
在一种可能的实现方式中，该光通信***还包括第二OLT、连接该第一OLT和该第二OLT的共存合波/分波器、以及一个或多个第二ONU；其中，ODN还用于连接该第二OLT和该第二ONU，该第二OLT为光纤到户FTTH无源光网络PON***中的OLT，该第二ONU连接FTTH用户。基于该方案，可以实现本申请实施例提供的针对低时延高可靠性业务设计的PON***与当前针对FTTH业务场景设计的TDM-PON***的共存。
附图说明
图1为现有的PON的架构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种光通信***的结构示意图；
图3a为本申请实施例提供的一种第一光调制器的结构示意图；
图3b为本申请实施例提供的一种第二光调制器的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种光接收机的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的光通信***的示例一；
图6为本申请实施例提供的光通信***的示例二；
图7为本申请实施例提供的光通信***的示例三；
图8为本申请实施例提供的光通信***的示例四；
图9为本申请实施例提供的另一种光通信***的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的光通信***的示例五；
图11为本申请实施例提供的光通信***的示例六；
图12为本申请实施例提供的光通信***的示例七；
图13为本申请实施例提供的光通信***的示例八。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的OLT、ONU及光通信***进行描述。其中，在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，A/B可以表示A或B；本申请中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A,B可以是单数或者复数。并且，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。同时，在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。
如图2所示，为本申请实施例提供的一种光通信***20，该光通信***20包括第一OLT(如图2中的OLT201)、多个第一ONU(如图2中的ONU202，ONU203等)、以及连接第一OLT和第一ONU的ODN。其中，ODN包括分光器、光纤以及连接头(未示出)等无源器件。第一OLT包括：电域复用模块、第一光调制器以及N2个上行光接收机。N2为大于1的正整数。第一ONU包括：电域解复用模块、第二光调制器、以及下行光接收机。
比如，图2中的OLT201包括：电域复用模块201b、光调制器201c以及N2个上行光接收机201e(如图2中的上行光接收机1、上行光接收机2、……、上行光接收机N2)。
比如，图2中的ONU202包括：电域解复用模块202b、光调制器202c、以及下行光接收机202e。
比如，图2中的ONU203包括：电域解复用模块203b、光调制器203c、以及下行光接收机203e。
本申请实施例中，电域复用模块，用于接收M1路的下行数据帧，并将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，M1为正整数；第一光调制器，用于将高速下行比特流转换成物理电信号之后，将物理电信号调制成波长为λ0的下行光信号；N2个上行光接收机中的每个光接收机，分别接收不同波长的上行光信号。
一种可能的实现方式中，电域复用模块，用于将所述M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，包括：电域复用模块，用于通过比特交织方式将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，其中，高速下行比特流中包括一个或多个M1比特分组，一个或多个M1比特分组的第k个M1比特分组中包括M1路的下行数据帧中的第k个比特。
本申请实施例中，下行光接收机，用于接收波长为λ0的下行光信号，并将下行光信号转化为下行电信号；电域解复用模块，用于将下行电信号恢复成高速下行比特流之后，从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流；第二光调制器，用于接收上行比特流，并将上行比特流转换成物理电信号之后，将物理电信号调制成波长为λi的上行光信号，其中，λi与λt不同，λt为与第一ONU连接的第一OLT接收的其他上行光信号的波长。
一种可能的实现方式中，电域解复用模块，用于从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，包括：电域解复用模块，用于通过比特解交织的方式从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，目标下行比特流中包括一个或多个M1比特分组的每个比特分组中的一个对应比特。
可选的，本申请实施例中，第一OLT还可以包括：N1路的协议处理器。其中，N1为大于或者等于M1的正整数。第一ONU还可以包括：单路的协议处理器。
比如，图2中的OLT201还可以包括：N1路的协议处理器201a。
比如，图2中的ONU202还可以包括：单路的协议处理器202a。
比如，图2中的ONU203还可以包括：单路的协议处理器203a。
本申请实施例中，在下行方向，N1路的协议处理器，用于接收M1路的下行数据包，并将M1路的下行数据包分别进行处理之后，输出M1路的下行数据帧。在上行方向，N1路的协议处理器，用于接收N2路的上行电信号，并将N2路的上行电信号恢复成N2路的上行数据帧之后，完成N2路的上行数据帧的解析和协议处理，得到N2路的用户数据包。
本申请实施例中，在下行方向，单路的协议处理器，用于将目标下行比特流恢复成目标下行数据帧之后，完成目标下行数据帧的解析和协议处理，得到目标用户数据包。在上行方向，单路的协议处理器，用于接收上行数据包，并将上行数据包进行处理之后，输出单路的上行比特流。
需要说明的是，本申请实施例中，N1路的协议处理器和/或单路的协议处理器可以用其他模块替代，只要替代模块具备相应的功能即可，在此统一说明，本申请实施例对此不做具体限定。
可选的，本申请实施例中，第一OLT还可以包括第一合波/分波器。第一ONU还可以包括：第二合波/分波器。
比如，图2中的OLT201还可以包括：合波/分波器201d。
比如，图2中的ONU202还可以包括：合波/分波器202d。
比如，图2中的ONU203还可以包括：合波/分波器203d。
本申请实施例中，在下行方向，第一合波/分波器，用于将波长为λ0的下行光信号耦合至ODN中的主干光纤。在下行方向，第一合波/分波器，用于接收来自主干光纤的N2个不同波长的上行光信号，并将N2个不同波长的上行光信号分别输出给N2个上行光接收机中的不同上行光接收机。
本申请实施例中，在下行方向，第二合波/分波器，用于接收来自主干光纤的波长为λ0的下行光信号，并输出该波长为λ0的下行光信号。在上行方向，第二合波/分波器，用于将波长为λi的上行光信号耦合至ODN中的主干光纤。
需要说明的是，本申请实施例中，第一合波/分波器和/或第二合波/分波器可以用其他模块替代，只要替代模块具备相应的功能即可，在此统一说明，本申请实施例对此不做具体限定。
需要说明的是，图2仅是示例性的列出了两个第一ONU，若光通信***20中包括大于2个第一ONU，其它第一ONU的结构可参考图2所示的ONU202或ONU203，在此不予赘述。
下面将结合图2所示的光通信***20，分别对第一OLT和第一ONU的工作原理介绍如下。
在下行数据方向：
N1路的协议处理器201a，用于接收M1路的下行数据包，并将M1路的下行数据包分别进行处理之后，输出M1路的下行数据帧，M1为小于或者等于N1的正整数。
可选的，本申请实施例中，N1路的协议处理器201a对下行数据包的处理包括但不限于协议处理和帧封装，在此统一说明，以下不再赘述。
如图2所示，图2中N1路的协议处理器201a与电域复用模块201b之间有通道1(简称CH1)至通道N1(简称CHN1)共N1个通道，M1路的下行数据帧在N1个通道中的其中M1个通道上传输。
可选的，本申请实施例中，M1＝N1，这样可以使得N1路的协议处理器201a得到最大化的利用。
电域复用模块201b，用于接收来自N1路的协议处理器201a的M1路的下行数据帧，并将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流之后，输出该高速下行比特流。
可选的，本申请实施例中，电域复用模块201b可以通过比特交织(bitinterleaving)方式将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流。该高速下行比特流中包括一个或多个M1比特分组，一个或多个M1比特分组的第k个M1比特分组中包括M1路的下行数据帧中的第k个比特。
其中，本申请实施例中，比特交织是指，采用时分复用的方式，在时间上分离码元，介于其间的时间可以由其它码字的码元来填充。比如，对于一些4比特组成的消息分组，分别将4个消息分组中的第1个比特取出来，组成一个新的4比特分组，称作第一帧；分别将4个消息分组中的第2个比特取出来，组成一个新的4比特分组，称作第二帧；分别将4个消息分组中的第3个比特取出来，组成一个新的4比特分组，称作第三帧；分别将4个消息分组中的第4个比特取出来，组成一个新的4比特分组，称作第四帧。
其中，本申请实施例中，高速下行比特流的速率等于M1路的下行数据帧中各路下行数据帧的速率之和。比如，假设M1路的下行数据帧的速率分别为D1，D2，……，DM1，则高速下行比特流的速率＝D1+D2+……+DM1。
一种可能的实现方式中，本申请实施例中，M1路的下行数据帧的速率均为D，高速下行比特流的速率为M1*D。
光调制器201c，用于接收来自电域复用模块201b的高速下行比特流，并将高速下行比特流调制成波长为λ0的下行光信号之后，输出下行光信号。
可选的，本申请实施例中，光调制器201c可以先将高速下行比特流转换成物理电信号，进而将物理电信号调制成波长为λ0的下行光信号，本申请实施例对此不做具体限定。
一种可能的实现方式中，如图3a所示，本申请实施例中的光调制器201c可以包括激光二极管驱动器(laser diode driver，LDD)和固定波长激光二极管(laser diode，LD)。其中，LDD用于将高速下行比特流转换成物理电信号，固定波长LD用于将物理电信号调制成波长为λ0的下行光信号。当然，本申请实施例中的光调制器201c的结构还可以为其他，本申请实施例对此不做具体限定。
至此，从N1路的协议处理器201a输入的数字信号转换为光信号。
进一步的，合波/分波器201d用于接收来自光调制器201c的下行光信号，并将下行光信号耦合至ODN中的主干光纤。
经过主干光纤传输的下行光信号进入图2所示的ODN中的分光器，经过分光器的分光之后，分别输入至M1路的下行数据包对应的M1个第一ONU中，下面以第一ONU为图2中的ONU202为例进行说明。
合波/分波器202d，用于接收来自主干光纤的波长为λ0的下行光信号，并将该波长为λ0的下行光信号分离出来之后输出该波长为λ0的下行光信号。
下行光接收机202e，用于接收来自合波/分波器202d的下行光信号，并将下行光信号转化为下行电信号之后，输出该下行电信号。可选的，下行光接收机202e还可以放大由下行光信号转化得到的下行电信号，从而输出放大后的下行电信号，本申请实施例对此不做具体限定。
一种可能的实现方式中，如图4所示，本申请实施例中的下行光接收机202e可以包括雪崩二极管(avalanche photodiode，APD)、以及跨阻放大器(trans-impedanceamplifier，TIA)/线路放大器(l ine amplifier，LA)。APD用于将下行光信号转化为下行电信号，TIA/LA用于对下行电信号进行放大。其中，TIA/LA为下行光接收机202e中的可选模块，可以不设置在下行光接收机202e中，而是设置在下行光接收机202e和电域解复用模块202b之间；或者ONU202中也可以不包括TIA/LA(即不需要放大由下行光信号转化得到的下行电信号)，在此统一说明，以下不再赘述。当然，本申请实施例中的下行光接收机202e的结构还可以为其他，本申请实施例对此不做具体限定。
至此，上述的光信号转换为电信号。
电域解复用模块202b，用于接收来自下行光接收机202e的下行电信号，并将下行电信号恢复成高速下行比特流，从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流之后，输出该目标下行比特流。
可选的，本申请实施例中，电域解复用模块202b可以按比特解交织的方式从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，本申请实施例对此不做具体限定。
其中，本申请实施例中，比特解交织是指根据固定间隔周期性提取1个比特。
本申请实施例中，ONU202中目标下行比特流的速率与M1路的下行数据帧中与ONU202对应的一路下行数据帧的速率相同。也就是说，通过电域解复用模块202b，可以还原出目标用户对应的一路目标下行比特流。
至此，上述的电信号转换为数字信号。
单路的协议处理器202a，用于接收来自电域解复用模块202b的目标下行比特流，并将目标下行比特流恢复成目标下行数据帧之后，完成目标下行数据帧的解析和协议处理，得到目标用户数据包。
需要说明的是，上述实施例以第一ONU为图2中的ONU202为例进行说明。若第一ONU为图2中的ONU203或者M1路的下行数据包对应的其他ONU，其工作原理与上述ONU202的工作原理类似，在此不再赘述。
在上行数据方向：
若以第一ONU为图2中的ONU202为例进行说明，则：
单路的协议处理器202a，用于接收上行数据包，并将上行数据包进行处理之后，输出单路的上行比特流。
可选的，本申请实施例中，单路的协议处理器202a对上行数据包的处理包括但不限于协议处理，帧封装以及帧到比特流的转换，在此统一说明，以下不再赘述。
光调制器202c，用于接收来自单路的协议处理器202a的上行比特流，并将上行比特流调制成波长为λ1的上行光信号之后，输出上行光信号。
可选的，本申请实施例中，光调制器202c可以先将上行比特流转换成物理电信号，进而将物理电信号调制成波长为λ1的上行光信号，本申请实施例对此不做具体限定。
一种可能的实现方式中，如图3b所示，本申请实施例中的光调制器202c可以包括LDD和可调波长LD。其中，LDD用于将上行比特流转换成物理电信号，可调LD波长用于将物理电信号调制成波长为λ1的上行光信号。当然，本申请实施例中的光调制器202c的结构还可以为其它，本申请实施例对此不做具体限定。
至此，从单路的协议处理器202a输入的数字信号转换为光信号。
合波/分波器202d，用于接收来自光调制器202c的上行光信号，并将上行光信号耦合至ODN中的主干光纤。
若以第一ONU为图2中的ONU203为例进行说明，则ONU203的工作原理与上述ONU202的工作原理类似，区别比如在于，本申请实施例中，光调制器202c，用于将上行比特流调制成波长为λ1的上行光信号；而光调制器203c，用于将上行比特流调制成波长为λ2的上行光信号，且λ1不等于λ2，即ONU202和ONU203中光信号的波长不同。
当然，若第一ONU为其他相同结构的ONU，则除了光调制器调制出的上行光信号的波长不同之外，其工作原理与上述ONU202或者ONU203的工作原理类似，在此不再赘述。
可选的，本申请实施例中，λ0＝1370+/-10nm；N2个不同波长的上行光信号的波长在1530-1540nm之间，N2为小于或者等于N1的正整数。
进一步的，N2个不同波长的上行光信号(假设包括ONU202输出的波长为λ1的上行光信号以及ONU203输出的波长为λ2的上行光信号)经过图2所示的ODN中的分光器的分光之后，进入主干光纤。
合波/分波器201d，用于接收来自主干光纤的N2个不同波长的上行光信号，并将N2个不同波长的上行光信号分别输出给N2个上行光接收机201e中的不同上行光接收机，其中，N2个不同波长均不等于λ0。
示例性的，ONU202输出的波长为λ1的上行光信号可以输出至图2中的上行光接收机1，ONU203输出的波长为λ2的上行光信号可以输出至图2中的上行光接收机2，等等。
N2个上行光接收机中的每个上行光接收机201e，分别用于将输入的上行光信号转化为上行电信号，并输出该上行电信号。可选的，上行光接收机201e还可以放大由上行光信号转化得到的上行电信号，从而输出放大后的上行电信号，本申请实施例对此不做具体限定。其中，上行光接收机201e的结构可参考上述下行光接收机202e的结构，在此不予赘述。
至此，上述的光信号转换为电信号。
如图2所示，N2个上行光接收机201e中的每个上行光接收机201e与N1路的协议处理器201a之间均存在一个通道，如上行光接收机1与N1路的协议处理器201a之间存在通道1(简称CH1)，上行光接收机2与N1路的协议处理器201a之间存在通道2(简称CH2)、……、上行光接收机N2与N1路的协议处理器201a之间存在通道N2(简称CHN2)。上述经过N2个上行光接收机中的每个上行光接收机201e处理之后的上行电信号分别经过相应的N2个通道输入至N1路的协议处理器201a。
N路的协议处理器201a，用于接收来自N2个上行光接收机的N2路上行电信号，并将N2路的上行电信号恢复成N2路的上行数据帧之后，完成N2路的上行数据帧的解析和协议处理，得到N2路的用户数据包。
至此，上述的电信号转换为数字信号。
通过上述下行数据方向上和上行数据方向上第一OLT和第一ONU的工作原理可知，本申请实施例中的光通信***20可以实现数字信号—光信号—电信号—数字信号的转换。
本申请实施例提供的光通信***在重用FTTH ODN拓展和部署新业务时，在上行方向，通过设计不同的上行光信号，使得第一ONU连接的第一OLT可以通过不同的上行光接收机分别接收不同波长的上行光信号，进而使得每个用户均相当于通过专用通道进行点对点(point-to-point，P2P)的数据传输；在下行方向，由于第一OLT采用下行时分广播方式，将M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，进而使得第一ONU可以从高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，因此不仅第一ONU侧接收无需可调滤波器，大幅节省波长资源和成本，并且从用户角度来看，每个用户均可以持续接收下行数据包，即每个用户也相当于通过专用通道接收下行数据。也就是说，图2所示的光通信***20是一种时分波分混合的光接入***(time and wavelength division multiplexing opticalaccess system，TWDM OAS)(即下行时分，上行波分)，基于该光通信***传输的数据，均相当于在专用通道上进行传输，因此相对于现有技术，可以避免由于上行和下行均采用时分复用而导致时延和抖动较大的问题。另一方面，通过为不同的上行光信号设计不同波长，还可以避免由于存在流氓ONU风险，影响***可靠性的问题，从而可以提高***的可靠性。综上，基于本申请实施例提供的通信***，不仅可以减少时延和抖动，并且可以提高***的可靠性。进一步的，可以支撑运营商重用FTTH ODN快速拓展和部署新业务，如高可靠性、低时延的业务，从而实现一张接入网全业务接入。
基于图2所示的光通信***，一种可能的实现方式中，本申请实施例中，N1＝N2。
示例性的，如图5所示的光通信***50，N1＝N2＝M1＝10，假设10路的下行数据帧的速率均为1.25G，则高速下行比特流的速率为10*1.25G＝12.5G。此外，图5所示的光通信***50以每个用户对应的下行数据帧的速率与上行数据帧的速率相同为例进行说明，即每个用户对应的上行数据帧的速率也均为1.25G。
或者，示例性的，如图6所示的光通信***60，N1＝N2＝M1＝10，假设10路的下行数据帧的速率均为2.48G，则高速下行比特流的速率为10*2.48G＝24.8G。此外，图5所示的光通信***50以每个用户对应的下行数据帧的速率与上行数据帧的速率不同为例进行说明，如每个用户对应的上行数据帧的速率均为1.24G。
图5或图6所示的光通信***可提供10路低时延、独享带宽的P2P千兆以太网(gigabit ethernet，GE)通道，用于承载诸如企业专线、无线承载等业务。其中，图6所示的光通信***60相比于图5所示的光通信***50，由于每路的下行数据帧的速率提高，因此，第一OLT的光调制器和第一ONU的下行光接收机均需采用更高带宽的光电芯片。
需要说明的是，上述图5和图6中的协议处理器的路数N1、复用的通道数M1、每路的下行数据帧的速率、以及上下行数据速率是否对称只是为了说明本申请实施例提供的光通信***的架构及其工作原理方便所列举的示例，并不因此限定本发明实施例提供的光通信***中协议处理器的路数N1、复用的通道数M1、每路的下行数据帧的速率、以及上下行数据速率是否对称，比如，每个用户对应的下行数据帧的速率或者上行数据帧的速率还可以根据不同用户的业务诉求确定，在此统一说明，以下不再赘述。
为了进一步提高光通信***的可靠性和健壮性，确保业务质量和安全，另一种可能的实现方式中，本申请实施例中，N2＜N1。相应的，第一OLT还包括：除N2个上行光接收机之外的其它N3个上行光接收机，N3为正整数，N1＝N2+N3。其中，其它N3个上行光接收机所在的通道为管理和备份通道。可选的，该管理和备份通道主要有两方面的功能：一方面，用于第一ONU上电后的初始注册、认证和上线，完成注册上线后，根据调度管理，把新上线的第一ONU调配到其专属的通道上(第一ONU下行通过电域解复用模块调整选取的通道数，上行通过光调制器调整上行光信号的波长)；另一方面，若万一出现第一ONU上的上行光信号的波长误配、干扰某一数据通道正常工作时，作为备份通道使用。
示例性的，如图7所示，与图5所示的光通信***类似，区别比如在于，图7所示的光通信***70中，N1＝10，N2＝9，N3＝1，即采用N+1风险备份设计，从而提高光通信***的可靠性和健壮性。
或者，示例性的，如图8所示，与图6所示的光通信***类似，区别比如在于，图8所示的光通信***80中，N1＝10，N2＝9，N3＝1，即采用N+1风险备份设计，从而提高光通信***的可靠性和健壮性。
进一步的，为了与当前针对FTTH业务场景设计的TDM-PON***共存，如图9所示，本申请实施例提供的光通信***90除了包括图2所示的第一OLT、多个第一ONU、以及连接第一OLT和第一ONU的ODN，还可以包括第二OLT(如图9中的OLT901)、连接第一OLT和第二OLT的共存合波/分波器902、以及一个或多个第二ONU(如图9中的ONU903和ONU904)。其中，ODN还用于连接第二OLT和第二ONU，第二OLT为TDM-PON***中的OLT，第二ONU连接FTTH用户。其中，第二OLT(如图9中的OLT901)以及第二ONU(如图9中的ONU903或者ONU904)的相关结构及工作原理可参考现有的TDM-PON***，在此不予赘述。共存合/分波器902，可以实现本申请实施例提供的针对低时延高可靠性业务设计的PON***(如上所述，可以称之为TWDM OAS***)与当前针对FTTH业务场景设计的TDM-PON***的共存。
示例性的，图10所示的光通信***100除了包括图5所示的光通信***50中的第一OLT、多个第一ONU、以及连接第一OLT和第一ONU的ODN之外，还可以包括上述的第二OLT(如上述的OLT901)、连接第一OLT和第二OLT的共存合波/分波器902、以及一个或多个第二ONU(如上述的ONU903和ONU904)。
或者，示例性的，图11所示的光通信***110除了包括图6所示的光通信***60中的第一OLT、多个第一ONU、以及连接第一OLT和第一ONU的ODN之外，还可以包括上述的第二OLT(如上述的OLT901)、连接第一OLT和第二OLT的共存合波/分波器902、以及一个或多个第二ONU(如上述的ONU903和ONU904)。
或者，示例性的，图12所示的光通信***120除了包括图7所示的光通信***70中的第一OLT、多个第一ONU、以及连接第一OLT和第一ONU的ODN之外，还可以包括上述的第二OLT(如上述的OLT901)、连接第一OLT和第二OLT的共存合波/分波器902、以及一个或多个第二ONU(如上述的ONU903和ONU904)。
或者，示例性的，图13所示的光通信***130除了包括图8所示的光通信***80中的第一OLT、多个第一ONU、以及连接第一OLT和第一ONU的ODN之外，还可以包括上述的第二OLT(如上述的OLT901)、连接第一OLT和第二OLT的共存合波/分波器902、以及一个或多个第二ONU(如上述的ONU903和ONU904)。
以上尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种第一光线路终端OLT，其特征在于，所述第一OLT包括：电域复用模块、第一光调制器以及N2个上行光接收机，N2为大于1的正整数；
其中，所述电域复用模块，用于接收M1路的下行数据帧，并将所述M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，M1为正整数；
所述第一光调制器，用于将所述高速下行比特流转换成物理电信号之后，将所述物理电信号调制成波长为λ0的下行光信号；
所述N2个上行光接收机接收N2个波长的上行光信号，所述N2个上行光接收机中不同的上行光接收机接收不同波长的上行光信号；所述N2个波长的上行光信号来自N2个ONU，所述N2个波长的上行光信号中不同波长的上行光信号来自不同的光网络单元ONU。
2.根据权利要求1所述的第一OLT，其特征在于，所述M1路的下行数据帧的速率均为D，所述高速下行比特流的速率为M1*D。
3.根据权利要求1所述的第一OLT，其特征在于，所述电域复用模块，用于将所述M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，包括：
所述电域复用模块，用于通过比特交织方式将所述M1路的下行数据帧复接成一路高速下行比特流，其中，所述高速下行比特流中包括一个或多个M1比特分组，所述一个或多个M1比特分组的第k个M1比特分组中包括所述M1路的下行数据帧中的第k个比特。
4.根据权利要求1-3任一项所述的第一OLT，其特征在于，所述第一OLT还包括：N1路的协议处理器，N1为大于或者等于M1的正整数；
所述N1路的协议处理器，用于接收M1路的下行数据包，并将所述M1路的下行数据包分别进行处理之后，输出所述M1路的下行数据帧；
所述N1路的协议处理器，还用于接收N2路的上行电信号，并将所述N2路的上行电信号恢复成N2路的上行数据帧之后，完成所述N2路的上行数据帧的解析和协议处理，得到N2路的用户数据包。
5.根据权利要求4所述的第一OLT，其特征在于，N1＝M1。
6.根据权利要求5所述的第一OLT，其特征在于，N1＝N2。
7.根据权利要求5所述的第一OLT，其特征在于，所述第一OLT还包括：除所述N2个上行光接收机之外的其它N3个上行光接收机，N3为正整数，N1＝N2+N3；
其中，所述其它N3个上行光接收机所在的通道为管理和备份通道。
8.一种第一光网络单元ONU，其特征在于，所述第一ONU包括：下行光接收机、电域解复用模块以及第二光调制器；
其中，所述下行光接收机，用于接收波长为λ0的下行光信号，并将所述下行光信号转化为下行电信号；
所述电域解复用模块，用于将所述下行电信号恢复成高速下行比特流之后，从所述高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流；
所述第二光调制器，用于接收上行比特流，并将所述上行比特流转换成物理电信号之后，将所述物理电信号调制成波长为λi的上行光信号，其中，所述第二光调制器包括可调波长激光二极管，λi是可调节的，λi与λt不同，λt为与所述第一ONU连接的第一光线路终端OLT接收的其他上行光信号的波长。
9.根据权利要求8所述的第一ONU，其特征在于，所述高速下行比特流中包括一个或多个M1比特分组，所述一个或多个M1比特分组的第k个M1比特分组中包括M1路的下行数据帧中的第k个比特；
所述电域解复用模块，用于从所述高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，包括：
所述电域解复用模块，用于通过比特解交织的方式从所述高速下行比特流中提取得到属于自己的一路目标下行比特流，所述目标下行比特流中包括所述一个或多个M1比特分组的每个比特分组中的一个对应比特。
10.根据权利要求8或9所述的第一ONU，其特征在于，λi是根据所述第一OLT在下行方向发送的配置指令配置的。
11.一种光通信***，其特征在于，所述光通信***包括如权利要求1-7任一项所述的第一OLT、多个如权利要求8-10任一项所述的第一ONU，以及连接所述第一OLT和所述第一ONU的ODN。
12.根据权利要求11所述的光通信***，其特征在于，所述光通信***还包括第二OLT、连接所述第一OLT和所述第二OLT的共存合波/分波器、以及一个或多个第二ONU；其中，所述ODN还用于连接所述第二OLT和所述第二ONU，所述第二OLT为光纤到户FTTH无源光网络PON***中的OLT，所述第二ONU连接FTTH用户。
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