[发明专利]一种内置ONU的GEPON光中继设备

说明书

技术领域：

本发明涉及一种能够应用于以太网无源光网络(GEPON)的光功率增强设备，其作用是大幅度延伸GEPON的传输距离，大幅度扩大光分路比，能够应用于各种GEPON厂家(包含各种GEPON设备生产厂商和芯片供应商)生产的GEPON设备组网中。

背景技术：

如图1所示，一套典型的GEPON系统由位于局端的光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)和若干个位于远端的光网络单元(ONU，Optical Network Unit)组成，OLT和ONU之间由无源光分配网(ODN，Optical Distribution Netwrok)连接，采用点到多点(P2MP，Point to Multi Point)拓补结构。一般在ODN中使用光分路器(Optical Splitter)来实现一点到多点的分光功能，由于GEPON具有成本低，功能强大，组网灵活等特点，所以逐渐成为光接入网的主流技术，尤其是具有保护倒换功能的GEPON设备，在光纤环路断裂时可以自动倒换到备用线路，具有非常高的可靠性，具备了光传输设备的一些特征，可以替代部分光传输设备，但是按照GEPON标准规定，GEPON的传输距离为20公里以内，这就在很大程度上限制了GEPON的应用范围，如何克服GEPON的距离限制，并扩大ODN的分支比，使OLT的PON口可以连接更多的ONU，就可以大量节约光纤和OLT端的PON口数量，具有非常重要的意义。

通用的解决光链路功率不足的办法是采用光纤放大器。但由于光纤放大器价格昂贵，功耗大，体积大，在配网应用中不具备实用性，同时光纤放大器属于1R设备，即只能增强光功率，不能进行信号整形和时钟再定时，限制了GEPON的传输距离范围。本发明采用光中继技术，极大的扩大了GEPON的光链路预算。

一个增加了GEPON光中继器设备的GEPON网络组网结构如图2所示，在下行方向，GEPON光中继器接收来自OLT的光信号，进行光电变换变成电信号，再经放大、整形、时钟再定时后，驱动激光器发光，发往中继器下辖的各ONU，这时下行光得到了增强；在上行方向，GEPON光中继器接收来自后面各ONU的突发光信号，经过光电变换变成电信号，再经放大、整形、时钟再定时后，驱动激光器发光，这个光信号的功率远大于从ONU发来的光信号，这样从中继器发往OLT的光信号功率得到了增强，再发往OLT。由于GEPON采用点对多点拓补结构，每一个光分支都会消耗一部分光能量，所以GEPON线路的光功率预算非常紧张，这是限制GEPON传输距离和分支数的重要原因。尤其在工业控制中的手拉手组网应用中，大量使用一分二分光器，这样分光器的级数就很多，可达十级以上，在这种网络 结构中，光功率分配很不均匀，整个光网络前级的光功率分配比较多，越到后面，可分的光功率越来越少，限制了每个PON口所能接入的ONU数量，一般在这种组网结构中，每个PON口只能接入10个ONU，而在电信运营网络中，由于采用多端口分光器(8至32端口)，分光比较均匀，每个PON可轻松接入32个ONU，所以在工业控制应用中，更加需要一种技术来解决GEPON光链路功率不足的问题；本GEPON光中继器是专为工业应用而开发的，可以满足工业环境的苛刻要求。

发明内容：

本发明涉及一种能够通用于各GEPON厂商(包含各种GEPON设备生产厂商和芯片供应商)的GEPON设备的智能型光功率增强设备；内置双光口自愈功能GEPON ONU，可远程网管，用于延伸GEPON的传输距离，增加光分支数；适应工业环境要求，具有小型化、卡轨式安装的特点。包括双PON口GEPONONU，光接口组件，CPU，CPLD，FPGA，多任务操作系统，设备网管软件模块，人机接口软件模块，电源保护电路，上行信号再生电路，下行信号再生电路，上行收光指示电路，下行收光指示电路等功能模块。

整个中继器主要由以下几个部分组成：