[发明专利]实现任意ONU间直接通信和保护的三维无源光接入网系统

说明书

本发明的实现任意ONU间直接通信和保护的三维无源光接入网系统，其中，中心局主要有一个光发射机阵列、一个1×2光开关阵列、两个光复用器、两个掺饵光纤放大器、两个普通光环形器、一个2×2光开关、一个光耦合器、一个光解复用器和一个光接收机阵列；远端节点包括两个粗波分解复用器和一个n×n阵列波导光栅；ONU包括三个粗波分复用器、五个光耦合器、两个光分路器、三个光开关、四个光环形器、一个光发射机、两个光接收机、一个波长阻隔器、一个波长过滤器和一个反射式半导体光放大器。本发明通过三维拓扑结构，不仅实现了汇聚接入网中任意光网络单元间的直接通信，而且具有灵活的保护功能，使系统在成本和性能间也能达到理想状态。

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别是实现任意ONU间直接通信和保护的三维无源光接入网系统。

背景技术

传统的光网络由核心层、汇聚层和接入层构成，通信信号由核心层传输至用户端，在用户端转化为电功率后被相应的用户接收，为满足未来光网络的高性能要求，以减少信号功率损耗和延时等为目的，网络扁平化已经成为光通信网络发展的必然趋势，无源光网络PON架构因其结构简单、网络容量透明和较低的功率损耗等优点成为未来接入网中的主要研究课题。PON结构基于时分复用技术TDM、波分复用技术WDM以及两者混合的时分波分复用技术TWDM，为满足未来光通信架构进行平滑的容量升级，时分波分复用无源光网络TWDM-PON被认为是下一代接入网方案中最具现实意义的光通信系统，目前，TWDM-PON系统在现实应用中可实现40Gbps的下行信号传输速率以及10Gbps的上行信号传输带宽。汇聚接入一体化将汇聚层和接入层融合为一体，从而有效地减少网络结构的冗余性，扩大网络容量和提高信号传输效率。另外，在传统的光接入网中，ONU之间不能进行直接通信，即如果两个ONU之间要进行通信，那么通信信号必须返回中心局CO和远端节点RN，信号迂回传输势必造成极大的系统延时、CO或RN端的信号阻塞以及较大的功率损耗等问题，因此实现各用户单元间高效通信将成为优化系统性能的必然趋势。

本发明提出的系统不仅可以实现任意ONU间的直接通信而且还提出了ONU间直接通信的最佳路径选择，兼具保护功能，使系统在成本和性能间都能达到理想状态。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，和对未来光接入网的高可靠性及大规模接入发展趋势，提供了实现任意ONU间直接通信和保护的三维无源光接入网系统，可在物理层面构建不同ONU之间虚拟通信链路并提供自愈保护功能，以支持未来倍增的接入用户。其解决的技术方案是，由一个中心局CO通过两根单模馈线光纤连接一个由阵列波导光栅AWG和粗波分复用器CWDM构成的新型无源远端节点RN，该远端节点通过分布光纤与n×n个ONU相连，相邻两个ONU由互联光纤相连，同时第一条环上的ONU与第n条环上相对应的ONU间也通过互联光纤相连，网络支持n×n个ONU间三种信号的通信，这三类信号分别是：下行信号、上行信号和直接通信信号，其特征在于：