專利名稱：：動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，具體是涉及一種動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-P0N利用2維微電子機械光開關(guān)矩陣實現(xiàn)在線升級和動態(tài)波長調(diào)度的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-P0N技術(shù)可以在不改變物理基礎(chǔ)設(shè)備的情況下升級帶寬，大幅提升網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量，在光接入網(wǎng)當(dāng)中擁有廣闊的應(yīng)用前景。波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-PON的波長分配形式可分為固定波長分配和動態(tài)波長調(diào)度兩種，基于固定波長分配的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-PON系統(tǒng)為每個光網(wǎng)絡(luò)單元0圖都分配了一個或一對固定的波長用于通信，其光網(wǎng)絡(luò)單元ONU數(shù)目通常不超過波長數(shù)，波長利用率也較低。而基于動態(tài)波長調(diào)度的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-PON系統(tǒng)則通過波長共享的方式，使系統(tǒng)以有限的波長數(shù)支持更多的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU，不但提高了波長利用率，而且進一步增加了網(wǎng)絡(luò)容量。因此本發(fā)明在波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-PON系統(tǒng)中有著非常重要的作用。在基于動態(tài)波長調(diào)度的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-PON當(dāng)中，未通信的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU與系統(tǒng)波長調(diào)度控制器(在光線路終端OLT中)之間沒有連接，因此為了實現(xiàn)控制信息的傳輸，除了傳送數(shù)據(jù)的通道外，還需要另建一個通道專門用于傳輸控制信號，這不但會增加系統(tǒng)復(fù)雜度，還需要敷設(shè)更多的光纖，使得系統(tǒng)成本急劇增加。此外，系統(tǒng)中每個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU需額外增加一個專門發(fā)送控制信號的光源，導(dǎo)致系統(tǒng)成本進一步增加。常規(guī)波長動態(tài)調(diào)度的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的波長分配通常利用一個光開關(guān)矩陣實現(xiàn)，一旦系統(tǒng)升級、ONU數(shù)目超過光開關(guān)矩陣的端口數(shù)，則必須利用端口數(shù)更多的光開關(guān)矩陣替換原有的光開關(guān)矩陣，這種升級方式不但使得成本高昂，而且將導(dǎo)致升級期間原有用戶通信中斷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種新型動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)既無需另建控制通道，也無需在光網(wǎng)絡(luò)單元中額外添加發(fā)送控制信號的光源，且可在不影響原有用戶通信的情況下對系統(tǒng)進行升級，即在線升級。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是引入一種新的波長調(diào)度控制體系及分布式遠(yuǎn)端節(jié)點RN結(jié)構(gòu)，通過這種新的波長調(diào)度控制體系及分布式遠(yuǎn)端節(jié)點RN結(jié)構(gòu)使新的網(wǎng)絡(luò)有效地克服常規(guī)動態(tài)波長調(diào)度的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所存在的需要另建控制通道，光網(wǎng)絡(luò)單元ONU需要專門發(fā)送控制信號的光源，以及系統(tǒng)無法實現(xiàn)在線升級等問題。為解決上述問題，本發(fā)明將波長調(diào)度控制器從光線路終端OLT轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)端節(jié)點RN中，控制器通過通過2維微電子機械光開關(guān)矩陣中已豎立的微鏡所處的縱向位置了解到哪個波長已被使用，從其橫向位置了解到使用該波長的是哪個光網(wǎng)絡(luò)單元0NU，進而可知哪些波長處于閑置狀態(tài)，結(jié)合光感應(yīng)器的狀態(tài)(是否探測到光信號)，控制器可了解目前各光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的狀況(無需通信、申請通信、正在通信、結(jié)束通信/光網(wǎng)絡(luò)單元ONU損壞)。由此，控制器可以掌握整個系統(tǒng)的通信狀況，并據(jù)此對2維微電子機械光開關(guān)矩陣進行控制以實現(xiàn)系統(tǒng)的波長調(diào)度。由于本系統(tǒng)的控制器無需從光線路終端0LT處獲得控制信息即可了解整個系統(tǒng)的通信狀況，故可省去從光線路終端0LT到遠(yuǎn)端節(jié)點RN的控制通道。而本系統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU通過增設(shè)的光開關(guān)及遠(yuǎn)端節(jié)點RN處的光感應(yīng)器，即可利用發(fā)送數(shù)據(jù)的光源和傳送數(shù)據(jù)的通道向系統(tǒng)發(fā)出通信申請，既無需另設(shè)專門發(fā)送控制信號的光源，也無需另建從遠(yuǎn)端節(jié)點RN到各光網(wǎng)絡(luò)單元0NU的控制通道。因此本系統(tǒng)無需另建控制通道，同時也無需為光網(wǎng)絡(luò)單元0NU另配一個發(fā)送控制信號的光源。此外，系統(tǒng)采用了分布式的結(jié)構(gòu)，各ONU由多個而非一個光開關(guān)矩陣連接，在建網(wǎng)初期光網(wǎng)絡(luò)單元ONU數(shù)量有限的情況下，可只設(shè)置少量光開關(guān)矩陣以現(xiàn)有用戶的通信需要，因此減少了初期建網(wǎng)成本。當(dāng)系統(tǒng)升級，光網(wǎng)絡(luò)單元ONU數(shù)目超過現(xiàn)有光開關(guān)矩陣端口數(shù)時，可通過增加光開關(guān)矩陣來連接增加的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU,而無需對原有0NU的連接設(shè)備進行撤換，故可保證升級期間原有光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的通信，即可實現(xiàn)系統(tǒng)的在線升級。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種光網(wǎng)絡(luò)單元采用單光源的動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)模塊化升級和波長動態(tài)調(diào)度的系統(tǒng)，由光線路終端0LT通過單模光纖連接遠(yuǎn)端節(jié)點RN,而遠(yuǎn)端節(jié)點RN連接多個光網(wǎng)絡(luò)單元0NU構(gòu)成，其特征在于在遠(yuǎn)端節(jié)點RN中設(shè)置系統(tǒng)的波長調(diào)度單元，而使系統(tǒng)無需另設(shè)控制通道。系統(tǒng)可在不影響現(xiàn)有用戶通信的條件下實現(xiàn)在線升級。系統(tǒng)的任意波長可以調(diào)度給任意光網(wǎng)絡(luò)單元ONU。上述光線路終端0LT由N個光發(fā)送機、N個第一光接收機、兩個第一陣列波導(dǎo)光柵AWG和一個光環(huán)行器構(gòu)成，光發(fā)送機和第一光接收機是升級時添加的設(shè)備，其余為建網(wǎng)初期已有的設(shè)備。其中光發(fā)送機與第一陣列波導(dǎo)光柵AWG的解復(fù)用端連接，光接收機與第二陣列波導(dǎo)光柵AWG的解復(fù)用端連接，第一陣列波導(dǎo)光柵AWG的復(fù)用端與光環(huán)行器連接，光環(huán)行器的另一個端口與傳輸光纖連接。環(huán)形器作用在于將發(fā)送至光線路終端0LT的上行信號傳送至光接收機處，將發(fā)送機發(fā)出的下行信號傳送出OLT。上述的每個光網(wǎng)絡(luò)單元0NU均由1個光接收機、1個反射式半導(dǎo)體光放大器RS0A、1個第一耦合器和1個1*2光開關(guān)構(gòu)成，其中光開關(guān)分別與反射式半導(dǎo)體光放大器RS0A和第二耦合器解復(fù)用端連接，第二耦合器的另一個解復(fù)用端和復(fù)用段分別與光接收機和遠(yuǎn)端節(jié)點RN中的耦合器連接。第二耦合器的作用在于將一部分下行信號作為種子光注入反射式半導(dǎo)體光放大器RS0A中。上述遠(yuǎn)端節(jié)點RN由1個第二陣列波導(dǎo)光柵、N個星型耦合器以及波長調(diào)度控制單元構(gòu)成。部分星型耦合器為升級時添加的設(shè)備，其余為建網(wǎng)初期已有的設(shè)備。其中星型耦合器的復(fù)用端與第二陣列波導(dǎo)光柵解復(fù)用端連接，其解復(fù)用端與波長調(diào)度單元中的2維微電子機械光丌關(guān)矩陣連接，波長分配單元同時與各ONU連接。上述波長調(diào)度單元由2維微電子機械光開關(guān)矩陣、第一耦合器、光感應(yīng)器和控制器構(gòu)成，部分2維微電子機械光開關(guān)矩陣為升級時添加的設(shè)備，其余為建網(wǎng)初期已有的設(shè)備。其中，耦合器的解復(fù)用端分別與2維微電子機械光開關(guān)矩陣和光感應(yīng)器連接，其復(fù)用端與各光網(wǎng)絡(luò)單元0NU連接，控制器分別與2維微電子機械光開關(guān)矩陣和光感應(yīng)器連接?？刂破鲝?維微電子機械光開關(guān)矩陣中所豎立的微鏡的位置和光感應(yīng)器的狀態(tài)了解系統(tǒng)的通信狀態(tài)，并據(jù)此控制2維微電子機械光開關(guān)矩陣，實現(xiàn)對波長的調(diào)度。一種動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)上下行通信的方法，采用上述系統(tǒng)進行操作，其特征在于下行時，各波長信號依次通過陣列波導(dǎo)光柵、光環(huán)形器、傳輸光纖、陣列波導(dǎo)光柵和星型耦合器傳送至波長調(diào)度單元處，由于各波長信號被星型耦合器分路后發(fā)送至所有的2維微電子機械光開關(guān)陣列中，因此，系統(tǒng)中的任意波長均可調(diào)度給2維微電子機械光開關(guān)陣列所連接的任意光網(wǎng)絡(luò)單元ONU使用。在波長調(diào)度單元中，未被使用的波長將無法從2維微電子機械光開關(guān)陣列反射出去，被使用的波長則通過2維微電子機械光開關(guān)陣列中的微鏡反射到相應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU當(dāng)中，從而建立了一個從光線路終端0LT到光網(wǎng)絡(luò)單元的光通路。被反射出2維微電子機械光開關(guān)陣列的下行信號經(jīng)耦合器傳送到光網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)的耦合器后，將劃分成兩部分一部分被傳送到光網(wǎng)絡(luò)單元的接收機接收，另一部分則作為種子光經(jīng)過光開關(guān)注入到反射式半導(dǎo)體光放大器中。上行時，利用反射式半導(dǎo)體光放大器RSOA對種子光進行放大使其成為上行信號載波，并通過對反射式半導(dǎo)體光放大器RSOA的直接調(diào)制，將上行信息載入載波當(dāng)中。該信號經(jīng)過光網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)的光開關(guān)和耦合器被傳送波長調(diào)度單元內(nèi)的耦合器后，被分成兩部分，一部分被傳送至光感應(yīng)器當(dāng)中，另一部分則作為上行信號依次通過2維微電子機械光開關(guān)陣列、星型耦合器、陣列波導(dǎo)光柵、傳輸光纖、光線路終端的光環(huán)形器和陣列波導(dǎo)光柵被發(fā)送到光線路終端的接收機接收。一種動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的方法，采用上述系統(tǒng)進行操作，其特征在于根據(jù)初期網(wǎng)絡(luò)所需的波長數(shù)目，在OLT中設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的發(fā)送機和接收機，在遠(yuǎn)端節(jié)點RN中設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的星型耦合器，波長調(diào)度單元中設(shè)置2維微電子機械光開關(guān)矩陣及相應(yīng)的耦合器和光感應(yīng)器，根據(jù)初期網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU數(shù)目，設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的2維微電子機械光開關(guān)矩陣。當(dāng)系統(tǒng)升級，需要增加光網(wǎng)絡(luò)單元0NU時，可在遠(yuǎn)端節(jié)點RN的波長調(diào)度單元中增加2維微電子機械光開關(guān)矩陣數(shù)目及相應(yīng)的耦合器和光感應(yīng)器以連接新增的0NU。當(dāng)需要增加系統(tǒng)的波長數(shù)時，可在0LT中增加相應(yīng)的光發(fā)送機和光接收機，并在遠(yuǎn)端節(jié)點的陣列波導(dǎo)光柵AWG的解復(fù)用端增加相應(yīng)的星型耦合器。由上述闡述可知，升級過程無需撤換原有用戶的通信設(shè)備，因此不會對其通信造成影響，故屬于在線升級。一種動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)在光網(wǎng)絡(luò)單元0NU采用單光源、不另建控制通道的條件下實現(xiàn)波長調(diào)度的方法，采用上述系統(tǒng)進行操作，其特征在于波長調(diào)度單元中的控制器從控制器通過2維微電子機械光開關(guān)矩陣中已豎立微鏡所處的縱向位置了解到哪個波長已被使用，從其橫向位置了解到使用該波長的是哪個光網(wǎng)絡(luò)單元0NU，進而還可了解到哪些波長處于閑置狀態(tài)。此外，結(jié)合光感應(yīng)器的狀態(tài)(是否探測到光信號)，控制器還可了解目前各光網(wǎng)絡(luò)單元0NU的狀況(無需通信、申請通信、正在通信、結(jié)束通信/0NU損壞)。當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元NU不需要通信時候，光開關(guān)處于"關(guān)"狀態(tài)，此時光感應(yīng)器器無法從光網(wǎng)絡(luò)單元0NU探測到光信號。當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元0NU需要通信時，將光開關(guān)打開，其反射式半導(dǎo)體光放大器RS0A發(fā)出的光信號被光感應(yīng)器探測到后將被反饋到控制器中，由于系統(tǒng)中的光感應(yīng)器與各光網(wǎng)絡(luò)單元0NU是一一對應(yīng)的，因此控制器可從中了解到提出申請的是哪個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU，從而將其列入波長申請隊列當(dāng)中，使其等候分配波長。分配波長時，控制器將2維微電子機械光開關(guān)矩陣中的特定微鏡(其縱向位置對應(yīng)所調(diào)度的波長，橫向位置對應(yīng)申請波長的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU)豎立起來，使需調(diào)度的波長通過微鏡反射到申請波長的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU當(dāng)中。當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU結(jié)束通信時，光開光被設(shè)置為"關(guān)"狀態(tài)，從而使光感應(yīng)器無法探測到光信號。光感應(yīng)器將這一信息反饋給控制器后，控制器通過改變2維微電子機械光開關(guān)矩陣中相應(yīng)微鏡的狀態(tài)，將該波長釋放出來以備其他光網(wǎng)絡(luò)單元ONU使用，而當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU損壞、無法發(fā)出光信號時，系統(tǒng)也將以類似方式自動釋放其波長。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點(1)系統(tǒng)只需數(shù)據(jù)通道，無需另建控制通道，不但降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，減少所需的光纖，大大降低了系統(tǒng)成本。(2)光網(wǎng)絡(luò)單元無需另設(shè)專門用于發(fā)送控制信息的激光器，進一步節(jié)省了系統(tǒng)成本。(3)系統(tǒng)初期投資成本較低，且可實現(xiàn)在線升級。(4)網(wǎng)絡(luò)對于器件的要求較低，易于實施。圖1為本發(fā)明一個實施例證動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級和波長調(diào)度的系統(tǒng)模塊框圖。圖2為圖1實施例證動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中遠(yuǎn)端節(jié)點RN中2維微電子光開關(guān)矩陣、光感應(yīng)器，以及光網(wǎng)絡(luò)單元ONU內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。具體實施例方式本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例結(jié)合如下參見圖1，本新型動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的系統(tǒng)由1個光線路終端0LT1、1個遠(yuǎn)端節(jié)點RN2和n*N個光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3，4構(gòu)成，光線路終端0LT1通過20km單模光纖12與遠(yuǎn)端節(jié)點RN2連接，遠(yuǎn)端節(jié)點RN2通過分布光纖與各光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3，4連接。其中，光線路終端OLT1由N個光發(fā)送機5、N個第一光接收機8、2個第一陣列波導(dǎo)光柵AWG9，10和1個光環(huán)行器11構(gòu)成，遠(yuǎn)端節(jié)點RN2由陣列波導(dǎo)光柵13、n個星型耦合器14，15以及波長分配單元18構(gòu)成。遠(yuǎn)端節(jié)點RN2的作用是在光線路終端OLT1和光網(wǎng)絡(luò)單元0MJ3，4之間建立或者撤銷通信通路以實現(xiàn)動態(tài)波長調(diào)度。參見圖2，上述光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3，4由1個光接收機23、1個反射式半導(dǎo)體光放大器RS0A24、1個光環(huán)形器25和1個1*2光開關(guān)26構(gòu)成，上述系統(tǒng)遠(yuǎn)端節(jié)點RN2的波長調(diào)度單元16由n個2維微電子機械光開關(guān)矩陣17,18、n+N個第一耦合器19、n*N個光感應(yīng)器21和1個控制器20構(gòu)成。第一耦合器19作用在于將光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3，4的上行信號分配小部分至光感應(yīng)器21處，使控制器20能監(jiān)控各0NU3，4的狀態(tài)，此外控制器20還可從2維微電子機械光開關(guān)矩陣17，18中所豎立的微鏡22的位置了解所有波長的使用狀態(tài)，并根據(jù)光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3，4和波長的使用狀態(tài)控制2維微電子機械光開關(guān)矩陣17，18實現(xiàn)波長的動態(tài)調(diào)度。參見圖1和圖2，本新型動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)上下行通信的方法為下行時，各波長信號依次通過第一陣列波導(dǎo)光柵9、光環(huán)形器ll、20km單模光纖12、第二陣列波導(dǎo)光柵13和星型耦合器14，15傳送至波長調(diào)度單元16處。在波長分配單元16中，未被使用的波長將無法從2維微電子機械光開關(guān)陣列17,18反射出去，被使用的波長則通過2維微電子機械光開關(guān)陣列17，18中的微鏡22反射到相應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU3，4當(dāng)中，從而建立了一個從光線路終端0LT1到光網(wǎng)絡(luò)單元3，4的光通路。被反射出2維微電子機械光開關(guān)陣列17，18的下行信號經(jīng)第一耦合器19傳送到第二耦合器25后，將劃分成兩部分一部分被傳送到光網(wǎng)絡(luò)單元的第二光接收機23接收，另一部分則作為種子光經(jīng)過光開關(guān)26注入到反射式半導(dǎo)體光放大器RS0A24中。由于各波長的下行信號被星型耦合器14，15分路后發(fā)送至所有的2維微電子機械光開關(guān)陣列17，18中，因此，系統(tǒng)中的任意波長均可調(diào)度給2維微電子機械光開關(guān)陣列17，18后連接的任意光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3，4使用。上行時，利用反射式半導(dǎo)體光放大器RS0A24對種子光進行放大使其成為上行信號載波，并通過對反射式半導(dǎo)體光放大器RS0A24的直接調(diào)制，將上行信息載入載波當(dāng)中。該信號經(jīng)過光開關(guān)26和第二耦合器25被傳送到第一耦合器19后，被分成兩部分，一部分被傳送至光感應(yīng)器21當(dāng)中，另一部分則作為上行信號依次通過2維微電子機械光開關(guān)陣列17，18、星型耦合器14，15、第二陣列波導(dǎo)光柵13、20km單模光纖12、光環(huán)形器11和第一陣列波導(dǎo)光柵10被發(fā)送到光線路終端的第一光接收機8接收。參見圖1和圖2，本新型動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的方法為采用上述系統(tǒng)進行操作，根據(jù)初期網(wǎng)絡(luò)所需的波長數(shù)目，在0LT1中設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的光發(fā)送機5和第一光接收機8，在遠(yuǎn)端節(jié)點RN中設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的星型耦合器14，波長調(diào)度單元16中設(shè)置2維微電子機械光開關(guān)矩陣17及相應(yīng)的第一耦合器19和光感應(yīng)器21，根據(jù)初期網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3數(shù)目，設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的2維微電子機械光開關(guān)矩陣17，18。當(dāng)系統(tǒng)升級，需要增加光網(wǎng)絡(luò)單元0NU4時，可在遠(yuǎn)端節(jié)點RN2的波長調(diào)度單元16中增加2維微電子機械光開關(guān)矩陣18數(shù)目及相應(yīng)的第一耦合器19和光感應(yīng)器21以連接新增的ONU4。當(dāng)需要增加系統(tǒng)的波長時，可在0LT1中增加相應(yīng)的光發(fā)送機5和第一光接收機8，并在遠(yuǎn)端節(jié)點2的第二陣列波導(dǎo)光柵AWG13的解復(fù)用端增加相應(yīng)的星型耦合器15。由上述闡述可知，本新型動態(tài)波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)在升級過程中無需撤換原有用戶的通信設(shè)備，因此不會對其通信造成影響，屬于在線升級。參見圖l和圖2，本波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)波長調(diào)度的方法為采用上述系統(tǒng)進行操作，波長調(diào)度單元16中的控制器20從控制器通過2維微電子機械光開關(guān)矩陣17中己豎立微鏡22所處的縱向位置了解到哪個波長巳被使用，從其橫向位置了解到使用該波長的是哪個光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3，進而還可了解到哪些波長處于閑置狀態(tài)。此外，結(jié)合光感應(yīng)器21的狀態(tài)(是否探測到光信號)，控制器還可了解目前各光網(wǎng)絡(luò)單元ONU3的狀況(無需通信、申請通信、正在通信、結(jié)束通信/ONU損壞)。當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3不需要通信時候，光開關(guān)26處于"關(guān)"狀態(tài)，此時探測器無法從光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3探測到光信號。當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3需要通信時，將光開關(guān)26打開，其反射式半導(dǎo)體光放大器RS0A24發(fā)出的光信號被光感應(yīng)器21探測到后將被反饋到控制器20中，由于系統(tǒng)中的光感應(yīng)器21與各光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3是一一對應(yīng)的，因此控制器20可從中了解到提出申請的是哪個光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3，從而將其列入波長申請隊10列當(dāng)中，使其等候分配波長。分配波長時，控制器20將2維微電子機械光開關(guān)矩陣17中某個特定的微鏡(其縱向位置對應(yīng)所調(diào)度的波長，橫向位置對應(yīng)申請波長的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU3豎立起來，這樣需要調(diào)度的波長將通過微鏡的反射注入申請波長的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU3當(dāng)中。當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU3結(jié)束通信吋，光開光被設(shè)置為"關(guān)"狀態(tài)，此時光感應(yīng)器無法探測到光信號，光感應(yīng)器將這一信息反饋給控制器后，控制器通過改變2維微電子機械光開關(guān)矩陣17中相應(yīng)微鏡22的狀態(tài)，將該波長釋放出來以備其他光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3使用，而當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3損壞、無法發(fā)出光信號時，系統(tǒng)也將以類似方式自動釋放其波長?？刂破?0從微鏡22及光感應(yīng)器21判斷出的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU3的狀態(tài)及對應(yīng)的操作如下表所示，其中，微鏡狀態(tài)"0"表示ONU對應(yīng)的微鏡未豎立，"1"表示微鏡已豎立；光感應(yīng)器狀態(tài)"0"表示未接收到光信號，"1"表示已接收到光信號。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.一種動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的系統(tǒng)，由光線路終端OLT(1)通過單模光纖(12)連接遠(yuǎn)端節(jié)點RN(2)，而遠(yuǎn)端節(jié)點RN(2)連接多個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3，4)構(gòu)成，其特征在于在所述遠(yuǎn)端節(jié)點RN中設(shè)有波長調(diào)度單元(16)，而使系統(tǒng)無需另設(shè)控制通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的系統(tǒng)，其特征在于所述光線路終端OLT(1)由N個光發(fā)送機(5)、N個第一光接收機(8)、2個第一陣列波導(dǎo)光柵AWG(9，10)和1個光環(huán)行器(11)構(gòu)成，其中所述光發(fā)送機(5)與1個所述第一陣列波導(dǎo)光柵AWG(9)的解復(fù)用端連接，所述光接收機(8)與l個所述第一陣列波導(dǎo)光柵AWG(10)的解復(fù)用端連接，所述2個陣列波導(dǎo)光柵AWG(9，10)的復(fù)用端與所述第一光環(huán)行器(11)連接，所述光環(huán)行器的另一個端口與所述單模光纖(12)連接。所述第一光環(huán)形器(11)作用在于將發(fā)送至所述光線路終端OLT(1)的上行信號傳送至所述光接收機(8)處，將所述發(fā)送機(5)發(fā)出的下行信號傳送出OLT(1)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的系統(tǒng)，其特征在于所述多個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3，4)的每個光網(wǎng)絡(luò)單元由1個第二光接收機(23)、l個反射式半導(dǎo)體光放大器RSOA(24)、1個第二耦合器(25)和1個1*2光開關(guān)(26)構(gòu)成；其中所述光開關(guān)(26)分別與反射式半導(dǎo)體光放大器RSOA(24)和第二耦合器(25)解復(fù)用端連接，所述第二耦合器(25)的另一個解復(fù)用端和復(fù)用端分別與第二光接收機(23)和遠(yuǎn)端節(jié)點RN(2)中的第一耦合器(19)連接；所述第二耦合器(25)的作用在于將一部分下行信號作為種子光注入反射式半導(dǎo)體光放大器RSOA(24)中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的系統(tǒng)，其特征在于遠(yuǎn)端節(jié)點RN(2)由l個第二陣列波導(dǎo)光柵(13)、n個星型耦合器(14，15)以及所述波長調(diào)度單元(16)構(gòu)成，星型耦合器(15)為升級時添加的設(shè)備，其余為建網(wǎng)初期已有的設(shè)備。其中星型耦合器(14，15)的復(fù)用端與第二陣列波導(dǎo)光柵(13)解復(fù)用端連接，其解復(fù)用端與所述波長調(diào)度單元(16)中的2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17，18)連接，所述波長分配單元(16)同時與各光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3，4)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的系統(tǒng)，其特征在于所述波長調(diào)度單元(16)由2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17，18)、第一耦合器(19)、光感應(yīng)器(21)和控制器(20)構(gòu)成，所述2維微電子機械光開關(guān)矩陣(18)為升級時添加的設(shè)備，其余為建網(wǎng)初期已有的設(shè)備。其中，所述第一耦合器(19)的解復(fù)用端分別與2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17，18)和光感應(yīng)器(21)，其復(fù)用端與各光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3,4)連接，控制器分別與2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17，18)和光感應(yīng)器(21)連接。所述控制器(20)從2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17，18)中所豎立的微鏡(22)的位置和光感應(yīng)器(21)的狀態(tài)了解系統(tǒng)的通信狀態(tài)，并據(jù)此控制2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17，18)，實現(xiàn)對波長的調(diào)度。6.—種動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級的方法，采用根據(jù)權(quán)利要求書1所述的光網(wǎng)絡(luò)單元采用單發(fā)送機的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)模塊化升級和波長動態(tài)調(diào)度的系統(tǒng)進行操作，其特征在于根據(jù)初期網(wǎng)絡(luò)所需的波長數(shù)目，在OLT(1)中設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的發(fā)送機(5)和第一接收機(8)，在遠(yuǎn)端節(jié)點RN中設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的星型耦合器(14)，波長調(diào)度單元(16)中設(shè)置2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17)及相應(yīng)的第一耦合器(19)和感應(yīng)器(21)，根據(jù)初期網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)數(shù)目，設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17，18);當(dāng)系統(tǒng)升級，需要增加光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(4)時，可在遠(yuǎn)端節(jié)點RN(2)的波長調(diào)度單元(16)中增加2維微電子機械光開關(guān)矩陣(18)數(shù)目及相應(yīng)的耦合器和感應(yīng)器以連接新增的ONU;當(dāng)需要增加系統(tǒng)的波長時，可在OLT(l)中增加相應(yīng)的光發(fā)送機(5)和第一光接收機(8),并在遠(yuǎn)端節(jié)點(2)的第二陣列波導(dǎo)光柵AWG(13)的解復(fù)用端增加相應(yīng)的星型耦合器(15);由上述闡述可知，升級過程無需撤換原有用戶的通信設(shè)備，因此不會對其通信造成影響，故屬于在線升級。7.—種動態(tài)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)在光網(wǎng)絡(luò)單元ONU采用單光源、不另建控制通道的條件下實現(xiàn)波長調(diào)度的方法，采用根據(jù)權(quán)利要求書1所述的光網(wǎng)絡(luò)單元采用單發(fā)送機的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)模塊化升級和波長動態(tài)調(diào)度的系統(tǒng)，其特征在于波長調(diào)度單元(16)中的控制器(20)從控制器通過2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17)中已豎立微鏡(22)所處的縱向位置了解到哪個波長已被使用，從其橫向位置了解到使用該波長的是哪個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)，進而還可了解到哪些波長處于閑置狀態(tài)；此外，結(jié)合光感應(yīng)器(21)的狀態(tài)是否探測到光信號，控制器還可了解目前各光網(wǎng)絡(luò)單元ONUG)的狀況無需通信、申請通信、正在通信、結(jié)束通信/0NU損壞；當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)不需要通信時候，光開關(guān)(26)處于"關(guān)"狀態(tài)，此時光感應(yīng)器(21)無法從光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)探測到光信號；當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)需要通信時，將光開關(guān)(26)打開，其反射式半導(dǎo)體光放大器RSOA(24)發(fā)出的光信號被光感應(yīng)器(21)探測到后將被反饋到控制器(20)中，由于系統(tǒng)中的光感應(yīng)器(21)與各光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)是一一對應(yīng)的，因此控制器(20)可從中了解到提出申請的是哪個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)，從而將其列入波長申請隊列當(dāng)中，使其等候分配波長；分配波長時，控制器(20)將2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17)中某個特定的微鏡豎立起來，該微鏡的縱向位置對應(yīng)所調(diào)度的波長，橫向位置對應(yīng)申請波長的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)，這樣需要調(diào)度的波長將通過微鏡的反射注入申請波長的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)當(dāng)中；當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)結(jié)束通信時，光開光被設(shè)置為"關(guān)"狀態(tài)，從而使光感應(yīng)器無法探測到光信號；光感應(yīng)器將這一信息反饋給控制器后，控制器通過改變2維微電子機械光開關(guān)矩陣(17)相應(yīng)微鏡(22)的狀態(tài)，將該波長釋放出來以備其他光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(3)使用，而當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)單元0NU(3)損壞、無法發(fā)出光信號時，系統(tǒng)也將以類似方式自動釋放其波長。全文摘要本發(fā)明涉及一種光網(wǎng)絡(luò)單元使用單光源的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線升級和波長動態(tài)調(diào)度的系統(tǒng)和方法。本系統(tǒng)由光線路終端OLT通過單模光纖連接遠(yuǎn)端節(jié)點RN，而遠(yuǎn)端節(jié)點RN連接多個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU構(gòu)成；在遠(yuǎn)端節(jié)點RN當(dāng)中設(shè)置波長調(diào)度單元，而系統(tǒng)無需另設(shè)控制通道，所有波長均可動態(tài)調(diào)度給任意光網(wǎng)絡(luò)單元ONU；系統(tǒng)可在不影響現(xiàn)有用戶通信的條件下實現(xiàn)在線升級。系統(tǒng)將波長調(diào)度控制器從光線路終端OLT轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)端節(jié)點RN中，控制器通過2維微電子機械光開關(guān)矩陣和感應(yīng)器的狀態(tài)了解整個系統(tǒng)的通信狀態(tài)，光網(wǎng)絡(luò)單元ONU通過增設(shè)的光開關(guān)及遠(yuǎn)端節(jié)點RN處的感應(yīng)器，利用原有的發(fā)送數(shù)據(jù)的光源和傳送數(shù)據(jù)的通道向系統(tǒng)發(fā)出通信申請，故無需另建控制通道，且系統(tǒng)中的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU只需一個光源。系統(tǒng)的遠(yuǎn)端節(jié)點采用分布式的結(jié)構(gòu)，各ONU由多個光開關(guān)矩陣連接，可實現(xiàn)系統(tǒng)的在線升級。文檔編號H04J14/02GK101521837SQ200910046519公開日2009年9月2日申請日期2009年2月24日優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日發(fā)明者楊周,甘朝欽,磊石申請人:上海大學(xué)