專利名稱：：在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及的是一種光纖通信
技術(shù)領(lǐng)域：
的方法，具體的說，是一種采用時分復(fù)用一頻分復(fù)用(TDM-FDM)調(diào)制格式在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法。
背景技術(shù)：
：無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是經(jīng)濟的、面向未來多業(yè)務(wù)的用戶接入技術(shù)。PON技術(shù)是一種點到多點的光纖接入技術(shù)，由光網(wǎng)絡(luò)單元和光線路單元組成。它有兩個波長信道上行信道和下行信道。下行采用TDM廣播方式，上行采用TDMA(時分多址接入)方式，而且可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另一方面，虛擬專網(wǎng)(VPN)是近年來快速發(fā)展的新興互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。它綜合利用了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，在低投入的情況下充分滿足了客戶組建專網(wǎng)、私有通信的需求。在無源光網(wǎng)絡(luò)中支持虛擬專網(wǎng)是一種有效提高虛擬專網(wǎng)業(yè)務(wù)吞吐量和降低時延的有效方法。而在傳統(tǒng)的無源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間的通信需要通過光線路單元的轉(zhuǎn)發(fā)，光線路終端的光電光轉(zhuǎn)化耗費了大量的時間，降低了通信效率，從而無法高效率地支持VPN內(nèi)部通信。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，支持ONU組內(nèi)通信的現(xiàn)有技術(shù)中，C.Chae等人發(fā)表在學(xué)術(shù)出版物《IEEEPhotonicsTechnologyLetters》(《IEEE光子技術(shù)快報》)1999第11卷中的文章“APONSystemSuitableforInternetworkingOpticalNetworkUnitsUsingaFiberBraggGratingontheFeederFiber(在光纖支線中使用布拉格光柵以實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)單元互聯(lián)的PON系統(tǒng))”中，提及在光纖支線星型耦合器和OLT之間放置了一個布拉格光柵，此布拉格光柵可以反射來自O(shè)NU的光并通過耦合器將其廣播至其他ONU，這樣不需要經(jīng)過OLT就可以實現(xiàn)ONU之間的通信。這一技術(shù)的缺點是每一個ONU都需要兩個發(fā)送器和兩個接收機，大大地增加了系統(tǒng)的代價。檢索中還發(fā)現(xiàn)，支持ONU組內(nèi)通信的現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)表在EuropeanConferenceonOpticalCommunication2005(2005歐洲光通信會議)中的文章“APacket-SwitchedWaveband-selectivePONEnablingOpticalInternetworkingamongONUs(在光網(wǎng)絡(luò)單元之間實現(xiàn)光互連的包交換的波帶選擇型無源光網(wǎng)絡(luò))”中公開了一種技術(shù)，即在光線路終端放置了一個快速可調(diào)反射鏡以反射VPN內(nèi)部的數(shù)據(jù)包，但是這種方案不能支持VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)的同時發(fā)送和非VPN業(yè)務(wù)的傳送。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有支持虛擬專網(wǎng)應(yīng)用的無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中存在的缺陷和不足，提出一種在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法，通過采用TDM-FDM調(diào)制格式，使其在盡量降低成本的基礎(chǔ)上有效地支持VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)和非VPN業(yè)務(wù)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，包括以下步驟(1)在光網(wǎng)絡(luò)單元中，VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)和非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)通過外部電路用占空比小于等于50％的歸零碼進(jìn)行調(diào)制，非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)對應(yīng)信號幅度小于VPN內(nèi)部數(shù)據(jù)包的信號幅度；(2)兩組信號通過光網(wǎng)絡(luò)單元中的合路器進(jìn)行時分復(fù)用；(3)時分復(fù)用后的信號注入分布反饋布拉格式激光器二極管(DFB-LD)中，驅(qū)動信號幅度的不同造成了兩路信號頻率上的差異；(4)信號從DFB-LD出發(fā)到達(dá)光分路器時，一路分給窄帶反射鏡，窄帶反射鏡根據(jù)頻率識別并反射VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)所對應(yīng)的信號，VPN內(nèi)部光網(wǎng)絡(luò)單元通過波帶接收機接收反饋回的VPN內(nèi)部信號；另一路到達(dá)光線路終端(OLT)，光線路終端的寬帶接收機根據(jù)頻率識別并接收非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)所對應(yīng)信號。步驟(1)中，所述的光網(wǎng)絡(luò)單元的具體要求為，每一個光網(wǎng)絡(luò)單元分配有一個固定的發(fā)送波帶和固定接收波帶，VPN內(nèi)部所有光網(wǎng)絡(luò)單元的接收波帶相同且包含VPN內(nèi)所有光網(wǎng)絡(luò)單元的發(fā)送波長。步驟(3)中，所述的分布反饋布拉格式激光器二極管(DFB-LD)用于對時分復(fù)用后的電信號進(jìn)行光調(diào)制以得到TDM-FDM信號，各光網(wǎng)絡(luò)單元中DFB-LD的調(diào)制波長不同，它包含在自己的接收波帶中。步驟(4)中，所述的窄帶反射鏡可以通過布拉格反射光柵和光耦合器或由基于MEMS的光反射鏡實現(xiàn)，用于濾波并反射VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)對應(yīng)的波長信號。它可以放在1×N的光分路器附近，以避免光線路終端到光分路器之間的光纖傳輸帶來的信號損耗。步驟(4)中，所述的光分路器，或采用波帶復(fù)用器，用于將來自光線路終端的下行消息分路發(fā)給各光網(wǎng)絡(luò)單元，并將來自光網(wǎng)絡(luò)單元的上行消息分成兩路，一路傳給窄帶反射鏡，一路傳給光線路終端。步驟(4)中，所述的光線路終端中的寬帶接收機用于接收來自所有光網(wǎng)絡(luò)單元和無源光網(wǎng)絡(luò)外節(jié)點的數(shù)據(jù)包。光線路終端中的可調(diào)波長發(fā)射機通過其發(fā)送波長，向不同光網(wǎng)絡(luò)單元節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包。本發(fā)明中TDM-FDM格式的產(chǎn)生不需要昂貴的調(diào)制器，驅(qū)動信號通過成熟的商用器件就可以獲得，且每一個光網(wǎng)絡(luò)單元中僅需要一對發(fā)射機和接收機，硬件成本沒有增加。采用這種調(diào)制格式之后，網(wǎng)絡(luò)中的VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)和非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)可以同時傳送，一個固定反射鏡就可以實現(xiàn)VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)的反射，完成了VPN內(nèi)部光網(wǎng)絡(luò)單元之間的全光通信。圖1為本發(fā)明工作原理2為本發(fā)明實施例示意3為本發(fā)明實施例結(jié)果圖其中，圖3(a)是用于驅(qū)動DFB-LD的復(fù)用歸零電信號眼圖；(b)是DFB-LD調(diào)制后的光域信號；(c)是TDM-FDM頻譜圖，分辨率為0.07；(d)是解復(fù)用后的VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)所在的支路信號。具體實施例方式如圖1所示，產(chǎn)生的偽隨機序列通過外部電路將其調(diào)制為占空比50％的歸零碼(RZ)。此RZ信號通過射頻分路器分成兩路，這兩路信號通過射頻放大器放大。將其中一路信號進(jìn)行延時和衰減產(chǎn)生和另外一路信號不同的相位和幅度。再將兩路信號合并且注入分布反饋式布拉格激光器二極管。由于兩支路信號擁有不同的幅度從而生成TDM-FDM信號。信號經(jīng)過合路器后，其中的一路傳至布拉格反射光柵，VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)對應(yīng)信號被反射。另一路信號穿過光纖到達(dá)光線路終端的接收機。圖(1)中所顯示的DFBLD位于VPN的一個光網(wǎng)絡(luò)單元的發(fā)射機中，而接收信號的波帶接收機屬于同一VPN的另外一個光網(wǎng)絡(luò)單元。如圖2所示，本發(fā)明的一種具體實施例。誤碼率檢測儀產(chǎn)生1.25Gb/s的非歸零的長度達(dá)231-1的偽隨機比特序列；所采用的布拉格光柵的中心波長為1549.6nm，帶寬0.1nm；分路器和OLT之間的光纖采用長為12km的單模光纖。如圖3所示，是本發(fā)明應(yīng)用于圖2所示的實驗結(jié)果。圖3(a)顯示用于驅(qū)動DFB-LD的復(fù)用歸零電信號眼圖，VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)和非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)對應(yīng)信號具有不同的幅度，幅度比大約是2∶1；圖3(b)是DFB-LD調(diào)制后的光域信號，兩路光信號具有不同幅度以產(chǎn)生TDM-FDM信號；圖3(c)是TDM-FDM頻譜圖，分辨率為0.07，注入DFB-LD的兩路電信號的幅度比為2∶1，又因為DFB-LD的輸出波長和注射電流大小有關(guān)，從而造成調(diào)制后兩路光信號的波長差距，圖中顯示兩路信號λ1和λ1′的波長距離大約為0.1nm；圖3(d)是解復(fù)用后的VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)所在的支路信號，TDM-FDM調(diào)制信號從DFB-LD發(fā)出經(jīng)過光分路器后，一路分給窄帶反射鏡，反射鏡反射波長和VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)對應(yīng)信號的波長，故VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)對應(yīng)信號被反射，而非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)對應(yīng)信號由于波長和反射鏡反射波長不同，所以不被反射，圖中顯示了由窄帶反射鏡(FBG)反射的支路信號的眼圖，可以看出眼圖中僅包含一路信號，信號波形有少量失真，這是由于DFB-LD直接調(diào)制帶來的啁啾和為了避免相鄰支路的串?dāng)_而故意引入的濾波偏移造成。權(quán)利要求1.一種在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在光網(wǎng)絡(luò)單元中，VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)和非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)通過外部電路用占空比小于等于50％的歸零碼進(jìn)行調(diào)制，非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)對應(yīng)信號幅度小于VPN內(nèi)部數(shù)據(jù)包的信號幅度；(2)兩組信號通過光網(wǎng)絡(luò)單元中的合路器進(jìn)行時分復(fù)用；(3)時分復(fù)用后的信號注入分布反饋布拉格式激光器二極管中，驅(qū)動信號幅度的不同造成了兩路信號頻率上的差異；(4)信號從分布反饋布拉格式激光器二極管到達(dá)光分路器時，一路分給窄帶反射鏡，窄帶反射鏡根據(jù)頻率識別并反射VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)所對應(yīng)的信號，VPN內(nèi)部光網(wǎng)絡(luò)單元通過波帶接收機接收反饋回的VPN內(nèi)部信號；另一路到達(dá)光線路終端，光線路終端的寬帶接收機根據(jù)頻率識別并接收非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)所對應(yīng)信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法，其特征是，步驟(1)中，所述的光網(wǎng)絡(luò)單元的具體要求為每一個光網(wǎng)絡(luò)單元分配有一個固定的發(fā)送波帶和固定接收波帶，VPN內(nèi)部所有光網(wǎng)絡(luò)單元的接收波帶相同且包含VPN內(nèi)所有光網(wǎng)絡(luò)單元的發(fā)送波長。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法，其特征是，步驟(3)中，所述的分布反饋布拉格式激光器二極管，用于對時分復(fù)用后的電信號進(jìn)行光調(diào)制以得到TDM-FDM信號，各光網(wǎng)絡(luò)單元中分布反饋布拉格式激光器二極管的調(diào)制波長不同，它包含在自己的接收波帶中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法，其特征是，步驟(4)中，所述的窄帶反射鏡，通過布拉格反射光柵和光耦合器或由基于MEMS的光反射鏡實現(xiàn)，用于濾波并反射VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)對應(yīng)的波長信號，它放在光分路器附近，以避免光線路終端到光分路器之間的光纖傳輸帶來的信號損耗。5.根據(jù)權(quán)利要求1或者4所述的在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法，其特征是，步驟(4)中，所述的光分路器，或采用波帶復(fù)用器，用于將來自光線路終端的下行消息分路發(fā)給各光網(wǎng)絡(luò)單元，并將來自光網(wǎng)絡(luò)單元的上行消息分成兩路，一路傳給窄帶反射鏡，一路傳給光線路終端。6.根據(jù)權(quán)利要求1或者4所述的在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法，其特征是，步驟(4)中，所述的光線路終端中，寬帶接收機接收來自所有光網(wǎng)絡(luò)單元和無源光網(wǎng)絡(luò)外節(jié)點的數(shù)據(jù)包，可調(diào)波長發(fā)射機通過其發(fā)送波長，向不同光網(wǎng)絡(luò)單元節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包。全文摘要一種光通信
技術(shù)領(lǐng)域：
的在無源光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光虛擬專網(wǎng)的方法，步驟為(1)在光網(wǎng)絡(luò)單元中，VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)和非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)制；(2)兩組信號通過光網(wǎng)絡(luò)單元中的合路器進(jìn)行時分復(fù)用；(3)時分復(fù)用后的信號注入分布反饋布拉格式激光器二極管中；(4)信號到達(dá)光分路器時，一路分給窄帶反射鏡，窄帶反射鏡根據(jù)頻率識別并反射VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)所對應(yīng)的信號，VPN內(nèi)部ONU通過波帶接收機接收反饋回的VPN內(nèi)部信號；另一路到達(dá)光線路終端，光線路終端的寬帶接收機根據(jù)頻率識別并接收非VPN內(nèi)部業(yè)務(wù)所對應(yīng)信號。本發(fā)明中TDM－FDM格式的產(chǎn)生不需要昂貴的調(diào)制器，驅(qū)動信號通過成熟的商用器件就可獲得，且每一個ONU中僅需要一對發(fā)射機和接收機，硬件成本沒有增大。文檔編號H04Q11/00GK1805311SQ20061002345公開日2006年7月19日申請日期2006年1月19日優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日發(fā)明者蘇翼凱,張晶晶,胡衛(wèi)生申請人:上海交通大學(xué)