專利名稱：無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖通信領(lǐng)域，涉及無源光纖網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方式以及具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
無源光纖網(wǎng)絡(luò)PON(Passive Optical Network)是光纖接入網(wǎng)的一種。它采用時分復(fù)用/時分多址(TDM/TDMA)技術(shù)、快速時鐘同步技術(shù)、測距技術(shù)以及無源光分路技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)光纖到路邊(FTTC)，光纖到大樓(FTTB)和光纖到戶(FTTH)。由于PON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中沒有有源電子設(shè)備，使其具有較高的網(wǎng)絡(luò)可靠性、對業(yè)務(wù)透明、易于升級以及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，適用于分散的住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)等地方。
每個無源光纖網(wǎng)絡(luò)PON系統(tǒng)由一個近端光纖線路終端(OLT)、多個遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(遠(yuǎn)端)，以及無源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN構(gòu)成，組成一種星型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。PON的下行信號采用時分復(fù)用(TDM)技術(shù)，近端光纖線路終端(OLT)將各業(yè)務(wù)源送來的信號，經(jīng)過時分復(fù)用、電光轉(zhuǎn)換后，送至下行光纖，在光分路耦合器處進(jìn)行功率分配后，以廣播形式傳給各遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)；ONU將光信號變換成電信號，并且從時分復(fù)用信號中分離出本地的信號，送給用戶。PON的上行信號采用時分多址(TDMA)技術(shù)，各個本地用戶信號，在ONU處變換成突發(fā)模式脈沖串光信號，經(jīng)由光分路耦合器耦合送到OLT?？梢钥闯?，信號分路、耦合以光的形式進(jìn)行，且分支點(diǎn)處的光分路耦合器可放到室外，不受電磁等干擾影響，網(wǎng)絡(luò)可靠性高，易于升級和維護(hù)。
由于從近端OLT到各遠(yuǎn)端ONU的距離不同，則從光分路耦合器到各ONU的光纖長度也就不同，再加上溫度變化等環(huán)境因素影響，各個ONU響應(yīng)的延遲也就不同，而各ONU來的上行信號需在光耦合器處匯合，因此OLT必須控制每個ONU信號輸出的時間，以使從ONU來的信號不致于沖突。為達(dá)到這個目的，OLT在通信一開始就得對每個ONU的距離延時進(jìn)行檢測，并且給每個ONU指定一個信號輸出時間，這個過程即所謂測距，然后把測到延時值通過下行信號傳給遠(yuǎn)端ONU，ONU根據(jù)接收到的延時值進(jìn)行延遲調(diào)整，調(diào)整完畢之后才發(fā)送上行突發(fā)脈沖串信號。
無源光纖網(wǎng)絡(luò)PON的實(shí)現(xiàn)方法有多種，比較典型的方法如英國電信公司的TPON系統(tǒng)。
TPON系統(tǒng)復(fù)幀長為10ms，包含1個大的幀頭HEAD和80個正常有效數(shù)據(jù)幀BFi，其中幀頭HEAD長250μS，用于上行測距和下行同步，80個子幀BFi用于承載有效負(fù)荷數(shù)據(jù)和系統(tǒng)開銷，子幀數(shù)據(jù)采用比特間插方式組幀。
TPON系統(tǒng)復(fù)幀幀頭HEAD中包括靜態(tài)測距窗口(Static RangingWindow，SWD)和動態(tài)測距窗口(Dynamic Ranging Window，DWD)，靜態(tài)測距主要在系統(tǒng)初始化或新加入一ONU時實(shí)施，動態(tài)測距主要在平時對各ONU進(jìn)行微測調(diào)整。進(jìn)行測距時，由OLT向ONU發(fā)一測距命令，同時啟動計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)；ONU收到測距命令后，立即在測距窗口內(nèi)向OLT發(fā)一單脈沖測距信號；OLT利用高速A/D轉(zhuǎn)換器檢測并分析ONU發(fā)來的單測距脈沖的相位，檢測到則停止計(jì)數(shù)，該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值即為相應(yīng)ONU的遲時數(shù)值，為了不影響正常數(shù)據(jù)，整個測距過程均在HEAD中完成。在以上所述的TPON系統(tǒng)中，存在下列不足1)其復(fù)幀長達(dá)10ms，當(dāng)復(fù)幀同步丟失時，再同步時間較長，影響了某些實(shí)時業(yè)務(wù)的承載運(yùn)輸；2)其復(fù)幀長達(dá)10ms，以系統(tǒng)速率為20.48Mb/s計(jì)算，整個復(fù)幀包含204,800個比特，幀結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)較困難；3)其測距同步采用單脈沖搜索方式，實(shí)現(xiàn)需額外的高速A/D采樣電路，測距系統(tǒng)復(fù)雜；4)其子幀數(shù)據(jù)采用比特間插方式組幀，這要求系統(tǒng)測距精度達(dá)0.1bit，對測距及控制系統(tǒng)要求太高，不易實(shí)現(xiàn)；5)其子幀采用比特間插方法，系統(tǒng)抖動較大。
本發(fā)明的目的在于提供一種無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，所采用的延時測距方法在簡化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，縮短了復(fù)幀長度，從而避免因復(fù)幀較長、測距區(qū)過長帶來的例如信號抖動等諸多問題。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在改進(jìn)的延時測距方法及所提出的系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，克服了TPON系統(tǒng)中由于復(fù)幀長度過長，不易再同步，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易電路實(shí)現(xiàn)的缺點(diǎn)，而且，在本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，無需設(shè)置任何附加電路，只要用通常的同步電路便可實(shí)現(xiàn)測距，簡化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明提供的一種無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括多個通過無源光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)3連接到一個近端光纖線路終端(OLT)1的遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)2，所述無源光分配網(wǎng)絡(luò)3包括上、下行傳送光纖和多個無源光分路器，所述無源光分路器用于對來自近端OLT的下行光信號進(jìn)行無源光功率分配并以廣播方式傳給各遠(yuǎn)端ONU以及對來自各遠(yuǎn)端ONU的上行突發(fā)光信號進(jìn)行無源光耦合并形成上行信號傳給近端OLT，其特征在于所述近端光纖線路終端OLT包括數(shù)據(jù)處理器11、幀定時發(fā)生器12、測距計(jì)數(shù)器13、快速比特同步器14、電光轉(zhuǎn)換器15、光電轉(zhuǎn)換器16和并串轉(zhuǎn)換擾碼單元17，所述數(shù)據(jù)處理器11用于將總線格式的發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一定的復(fù)幀格式，所產(chǎn)生的復(fù)幀格式數(shù)據(jù)經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換和擾碼單元17處理后由電光轉(zhuǎn)換單元15轉(zhuǎn)換后送至下行光纖，以廣播方式傳給各遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU，所述光電轉(zhuǎn)換器16用于對上行的光信號進(jìn)行光電變換，再由快速比特同步器14對經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換的上行數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理，處理后的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)處理器11，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)總線格式輸出到業(yè)務(wù)接口模塊，所述幀定時發(fā)生器12產(chǎn)生下行幀定位時標(biāo)用于控制所述數(shù)據(jù)處理器11，以及用于在對ONU進(jìn)行延時測距時，作為計(jì)數(shù)定標(biāo)指示，啟動和復(fù)位測距計(jì)數(shù)器13，所述遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)2，包括數(shù)據(jù)處理器21、同步串并轉(zhuǎn)換單元22、延時器23、發(fā)送延時定位器24、并串轉(zhuǎn)換單元25、電光轉(zhuǎn)換器26及光電轉(zhuǎn)換器27，所述光電轉(zhuǎn)換器27用于將來自O(shè)LT廣播的下行光信號進(jìn)行光電經(jīng)轉(zhuǎn)換，所述同步電路22用于對光電轉(zhuǎn)換器27輸出的信號進(jìn)行同步處理，所述數(shù)據(jù)處理器21用于對經(jīng)同步處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用處理及轉(zhuǎn)換為用戶數(shù)據(jù)輸出，所述數(shù)據(jù)處理器21還用于對來自用戶端的要發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換為一定格式的突發(fā)信號，在發(fā)送延時定位信號控制下，送往電光轉(zhuǎn)換器26，在預(yù)定時隙內(nèi)轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)給近端OLT，所述數(shù)據(jù)處理器21還從下行數(shù)據(jù)中提取延時信息，控制延時器23的延時值，供發(fā)送延時定位器24產(chǎn)生發(fā)送延時定位信號，使得上行突發(fā)信號可在預(yù)定時隙內(nèi)發(fā)送。
按照本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述快速比特同步器14包括時鐘信號產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生四路兩兩相差90度的時鐘信號TK1-TK4的裝置，最佳時鐘信號形成裝置，用于分別對所接收到的遠(yuǎn)端突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行相位判決并從所述時鐘信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的時鐘信號中選出接收數(shù)據(jù)最佳相位的時鐘TKi作為該突發(fā)數(shù)據(jù)的接收數(shù)據(jù)時鐘的裝置，同步裝置，用于將由所述最佳時鐘信號形成裝置產(chǎn)生的時鐘信號作為時鐘對上行信號進(jìn)行快速比特同步。
按照本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述一定格式的下行復(fù)幀包括含有復(fù)幀同步特征碼的幀頭部(MHEAD)以及多個子幀(SDi)，每個子幀包括用于傳輸數(shù)據(jù)的凈荷字段(DATA)、用于構(gòu)成下行公務(wù)通道的字段(CMD)，用于插入“0”、“1”序列時鐘數(shù)據(jù)信號的保留字段(IDL)。
按照本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述一定格式的上行復(fù)幀包括含有復(fù)幀同步特征碼的幀頭部(MHEAD)以及多個子幀(SDi)，每個子幀包括用于傳輸數(shù)據(jù)的凈荷字段(DATA)、用于構(gòu)成上行保護(hù)間隔的保護(hù)字段(GUARD)，用于構(gòu)成上行公務(wù)通道的字段(CMD)，用于遠(yuǎn)端OUN以突發(fā)模式開/啟光發(fā)射機(jī)保護(hù)比特和供局端OTL進(jìn)行突發(fā)信號接收幅度判決的引導(dǎo)字段(LEAD)，用于供局端OLT進(jìn)行快速比特同步的時鐘校準(zhǔn)特征碼字段(CPA)，用于供OLT進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的同步碼字段(SYN)，還包括保留字段(IDL)。
按照本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于在測距中，由所述OLT1向指定ONU2發(fā)送包含在長度為L的復(fù)幀內(nèi)的測距命令(SYNA)；所述指定的ONU在收到所述測距命令后以自身恢復(fù)的下行幀同步信號(SYNB)為基準(zhǔn)，發(fā)出一個包含特征碼流串的測距信號(SYNE)；所述OLT由自身的下行幀同步信號(SYNA)啟動并復(fù)位延時計(jì)數(shù)器，同時開始搜索測距信號(SYNE)，如搜索到有來自所述ONU的所述測距信號時則停止記數(shù)，根據(jù)所測得的計(jì)數(shù)值N，推算出所述ONU的L-N延時值，其中，所述測距信號是由幀定時發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號。
按照本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括多個通過無源光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)3連接到一個近端光纖線路終端(OLT)1的遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)2，其特征在于所述近端光纖線路終端(OLT)1包括數(shù)據(jù)處理器11，測距計(jì)數(shù)器13，快速比特同步器14，用于對經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換的上行數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理，幀定時發(fā)生器12，用于產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)處理器11的下行幀定位時標(biāo)以及作為計(jì)數(shù)定標(biāo)指示的信號，用于在對ONU進(jìn)行延時測距時啟動和復(fù)位所述測距計(jì)數(shù)器13，所述遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)2包括延時器23，發(fā)送延時定位器24，數(shù)據(jù)處理器21，用于對經(jīng)同步處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用處理及轉(zhuǎn)換為用戶數(shù)據(jù)輸出，還用于對來自用戶端的要發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換為一定格式的突發(fā)信號，在發(fā)送延時定位信號控制下，送往電光轉(zhuǎn)換器26，在預(yù)定時隙內(nèi)轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)給近端OLT，所述數(shù)據(jù)處理器21還從下行數(shù)據(jù)中提取延時信息，控制延時器23的延時值，供所述發(fā)送延時定位器24產(chǎn)生發(fā)送延時定位信號，使得上行突發(fā)信號可在預(yù)定時隙內(nèi)發(fā)送。
按照本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述快速比特同步器14包括時鐘信號產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生四路兩兩相差90度的時鐘信號TK1-TK4的裝置，最佳時鐘信號形成裝置，用于分別對所接收到的遠(yuǎn)端突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行相位判決并從所述時鐘信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的時鐘信號中選出接收數(shù)據(jù)最佳相位的時鐘TKi作為該突發(fā)數(shù)據(jù)的接收數(shù)據(jù)時鐘的裝置，同步裝置，用于將由所述最佳時鐘信號形成裝置產(chǎn)生的時鐘信號作為時鐘對上行信號進(jìn)行快速比特同步。
按照本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述一定格式的下行復(fù)幀包括含有復(fù)幀同步特征碼的幀頭部(MHEAD)以及多個子幀(SDi)，每個子幀包括用于傳輸數(shù)據(jù)的凈荷字段(DATA)、用于構(gòu)成下行公務(wù)通道的字段(CMD)，用于插入“0”、“1”序列時鐘數(shù)據(jù)信號的保留字段(IDL)。
按照本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述一定格式的上行復(fù)幀包括含有復(fù)幀同步特征碼的幀頭部(MHEAD)以及多個子幀(SDi)，每個子幀包括用于傳輸數(shù)據(jù)的凈荷字段(DATA)、用于構(gòu)成上行保護(hù)間隔的保護(hù)字段(GUARD)，用于構(gòu)成上行公務(wù)通道的字段(CMD)，用于遠(yuǎn)端OUN以突發(fā)模式開/啟光發(fā)射機(jī)保護(hù)比特和供局端OTL進(jìn)行突發(fā)信號接收幅度判決的引導(dǎo)字段(LEAD)，用于供局端OLT進(jìn)行快速比特同步的時鐘校準(zhǔn)特征碼字段(CPA)，用于供OLT進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的同步碼字段(SYN)，還包括保留字段(IDL)。
按照本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于在測距中，由所述OLT1向指定ONU2發(fā)送包含在長度為L的復(fù)幀內(nèi)的測距命令(SYNA)；所述指定的ONU在收到所述測距命令后以自身恢復(fù)的下行幀同步信號(SYNB)為基準(zhǔn)，發(fā)出一個包含特征碼流串的測距信號(SYNE)；所述OLT由自身的下行幀同步信號(SYNA)啟動并復(fù)位延時計(jì)數(shù)器，同時開始搜索測距信號(SYNE)，如搜索到有來自所述ONU的所述測距信號時則停止記數(shù)，根據(jù)所測得的計(jì)數(shù)值N，推算出所述ONU的L-N延時值，其中，所述測距信號是由幀定時發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號。
實(shí)施本發(fā)明提供的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)PON，由于所采用的復(fù)幀長取得很短，等于125μS(標(biāo)準(zhǔn)E1接口的復(fù)幀周期)，極大地簡化了幀結(jié)構(gòu)，從而縮短了系統(tǒng)的再同步時間，提高了系統(tǒng)的性能，克服了TPON系統(tǒng)中由于測距區(qū)過長導(dǎo)致的種種不足；系統(tǒng)子幀數(shù)據(jù)采用分組塊傳輸方式組幀，對分組數(shù)據(jù)采取整幀緩存處理方式，可降低系統(tǒng)信號抖動，且可降低系統(tǒng)對測距精度的要求，使測距電路易于實(shí)現(xiàn)；所采用的測距電路，無需任何附加電路，用通常的同步電路實(shí)現(xiàn)了測距，如快速比特同步器，發(fā)送延時定位器等，與正常的系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號處理電路完全一致，在硬件上可統(tǒng)一起來，從而簡化硬件結(jié)構(gòu)，節(jié)約了硬件成本。
結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明系統(tǒng)的特點(diǎn)，附圖中

圖1是無源光纖網(wǎng)絡(luò)PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是說明在PON中近端線路終端OLT和遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖3是本發(fā)明的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所采用的系統(tǒng)幀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明系統(tǒng)中快速比特同步電路的一個實(shí)例。
下面結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、快速比特同步電路、系統(tǒng)復(fù)幀結(jié)構(gòu)、復(fù)幀形成電路和測距技術(shù)方面的特點(diǎn)。
1、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，在一個無源光纖網(wǎng)絡(luò)PON系統(tǒng)中，通過無源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN，連接一個近端光纖線路終端(OLT)和多個遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，組成一種星型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
所述的無源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN由上、下行傳送光纖(在本系統(tǒng)中為兩纖，具體系統(tǒng)運(yùn)用中也可上、下行通過復(fù)用方式合用一根光纖)，和多個無源光分路耦合器(Splitter)構(gòu)成，如圖1所示。近端OLT送來的下行光信號，在光分路耦合器處進(jìn)行無源光功率分配后，以廣播方式傳給各遠(yuǎn)端ONU。各遠(yuǎn)端ONU送來的上行突發(fā)光信號，在光分路耦合器處進(jìn)行無源光耦合，形成上行信號傳給近端OLT。
圖1中的近端光纖線路終端OLT，其結(jié)構(gòu)組成如圖2所示，包括數(shù)據(jù)處理器11、幀定時發(fā)生器12、測距計(jì)數(shù)器13、快速比特同步器14、電光轉(zhuǎn)換器15、光電轉(zhuǎn)換器16。各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口，送給各業(yè)務(wù)接口模塊進(jìn)行處理成數(shù)據(jù)總線格式；數(shù)據(jù)處理器11將發(fā)送數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)換為一定的復(fù)幀格式，在光接口模塊上進(jìn)行復(fù)接和電/光轉(zhuǎn)換后送至下行光纖，以廣播方式傳給各遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU。對上行信號，OLT先將各ONU在光分路耦合器處匯合送來的光信號，進(jìn)行光/電變換；快速比特同步器14對經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換的上行數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理，處理后的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)處理器11，轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)總線格式輸出，送給業(yè)務(wù)接口模塊處理成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。幀定時發(fā)生器12產(chǎn)生下行幀定位時標(biāo)控制數(shù)據(jù)處理器11，在對ONU進(jìn)行延時測距時，作為計(jì)數(shù)定標(biāo)指示，啟動和復(fù)位測距計(jì)數(shù)器13。
圖1中的遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，其結(jié)構(gòu)組成如圖2所示，包括數(shù)據(jù)處理器21、同步電路22、延時器23、發(fā)送延時定位器24、電光轉(zhuǎn)換器26及光電轉(zhuǎn)換器27，如圖2所示。從OLT廣播送來的下行光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器27后，送同步電路22進(jìn)行同步處理，處理后的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)處理器21，經(jīng)解復(fù)用處理后轉(zhuǎn)換為用戶數(shù)據(jù)輸出。用戶端送來的用戶數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理器21處理后，轉(zhuǎn)換為一定格式的突發(fā)信號，在發(fā)送延時定位信號控制下，送往電光轉(zhuǎn)換器26，在預(yù)定時隙內(nèi)轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)給近端OLT。數(shù)據(jù)處理器21還從下行數(shù)據(jù)中提取延時信息，控制延時器的延時值，供發(fā)送延時定位器24產(chǎn)生發(fā)送延時定位信號，使得上行突發(fā)信號可在預(yù)定時隙內(nèi)發(fā)送。
2、快速比特同步電路快速比特同步電路14的實(shí)現(xiàn)，如圖4所示，在局端OLT處，將系統(tǒng)主時鐘信號進(jìn)行移相，產(chǎn)生4路兩兩相差為90度的時鐘TK1、TK2、TK3和TK4，分別對接收的遠(yuǎn)端突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行相位判決，選擇相對接收數(shù)據(jù)具有最佳相位的時鐘TKi，作為該突發(fā)數(shù)據(jù)的接收數(shù)據(jù)時鐘，完成快速時鐘形成功能；再以該時鐘用普通的同步方法進(jìn)行同步搜索，完成上行信號的快速比特同步功能。
3、系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)下行采用時分復(fù)用(TDMA)技術(shù)，上行采用時分多址(TDM)技術(shù)，上、下行幀結(jié)構(gòu)大致相同，均采用分組塊傳輸結(jié)構(gòu)方式。采用塊傳輸結(jié)構(gòu)，而不是采用比特間插結(jié)構(gòu)，可降低系統(tǒng)對測距精度的要求，易于電路實(shí)現(xiàn)；對分組數(shù)據(jù)采取整幀緩存處理方式，可降低系統(tǒng)抖動。
系統(tǒng)速率為67.584Mb/s，復(fù)幀重復(fù)頻率為8KHz，復(fù)幀長度為125μS，每復(fù)幀共8448bits。具體幀結(jié)構(gòu)如圖3所示。系統(tǒng)凈荷容量為16*2M，每復(fù)幀由一個復(fù)幀頭MHEAD和16個子幀SDO-15組成，可以實(shí)現(xiàn)分光比從1∶1到1∶16的動態(tài)調(diào)整；MHEAD共2816bits，每個子幀各352bits。
下行復(fù)幀中MHEAD最后8個BITS為復(fù)幀同步特征碼‘10111000’，供遠(yuǎn)端ONU接收復(fù)幀同步；每個子幀中DATA為凈荷，占264bits，對應(yīng)一個2M傳輸數(shù)據(jù)；子幀SD16中CMD占8個比特，形成一64K通道，為下行公務(wù)通道；其余所有比特為保留字段IDL，可插入‘0’‘1’序列的時鐘數(shù)據(jù)信號，方便遠(yuǎn)端ONU進(jìn)行光路時鐘提取。
上行復(fù)幀中MHEAD為測距脈沖容納通道，各ONU在其中發(fā)送測距信號進(jìn)行測距；每個子幀中DATA占264bits為凈荷，對應(yīng)一個2M傳輸數(shù)據(jù)；CMD占8個比特，形成一64K通道，為本2M信號所對應(yīng)ONU的上行公務(wù)通道；GUARD各占16比特，為上行保護(hù)間隔，用于防止不同ONU信息發(fā)生碰撞；導(dǎo)引段LEAD占16比特，為全‘1’信號，為遠(yuǎn)端ONU突發(fā)模式光發(fā)射機(jī)開/啟保護(hù)比特，和供局端OLT進(jìn)行突發(fā)光信號接收幅度判決；時鐘校準(zhǔn)特征碼CPA占8比特，碼字為8位巴克碼‘11100101’，供局端OLT進(jìn)行快速比特同步；同步碼SYN占8比特，碼字為‘11011000’，供OLT進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；IDL為保留字段。
4、復(fù)幀形成電路數(shù)據(jù)處理及復(fù)幀的成幀映射，均由各OLT和ONU中的數(shù)據(jù)處理器11和21完成，其具體框圖如圖2所示。與業(yè)務(wù)端和用戶端連接的接口，為數(shù)據(jù)總線格式，與光口連接的接口，是經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換后的八位并行數(shù)據(jù)信號，輸入數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)并行寫入緩存器中，緩沖器中的數(shù)據(jù)經(jīng)控制讀出，并行的輸出。為防止緩存器讀寫沖突，系統(tǒng)采用上下行各兩緩存器進(jìn)行整幀緩存的方式，當(dāng)數(shù)據(jù)由一緩存器寫入時，控制信號使系統(tǒng)由另一緩沖器讀取數(shù)據(jù)，時序產(chǎn)生電路生成所需的各種控制信號，進(jìn)行地址倒換和讀寫控制。
5、測距技術(shù)在PON系統(tǒng)中，上行用TDMA技術(shù)，各ONU的上行數(shù)據(jù)在光分路耦合器處匯合，送到近端OLT。由于從光分路耦合器到各個ONU的光纖長度不同，各個ONU響應(yīng)的延遲也就不同，為使數(shù)據(jù)在光分路耦合器處不至發(fā)生碰撞，需對各ONU指定一延時值，以抵消因光耦合器至各ONU距離不同而帶來的時延差別。為達(dá)到這個目的，OLT在通信一開始就得對每個ONU進(jìn)行測距定時并且給每個ONU指定一個信號輸出時間，ONU根據(jù)延遲定時控制進(jìn)行延遲調(diào)整，調(diào)整完畢之后才發(fā)送上行突發(fā)脈沖串信號；由于獨(dú)特的測距模型設(shè)計(jì)，測距時并不要求ONU有快速的反應(yīng)時間，提高了測距精度并同時降低了電路設(shè)計(jì)難度。
測距分靜態(tài)測距(Static Ranging)和動態(tài)測距(DynamicRanging)，靜態(tài)測距主要在系統(tǒng)初始化或新加入一ONU時實(shí)施，其測距窗口為整個復(fù)幀范圍；動態(tài)測距主要在平時對各ONU進(jìn)行微測調(diào)整，其測距窗口為測距頭MHEAD。具體的定時測距過程為首先，OLT根據(jù)各ONU實(shí)際距離分別預(yù)定一預(yù)延時值，測距時OLT發(fā)下行測距命令和相應(yīng)預(yù)延時值到特定ONU；該ONU接收下行信號碼流，正常同步后提取復(fù)幀定位時鐘，然后根據(jù)預(yù)延時值在上行每個復(fù)幀頭MHEAD內(nèi)發(fā)測距信號；OLT用復(fù)幀定位脈沖啟動和復(fù)位測距計(jì)數(shù)器，并同時以復(fù)幀定位脈沖為基準(zhǔn)搜索ONU發(fā)來的測距信號，搜索到則停止計(jì)數(shù)，此計(jì)數(shù)值即為ONU的路時延值；ONU以提取的復(fù)幀定位脈沖為基準(zhǔn)，加上此路時延，再加上該ONU在復(fù)幀中具體子幀位置所需的固定時延，產(chǎn)生其發(fā)送允許脈沖，由此控制發(fā)上行數(shù)據(jù)。整個過程由硬件完成，同時由后臺進(jìn)行管理，根據(jù)測試結(jié)果對各個ONU進(jìn)行時隙分配，以便進(jìn)行時分多址控制。具體詳細(xì)的測距實(shí)現(xiàn)過程可參見中國專利申請98113186。7公開的“<基于TDMA技術(shù)的無源光纖網(wǎng)絡(luò)的延時測距方法”。
權(quán)利要求
1.一種無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括多個通過無源光分配網(wǎng)絡(luò)(3)3連接到一個近端光纖線路終端(1)的遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元(2)，所述無源光分配網(wǎng)絡(luò)(3)包括上、下行傳送光纖和多個無源光分路器，所述無源光分路器用于對來自近端OLT(1)的下行光信號進(jìn)行無源光功率分配并以廣播方式傳給各遠(yuǎn)端ONU(2)以及對來自各遠(yuǎn)端ONU的上行突發(fā)光信號進(jìn)行無源光耦合并形成上行信號傳給近端OLT(1)，其特征在于所述近端光纖線路終端OLT(1)包括數(shù)據(jù)處理器(11)、幀定時發(fā)生器(12)、測距計(jì)數(shù)器(13)、快速比特同步器(14)、電光轉(zhuǎn)換器(15)、光電轉(zhuǎn)換器(16)和并串轉(zhuǎn)換擾碼單元(17)，所述數(shù)據(jù)處理器(11)用于將總線格式的發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一定的復(fù)幀格式，所產(chǎn)生的復(fù)幀格式數(shù)據(jù)經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換和擾碼單元17處理后由電光轉(zhuǎn)換單元(15)轉(zhuǎn)換后送至下行光纖，以廣播方式傳給各遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU(2)，所述光電轉(zhuǎn)換器(16)用于對上行的光信號進(jìn)行光電變換，再由快速比特同步器(14)對經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換的上行數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理，處理后的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)處理器(11)，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)總線格式輸出到業(yè)務(wù)接口模塊，所述幀定時發(fā)生器(12)產(chǎn)生下行幀定位時標(biāo)用于控制所述數(shù)據(jù)處理器11，以及用于在對ONU(2)進(jìn)行延時測距時，作為計(jì)數(shù)定標(biāo)指示，啟動和復(fù)位測距計(jì)數(shù)器(13)，所述遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU(2)，包括數(shù)據(jù)處理器(21)、同步串并轉(zhuǎn)換單元(22)、延時器(23)、發(fā)送延時定位器(24)、并串轉(zhuǎn)換單元(25)、電光轉(zhuǎn)換器(26)及光電轉(zhuǎn)換器(27)，所述光電轉(zhuǎn)換器(27)用于將來自O(shè)LT(1)廣播的下行光信號進(jìn)行光電經(jīng)轉(zhuǎn)換，所述同步電路(22)用于對光電轉(zhuǎn)換器(27)輸出的信號進(jìn)行同步處理，所述數(shù)據(jù)處理器(21)用于對經(jīng)同步處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用處理及轉(zhuǎn)換為用戶數(shù)據(jù)輸出，所述數(shù)據(jù)處理器(21)還用于對來自用戶端的要發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換為一定格式的突發(fā)信號，在發(fā)送延時定位信號控制下，送往電光轉(zhuǎn)換器(26)，在預(yù)定時隙內(nèi)轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)給近端OLT(1)，所述數(shù)據(jù)處理器(21)還從下行數(shù)據(jù)中提取延時信息，控制延時器(23)的延時值，供發(fā)送延時定位器(24)產(chǎn)生發(fā)送延時定位信號，使得上行突發(fā)信號可在預(yù)定時隙內(nèi)發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述快速比特同步器(14)包括時鐘信號產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生四路兩兩相差90度的時鐘信號TK1-TK4的裝置，最佳時鐘信號形成裝置，用于分別對所接收到的遠(yuǎn)端突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行相位判決并從所述時鐘信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的時鐘信號中選出接收數(shù)據(jù)最佳相位的時鐘TKi作為該突發(fā)數(shù)據(jù)的接收數(shù)據(jù)時鐘的裝置，同步裝置，用于將由所述最佳時鐘信號形成裝置產(chǎn)生的時鐘信號作為時鐘對上行信號進(jìn)行快速比特同步。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述一定格式的下行復(fù)幀包括含有復(fù)幀同步特征碼的幀頭部(MHEAD)以及多個子幀(SDi)，每個子幀包括用于傳輸數(shù)據(jù)的凈荷字段(DATA)、用于構(gòu)成下行公務(wù)通道的字段(CMD)，用于插入“0”、“1”序列時鐘數(shù)據(jù)信號的保留字段(IDL)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述一定格式的上行復(fù)幀包括含有復(fù)幀同步特征碼的幀頭部(MHEAD)以及多個子幀(SDi)，每個子幀包括用于傳輸數(shù)據(jù)的凈荷字段(DATA)、用于構(gòu)成上行保護(hù)間隔的保護(hù)字段(GUARD)，用于構(gòu)成上行公務(wù)通道的字段(CMD)，用于遠(yuǎn)端OUN以突發(fā)模式開/啟光發(fā)射機(jī)保護(hù)比特和供局端OTL進(jìn)行突發(fā)信號接收幅度判決的引導(dǎo)字段(LEAD)，用于供局端OLT進(jìn)行快速比特同步的時鐘校準(zhǔn)特征碼字段(CPA)，用于供OLT進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的同步碼字段(SYN)，還包括保留字段(IDL)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于在測距中，由所述OLT(1)向指定ONU(2)發(fā)送包含在長度為L的復(fù)幀內(nèi)的測距命令(SYNA)；所述指定的ONU在收到所述測距命令后以自身恢復(fù)的下行幀同步信號(SYNB)為基準(zhǔn)，發(fā)出一個包含特征碼流串的測距信號(SYNE)；所述OLT由自身的下行幀同步信號(SYNA)啟動并復(fù)位延時計(jì)數(shù)器，同時開始搜索測距信號(SYNE)，如搜索到有來自所述ONU的所述測距信號時則停止記數(shù)，根據(jù)所測得的計(jì)數(shù)值N，推算出所述ONU的L-N延時值，其中，所述測距信號是由幀定時發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號。
6.一種無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括多個通過無源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN(3)連接到一個近端光纖線路終端OLT(1)的遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU(2)，其特征在于所述近端光纖線路終端OLT(1)包括數(shù)據(jù)處理器(11)，測距計(jì)數(shù)器(13)，快速比特同步器(14)，用于對經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換的上行數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理，幀定時發(fā)生器(12)，用于產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)處理器(11)的下行幀定位時標(biāo)以及作為計(jì)數(shù)定標(biāo)指示的信號，用于在對ONU進(jìn)行延時測距時啟動和復(fù)位所述測距計(jì)數(shù)器(13)，所述遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU(2)包括延時器(23)，發(fā)送延時定位器(24)，數(shù)據(jù)處理器(21)，用于對經(jīng)同步處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用處理及轉(zhuǎn)換為用戶數(shù)據(jù)輸出，還用于對來自用戶端的要發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換為一定格式的突發(fā)信號，在發(fā)送延時定位信號控制下，送往電光轉(zhuǎn)換器(26)，在預(yù)定時隙內(nèi)轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)給近端OLT(1)，所述數(shù)據(jù)處理器(21)還從下行數(shù)據(jù)中提取延時信息，控制延時器(23)的延時值，供所述發(fā)送延時定位器(24)產(chǎn)生發(fā)送延時定位信號，使得上行突發(fā)信號可在預(yù)定時隙內(nèi)發(fā)送。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述快速比特同步器(14)包括時鐘信號產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生四路兩兩相差90度的時鐘信號TK1-TK4的裝置，最佳時鐘信號形成裝置，用于分別對所接收到的遠(yuǎn)端突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行相位判決并從所述時鐘信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的時鐘信號中選出接收數(shù)據(jù)最佳相位的時鐘TKi作為該突發(fā)數(shù)據(jù)的接收數(shù)據(jù)時鐘的裝置，同步裝置，用于將由所述最佳時鐘信號形成裝置產(chǎn)生的時鐘信號作為時鐘對上行信號進(jìn)行快速比特同步。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述一定格式的下行復(fù)幀包括含有復(fù)幀同步特征碼的幀頭部(MHEAD)以及多個子幀(SDi)，每個子幀包括用于傳輸數(shù)據(jù)的凈荷字段(DATA)、用于構(gòu)成下行公務(wù)通道的字段(CMD)，用于插入“0”、“1”序列時鐘數(shù)據(jù)信號的保留字段(IDL)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述一定格式的上行復(fù)幀包括含有復(fù)幀同步特征碼的幀頭部(MHEAD)以及多個子幀(SDi)，每個子幀包括用于傳輸數(shù)據(jù)的凈荷字段(DATA)、用于構(gòu)成上行保護(hù)間隔的保護(hù)字段(GUARD)，用于構(gòu)成上行公務(wù)通道的字段(CMD)，用于遠(yuǎn)端OUN以突發(fā)模式開/啟光發(fā)射機(jī)保護(hù)比特和供局端OTL進(jìn)行突發(fā)信號接收幅度判決的引導(dǎo)字段(LEAD)，用于供局端OLT進(jìn)行快速比特同步的時鐘校準(zhǔn)特征碼字段(CPA)，用于供OLT進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的同步碼字段(SYN)，還包括保留字段(IDL)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于在測距中，由所述OLT1向指定ONU2發(fā)送包含在長度為L的復(fù)幀內(nèi)的測距命令(SYNA)；所述指定的ONU在收到所述測距命令后以自身恢復(fù)的下行幀同步信號(SYNB)為基準(zhǔn)，發(fā)出一個包含特征碼流串的測距信號(SYNE)；所述OLT由自身的下行幀同步信號(SYNA)啟動并復(fù)位延時計(jì)數(shù)器，同時開始搜索測距信號(SYNE)，如搜索到有來自所述ONU的所述測距信號時則停止記數(shù)，根據(jù)所測得的計(jì)數(shù)值N，推算出所述ONU的L-N延時值，其中，所述測距信號是由幀定時發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號。
全文摘要
一種無源光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其中近端光纖線路終端OLT(1)包括:數(shù)據(jù)處理器(11)、測距計(jì)數(shù)器(13)、快速比特同步器(14)、幀定時發(fā)生器(12)等,遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU(2)包括:延時器(23)、發(fā)送延時定位器(24)、數(shù)據(jù)處理器(21)。本發(fā)明的系統(tǒng)將復(fù)幀長度取得很短使幀結(jié)構(gòu)得以簡化,在縮短系統(tǒng)再同步時間的同時提高了系統(tǒng)的性能,并使測距電路易于實(shí)現(xiàn),簡化了硬件結(jié)構(gòu)和成本。
文檔編號H04B10/12GK1244751SQ98113309
公開日2000年2月16日 申請日期1998年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月6日
發(fā)明者梅運(yùn)明, 曾國旺, 任雪斌 申請人:深圳市華為技術(shù)有限公司