专利名称：一种无源光网络的测距方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信传输领域，尤指 一 种无源光网络的测距方法与系统。
背景技术：
随着光器件及相关技术的发展，主干网的单信道速率已经有了很大的
提高。光放大器、色散补偿技术和光纤技术的发展，使得DWDM(Dense Wavelength Division Mult iplexing)的复用波长数目更多。这两方面的技 术发展使主干网的容量有了长足的进步。在客户一侧，人们对信息的需求 更加迫切。网络游戏、网上电影、网络下载以及将来开通的数字电视IPTV 等，用户对带宽的要求会越来越高，于是就产生了接入瓶颈限制的问题。 为了解决这个问题，人们提出了很多的解决方案非对称数字用户线(ADSL)， 甚高速数字用户线(VDSL),光接入网(0AN, Optical Access Network)。 在光接入网中，根据是否采用有源器件分为有源光接入网和无源光接入网 (PON， Passive Optical Network)。
在现有的接入方案中，无源光接入网(PON)技术是最吸引人应用最广 的解决方案。它具有其独特的优点1) P0N在光配线网(ODN， Optical Distribution Network)中全部采用无源器件，可以减少站点。2) PON维 护简单，且具有可升级性。3)接入采用光传输，具有高带宽，可以满足现 有及将来的带宽需求。
现有技术中的P0N系统拓朴结构示意图如图1所示，PON由安装于中心控 制站的光线路终端(OLT， Optical Line Terminals)、光分配网(ODN, Optical Distribution Network)和安装于用户场所的光网络单元(0而1 、 0而2、…0冊N)三部分组成。PON下行链路采用广播方式发送，从OLT发出的 下行信息被所有ONU接收到，各个ONU (Optical Network Unit)遵循一定的 机制只提取属于自己的下行信息。上行链路采用时分复用技术，多个ONU共 享上行带宽。
由于ONU所处的物理位置不 一样，所以各自到达OLT的时间会不 一样，
就有可能发送碰撞冲突。为了解决这个问题，必须对各个0而进行测距，从
而保证各个0而到达OLT的逻辑时间上不会发生冲突。OLT周期性的发出测距 的授权信号，授权信号携带本地的时间信息。各ONU在接收到授权信号时， 暂时不发送上行的业务。现有的测距方法以0NU1进行测距为例，步骤为
1) 0冊1收到0LT发送的授权信号后，0而1读取授权信号中的时间信息 tl写入本地时钟。
2) 0丽1发送携带有本地时间信息的响应帧。
3) 0LT收到0NU1发送的携带有本地时间信息的响应帧后，将所携带时 间信息t2与本地时钟的本地时间作差，从而得到往返时间RTT (Round Trip Time )。
现有技术存在以下缺点
1、 在对ONU进行测距的时候，开窗的窗口必须覆盖整个系统。而开窗 窗口必须包含分光器到OLT端这段距离所对应传输时间。0冊为了不丟失业 务，必须配置大的数据存储器。测距的距离过大，测距时间过大，从而使 ONU配置大的数据存储器。
2、 在进行测距的时候，其它的0冊必须停止各自的业务，等待需要测 距的ONU完成测距，浪费了带宽。测距时经过了两次的光电转换，浪费了时 间。在进行测距时，是以标准的最大往返时间为标准，因此会引入大的延 时。
3、 当系统的速率升高时，需要重新定义ONU的处理时间。测距方法不 具备鲁棒性。
4、 当系统的距离超过标准规定的最大距离时，需要重新对平衡时间进 行定义。在测距时，在0而端存在着读出OLT时钟标签和写入ONU时间标签的 处理引入了延时并增加了系统的复杂度。
5、 当OLT到分光器件发生故障时，进行倒换，需要重新进行测距。
发明内容
本发明提供了 一种无源光网络的测距方法与系统，针对上述现有技术 中测距时所需时间过大、需要配置大的数据存储器和容易引起误差等缺点， 提出了解决问题的方案。
本发明提供的一种无源光网络的测距方法，包括
步骤1)光网络单元0NU向分光环回器件发送初始测距信号，并记录此时 所述光网络单元0冊的时间信息为第 一 时间信息
距信号，并将所述环回测距信号发送给所述的光网络单元ONU;
步骤3)所述的光网络单元ONU接收到所述的环回测距信号后，判断测距 是否成功；若测距成功，则记录此时所述的光网络单元O丽的时间信息为第 二时间信息；
步骤4)所述第一时间信息和所述第二时间信息相减得到所述的光网络 单元ONU的往返时间。
本发明还提供了 一种无源光网络的系统，包括一个或多个光网络单元 ONU和分光环回器件；
所述的一个或多个光网络单元ONU，用于向所述分光环回器件发送初始 测距信号，以及接收所述分光环回器件发出的环回测距信号并判断测距是 否成功，并记录发送初始测距信号和接收环回测距信号时的时间信息；
所述的分光环回器件，用于接收并环回处理所述初始测距信号为环回 测距信号。
进一步包括光线路终端OLT，所述的光线路终端OLT，用于发送测距授 权信号给所述的分光环回器件；所述的分光环回器件进一步用于将所述的 测距授权信号分光后传送给所述的一个或多个光网络单元ONU。
由上述本发明提供的技术方案可见，本发明通过采用分光环回器件的 测距方法，光信号没有经过OLT的处理，因此减少了测距时间，从而可以不 必配置大的数据緩冲器，大大提高了系统的性能。本发明在测距时，当0LT 和分光器件发生故障，进行倒换保护时，不需要进行重新测距；当分光器 件到0而发生故障时，可大大降低倒换时间，从而提高系统的健壮性。同时， 本发明的系统升级性好，当PON系统距离延长和速率提高时，并不需要改变 系统设置及测距方法。
图1为现有技术中的P0N系统拓朴结构示意图2为本发明的P 0 N系统拓朴结构示意图3为本发明提供的分光环回器件的分光环回模块图。
具体实施例方式
本发明的P0N系统拓朴结构示意图如图2所示。光线路终端OLT到分光环
离，对ONU的测距时间并没有影响。因此在测距的时候，没有必要对L这段 距离进行测距。在实际情况下， 一般是把分光器件放在越靠近最终的接入 用户越好，因此位于光线路终端OLT与光网络单元O而之间的分光器件距离 O冊较近，从而光纤距离L大于接入部分的光纤距离Li (Ll、 L2、 L3)。利 用分光环回器件形成一种环回，通过环回进行测距，目的是为了使各个ONU 的逻辑时间相同保证不沖突。
下面结合两个具体实施例来说明本发明的技术方案。 本发明的第一个具体实施例为采用加入低频低幅信号来标志ONU的初 始测距信号进行测距的方法，具体步骤如下
1) 光网络单元ONU进行测距时，向分光环回器件发送加入了低频低幅信 号的初始测距信号，并记录存储此时的光网络单元ONU的时间信息为11 。
初始测距信号包括ONU的ID信息，并且针对是首次测距还是再次测距进 行标记。通常，0NU是4矣收到了光线路终端0LT经由分光环回器件向发送的 测距授权信号后才发送初始测距信号的。此授权信号可包括是对所有的ONU 发出测距授权或是对某 一 个O而发出测距授权。
2) 分光环回器件接收并环回处理加入了低频低幅信号的初始测距信号 后，将得到的环回测距信号发送给光网络单元O而。
3) 光网络单元ONU接收到环回测距信号后，判断测距是否成功。
若初始测距信号携带的低频低幅信号的频率信息与环回测距信号携带 的低频低幅信号的频率信息相同，则表示测距成功，则记录存储此时的光 网络单元ONU的时间信息为12。
需要说明的是，本发明还可以通过判断初始测距信号与环回测距信号 的信元是否相同，以及判断初始测距信号的功率是否为环回测距信号的功 率与损耗功率之和来判断测距是否成功。
若测距不成功，则光网络单元ONU对初始测距信号做相应的随机延时调 整或功率调整，返回执行步骤l)。如果多次测距不成功，或者在设定一个 时间值T内测距不成功，则上报网管或故障指示管理者。4) tl和t2相减得到光网络单元0冊的往返时间，从而计算出延时调整 时间。
本发明的第二个具体实施例为 一种无源光网络的测距系统，包括光 线路终端OLT、分光环回器件和一个或多个光网络单元ONU,
光线路终端OLT，用于发送测距授权信号给所述的分光环回器件。光线 路终端OLT将来自上层网络的下行信号(如电话、视频、数据等业务源信号) 发送给分光环回器件，然后传送到最终的用户。同时OLT还用于产生测距授 权信号经过发射模块发送到分光环回器件，完成相关的控制处理以及注册、 管理等功能。
分光环回器件，用于将测距授权信号分光后传送给一个或多个光网络 单元ONU,及用于将来自光网络单元ONU的信号环回处理为环回测距信号。 在下行方向上对来自OLT的下行信号进行分光传输到每个O而，上行方向上 传输ONU的光信号到OLT。
光网路单元ONU接收到OLT发送的下行信号(如电话、视频、数据等业 务源信号)再转发给最终的客户(如电话、电脑、电视等)。并把从客户 端的最终客户接收的客户信号发送给OLT。光网络单元ONU进行测距时，向 分光环回器件发送初始测距信号。光网络单元O而具体包括控制模块和时钟 模块。时钟模块用于记录存储ONU发送初始测距信号时的时间信息tl。当初 始测距信号到达分光环回器件时，初始测距信号会被环回为环回测距信号。 该环回测距信号经过光纤的传输后，会到达ONU。
O冊接收到环回测距信号后，控制模块将接收到的环回测距信号进行解 析，判断测距是否成功。如果成功，时钟模块会读取此时时钟信息t2。时 钟模块对时钟信息tl和t2进行处理后，即可得到测距信息完成测距，并把 测距信息告知控制模块。
本发明提供的分光环回器件的分光环回模块图如图3所示。分光环回器 的作用是完成对信号的分光及环回功能。下行方向上，分光环回器把从OLT 发送的下行信号分配到每个支路上到达ONU, ONU接收下行信号。在上行方 向上，当发送初始测距信号时分光环回器对测距信号进行环回，ONU完成测 距的功能。ONU在发送上行业务的时候，ONU不接收环回的光信号，而仅仅 接收下行的信号。从而可避免环回光对下行信号的影响。图3中的虛线部分 是为了表明，可以通过分光环回器达到环回的功能。此环回部分可以通过同一路径环回也可通过不同的路径环回。本发明中的分光环回器件可以用 组合器件可以用单独器件来实现信号的分光环回。本发明中的分光环回器
件可以具体为NxN耦合器、分光器件和光纤光栅组合器件、2xN耦合器 和反射膜组合器件、2xN耦合器和光纤光栅组合器件。具体方案分述如下
方案l: (N+1) x (N+l)的耦合器方案。此种方案是利用(N+1) x (N+l) 耦合器的特性来完成的。在下行方向上，0LT发出的光束被分成了N+1束光， 并且一束光被终结，从而完成分光的功能。在上行方向，ONU可以完成一种 环回，从而利用这种环回机制可以对ONU进行测距。
方案2,分光器件和光纤光栅组合器件方案。下行方向上，某一波长的 光束被分成N束被各个O而接收。上行方向上，某一波长的光到达分光反射 器件时，此波长^皮反射回各个ONU,则形成了一种环回机制。
方案3, 2xN耦合器和反射膜组合器件方案(其中的耦合器并不一定限 于2xN形式)。下行方向上，OLT发出的光信号被分光器件分成N束，被各 个ONU接收。上行方向上，当某一ONU发出的光信号到达耦合器后， 一部分 之间通过耦合器， 一部分在耦合器的一端反射回来，到达每个O冊。从而完 成了ONU的环回。
方案4， 2xN耦合器和光纤光栅组合器件方案(其中的耦合器并不一定 限于2xN形式)。下行方向上，OLT发出的光信号被分光器件分成N束，被 各个ONU接收。上行方向上，某一波长的光信号在分光器件输出被啁啾光栅 所反射，从而形成环回。
从以上描述可以看出，由上述本发明提供的技术方案可见，本发明通 过采用分光环回器件的测距方法，把现有技术中的PON中的分光器件采用分 光环回器件替代，从而在分光器和各ONU之间形成一种环回机制。分光环回 器件既具备分光功能，又具备环回功能。光信号没有经过OLT的处理，因此 减少了测距时间，从而可以不必配置大的数据緩冲器，大大提高了系统的 性能。本发明在测距时，当OLT和分光器件发生故障，进行倒换保护时，不 需要进行重新测距；当分光器件到ONU发生故障时，可大大降低倒换时间， 从而提高系统的健壮性。同时，要发明的系统升级性好，当PON系统距离延 长和速率提高时，并不需要改变系统设置及测距方法。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并
不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本 发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1、一种无源光网络的测距方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1)光网络单元(ONU)向分光环回器件发送初始测距信号，并记录此时所述光网络单元(ONU)的时间信息为第一时间信息。步骤2)所述分光环回器件接收并环回处理所述初始测距信号为环回测距信号，并将所述环回测距信号发送给所述的光网络单元(ONU)；步骤3)所述的光网络单元(ONU)接收到所述的环回测距信号后，判断测距是否成功；若测距成功，则记录此时所述的光网络单元(ONU)的时间信息为第二时间信息；步骤4)所述第一时间信息和所述第二时间信息相减得到所述的光网络单元(ONU)的往返时间。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的成功具体为所述的 初始测距信号与所述的环回测距信号的信元相同。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的成功具体为所述的 初始测距信号的功率为所述的环回测距信号的功率与损耗功率之和。
4、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的初始测距信号为釆用 加入低频低幅信号来标志(0而)的信号。
5、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的初始测距信号具体为 携带频率信息的光信号；所述的成功具体为所述的初始测距信号携带的所 述频率信息与所述的环回测距信号的频率信息相同。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述频率信息加载在光信号上或者是通过改变激光器的驱动电流加入到光信号上。
7、 如权利要求1至6所述的任一项方法，其特征在于，进一步包括，若 测距不成功，则所述的光网络单元(0NU)对所述的初始测距信号做相应的随 机延时调整或/和功率调整，返回执行步骤l)。
8、 一种无源光网络的系统，其特征在于，包括一个或多个光网络单元 (ONU)和分光环回器件；所述的一个或多个光网络单元(ONU)，用于向所述分光环回器件发送初 始测距信号，以及接收所述分光环回器件发出的环回测距信号并判断测距是 否成功，并记录发送初始测距信号和接收环回测距信号时的时间信息；所述的分光环回器件，用于接收并环回处理所述初始测距信号为环回测距信号。
9、 如权利要求8所述的测距系统，其特征在于，进一步包括光线路终端(0LT),所述的光线路终端(0LT),用于发送测距授权信号给所述的分光环回 器件；所述的分光环回器件进一步用于将所述的测距授权信号分光后传送给 所述的一个或多个光网络单元(ONU)。
10、 如权利要求9所述的测距系统，其特征在于，所述的光网络单元(O冊) 包括控制模块和时钟模块，所述的控制模块用于将接收到的所述分光环回器 件分光后的测距授权信号进行解析；所述的时钟模块用于记录存储所述光网 络单元(ONU)发送初始测距信号和接收环回测距信号时的时间信息。
11、 如权利要求8所述的测距系统，其特征在于，所述的分光环回器件 具体为NxN耦合器、分光器件和光纤光栅组合器件、2xN耦合器和光纤光 栅组合器件、2xN耦合器和反射膜组合器件。
全文摘要
本发明涉及通信传输领域，特别公开了一种无源光网络的测距方法与系统。本发明的无源光网络的测距方法包括如下步骤光网络单元ONU向分光环回器件发送初始测距信号，并记录此时所述ONU的时间信息为第一时间信息；所述分光环回器件接收并环回处理所述初始测距信号为环回测距信号，然后将所述环回测距信号发送给所述的ONU；所述的ONU接收到所述的环回测距信号后，通过判断测距是否成功来记录此时ONU的时间信息为第二时间信息；所述第一时间信息和所述第二时间信息相减得到所述ONU的往返时间，从而计算出延时调整时间。本发明通过采用分光环回器件的测距方法，光信号没有经过光线路终端的处理，因此减少了测距时间。
文档编号H04B10/08GK101192885SQ20061015709
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月27日 优先权日2006年11月27日
发明者徐晓庚, 婵 赵 申请人:华为技术有限公司