CN103281152B - 汇聚型城域波分接入网络系统及接入方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汇聚型城域波分接入网络系统及接入方法，涉及城域接入领域，该系统包括位于中心机房的OLT、m个ROADM节点和n个远端OTU，m、n为正整数，m≥1，n≥m，中心机房为网络汇聚点，中心机房OLT和m个ROADM节点通过光纤顺次连接，构成环型拓扑结构，以东向、西向来表示m个ROADM节点在环型拓扑内的连接方向，按照顺时针方向，前一ROADM节点的东向与后一ROADM节点的西向相连，相邻两个ROADM节点之间只有一根光纤，每个ROADM节点连接至少一个远端OTU。本发明能实现运营商所有业务一个网络接入，满足移动回传、大客户专线等的鲁棒性要求，便于管理，成本低，带宽分配灵活，容量大，接入距离长。
Description
技术领域
本发明涉及城域接入领域，特别是涉及一种汇聚型城域波分接入网络系统及接入方法。
背景技术
随着因特网、物联网、云计算、三网融合等技术和业务的持续发展，用户接入带宽的需求大幅增长。中国提出到2015年时，发达城市的用户接入带宽达到100Mb/s（兆比特每秒）。在低成本的前提下，大容量、大带宽成为PON（Passive Optical Network，无源光网络）技术的发展目标，EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）、GPON（Gigabit-Capable PON，G比特以太网无源光网络）已在全球大规模商用，10G EPON/GPON正在逐步进入市场，标准化组织则在制定TWDM-PON（Time Wavelength DivisionMultiplexing-Passive Optical Network，时分波分复用-无源光网络）等更大容量的下一代光接入技术。
移动通信在逐步进入4G时代，基站的带宽需求由2G/3G时代的百兆提高到Gb/s（G比特每秒）量级。移动回传网络不仅继续要求高鲁棒性和OAM（Operation Administration and Maintenance，操作、管理、维护）能力，而且需要高带宽。此外，大客户专线、WiFi（WirelessFidelity，无线相容性认证）热点等的带宽要求也在提高。高带宽的需求使得WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术成为城域接入的选择方向。
长期以来，运营商的固定宽带接入和汇聚网、移动回传网都是分开建设维护，前者注重建维成本，后者强调网络质量。运营商迫切需要实现“一根光纤全业务接入”，以简化网络建维和规划、管理，缓解成本压力。但是，PON类的技术很难满足移动回传、大客户专线等的高质量要求，MSTP（Multi-Service Transmission Platform，多业务传送平台）、PTN（Packet Transport Network，分组传送网）/IPRAN（IP Radio Access Network，IP无线接入网）等技术成本较高，无法满足普通用户接入的低成本要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种汇聚型城域波分接入网络系统及接入方法，能实现运营商所有业务一个网络接入，满足移动回传、大客户专线等的鲁棒性要求，便于管理和建维，成本较低，带宽分配灵活，容量大，接入距离长。
本发明提供的汇聚型城域波分接入网络系统，包括位于中心机房的光线路终端OLT、m个可重构光分插复用器ROADM节点和n个远端光传送单元OTU，m、n均为正整数，m≥1，n≥m，n个远端OTU对应的波长分别为λ1、……、λn，其特征在于：以中心机房为网络汇聚点，中心机房OLT和m个ROADM节点通过光纤顺次连接，构成环型拓扑结构，环型拓扑内的m个ROADM节点按顺时针编号为ROADM1、ROADM2、…、ROADM m-1、ROADM m，以东向、西向来表示m个ROADM节点在环型拓扑内的连接方向，按照顺时针方向，前一ROADM节点的东向与后一ROADM节点的西向相连，相邻两个ROADM节点之间只有一根光纤，每个ROADM节点连接至少一个远端OTU，每个远端OTU将其所在区域的业务通过与该远端OTU相连的ROADM节点接入到环型拓扑内，每个ROADM节点进行相应波长通道的直通、上/下路由；在主用状态下，中心机房OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内顺时针传输，即从前一ROADM节点的东向发送到后一ROADM节点的西向；ROADM节点发送给中心机房OLT的信号在环型拓扑内逆时针传输，即从前一ROADM节点的西向发送到后一ROADM节点的东向；在备用状态下，中心机房OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内逆时针传输，ROADM节点发送给中心机房OLT的信号在环型拓扑内顺时针传输。
在上述技术方案的基础上，当环型拓扑内ROADM i和ROADMi+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，中心机房OLT与ROADM1、…、ROADM i之间的信号按主用状态进行传输，中心机房OLT与ROADM i+1、…、ROADM m之间的信号按备用状态进行传输。
在上述技术方案的基础上，所述中心机房OLT包括k个上联口、与k个上联口相连的汇聚模块、与汇聚模块相连的n个局端OTU、n个局端光开关OS、n个局端光环形器OC、一个东向波分复用器和一个西向波分复用器，k为正整数，n个局端OTU对应的波长分别为λ1、……、λn，n个局端OTU与n个远端OTU的波长一一对应，对应波长相同的局端OTU与远端OTU匹配成为一对；n个局端光环形器OC1、……、OCn均包括第一环形端口、第二环形端口和第三环形端口，n个局端光开关OS1、……、OSn均为1×2光开关，每个局端光开关包括第一端口、第二端口和第三端口，k个上联口与城域核心网相连，汇聚模块完成各种业务的汇聚，每个局端OTU通过一个局端光环形器与一个局端光开关相连，每个局端光开关分别与东向波分复用器、西向波分复用器相连；局端光环形器完成单纤双向和双纤单向的转换：局端OTU发出的光经局端光环形器的第一环形端口进入光环形器，从局端光环形器的第二环形端口出来，再经过局端光开关，进入东向波分复用器或西向波分复用器合波，在主用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往东向波分复用器，在备用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往西向波分复用器；东向波分复用器或西向波分复用器分波出来的光，经过局端光开关，从局端光环形器的第二环形端口进入局端光环形器，从局端光环形器的第三环形端口出来，发送到局端OTU。
在上述技术方案的基础上，当环型拓扑中ROADM i和ROADMi+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，与连接ROADM1、…、ROADM i的远端OTU对应的中心机房OLT中的局端OTU连通的局端光开关在主用状态下工作，与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU对应的中心机房OLT中的局端OTU连通的局端光开关在备用状态下工作。
在上述技术方案的基础上，对应波长λ1的局端OTU与连接ROADM1、…、ROADM i的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同时，局端光开关OS1的第一端口与第二端口连通，对应波长λ1的局端OTU与东向波分复用器连通；对应波长λn的局端OTU与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同时，局端光开关OSn的第一端口与第三端口连通，对应波长λn的局端OTU与西向波分复用器连通。
在上述技术方案的基础上，所述环型拓扑内的每个ROADM节点包括一个波长选择开关WSS和4个ROADM光开关：OS1'、OS2'、OS3'、OS4'，4个ROADM光开关均为1×2光开关，均包括第一端口、第二端口和第三端口，每个ROADM节点内的WSS与至少一个远端OTU相连，每个远端OTU通过一个远端光环形器与ROADM节点内的WSS相连，OS1'的第一端口、OS2'的第一端口均与WSS相连，OS1'的第二端口与OS3'的第二端口相连，OS2'的第二端口与OS3'的第三端口相连，OS1'的第三端口与OS4'的第三端口相连，OS2'的第三端口与OS4'的第二端口相连；ROADM节点内的WSS完成本地波长的上/下环路，以及其它波长的直通；在主用状态下，OS3'的第一端口、第二端口连通，OS1'的第一端口、第二端口连通，OS2'的第一端口、第三端口连通，OS4'的第一端口、第二端口连通，信号从西进/出OS3'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS4'从东出/进；在备用状态下，OS4'的第一端口、第三端口连通，OS1'的第一端口、第三端口连通，OS2'的第一端口、第二端口连通，OS3'的第一端口、第三端口连通，信号从东进/出OS4'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS3'从西出/进。
在上述技术方案的基础上，当环型拓扑中ROADM i和ROADMi+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，ROADM1、…、ROADMi中的所有ROADM光开关都工作在主用状态下，ROADM i+1、…、ROADM m中的所有ROADM光开关都工作在备用状态下。
在上述技术方案的基础上，所述远端OTU与其连接的ROADM节点同处放置，或者根据需要与其连接的ROADM异处放置，远端OTU的线路接口包括线路发送接口LTX和线路接收接口LRX，WSS通过远端环形器与远端OTU的线路发送接口LTX和线路接收接口LRX相连，远端OTU包括客户侧发送接口CTX和客户侧接收接口CRX，或者采用支路复接TMUX技术提供多组客户侧接口，即远端OTU包括多个客户侧发送接口CTX和多个客户侧接收接口CRX；如果业务是单向的，只接收或发送，则远端OTU只包括客户侧发送接口CTX或只包括客户侧接收接口CRX，远端OTU接入光纤接入FTTx用户、数字用户线路接入复用器DSLAM、大客户专线或者移动基站。
在上述技术方案的基础上，当一对工作在同一波长的局端OTU、远端OTU用于PON接入时，PON中的物理层功能在远端OTU的客户侧接口中实现，PON中的媒体访问控制层MAC/传输汇聚TC功能在局端OTU中实现。
本发明还提供一种基于上述接入网络系统的汇聚型城域波分接入方法，包括以下步骤：
在主用状态下，中心机房OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内顺时针传输，即从前一ROADM节点的东向发送到后一ROADM节点的西向；ROADM节点发送给中心机房OLT的信号在环型拓扑内逆时针传输，即从前一ROADM节点的西向发送到后一ROADM节点的东向；在备用状态下，中心机房OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内逆时针传输，ROADM节点发送给中心机房OLT的信号在环型拓扑内顺时针传输。
在上述技术方案的基础上，当环型拓扑内ROADM i和ROADMi+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，中心机房OLT与ROADM1、…、ROADM i之间的信号按主用状态进行传输，中心机房OLT与ROADM i+1、…、ROADM m之间的信号按备用状态进行传输。
在上述技术方案的基础上，局端OTU发出的光经局端光环形器的第一环形端口进入光环形器，从局端光环形器的第二环形端口出来，再经过局端光开关，进入东向波分复用器或西向波分复用器合波，在主用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往东向波分复用器，在备用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往西向波分复用器；东向波分复用器或西向波分复用器分波出来的光，经过局端光开关，从局端光环形器的第二环形端口进入局端光环形器，从局端光环形器的第三环形端口出来，发送到局端OTU。
在上述技术方案的基础上，当环型拓扑中ROADM i和ROADMi+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，与连接ROADM1、…、ROADM i的远端OTU对应的中心机房OLT中的局端OTU连通的局端光开关在主用状态下工作，与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU对应的中心机房OLT中的局端OTU连通的局端光开关在备用状态下工作。
在上述技术方案的基础上，对应波长λ1的局端OTU与连接ROADM1、…、ROADM i的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同时，局端光开关OS1的第一端口与第二端口连通，对应波长λ1的局端OTU与东向波分复用器连通；对应波长λn的局端OTU与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同时，局端光开关OSn的第一端口与第三端口连通，对应波长λn的局端OTU与西向波分复用器连通。
在上述技术方案的基础上，ROADM节点内的WSS完成本地波长的上/下环路，以及其它波长的直通；在主用状态下，OS3'的第一端口、第二端口连通，OS1'的第一端口、第二端口连通，OS2'的第一端口、第三端口连通，OS4'的第一端口、第二端口连通，信号从西进/出OS3'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS4'从东出/进；在备用状态下，OS4'的第一端口、第三端口连通，OS1'的第一端口、第三端口连通，OS2'的第一端口、第二端口连通，OS3'的第一端口、第三端口连通，信号从东进/出OS4'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS3'从西出/进。
在上述技术方案的基础上，当环型拓扑中ROADM i和ROADMi+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，ROADM1、…、ROADMi中的所有ROADM光开关都工作在主用状态下，ROADM i+1、…、ROADM m中的所有ROADM光开关都工作在备用状态下。
在上述技术方案的基础上，当一对工作在同一波长的局端OTU、远端OTU用于PON接入时，PON中的物理层功能在远端OTU的客户侧接口中实现，PON中的媒体访问控制层MAC/传输汇聚TC功能在局端OTU中实现。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
（1）本发明在中心机房OLT处完成业务汇聚，便于网络建设和运维，既维持了PON接入的低成本要求，又满足移动回传、大客户专线等的鲁棒性要求，同时还符合大带宽接入、网络扁平化等趋势；具有带宽分配灵活、易升级的特性，能够满足移动、固定宽带等多种城域接入需求，在网络质量和成本上适合各种业务。
（2）本发明采用ROADM实现波长和带宽的灵活分配，与普通WDM系统中的ROADM需4个WSS相比，本发明的ROADM只需一个WSS，成本较低，结构简单。
（3）本发明利用城域接入中业务是星型的关系，所有业务向中心局集中，巧妙地构成一个单纤环，缓解城域光纤资源紧张。
（4）本发明实现所有业务一个0层网络接入，技术成本较低，能够避免MSTP、IPRAN/PTN等复杂的电域处理，能耗小。
（5）本发明通过OTU的波长转换打破各种/代PON技术对于波长规划的束缚，以实现各种/代PON技术的共存和按需升级。
（6）本发明采用波分复用技术实现大带宽接入，通过光放大和OTU实现该汇聚型接入网络的超大覆盖半径，容量大，接入距离长。
附图说明
图1是本发明实施例汇聚型城域波分接入网络系统的结构框图。
图2是本发明实施例中中心机房OLT的结构框图。
图3是本发明实施例中ROADM节点的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供一种汇聚型城域波分接入网络系统，包括位于CO（Central Office，中心机房）的OLT（Optical LineTerminal，光线路终端）、m个ROADM（Reconfigurable OpticalAdd-Drop Multiplexer，可重构光分插复用器）节点和n个远端OTU（Optical Transport Unit，光传送单元），m、n均为正整数，m≥1，n≥m，n个远端OTU对应的波长分别为λ1、……、λn，以中心机房为网络汇聚点，中心机房OLT和m个ROADM节点通过光纤顺次连接，构成环型拓扑结构，环型拓扑内的m个ROADM节点按顺时针编号为ROADM1、ROADM2、…、ROADM m-1、ROADM m，以东向、西向来表示m个ROADM节点在环型拓扑内的连接方向，按照顺时针方向，前一ROADM节点的东向与后一ROADM节点的西向相连，相邻两个ROADM节点之间只有一根光纤，每个ROADM节点连接至少一个远端OTU，每个远端OTU将其所在区域的业务通过与该远端OTU相连的ROADM节点接入到环型拓扑内。每个ROADM节点进行相应波长通道的直通、上/下路由。
在主用状态下，中心机房OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内顺时针传输，即从前一ROADM节点的东向发送到后一ROADM节点的西向；ROADM节点发送给中心机房OLT的信号在环型拓扑内逆时针传输，即从前一ROADM节点的西向发送到后一ROADM节点的东向；在备用状态下，中心机房OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内逆时针传输，ROADM节点发送给中心机房OLT的信号在环型拓扑内顺时针传输。
当环型拓扑内ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，中心机房OLT与ROADM1、…、ROADM i之间的信号按主用状态进行传输，中心机房OLT与ROADM i+1、…、ROADM m之间的信号按备用状态进行传输。
参见图2所示，中心机房OLT包括k个上联口、与k个上联口相连的汇聚模块、与汇聚模块相连的n个局端OTU、n个局端光开关（OS：Optical Switcher）、n个局端光环形器（OC：Optical Circulator）、一个东向波分复用器和一个西向波分复用器，k为正整数，n个局端OTU对应的波长分别为λ1、……、λn，n个局端OTU与n个远端OTU的波长一一对应，对应波长相同的局端OTU与远端OTU匹配成为一对。n个局端光环形器OC1、……、OCn均包括第一环形端口、第二环形端口和第三环形端口，n个局端光开关OS1、……、OSn均为1×2光开关，每个局端光开关包括第一端口、第二端口和第三端口。k个上联口与IP/MPLS核心网或移动核心网等城域核心网相连，汇聚模块完成各种业务的汇聚，每个局端OTU通过一个局端光环形器与一个局端光开关相连，每个局端光开关分别与东向波分复用器、西向波分复用器相连。局端光环形器完成单纤双向和双纤单向的转换：局端OTU发出的光经局端光环形器的第一环形端口进入光环形器，从局端光环形器的第二环形端口出来，再经过局端光开关，进入东向波分复用器或西向波分复用器合波，在主用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往东向波分复用器，在备用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往西向波分复用器；东向波分复用器或西向波分复用器分波出来的光，经过局端光开关，从局端光环形器的第二环形端口进入局端光环形器，从局端光环形器的第三环形端口出来，发送到局端OTU。
当环型拓扑中ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，与连接ROADM1、…、ROADM i的远端OTU对应的中心机房OLT中的局端OTU连通的局端光开关在主用状态下工作，与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU对应的中心机房OLT中的局端OTU连通的局端光开关在备用状态下工作。
假设对应波长λ1的局端OTU与连接ROADM1、…、ROADM i的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同，即匹配成为一对，则局端光开关OS1的第一端口与第二端口连通，对应波长λ1的局端OTU与东向波分复用器连通；假设对应波长λn的局端OTU与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同，即匹配成为一对，则局端光开关OSn的第一端口与第三端口连通，对应波长λn的局端OTU与西向波分复用器连通。
参见图3所示，环型拓扑内的每个ROADM节点包括一个WSS（Wavelength SelectiveSwitch，波长选择开关）和4个ROADM光开关：OS1'、OS2'、OS3'、OS4'，4个ROADM光开关均为1×2光开关，均包括第一端口、第二端口和第三端口，每个ROADM节点内的WSS与至少一个远端OTU相连，每个远端OTU通过一个远端光环形器与ROADM节点内的WSS相连，远端OTU可以与其连接的ROADM节点同处放置，也可以根据需要与其连接的ROADM异处放置，例如将远端OTU置于移动基站或大客户处。OS1'的第一端口、OS2'的第一端口均与WSS相连，OS1'的第二端口与OS3'的第二端口相连，OS2'的第二端口与OS3'的第三端口相连，OS1'的第三端口与OS4'的第三端口相连，OS2'的第三端口与OS4'的第二端口相连。
ROADM节点内的WSS完成本地波长的上/下环路，以及其它波长的直通。参见图3所示，在主用状态下，OS3'的第一端口、第二端口连通，OS1'的第一端口、第二端口连通，OS2'的第一端口、第三端口连通，OS4'的第一端口、第二端口连通，信号从西进/出OS3'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS4'从东出/进。在备用状态下，OS4'的第一端口、第三端口连通，OS1'的第一端口、第三端口连通，OS2'的第一端口、第二端口连通，OS3'的第一端口、第三端口连通，信号从东进/出OS4'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS3'从西出/进。
当环型拓扑中ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，ROADM1、…、ROADM i中的所有ROADM光开关都工作在主用状态下，ROADM i+1、…、ROADM m中的所有ROADM光开关都工作在备用状态下。
参见图3所示，远端OTU的线路接口包括线路发送接口LTX和线路接收接口LRX，WSS通过远端环形器与远端OTU的线路发送接口LTX和线路接收接口LRX相连，远端OTU包括客户侧发送接口CTX和客户侧接收接口CRX，也可以采用TMUX（Tributary Multiplexing，支路复接）技术提供多组客户侧接口，即远端OTU包括多个客户侧发送接口CTX和多个客户侧接收接口CRX。如果业务是单向的，例如只接收或发送，则远端OTU只包括客户侧发送接口CTX或只包括客户侧接收接口CRX。远端OTU可以接入FTTx（Fiber-to-the-x，光纤接入）用户、DSLAM（Digital Subscriber Line Access Multiplexer，数字用户线路接入复用器）、大客户专线、移动基站等。
当一对工作在同一波长的局端OTU、远端OTU用于PON接入时，PON中的PHY（Physical Layer，物理层）层功能（如突发接收等）在远端OTU的客户侧接口中实现，PON中的MAC（Media AccessControl，媒体访问控制层）/TC（Transmission Convergence，传输汇聚）功能（如适配、动态带宽分配、测距等）在局端OTU中实现。
在上述汇聚型城域波分接入网络系统的基础上，本发明实施例还提供一种汇聚型城域波分接入方法，包括以下步骤：
在主用状态下，中心机房OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内顺时针传输，即从前一ROADM节点的东向发送到后一ROADM节点的西向；ROADM节点发送给中心机房OLT的信号在环型拓扑内逆时针传输，即从前一ROADM节点的西向发送到后一ROADM节点的东向；在备用状态下，中心机房OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内逆时针传输，ROADM节点发送给中心机房OLT的信号在环型拓扑内顺时针传输。
当环型拓扑内ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，中心机房OLT与ROADM1、…、ROADM i之间的信号按主用状态进行传输，中心机房OLT与ROADM i+1、…、ROADM m之间的信号按备用状态进行传输。
局端OTU发出的光经局端光环形器的第一环形端口进入光环形器，从局端光环形器的第二环形端口出来，再经过局端光开关，进入东向波分复用器或西向波分复用器合波，在主用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往东向波分复用器，在备用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往西向波分复用器；东向波分复用器或西向波分复用器分波出来的光，经过局端光开关，从局端光环形器的第二环形端口进入局端光环形器，从局端光环形器的第三环形端口出来，发送到局端OTU。
当环型拓扑中ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，与连接ROADM1、…、ROADM i的远端OTU对应的中心机房OLT中的局端OTU连通的局端光开关在主用状态下工作，与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU对应的中心机房OLT中的局端OTU连通的局端光开关在备用状态下工作。
假设对应波长λ1的局端OTU与连接ROADM1、…、ROADM i的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同，即匹配成为一对，则局端光开关OS1的第一端口与第二端口连通，对应波长λ1的局端OTU与东向波分复用器连通；假设对应波长λn的局端OTU与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同，即匹配成为一对，则局端光开关OSn的第一端口与第三端口连通，对应波长λn的局端OTU与西向波分复用器连通。
ROADM节点内的WSS完成本地波长的上/下环路，以及其它波长的直通。参见图3所示，在主用状态下，OS3'的第一端口、第二端口连通，OS1'的第一端口、第二端口连通，OS2'的第一端口、第三端口连通，OS4'的第一端口、第二端口连通，信号从西进/出OS3'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS4'从东出/进。在备用状态下，OS4'的第一端口、第三端口连通，OS1'的第一端口、第三端口连通，OS2'的第一端口、第二端口连通，OS3'的第一端口、第三端口连通，信号从东进/出OS4'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS3'从西出/进。
当环型拓扑中ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，ROADM1、…、ROADM i中的所有ROADM光开关都工作在主用状态下，ROADM i+1、…、ROADM m中的所有ROADM光开关都工作在备用状态下。
当一对工作在同一波长的局端OTU、远端OTU用于PON接入时，PON中的PHY（Physical Layer，物理层）层功能（如突发接收等）在远端OTU的客户侧接口中实现，PON中的MAC（Media AccessControl，媒体访问控制层）/TC（Transmission Convergence，传输汇聚）功能（如适配、动态带宽分配等）在局端OTU中实现。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型属在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (17)
1.一种汇聚型城域波分接入网络系统，包括位于中心机房的光线路终端OLT、m个可重构光分插复用器ROADM节点和n个远端光传送单元OTU，m、n均为正整数，m≥1，n≥m，n个远端OTU对应的波长分别为λ1、……、λn，其特征在于：以中心机房为网络汇聚点，位于中心机房的光线路终端OLT和m个ROADM节点通过光纤顺次连接，构成环型拓扑结构，环型拓扑内的m个ROADM节点按顺时针编号为ROADM 1、ROADM 2、…、ROADM m-1、ROADMm，以东向、西向来表示m个ROADM节点在环型拓扑内的连接方向，按照顺时针方向，前一ROADM节点的东向与后一ROADM节点的西向相连，相邻两个ROADM节点之间只有一根光纤，每个ROADM节点连接至少一个远端OTU，每个远端OTU将其所在区域的业务通过与该远端OTU相连的ROADM节点接入到环型拓扑内，每个ROADM节点进行相应波长通道的直通、上/下路由；在主用状态下，位于中心机房的光线路终端OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内顺时针传输，即从前一ROADM节点的东向发送到后一ROADM节点的西向；ROADM节点发送给位于中心机房的光线路终端OLT的信号在环型拓扑内逆时针传输，即从前一ROADM节点的西向发送到后一ROADM节点的东向；在备用状态下，位于中心机房的光线路终端OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内逆时针传输，ROADM节点发送给位于中心机房的光线路终端OLT的信号在环型拓扑内顺时针传输。
2.如权利要求1所述的汇聚型城域波分接入网络系统，其特征在于：当环型拓扑内ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，位于中心机房的光线路终端OLT与ROADM 1、…、ROADM i之间的信号按主用状态进行传输，位于中心机房的光线路终端OLT与ROADM i+1、…、ROADM m之间的信号按备用状态进行传输。
3.如权利要求2所述的汇聚型城域波分接入网络系统，其特征在于：所述位于中心机房的光线路终端OLT包括k个上联口、与k个上联口相连的汇聚模块、与汇聚模块相连的n个局端OTU、n个局端光开关OS、n个局端光环形器OC、一个东向波分复用器和一个西向波分复用器，k为正整数，n个局端OTU对应的波长分别为λ1、……、λn，n个局端OTU与n个远端OTU的波长一一对应，对应波长相同的局端OTU与远端OTU匹配成为一对；n个局端光环形器OC1、……、OCn均包括第一环形端口、第二环形端口和第三环形端口，n个局端光开关OS1、……、OSn均为1×2光开关，每个局端光开关包括第一端口、第二端口和第三端口，k个上联口与城域核心网相连，汇聚模块完成各种业务的汇聚，每个局端OTU通过一个局端光环形器与一个局端光开关相连，每个局端光开关分别与东向波分复用器、西向波分复用器相连；局端光环形器完成单纤双向和双纤单向的转换：局端OTU发出的光经局端光环形器的第一环形端口进入光环形器，从局端光环形器的第二环形端口出来，再经过局端光开关，进入东向波分复用器或西向波分复用器合波，在主用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往东向波分复用器，在备用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往西向波分复用器；东向波分复用器或西向波分复用器分波出来的光，经过局端光开关，从局端光环形器的第二环形端口进入局端光环形器，从局端光环形器的第三环形端口出来，发送到局端OTU。
4.如权利要求3所述的汇聚型城域波分接入网络系统，其特征在于：当环型拓扑中ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，与连接ROADM 1、…、ROADM i的远端OTU对应的位于中心机房的光线路终端OLT中的局端OTU连通的局端光开关在主用状态下工作，与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU对应的位于中心机房的光线路终端OLT中的局端OTU连通的局端光开关在备用状态下工作。
5.如权利要求4所述的汇聚型城域波分接入网络系统，其特征在于：对应波长λ1的局端OTU与连接ROADM 1、…、ROADM i的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同时，局端光开关OS1的第一端口与第二端口连通，对应波长λ1的局端OTU与东向波分复用器连通；对应波长λn的局端OTU与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同时，局端光开关OSn的第一端口与第三端口连通，对应波长λn的局端OTU与西向波分复用器连通。
6.如权利要求5所述的汇聚型城域波分接入网络系统，其特征在于：所述环型拓扑内的每个ROADM节点包括一个波长选择开关WSS和4个ROADM光开关：OS1'、OS2'、OS3'、OS4'，4个ROADM光开关均为1×2光开关，均包括第一端口、第二端口和第三端口，每个ROADM节点内的WSS与至少一个远端OTU相连，每个远端OTU通过一个远端光环形器与ROADM节点内的WSS相连，OS1'的第一端口、OS2'的第一端口均与WSS相连，OS1'的第二端口与OS3'的第二端口相连，OS2'的第二端口与OS3'的第三端口相连，OS1'的第三端口与OS4'的第三端口相连，OS2'的第三端口与OS4'的第二端口相连；ROADM节点内的WSS完成本地波长的上/下环路，以及其它波长的直通；在主用状态下，OS3'的第一端口、第二端口连通，OS1'的第一端口、第二端口连通，OS2'的第一端口、第三端口连通，OS4'的第一端口、第二端口连通，信号从西进/出OS3'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS4'从东出/进；在备用状态下，OS4'的第一端口、第三端口连通，OS1'的第一端口、第三端口连通，OS2'的第一端口、第二端口连通，OS3'的第一端口、第三端口连通，信号从东进/出OS4'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS3'从西出/进。
7.如权利要求6所述的汇聚型城域波分接入网络系统，其特征在于：当环型拓扑中ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，ROADM 1、…、ROADM i中的所有ROADM光开关都工作在主用状态下，ROADM i+1、…、ROADM m中的所有ROADM光开关都工作在备用状态下。
8.如权利要求7所述的汇聚型城域波分接入网络系统，其特征在于：所述远端OTU与其连接的ROADM节点同处放置，或者根据需要与其连接的ROADM异处放置，远端OTU的线路接口包括线路发送接口LTX和线路接收接口LRX，WSS通过远端环形器与远端OTU的线路发送接口LTX和线路接收接口LRX相连，远端OTU包括客户侧发送接口CTX和客户侧接收接口CRX，或者采用支路复接TMUX技术提供多组客户侧接口，即远端OTU包括多个客户侧发送接口CTX和多个客户侧接收接口CRX；如果业务是单向的，只接收或发送，则远端OTU只包括客户侧发送接口CTX或只包括客户侧接收接口CRX，远端OTU接入光纤接入FTTx用户、数字用户线路接入复用器DSLAM、大客户专线或者移动基站。
9.如权利要求8所述的汇聚型城域波分接入网络系统，其特征在于：当一对工作在同一波长的局端OTU、远端OTU用于PON接入时，PON中的物理层功能在远端OTU的客户侧接口中实现，PON中的媒体访问控制层MAC/传输汇聚TC功能在局端OTU中实现。
10.一种基于权利要求1至9中任一项所述接入网络系统的汇聚型城域波分接入方法，包括以下步骤：
在主用状态下，位于中心机房的光线路终端OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内顺时针传输，即从前一ROADM节点的东向发送到后一ROADM节点的西向；ROADM节点发送给位于中心机房的光线路终端OLT的信号在环型拓扑内逆时针传输，即从前一ROADM节点的西向发送到后一ROADM节点的东向；在备用状态下，位于中心机房的光线路终端OLT发送给ROADM节点的信号在环型拓扑内逆时针传输，ROADM节点发送给位于中心机房的光线路终端OLT的信号在环型拓扑内顺时针传输。
11.如权利要求10所述的汇聚型城域波分接入方法，其特征在于：当环型拓扑内ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，位于中心机房的光线路终端OLT与ROADM 1、…、ROADM i之间的信号按主用状态进行传输，位于中心机房的光线路终端OLT与ROADM i+1、…、ROADM m之间的信号按备用状态进行传输。
12.如权利要求11所述的汇聚型城域波分接入方法，其特征在于：局端OTU发出的光经局端光环形器的第一环形端口进入光环形器，从局端光环形器的第二环形端口出来，再经过局端光开关，进入东向波分复用器或西向波分复用器合波，在主用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往东向波分复用器，在备用状态下，局端OTU发出的信号经局端光开关送往西向波分复用器；东向波分复用器或西向波分复用器分波出来的光，经过局端光开关，从局端光环形器的第二环形端口进入局端光环形器，从局端光环形器的第三环形端口出来，发送到局端OTU。
13.如权利要求12所述的汇聚型城域波分接入方法，其特征在于：当环型拓扑中ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，与连接ROADM 1、…、ROADM i的远端OTU对应的位于中心机房的光线路终端OLT中的局端OTU连通的局端光开关在主用状态下工作，与连接ROADM i+1、…、ROADM m的远端OTU对应的位于中心机房的光线路终端OLT中的局端OTU连通的局端光开关在备用状态下工作。
14.如权利要求13所述的汇聚型城域波分接入方法，其特征在于：对应波长λ1的局端OTU与连接ROADM 1、…、ROADM i的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同时，局端光开关OS1的第一端口与第二端口连通，对应波长λ1的局端OTU与东向波分复用器连通；对应波长λn的局端OTU与连接ROADM i+1、…、ROADMm的远端OTU中的某一个远端OTU对应的波长相同时，局端光开关OSn的第一端口与第三端口连通，对应波长λn的局端OTU与西向波分复用器连通。
15.如权利要求14所述的汇聚型城域波分接入方法，其特征在于：ROADM节点内的WSS完成本地波长的上/下环路，以及其它波长的直通；在主用状态下，OS3'的第一端口、第二端口连通，OS1'的第一端口、第二端口连通，OS2'的第一端口、第三端口连通，OS4'的第一端口、第二端口连通，信号从西进/出OS3'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS4'从东出/进；在备用状态下，OS4'的第一端口、第三端口连通，OS1'的第一端口、第三端口连通，OS2'的第一端口、第二端口连通，OS3'的第一端口、第三端口连通，信号从东进/出OS4'，经过OS1'进/出WSS，直通波长经OS2'、OS3'从西出/进。
16.如权利要求15所述的汇聚型城域波分接入方法，其特征在于：当环型拓扑中ROADM i和ROADM i+1之间的光纤出现故障断开时，i为正整数，ROADM 1、…、ROADM i中的所有ROADM光开关都工作在主用状态下，ROADM i+1、…、ROADM m中的所有ROADM光开关都工作在备用状态下。
17.如权利要求16所述的汇聚型城域波分接入方法，其特征在于：当一对工作在同一波长的局端OTU、远端OTU用于PON接入时，PON中的物理层功能在远端OTU的客户侧接口中实现，PON中的媒体访问控制层MAC/传输汇聚TC功能在局端OTU中实现。
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