本发明专利技术提供了一种具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON传输系统，包括：若干个子系统和第一周期性阵列波导光栅；每个子系统通过第一周期性阵列波导光栅并列连接；子系统包括下行可调发射机装置、上行数据处理装置、第一光环形器、光发大器、馈线式光纤、分路合路器以及光网络单元；其中，下行可调发射机装置通过第一周期性阵列波导光栅连接第一光环形器的第一端；第一光环形器的第三端分别依次通过光发大器、馈线式光纤、分路合路器连接光网络单元；上行数据处理装置分别连接第一光环形器的第二端。本发明专利技术采用周期性阵列波导光栅无源器件，在TWDM-PON系统构实现了负载聚合和动态波长路由，能够与现有TWDM-PON网络兼容，降低系统能耗。
【技术实现步骤摘要】
具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON传输系统
本专利技术涉及光通信技术领，具体地，涉及基于周期性阵列波导光栅的具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON传输系统。
技术介绍
随着通信技术的发展和人们需求的多样化，大量的新业务不断涌现，包括超高清图像视频传输、云计算、云存储、数据中心等对于网络容量提出了更高的要求。同时，在现代城市生活中，人们白天在城市CBD工作，晚上回到居民区休息，由此引发了通信数据流量的大规模迁移的“潮汐效应”。在白天，数据流量集中在城市CBD中，居民区中的数据流量很少，网络带宽资源没有得到充分利用；在晚上，数据流量集中在居民区，城市CBD中的数据流量很少，这种现象引发了带宽资源的大量闲置而得不到利用的问题，而且，无论在CBD还是居民区，突发事件或热点地区可能造成局部的数据流量暴增，会导致网络阻塞而无法接入。因此，一方面，网络面临着资源闲置得不到利用而造成浪费的局面，另一方面，在局部突发大量数据请求时，网络资源不足又使得网络阻塞，用户的需求得不到满足。综上，需要寻找一种新的网络系统结构来对实时的数据流量需求做出响应，动态地分配网络带宽资源，实现网络资源的合理调度，从而最大限度地满足用户的需求。 基于周期性阵列波导光栅的具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON系统传输结构，是在传统TWDM-PON网络中配置上AWGR器件构成的新的结构。基于时分复用和波分复用堆叠的无源光网络TWDM-PON因其实现成本相对低、可兼容性好(不改变现有ODN网络结构)等优点被认为是NG-P0N2的主要发展方向。然而，在普通的TWDM-PON系统中，网络带宽资源是固定的，不能根据需求而随时做出响应，然而这是实现网络负载聚合的重要问题。 周期性阵列波导光栅AWGR (Arrayed Wavelength Grating Router)是一组 AWG 阵列。AffGR器件作为一个无源模块配置到TWDM-PON系统中，系统结构简单，且AWGR器件能与传统TWDM-PON系统兼容。阵列波导光栅在波分复用技术上有着重要的应用，周期性阵列波导光栅能够实现多波长光的复用和解复用，因此，可以将AWGR引入TWDM-PON系统。目前，基于周期性阵列波导光栅的具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON系统传输结构相关文献相对较少。且以往的基于周期性阵列波导光栅的TWDM-PON系统结构不能负载聚合。 经现有文献检索发现，华为公司Ning Cheng, Lei Wang等人在2013年EuropeanConference On Optical Communicat1n(ECOC)会议上发表“Flexible TffDM PON withLoad Balancing and Power Saving”。该文献中，作者提出了一种能够实现负载均衡和节能的灵活的TWDM-PON系统。为了实现网络中的负载均衡，作者提出了一种新的灵活的TWDM-PON结构，这个结构包括了光线路终端(OLT)收发器和混合AWG/Splitter。通过4X4的混合AWG/Splitter和可调收发机模块在同一个ODN或者不同ODN之间进行波长的调配，从而实现网络负载均衡。在该结构中，为了实现波长路由而设计了 Cyclic AWG和PowerSplitter混合结构，实现了资源调度和负载均衡，但这个结构是为了将负载分配在不同的波长上，不利于系统的节能，另外，华为提出的结构较为复杂，在网络的建设、维护和升级过程中带来不必要的麻烦。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种具有负载聚合和节能功能的TffDM-PON系统传输装置。 根据本专利技术提供的具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON传输系统，包括:若干个子系统和第一周期性阵列波导光栅；若干子系统通过第一周期性阵列波导光栅并列连接； 子系统包括下行可调发射机装置、上行数据处理装置、第一光环形器、光发大器、馈线式光纤、分路合路器以及光网络单元； 其中，下行可调发射机装置通过第一周期性阵列波导光栅连接第一光环形器的第一端；第一光环形器的第三端分别依次通过光发大器、馈线式光纤、分路合路器连接光网络单元；上行数据处理装置分别连接第一光环形器的第二端。 优选地，其特征在于，下行可调发射机装置包括若干个下行可调发射机模块、第二周期性阵列波导光栅以及色散/啁啾管理单元； 其中，若干个下行可调发射机模块分别通过第二周期性阵列波导光栅连接所述色散/啁啾管理单元的输入端，所述色散/啁啾管理单元的输出端连接所述第一周期性阵列波导光栅。 优选地，若干个上行数据处理装置包括若干个上行数据处理单元、若干个光电探测器、第三周期性阵列波导光栅以及色散/啁啾管理单元； 其中，若干个上行数据处理单元分别通过光电探测器连接所述第三周期性阵列波导光栅的输出端，所述第一光环形器的第二端通过色散/啁啾管理单元连接所述第三周期性阵列波导光栅的输入端。 优选地，光网络单元包括第二光环形器、可调滤波器、接收机以及上行可调发射机； 其中，第二光环形器的第二端口通过分布式光纤连接所述分路合路器，第二光环形器的第三端口通过可调滤波器连接至所述接收机；上行信号通过上行可调发射机的输出连接到第二光环形器的第一端口。 优选地，分路合路器包括光分路器和光合路器；光分路器用于将下行信号通过光分路分发给与之相连的各个光网络单元，光合路器用于将光网络单元的上行信号进行耦入口 ο 优选地，第一周期性阵列波导光栅采用N*N型周期性阵列波导光栅；第二周期性阵列波导光栅和第三周期性阵列波导光栅采用1*N型周期性阵列波导光栅，其中N为2η，η为大于2的自然数。 优选地，下行发射机模块式可调的，调谐范围为从?…X调谐为，其中，K为第m个下行波长，M1为调制后的第m个下行波长，m为2η，η为大于2的自然数，d表示下行。 优选地，下行可调发射机模块和上行数据处理单元的数量均为M个，M为2η，η为大于2的自然数。 优选地，可调滤波器采用带通滤波器或周期性滤波器。 与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果: 1、本专利技术利用周期性阵列波导光栅可以进行动态波长路由，实现网络的负载聚合； 2、本专利技术中的周期性阵列波导光栅能够很好地与传统的TWDM-PON系统相兼容，易于在现有网络基础上进行升级改造； 3、本专利技术结构简单，不仅在单个子无源网络中能够实现负载聚合，且在不同子系统中也同样能实现；当网络中数据流量较少时，可将流量集中到某几个波长上，从而可以将其余波长闲置，关掉发射机，不仅充分利用了网络中带宽资源而且能达到节能的目的。 【附图说明】 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显: 图1为本专利技术的结构示意图。 图中: I为分路合路器； 2为馈线式光纤； 3为光放大器； 4为第一光环形器； 5为第二光环形器。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有负载聚合和节能功能的TWDM‑PON传输系统，其特征在于，包括：若干个子系统和第一周期性阵列波导光栅；若干子系统通过第一周期性阵列波导光栅并列连接；子系统包括下行可调发射机装置、上行数据处理装置、第一光环形器、光发大器、馈线式光纤、分路合路器以及光网络单元；其中，下行可调发射机装置通过第一周期性阵列波导光栅连接第一光环形器的第一端；第一光环形器的第三端分别依次通过光发大器、馈线式光纤、分路合路器连接光网络单元；上行数据处理装置分别连接第一光环形器的第二端。
【技术特征摘要】
1.一种具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON传输系统，其特征在于，包括:若干个子系统和第一周期性阵列波导光栅；若干子系统通过第一周期性阵列波导光栅并列连接； 子系统包括下行可调发射机装置、上行数据处理装置、第一光环形器、光发大器、馈线式光纤、分路合路器以及光网络单元； 其中，下行可调发射机装置通过第一周期性阵列波导光栅连接第一光环形器的第一端；第一光环形器的第三端分别依次通过光发大器、馈线式光纤、分路合路器连接光网络单元；上行数据处理装置分别连接第一光环形器的第二端。2.根据权利要求1所述的具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON传输系统，其特征在于，下行可调发射机装置包括若干个下行可调发射机模块、第二周期性阵列波导光栅以及色散/啁啾管理单元； 其中，若干个下行可调发射机模块分别通过第二周期性阵列波导光栅连接所述色散/啁啾管理单元的输入端，所述色散/啁啾管理单元的输出端连接所述第一周期性阵列波导光栅。3.根据权利要求1或2所述的具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON传输系统，其特征在于，若干个上行数据处理装置包括若干个上行数据处理单元、若干个光电探测器、第三周期性阵列波导光栅以及色散/啁啾管理单元； 其中，若干个上行数据处理单元分别通过光电探测器连接所述第三周期性阵列波导光栅的输出端，所述第一光环形器的第二端通过色散/啁啾管理单元连接所述第三周期性阵列波导光栅的输入端。4.根据权利要求3所述的具有负载聚合和节能功能的TWDM-PON传输系...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，杜维嘉，郭梓栋，毕美华，何浩，胡卫生，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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