用于将遗留无源光网络升级到基于波分复用无源光网络的下一代无源光网络的方法和网络体系结构

摘要

本发明公开了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM－PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM－PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的网络体系结构，其中该遗留TDM－PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)；以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中网络体系结构进一步包括：在下一代PON是WDM－PON的情况下，用于对波长带进行组合和分路的第一装置，该第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM－PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；用于对波长带进行组合和分路的第二装置，该第二装置位于分路器的前端；以及阵列波导光栅(AWG)，该阵列波导光栅(AWG)与RN之内的用于对波长带进行组合和分路的第二装置相连，并且通过RN之内的或者位于与该RN不同位置的另一RN之内的第二组的一个或多个分布光纤而与第二组的一个或多个ONT相连。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将遗留无源光网络升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络的方法和网络体系结构。更具体地说，本发明涉及这样一种方法和网络体系结构，该方法和网络体系结构用于将先前安装的遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于WDM-PON的下一代无源光网络，以便提供更高带宽并且增加订户数目，同时保持通过遗留TDM-PON的服务。

背景技术

利用铜线的现有技术接入网采用例如利用电话线路的数字订户线路(xDSL，其中x是指诸如ADSL、VDSL等等这样的DSL的不同变型)以及利用同轴电缆的电缆调制解调器技术等等。该现有技术接入网具有带宽可能根据传输距离而受到限制这样的缺点。因此，克服传输距离限制的仅仅一个简单方法是使用提供不受限制的传输带宽的单模光纤(SMF)。它涉及到光纤到户(FTTH)方法，其中SMF用作传输介质并且其被安装到订户以便通过此交换信息。在这种情况下，FTTH尤其涉及到无源光网络(PON)，其中FTTH使用点到多点体系结构以降低从中心局(CO)到订户的安装所必需的SMF数目，同时FTTH仅是由无源元件组成的而不使用有源元件/系统。

根据共用光纤的方法，将PON技术主要分类为TDM-PON和WDM-PON，并且TDM-PON是指利用时分多址(TDMA)而共用一个光纤的PON。

由于需要对FTTH的需要，因此TDM-PON开始商业化。作为TDM-PON的特定示例，存在异步传输模式(ATM)-PON或者宽带-PON(在下文中称为＂B-PON＂)，同时传输速度为1Gb/s的以太网PON(在下文中称为＂E-PON＂)在2000年初期被商业化(参见K.Ohara等，＂traffic analysis of Ethernet-PON in FTTH trial service＂，光纤通信，技术文摘，Anaheim，CA，第607-608页，2003年3月)。

此后，已研发出可以2.5Gb/s的传输速度来传送信号的千兆位-PON(在下文中称为＂G-PON＂)，并且现在处于商业化阶段。

然而，在TDM-PON中，根据PON的种类而将上游和下游传输速度固定为恒定标准速度，并且多个订户通常共用TDM-PON，使得当订户数目扩大时(即当分流比增大时)可降低为每个订户所提供的带宽。例如，在具有32分流比的TDM-PON中，上游和下游传输速度大约分别是30Mb/s以作为在E-PON的情况下为每个订户所提供的平均带宽(其中上游和下游传输速度这两者均是1.25Gb/s)，同时上游和下游传输速度大约分别是36Mb/s和72Mb/s以作为在G-PON的情况下(其中下游传输速度是2.5Gb/s并且上游传输速度是1.25Gb/s)为每个订户所提供的平均带宽。此外，虽然因为由于对因特网的使用增大了并且图像和视频服务广泛扩展了而使对宽带服务的需要快速增加，需要更高速度的TDM-PON，但是要实现更高速度的TDM-PON要解决许多技术问题。因此，诸如FSAN(全服务接入网)或者IEEE这样的标准组积极地讨论可以低成本来提供宽带服务的下一代PON。在这里，对下一代PON的要求之一是使用其中已安装了遗留TDM-PON的基础设施的光纤和分路器。

发明内容

技术问题

本发明的目的是解决现有技术问题并且提供这样一种方法和网络体系结构，该方法和网络体系结构用于通过利用用于对遗留TDM-PON的上游和下游波长带与下一代PON的上游和下游波长带进行组合和分路的装置，而将先前安装的遗留TDM-PON升级到可进行下一代PON服务的基于WDM-PON的下一代PON，其消除了现有技术限制。

更具体地说，本发明所使用的用于对波长带进行组合和分路的装置体现为两个边缘滤波器和粗波分复用(CWDM)滤波器并且通过对遗留TDM-PON的信号与下一代PON的信号进行组合和分路而实现将遗留TDM-PON简单且有效地升级到下一代PON。也就是说，当安装遗留TDM-PON时，通过将图1中的所图示的用于对波长带进行组合和分路的装置另外安装到在随后所述的图2至5中所图示的CO和远程节点(RN)中，可非常容易地将遗留的TDM-PON升级到下一代PON。另外，在遗留TDM-PON的链路容限被设计为足以补偿用于对波长带进行组合和分路的装置的插入损耗的情况下，可随后添加用于对波长带进行组合和分路的装置，而无需改变遗留TDM-PON的光线路终端(OLT)或者光网络终端(ONT)。

技术方案

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的方法，其中该遗留TDM-PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中用于升级的方法包括：在下一代PON是WDM-PON的情况下，使得用于对波长带进行组合和分路的第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM-PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；使得用于对波长带进行组合和分路的第二装置位于分路器的前端；以及将阵列波导光栅(AWG)另外安装到RN之内或者安装到位于与该RN不同位置的另一RN之内，其中AWG与用于对波长带进行组合和分路的第二装置相连并且通过第二组的一个或多个分布光纤而与第二组的一个或多个ONT相连。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的方法，其中该遗留TDM-PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)；以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中用于升级的方法包括：在下一代PON是WDM-PON的情况下，使得用于对波长带进行组合和分路的第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM-PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；使得用于对波长带进行组合和分路的第二装置位于分路器的前端；以及将阵列波导光栅(AWG)另外安装到RN之内或者安装到位于与该RN不同位置的另一RN之内，其中AWG与位于RN之内的用于对波长带进行组合和分路的第二装置相连并且通过第二组的一个或多个分布光纤而与第二组的一个或多个ONT相连，并且其中与第一组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连的第一组的一个或多个分布光纤中的任何一个分布光纤与AWG相连而不是与分路器相连。

根据本发明的第三方面，本发明提供了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的方法，其中该遗留TDM-PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)；以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中用于升级的方法包括：在下一代PON是WDM-PON的情况下，使得用于对波长带进行组合和分路的第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM-PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；使得用于对波长带进行组合和分路的第二装置位于分路器的前端；以及将阵列波导光栅(AWG)另外安装到RN之内或者安装到位于与该RN不同位置的另一RN之内，其中AWG与位于RN之内的用于对波长带进行组合和分路的第二装置相连并且通过第二组的一个或多个分布光纤而与第二组的一个或多个ONT相连，并且其中在分路器的后端提供了用于对波长带进行组合和分路的第三装置以及用于对波长带进行组合和分路的第四装置，所述第三装置具有第一端口、第二端口、以及第三端口，所述第四装置具有第四端口、第五端口、以及第六端口，同时用于对波长带进行组合和分路的第三装置位于RN之内并且用于对波长带进行组合和分路的第四装置位于第一组的一个或多个ONT之内，并且其中第一端口与分路器相连，第二端口通过第一组的一个或多个分布光纤中的任何一个而与第五端口相连，第三端口与AWG相连，第四端口与第一组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连，并且第六端口与第二组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连。

根据本发明的第四方面，本发明提供了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的方法，其中该遗留TDM-PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)；以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中用于升级的方法包括：在下一代PON是WDM-PON的情况下，使得用于对波长带进行组合和分路的第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM-PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；使得用于对波长带进行组合和分路的第二装置和用于对波长带进行组合和分路的第三装置并行地位于分路器的前端，所述第二装置具有第一端口、第二端口、以及第三端口，所述第三装置具有第四端口、第五端口、以及第六端口；使第一阵列波导光栅(AWG)位于用于对波长带进行组合和分路的第二装置与通过第二组的一个或多个分布光纤而相连的新添加的第二组的一个或多个ONT之间；使第二AWG位于用于对波长带进行组合和分路的第三装置与通过第三组的一个或多个分布光纤而相连的新添加的第三组的一个或多个ONT之间，并且其中第一端口通过第一组的一个或多个分布光纤而与第一组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连，第二端口与分路器相连，并且第三端口与第一AWG相连，其中第四端口通过第一组的一个或多个分布光纤而与第一组的一个或多个ONT中的另一ONT相连，第五端口与分路器相连，并且第六端口与第二AWG相连，并且其中第一AWG和第二AWG分别位于RN之内或者位于与该RN不同位置的另一RN之内。

根据本发明的第五方面，本发明提供了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的网络体系结构，其中该遗留TDM-PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)；以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中该网络体系结构进一步包括：在下一代PON是WDM-PON的情况下，用于对波长带进行组合和分路的第一装置，该第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM-PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；用于对波长带进行组合和分路的第二装置，该第二装置位于分路器的前端；以及阵列波导光栅(AWG)，该阵列波导光栅(AWG)与RN之内的用于对波长带进行组合和分路的第二装置相连，并且通过RN之内的或者位于与该RN不同位置的另一RN之内的第二组的一个或多个分布光纤而与第二组的一个或多个ONT相连。

根据本发明的第六方面，本发明提供了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的网络体系结构，其中该遗留TDM-PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)；以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中该网络体系结构进一步包括：在下一代PON是WDM-PON的情况下，用于对波长带进行组合和分路的第一装置，该第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM-PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；用于对波长带进行组合和分路的第二装置，该第二装置位于分路器的前端；以及阵列波导光栅(AWG)，该阵列波导光栅与位于RN之内的用于对波长带进行组合和分路的第二装置相连，被另外安装到RN之内或者安装到位于与该RN不同位置的另一RN之内，并且通过第二组的一个或多个分布光纤而与第二组的一个或多个ONT相连，并且其中第一组的一个或多个分布光纤当中的任何一个分布光纤与AWG相连，而不是与分路器相连。

根据本发明的第七方面，本发明提供了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的网络体系结构，其中该遗留TDM-PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)；以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中该网络体系结构进一步包括：在下一代PON是WDM-PON的情况下，用于对波长带进行组合和分路的第一装置，该第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM-PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；用于对波长带进行组合和分路的第二装置，该第二装置位于分路器的前端；阵列波导光栅(AWG)，该阵列波导光栅(AWG)与位于RN之内的用于对波长带进行组合和分路的第二装置相连，被安装到RN之内或者安装到位于与该RN不同位置的另一RN之内，并且通过第二组的一个或多个分布光纤而与第二组的一个或多个ONT相连；用于对波长带进行组合和分路的第三装置，该第三装置具有第一端口、第二端口、以及第三端口，该第三装置位于RN之内并且位于分路器的后端；以及，用于对波长带进行组合和分路的第四装置，该第四装置具有第四端口、第五端口、以及第六端口，该第四装置位于第一组的一个或多个ONT之内并且与第一组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连，并且其中第一端口与分路器相连，第二端口通过第一组的一个或多个分布光纤中的任何一个而与第五端口相连，第三端口与AWG相连，第四端口与第一组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连，并且第六端口与第二组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连。

根据本发明的第八方面，本发明提供了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的网络体系结构，其中该遗留TDM-PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)；以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中该网络体系结构进一步包括：在下一代PON是WDM-PON的情况下，用于对波长带进行组合和分路的第一装置，该第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM-PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；用于对波长带进行组合和分路的第二装置，该第二装置具有第一端口、第二端口、以及第三端口，该第二装置与分路器的后端相连；用于对波长带进行组合和分路的第三装置，该第三装置具有第四端口、第五端口、以及第六端口，该第三装置在分路器后端与用于对波长带进行组合和分路的第二装置并联连接；第一阵列波导光栅(AWG)，该第一阵列波导光栅(AWG)与用于对波长带进行组合和分路的第二装置相连并且通过第二组的一个或多个分布光纤而与新添加的第二组的一个或多个ONT相连；以及，第二AWG，该第二AWG与用于对波长带进行组合和分路的第三装置相连并且通过第三组的一个或多个分布光纤而与新添加的第三组的一个或多个ONT相连，并且其中第一AWG和第二AWG分别位于所述RN之内或者位于与所述RN不同位置的另一RN之内，其中第一端口通过第一组的一个或多个分布光纤而与第一组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连，第二端口与分路器相连，并且第三端口与第一AWG相连，并且其中第四端口通过第一组的一个或多个分布光纤而与第一组的一个或多个ONT中的另一ONT相连，第五端口与分路器相连，并且第六端口与第二AWG相连。

根据本发明的第九方面，本发明提供了一种用于将遗留时分复用无源光网络(TDM-PON)升级到基于波分复用无源光网络(WDM-PON)的下一代无源光网络(下一代PON)的网络体系结构，其中该遗留TDM-PON包括：具有第一光线路终端(OLT)的中心局(CO)；具有分路器的远程节点(RN)；用于使第一OLT与分路器相连的单模光纤(SMF)；以及通过第一组的一个或多个分布光纤而与分路器相连的第一组的一个或多个光网络终端(ONT)，并且其中下一代PON是WDM-PON，并且其中该网络体系结构进一步包括：用于对波长带进行组合和分路的第一装置，该第一装置位于SMF与第一OLT之间，以便将WDM-PON所使用的第二OLT添加到CO之内或者添加到位于与该CO不同位置的另一CO之内，同时共用SMF；第二OLT，该第二OLT与CO之内的或者位于与该CO不同位置的另一CO之内的用于对波长带进行组合和分路的第一装置相连，该第二OLT是由多个第一光收发机、多个第一C/L WDM滤波器、第一阵列波导光栅(AWG)、以及具有C波段和L波段的宽带光源(BLS)组成的，所述多个第一光收发机用于对WDM-PON的下游信号进行传送并且接收其上游信号，所述多个第一C/L WDM滤波器分别与多个第一光收发机相连以用于对所传送和所接收的信号的波长带进行分路，所述第一阵列波导光栅(AWG)与多个第一C/L WDM滤波器相连以用于对所传送和所接收的信号进行复用和解复用，所述宽带光源(BLS)与第一AWG相连以用于提供波长锁定的F-P LD；用于对波长带进行组合和分路的第二装置，该第二装置位于分路器的前端；第二AWG，该第二AWG与用于对波长带进行组合和分路的第二装置相连并且位于RN之内或者位于与该RN不同位置的另一RN之内，该第二AWG用于对所传送和所接收的信号进行复用和解复用；第二组的一个或多个ONT，该第二组的一个或多个ONT是由多个第二光收发机和多个第二C/L WDM滤波器组成的，所述多个第二光收发机用于对WDM-PON的下游信号进行传送并且接收其上游信号，所述多个第二C/L WDM滤波器分别通过第二AWG和一组一个或多个分布光纤而与多个第二光收发机相连，以用于对所传送和所接收的信号的波长带进行分路；用于对波长带进行组合和分路的第三装置，该第三装置具有第一端口、第二端口、以及第三端口，该第三装置与分路器的后端相连；以及用于对波长带进行组合和分路的第四装置，该第四装置具有第四端口、第五端口、以及第六端口，该第四装置与用于对波长带进行组合和分路的第三装置相连，其中用于对波长带进行组合和分路的第三装置位于RN之内，而用于对波长带进行组合和分路的第四装置位于第一组的一个或多个ONT之内，其中第一端口与分路器相连，其中第二端口通过第一组的一个或多个分布光纤中的任何一个与第五端口相连，其中第三端口与第二AWG相连，其中第四端口与第一组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连，并且其中第六端口与第二组的一个或多个ONT中的任何一个ONT相连。

发明人认为WDM-PON是下一代接入网。然而，本发明中所提议的方案还可应用于使用波分AWG(复用器/解复用器)作为光分路设备的任何类型的下一代PON。因为与TDM-PON所使用的光功率分路器相比，AWG具有较低的插入损耗，因此可将光功率分路器添加到AWG的输出端口以具有更多订户。要添加的光功率分路器的分流比将取决于光链路的功率预算。

参考附图可完全理解本发明的进一步特征和优点，其中相同或相似附图标记表示相同部件。

有益效果

根据本发明的用于将遗留PON升级到下一代PON的方法和网络体系结构具有以下优点：

1.本发明可在保持当前使用的基于TDM的接入网的同时通过增大订户数目并扩展带宽来提供宽带服务，同时使用已安装的光纤。

2.本发明可以低成本解决现有技术光网络的问题，因为通过使用类型简单的用于对波长带进行组合和分路的一类装置可对PON进行升级。

附图的简要描述

图1图示了将TDM-PON升级到下一代PON所使用的用于对波长带进行组合和分路的装置。

图2图示了用于将遗留PON升级到下一代PON的方法和网络体系结构的第一实施例。

图3图示了用于将遗留PON升级到下一代PON的方法和网络体系结构的第二实施例。

图4图示了用于将遗留PON升级到下一代PON的方法和网络体系结构的第三实施例。

图5图示了用于将遗留PON升级到下一代PON的试验网络体系结构。

图6图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的上游光谱。

图7图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的下游光谱。

图8图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的WDM-PON上游信号中的丢包率。

图9图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的TDM-PON上游信号的BER(误比特率)。

图10图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的TDM-PON下游信号的BER。

图11图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的WDM-PON的Tx9上的上游和下游信号的丢包率。

具体实施方式

在下文中，参考附图对根据本发明的优选实施例的结构和功能进行更详细地描述。

需要在使用当前使用的光纤和当前使用的分路器的同时，通过另外安装新的网络来增加订户数目或者提供更高带宽，以便将基于遗留TDM-PON的PON升级到下一代PON。

图1图示了将TDM-PON升级到下一代PON所使用的用于对波长带进行组合和分路的装置。

参考图1，根据本发明的用于将遗留无源光网络升级到下一代PON的方法和网络体系结构采用如图1中所图示的具有三个输入和输出端口的用于对波长带进行组合和分路的装置，该装置在传递上游和下游信号的同时输入具有在下一代PON中所使用的波长带的信号或者对其进行分路，以便使用所安装的在遗留TDM-PON中使用的现有光纤。在该申请的申请人于2006年10月31日申请的、名称为＂Apparatus forcombining and splitting wavelength band Having Three Input and OutputPorts＂的韩国专利申请No.10-2006-0106159(在下文中称为＂159申请＂)中对图1中所图示的具有三个输入和输出端口的用于对波长带进行组合和分路的装置进行了详细地描述。通过引用将＂159申请＂的公开并入到这里。

更具体地说，图1中所图示的且由网络体系结构所采用的用于将遗留无源光网络升级到下一代PON的用于对波长带进行组合和分路的装置是指可应用于下述情况的一个示例，所述情况即通过采用WDM-PON作为下一代PON来对光网络进行升级。在图1中所图示的用于对波长带进行组合和分路的装置中，虽然描述了范围为1480～1500nm的波段用作下游信号，而范围为1260～1360nm的波段用作上游信号，其中范围为1480～1500nm和1260～1360nm的这两个波段分别是要由遗留TDM-PON所使用的全服务接入网(FSAN)所定义的标准波长带，但是本发明的范围并不局限于这两个波段。图1中所图示的用于对波长带进行组合和分路的装置执行用于对新添加到下一代中的下一代PON的信号进行组合和分路的功能，并且该装置是由两个边缘滤波器(第一边缘滤波器和第二边缘滤波器)以及粗波分复用(CWDM)滤波器组成的。第一边缘滤波器的公共端口(C)与遗留TDM-PON的OLT相连，并且第二边缘滤波器的公共端口(C)与RN相连。CWDM滤波器的公共端口(C)与下一代PON的OLT相连。因此，遗留TDM-PON的信号被输入到端口号1或者从端口号1输出，下一代PON的信号被输入到端口号3或者从端口号3输出，并且遗留TDM-PON和下一代PON二者的信号被输入到端口号2或者从端口号2输出。在这种情况下，沿着路径①来传送输入到图1中所图示的端口号1中的具有1490nm的遗留TDM-PON的下游信号。沿着路径②来传送具有1310nm的遗留TDM-PON的上游信号。此外，可以从范围为1420～1470nm的波段或者范围为1510nm或更大的波段中选择下一代PON的信号并且沿着路径③对其进行传送。因此，如果将图1中所图示的用于对波长带进行组合和分路的装置添加到基于遗留运行的TDM-PON的光网络上的CO和RN中，那么通过对下一代PON的信号与遗留接入网进行组合并且将下一代PON的信号从遗留接入网分路，可很容易对遗留TDM-POM进行升级。

图2图示了用于将遗留PON升级到下一代PON的方法和网络体系结构的第一实施例。

参考图2，如图2中所图示的，如果诸如图1中所图示的一个这样的用于对波长带进行组合和分路的第一装置位于现有单模光纤(SMF)(20km)与CO上的现有OLT之间，以便将遗留TDM-PON升级到下一代PON，那么可添加新的OLT(即下一代OLT)，同时共用现有SMF(20km)。此外，可将诸如图1中所图示的一个这样的用于对波长带进行组合和分路的第二装置添加到位于RN中的分路器的前端，并且用于对波长带进行组合和分路的第二装置从遗留TDM-PON的信号分路出通过SMF(20km)传送而来的下一代PON的信号。

在图2中所图示的实施例中，当下一代PON是WDM-PON时，将阵列波导光栅(AWG)另外安装到RN中以作为第一波分复用(WDM)滤波器。在这里，另外安装的AWG的位置与分路器的位置相同或者不同。也就是说，AWG可以位于在图2中所图示的现有RN之内或者位于与现有RN不同的另一RN(未示出)之内。然而，即使在另外安装了与遗留PON(ATM-PON、B-PON、E-PON、G-PON)相同种类的另一PON的情况下，可以认为另外安装的PON是使用新波长带的下一代PON。另外，下一代PON所使用的用于升级到下一代PON的OLT的位置可以与位于CO上的遗留TDM-PON的OLT的位置不同。也就是说，下一代PON所使用的OLT可以位于现有CO之内或者位于与现有CO不同的另一CO之内。

图3图示了用于将遗留PON升级到下一代PON的方法和网络体系结构的第二实施例，并且图4图示了用于将遗留PON升级到下一代PON的方法和网络体系结构的第三实施例。

参考图3，在遗留TDM-PON的订户想要下一代PON的服务的情况下，与图3中所图示的ONT 16的示例一样，可行的是，通过在使用现有分布光纤的同时另外安装AWG并且因此将遗留PON的ONT切换到新的下一代PON的ONT来满足订户需求。在这种情况下，通过遗留TDM-PON向遗留TDM-PON的订户(实线所示的ONT1和ONT 32)提供服务。如果存在想要下一代PON的服务的遗留TDM-PON的另外的订户，那么可行的是，像ONT 16一样，连续地向他们提供下一代PON的服务。通过这样做，在遗留TDM-PON的订户想要的任何时间，可按照逐步的方式将遗留TDM-PON的订户切换到能够被提供下一代PON的服务的订户。此外，在遗留TDM-PON的订户(实线所示的ONT32)同时想要遗留TDM-PON的服务以及下一代PON的服务的情况下，可通过另外使用用于对波长带进行组合和分路的第三装置以及用于对波长带进行组合和分路的第四装置来提供这种所需服务。在这种情况下，用于对波长带进行组合和分路的第三装置位于RN中，而用于对波长带进行组合和分路第四装置位于ONT侧上。用于对波长带进行组合和分路的第三装置的第一端口与现有分路器(实线所示)相连，其第二端口与遗留TDM-PON的分布光纤相连，并且其第三端口与AWG(虚线所示)相连。同时，用于对波长带进行组合和分路的第四装置的第一端口与现有ONT 32(实线所示)相连，其第二端口与遗留TDM-PON的分布光纤相连，并且其第三端口与AWG(虚线所示)相连。同时，用于对波长带进行组合和分路的第四装置的第一端口与现有ONT 32(实线所示)相连，其第二端口与遗留TDM-PON的分布光纤相连，并且其第三端口与另外的ONT 32(虚线所示)相连。

在图3中所图示的第二实施例中，在下一代PON尤其是WDM-PON并且具有足够的链路容限的情况下，图3中所图示的第二实施例可应用于与图4中所图示的网络体系结构相对应的第三实施例。

参考图4，用于对波长带进行组合和分路的第二装置以及用于对波长带进行组合和分路的第三装置并联连接到存在于RN中的分路器的后端。用于对波长带进行组合和分路的第二装置以及用于对波长带进行组合和分路的第三装置对通过SMF(20km)所传送的下一代PON的信号进行分路，并且由第一AWG和第二AWG分别对下一代PON的分路信号进行解复用/复用，并且因此可向新订户(虚线所示的ONT1和ONT32)提供服务。在这里，作为下一代PON的WDM-PON的OLT和ONT必须具有TDMA功能。在这种情况下，光放大器(未示出)可用在用于对波长带进行组合和分路的第二装置与第一AWG之间和/或可用于对波长带进行组合和分路的第三装置与第二AWG之间，以便补偿分路器和SMF等等的损失。

图5图示了用于将遗留PON升级到下一代PON的试验网络体系结构。

参考图5，根据本发明的网络体系结构采用WDM-PON作为下一代PON。在图5中的实施例中所使用的TDM-PON中，具有1310nm波段的分布反馈(DFB)激光器或者Fabry-Perot激光二极管(F-P LD)可用作上游光源，并且具有1490nm波段的DFB激光器或者F-P LD可用作下游光源。此外，可从E波段、S波段、C波段、以及L波段当中的任何一个选择上游光源和下游光源所使用的每个波长带，同时DFB激光器、波长锁定的F-P LD(参见H.D.Kim，S.G.Kang，以及C.H.Lee、A low-cost WDM source with an ASE injected Fabry-Perotsemiconductor laser，IEEE Photon Technol.Lett.第12卷、第8期、第1067-1069页、2000年8月)、波长注入的反射半导体光放大器(RSOA)、以及波长可调激光器当中的任何一个可用作WDM-PON的光源。

更具体地说，根据图5中的实施例的网络体系结构使用了分别具有1310nm波段和1490nm波段的DFB激光器，作为TDM-PON的上游和下游光源，同时使用了波长锁定到C波段和L波段的F-P LD以作为WDM-PON的上游和下游光源。尤其是，假定WDM-PON的ONT9被设置为由遗留TDM-PON和最新添加的WDM-PON服务。在这种情况下，遗留TDM-PON的OLT光源(1490nm)穿过用于对波长带进行组合和分路的第一装置、通过SMF(20km)被传送、并且此后通过用于对波长带进行组合和分路的第二装置而被输入到分路器中。将根据分路器的分流比而分路的光传送到TDM-PON的ONT。在与上述下游信号的方向相反的方向上传送TDM-PON的具有1310nm的上游信号。最新添加到CO之内的WDM-PON的OLT是由以下组成的：用于传送WDM-PON的下游信号并且接收其上游信号的光收发机(Tx1/Rx1，....，Tx32/Rx32)、用于对所传送和所接收的信号的波长带进行分路的C/L WDM滤波器、用于对所传送和接收的信号进行复用和解复用的第一AWG(AWG1)、以及具有C波段和L波段的用于提供波长锁定的F-P LD的宽带光源(BLS)。通过第一AWG的复用信号通过用于对波长带进行组合和分路的第一装置而被输入，此后其被添加到遗留TDM-PON上，并且通过SMF(20km)与TDM-PON的信号一起被传送。此后，用于对波长带进行组合和分路的第二装置从TDM-PON的信号分路出WDM-PON的信号、通过第二AWG(AWG2)对其进行解复用、并且在穿过分/插光纤之后将其传送到WDM-PON的ONT。ONT也是由用于传送下游信号并且接收上游信号的光收发机(Tx1/Rx1，...，Tx32/Rx32)以及用于对所传送和所接收的信号的波长带进行分路的C/L WDM滤波器组成的。

图6图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的上游光谱，图7图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的下游光谱，图8图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的WDM-PON上游信号中的丢包率，并且图9图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的TDM-PON上游信号的BER(误比特率)。

更具体地说，图6图示了在图5的SMF(20km)所测量的TDM-PON和WDM-PON的上游光谱，而图7图示了在图5的SMF(20km)所测量的TDM-PON和WDM-PON的下游光谱。此外，图8图示了从新添加的WDM-PON的上游信号所测量的丢包率。在参考图9的情况下，当对在添加WDM-PON前后所测量的1.25Gb/s的TDM-PON的上游信号的传输结果进行比较时，BER(误比特率)几乎没有差别，并且因此可认识到，可以忽略通过添加WDM-PON所引起的功率恶化。

图10图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的TDM-PON下游信号的BER，并且图11图示了从图5中所图示的试验网络体系结构所测量的WDM-PON的ONT9上的上游和下游信号的丢包率。

参考图10，与图9相类似，当对在添加WDM-PON前后所测量的1.25Gb/s的TDM-PON的下游信号的传输结果进行比较时，BER几乎没有差别，并且因此可认识到可以忽略由于添加WDM-PON所引起的功率恶化。此外，参考图11，在WDM-PON的ONT 9(ONT侧的Rx9)所测量的WDM下游信号的丢包率与在(CO侧的Rx9)所测量的WDM上游信号的丢包率之间几乎没有差别，这取决于遗留TDM-PON的存在性和不存在性，并且因此可认识到，可以忽略由于TDM-PON的存在性和不存在性所引起的功率恶化。

虽然在图5中所图示的本发明的实施例中的突发模式接收器没有用作上游接收器，但是在本发明中所使用的用于对波长带进行组合和分路的装置具有对遗留TDM-PON的信号进行分路的高资格功能，并且70dB或更大的下一代PON(隔离度)的信号是合乎需要的，并且在本发明中所使用的用于对波长带进行组合和分路的装置的隔离度(isolation)是100dB或更大，以便可使用突发模式接收器。

因此，通过提供下述方法和网络体系结构可实现升级到下一代PON，所述方法和网络体系结构通过使用用于对波长带进行组合和分路的简单类型的装置可有效地将遗留TDM-PON升级到下一代PON。

工业实用性

根据本发明的用于将遗留PON升级到下一代PON的方法和网络体系结构具有以下优点：

1.本发明可在保持当前使用的基于TDM的PON的同时通过增加订户数目并且扩展带宽来提供宽带服务，同时使用已安装的光纤。

2.本发明可以低成本解决现有技术光网络的问题，因为通过使用类型简单的用于对波长带进行组合和分路的一类装置可对PON进行升级。

因为在不脱离本发明的范围的情况下可对这里所描述的且图示的结构和方法做出各种改变，因此应将包含在先前描述之中的或者在附图中所示的所有内容解释为是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的宽度和范围应当不受到上述示例性实施例的限制，而是应仅根据附加到此的下列权利要求及其等效体来定义。