移動(dòng)回程光纖通信網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信網(wǎng)絡(luò)，具體針對(duì)移動(dòng)回程的應(yīng)用，提出一種光纖及微波混合式的低成本，低功耗的高可靠性的光通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]3G與4G以及更先進(jìn)的移動(dòng)服務(wù)的出現(xiàn)帶來了數(shù)據(jù)吞吐量的飆升，相應(yīng)地造成了現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的壓力。同時(shí)支持移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)回程技術(shù)也相應(yīng)的需要更大的網(wǎng)絡(luò)容量。
[0003]目前，運(yùn)營(yíng)商能夠在3種不同物理媒介的回程方式中做選擇:銅纜、光纖以及微波。前兩種為有線的解決方案，而后一種則是基于無線技術(shù)。微波回程方式能夠?qū)崿F(xiàn)最大幾公里的范圍內(nèi)速率高達(dá)數(shù)Gbps的網(wǎng)絡(luò)容量。目前微波回程方式占據(jù)了全球回程網(wǎng)絡(luò)的近50%。銅纜網(wǎng)絡(luò)占據(jù)了 20%，光纖占據(jù)了 30%.然而由于銅纜其有限的帶寬容量，無法滿足未來數(shù)據(jù)量的需求，其份額在未來幾年會(huì)逐漸降低。展望未來，光纖有望取代基于銅纜的有線連接，并且增加其現(xiàn)有的份額。相較于微波方式，光纖連接能夠提供近乎于無限制的帶寬(遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于lOOGps)，并且可以支持極長(zhǎng)的傳輸距離(幾十公里以上的無中繼傳輸)。另外，由于傳輸介質(zhì)造成的損耗，微波通信通常會(huì)有非常高的功耗，而基于光纖的通信技術(shù)相比之下能耗則低得多。因此，為了最大可能的降低功耗，微波技術(shù)應(yīng)在移動(dòng)回程網(wǎng)絡(luò)中盡可能地縮減。但是另一方面，相對(duì)微波技術(shù)光纖的布設(shè)成本較為高昂。
[0004]結(jié)合上述幾點(diǎn)，微波和光纖相結(jié)合的混合技術(shù)，可以在滿足傳輸容量與距離需求的同時(shí)，優(yōu)化成本與功耗。圖1為光纖和微波混合型回程網(wǎng)絡(luò)的一種。在光纖/微波混合型回程網(wǎng)絡(luò)方案中，微波用于小型基站(如圖1中基站4或基站5)與大型(或中心)基站(如圖1中基站I)間的連接，光纖回程網(wǎng)絡(luò)則通過中心基站來匯集來自不同基站的數(shù)據(jù)流。目前，許多的運(yùn)營(yíng)商(如歐洲的TeliaSonera, Telenor, Vodafone,美國(guó)的Verizon以及日本的NTT等)已經(jīng)在他們的商用LTE網(wǎng)絡(luò)中采用或計(jì)劃采用純光纖或光纖/微波混合回程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
[0005]與此同時(shí)，數(shù)據(jù)吞吐量需求的增長(zhǎng)也增加了移動(dòng)回程網(wǎng)絡(luò)可靠連接的重要性。對(duì)于連接的可用性要求達(dá)到4個(gè)9，即99.99%，甚至更高。已經(jīng)證明，在沒有端到端保護(hù)的情況下，光纖傳輸?shù)目煽啃员憩F(xiàn)不佳，無法滿足99.99%的可靠性。對(duì)于典型的光纖/微波混合型回程方式，光纖部分匯集了來自數(shù)個(gè)基站的數(shù)據(jù)流，而且直接與大型基站。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來講，減少故障的影響也同樣很重要，即避免大量的終端用戶(如不超過500個(gè)用戶)在同一時(shí)間被故障影響，為此切實(shí)可行的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)能力也是必要的。另外，資本與運(yùn)營(yíng)支出也同能耗一樣，應(yīng)該盡可能地減小，以便為客戶提供性價(jià)比高的解決方案。例如，由ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化的純光纖保護(hù)(如ITU-T G983.1)通過復(fù)制光纖段及其它全部設(shè)備來提供完整的保護(hù)。在故障的情況下，通過切換至備用路徑能夠輕易地避免產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。但是這種方案卻耗費(fèi)高昂，因?yàn)殇佋O(shè)用于保護(hù)的光纖是及其昂貴的。據(jù)我們所知，盡管該方法自其標(biāo)準(zhǔn)化至今已有20余年，但尚未有采用該方法的移動(dòng)回程網(wǎng)絡(luò)被用于實(shí)際鋪設(shè)。因此，對(duì)于基于光纖的移動(dòng)回程網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)極其重要的問題就是在保證可靠性的同時(shí)，盡可能地減少由于保護(hù)所帶來的額外的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1、本發(fā)明的目的。
[0007]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中微波和光纖結(jié)合的混合技術(shù)可靠性不高的問題，而提出了一種移動(dòng)回程光纖通信網(wǎng)絡(luò)。
[0008]2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。
[0009]移動(dòng)回程光纖通信網(wǎng)絡(luò)，包括基站(10)、核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(I)、核心網(wǎng)絡(luò)(9)，通過波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)連接基站(10)與核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(1)，核心網(wǎng)絡(luò)(9)通過光鏈路終端(11)以及兩級(jí)或多級(jí)的分路結(jié)點(diǎn)(3)與基站(10)通信，其特征在于:基站(10)與核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(I)通過光鏈路終端(11)進(jìn)行通信，任取連接于不同第一級(jí)分路結(jié)點(diǎn)的兩基站之間建立無線連接，在第一級(jí)分路點(diǎn)與核心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(I)之間布設(shè)工作主干光纖(6)和保護(hù)主干光纖(7)，第一級(jí)分路點(diǎn)內(nèi)置波帶濾波器(4 )。
[0010]更進(jìn)一步，核心網(wǎng)(9)通過備用光鏈路終端(12)以及大于2級(jí)的分路結(jié)點(diǎn)與基站
[10]通信。
[0011]更進(jìn)一步，可選的中繼信號(hào)放大設(shè)備(5)位于波帶濾波器(4)和核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(I)之間,功率根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接的光功率需求設(shè)定。
[0012]更進(jìn)一步，用于實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)的陣列波導(dǎo)光柵(3)位于除第一級(jí)分路之外的其他分路點(diǎn)。
[0013]更進(jìn)一步，由主鏈路終端(11)和備用鏈路終端(12)產(chǎn)生具有相同波長(zhǎng)的信號(hào)，在工作主干光纖(6)和保護(hù)主干光纖(7)中傳輸，然后通過波帶濾波器(4)后分為長(zhǎng)波段和短波段，在經(jīng)過陣列波導(dǎo)光柵(3)進(jìn)行傳輸?shù)交尽?br>[0014]更進(jìn)一步，大于2級(jí)的分路連接的最大基站數(shù)目的個(gè)數(shù)為各級(jí)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的乘積，即最大基站數(shù)目為NI* N2...*NK，其中K為分路的級(jí)數(shù)。
[0015]更進(jìn)一步，任一級(jí)陣列波導(dǎo)光柵的通道間隔為當(dāng)前級(jí)自由光譜范圍進(jìn)行平均分配，即第i級(jí)分路節(jié)點(diǎn)(i > I)的陣列波導(dǎo)光柵的通道間隔為FSRi/Ni，其中Ni (K彡i > I)代表第i級(jí)分路節(jié)點(diǎn)的最大扇出數(shù)量，F(xiàn)SRi (K ^ i > I)代表第i級(jí)分路節(jié)點(diǎn)中陣列波導(dǎo)光柵的自由光譜范圍。
[0016]更進(jìn)一步，基站的個(gè)數(shù)為2N，陣列波導(dǎo)光柵(3)的通道間隔則為其自由光譜范圍的 1/N。
[0017]更進(jìn)一步，每一級(jí)的陣列波導(dǎo)光柵的通道間隔與上一級(jí)中陣列波導(dǎo)光柵的自由光譜范圍相同，即有FSRi/Ni=FSR1-l (K彡i > I)。
[0018]3、本發(fā)明的有益效果。
[0019]本發(fā)明能提供了一種可靠的、同時(shí)具有高成本效益和低功耗的移動(dòng)回程網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)提供了光纖和無線混合型的保護(hù)措施，其中，主干光纖的保護(hù)由所有連接的基站共享，而基于無線的技術(shù)則用于連接基站的分布式光纖的保護(hù)。利用上述提出的方案，在只進(jìn)行主干光纖保護(hù)的情況下能夠動(dòng)態(tài)地增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，連接可靠性能夠優(yōu)于99.9%，通過主干光纖保護(hù)，單一故障下受影響的基站數(shù)目可以輕易地減少至100以下。
【附圖說明】
[0020]圖1為【背景技術(shù)】中的基于光纖和微波混合式的無線回程網(wǎng)絡(luò)圖例。
[0021]圖2本發(fā)明所提出的光纖/微波混合回程網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖。
[0022]圖3本發(fā)明分路節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4本發(fā)明應(yīng)用本保護(hù)方案的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正常工作路徑的示意圖。
[0024]圖5本發(fā)明主干光纖保護(hù)示意圖。
[0025]圖6本發(fā)明分布光纖保護(hù)示意圖。
[0026]圖7本發(fā)明帶有分布光纖保護(hù)情況下的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖8本發(fā)明不帶有分布光纖保護(hù)情況下的光網(wǎng)絡(luò)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中1-核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，2-交換機(jī)，3-陣列波導(dǎo)光柵，4-波帶濾波器，5-中繼信號(hào)放大器，6-工作主干光纖，7-保護(hù)主干光纖，8-無線連接，9-核心網(wǎng)，10-基站，11-光鏈路終端，12 -備用光鏈路終端，13-光網(wǎng)絡(luò)單兀,14-分布光纖,15-光收發(fā)機(jī),16-微波收發(fā)機(jī)，A-短波長(zhǎng)信號(hào)通路，B-長(zhǎng)波長(zhǎng)信號(hào)通路，C-備用長(zhǎng)波路徑，D-備用短波路徑，E-光纖斷路。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在下面以實(shí)施例的方式作詳細(xì)說明，但是對(duì)實(shí)施例的描述均不是對(duì)本發(fā)明方案的限制，任何依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案范疇。
[0030]實(shí)施例1
如圖2所示，移動(dòng)回程光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，采用了波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(WDM Ρ0Ν)來實(shí)現(xiàn)基站與核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(MC node) I間的連接，由光鏈路終端(OLT) 11，備用光鏈路終端(backup 0LT) 12以及二層或三層交換機(jī)2構(gòu)成，它們負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)與核心網(wǎng)絡(luò)9的通信。
[0031]在該回程網(wǎng)絡(luò)中，工作主干光纖6和保護(hù)主干光纖7被布設(shè)于第一級(jí)分路點(diǎn)與核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)I之間。第一級(jí)分路點(diǎn)內(nèi)置波帶濾波器4，中繼信號(hào)放大設(shè)備5可選擇性鋪設(shè)，由光鏈路終端與光網(wǎng)絡(luò)單元間連接的光功率需求決定。陣列波導(dǎo)光柵3等器件則用于其他分