无源光网络中提供升级业务的远程节点配置及具有该远程节点配置的无源光网络

摘要

本发明公开了一种在无源光网络中提供增强型业务的远程节点(RN)配置以及具有该配置的无源光网络(PON)。在根据本发明的在无源光网络中提供新业务的RN配置中，可以通过仅在需要时从远程站点即时供电来远程配置RN，而在平时RN作为PON工作。更具体地，根据本发明的在无源光网络中提供新业务的RN配置包括：电能生成模块，能够通过从远程站点接收即时提供的电能提供激活RN所需的能量。此外，根据本发明的RN还包括：控制代理模块和可重新配置切换模块中的一个或两个，控制代理模块能够通过使用电能生成模块生成的电能来控制和管理RN的光路，可重新配置切换模块能够通过从电能生成模块提供的电能和从控制代理模块提供的控制来配置和切换RN的光路。

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够将网络环境配置为在无源光网络(passiveoptical network)中提供升级业务的远程节点配置以及一种具有该远程节点配置的无源光网络。更具体地，本发明涉及一种适于有效演进和升级以在各种业务同时存在的网络中或者在传统业务和下一代业务一起被提供的网络中提供升级业务的远程节点配置以及一种具有该远程节点配置的无源光网络，上述各种业务诸如：使用时分复用无源光网络(TDM-PON)的业务、使用波分复用无源光网络(WDM-PON)的业务、以及视频覆盖业务(video overlay service)。

背景技术

使用铜线作为传输介质的现有的接入网络，由于其损耗和介质本身的带宽限制取决于传输距离，因此不适于将来的高速接入网络。应理解，光纤到户(FTTH，Fiber-To-The-Home)方法被认为是实现当前正在开发的高速通信网络的明确的解决方案，在该方法中，光纤作为传输介质被安装到订户并且信息通过光纤被提供和获取。在FTTH方法中，由于仅由中心局(CO，Central Office)和订户之间的无源元件组成的无源光网络(PON)具有很高的系统稳定性和光纤的最低使用，因此其被认为是最合适的方法并且在实现FTTH时被广泛使用。

主要根据共享光纤的方法，PON技术大体上被分为TDM-PON和WDM-PON，TDM-PON指的是通过使用时分多址(TDMA)来共享一根光纤的PON。根据FTTH的必要性，已经开始了TDM-PON的商业化。作为TDM-PON的具体实例，已经存在异步传输模式(ATM)-PON或者宽带-PON(在下文中被称为“B-PON”)，而具有1Gb/s传输速率的以太网-PON(在下文中被称为“E-PON”)早在2000年就已经被商业化了(参见K.Ohara等人的“Traffic analysisof Ethernet-PON in FTTH trial service”，光纤通信技术分类，Anaheim，CA，pp.607-608，2003年三月)。此后，传输具有2.5Gb/s传输速率的信号的千兆比特-PON被开发出来，并且目前达到了商业化的阶段。

然而，根据PON的类型，上行和下行的传输速率在TDM-PON中被固定为不变的标准速率，并且因为多个订户共同使用TDM-PON，所以提供给每个订户的带宽会随着订户数目的增加(即，当增加分流比时)而减少。例如，作为在具有32分流比的TDM-PON中为每个订户提供的平均带宽，在上行和下行的传输速率约为1.25Gb/s的E-PON的情况下，上行和下行的传输速率分别约为30Mb/s，而在上行和下行的传输速率分别约为1.25Gb/s和2.5Gb/s的G-PON的情况下，上行和下行的传输速率分别约为36Mb/s和72Mb/s。此外，尽管随着由因特网的使用和图像和视频业务的普遍化的增加导致对宽带业务的需要急剧地增加，而需要更高速率的TDM-PON，但是为了实现更高速度的TDM-PON，仍存在很多待解决的技术问题。因此，诸如FSAN(Full Service AccessNetwork，全业务接入网)或者IEEE的标准组织积极地讨论能够以较低成本提供更高速度的宽带业务的下一代PON。

同时，WDM-PON指的是通过使用波分多址(WDMA)来共享一根光纤的PON。这种WDM-PON具有高度的灵活性和高度的网络扩展性，由于这种PON可以为每个波长分配一个信号，所以其能够提供(accommodate)各种业务。因而，期望作为传统PON的TDM-PON能够通过以没有波长波段重叠的方式将特定的波长波段(wavelength band)分配给特定的业务而演进为保持TDM-PON波长波段的WDM-PON，并且期望最终被具有更好性能的WDM-PON取代。

为了以低成本建立有效的基础结构，下一代PON的结构和操作被开发为一种提供现有的传统-PON业务的方法。作为涉及该现有技术的参考资料，可参见于2006年10月31日提交的题为“用于合并和分离波长波段的具有三个输入和输出端口的装置(Apparatus for combining and  splitting  wavelength bands  havingthree input and output ports)”的第10-2006-0106159号韩国专利申请、于2006年11月7日提交的题为“基于下一代无源光网络将传统无源光网络升级为时分复用无源光网络的方法和网络体系结构(Method and Network Architecture for Upgrading Legacy PassiveOptical Network to Time Division Multiplexing Passive OpticalNetwork Based Next-Generation Passive Optical Network)”的第10-2006-0109293号韩国专利申请、以及于2006年11月7日提交的题为“基于下一代无源光网络将传统无源光网络升级为波分复用无源光网络的方法和网络体系结构(Method and Network Architecturefor Upgrading Legacy Passive Optical Network to Wavelength DivisionMultiplexing Passive Optical Network Based Next-Generation PassiveOptical Network)”的第10-2006-0109544号韩国专利申请等。此外，对于涉及诸如以上描述的现有技术的研究论文，可参见Ki-ManChoi等人的“Evolution Method of legacy TDM-PON to NGA-PON，”Photonics Conference 2006，以及Ki-Man Choi等人的“An EfficientEvolution Method for Legacy TDM-PON to Next-Generation PON，”IEEE Photonics Technology Letters，vol.19，no.9，pp.647-649，2007，等等。

在以上描述的现有技术中，公开了现有的PON基础结构(或者传统PON基础结构)中涉及演进方法的一些实施例，并且其中一并提出了用于重新配置现有业务和新业务被一起提供的网络的各种方法和用于通过取代无源元件和重新配置连接等为现有订户(或者传统订户)提供新业务的各种方法等等。即，为了重新配置提供升级业务所需的光路，可以使用一种方法，其中包含波长波段分离滤波器和MUX/DEMUX等的元件被重新安装在CO以及RN(当传统PON被部署时安装)或者为新业务重新进行光路的重新连接。

在通过以上提出的方法进行演进和升级的过程中，仅一个装置并不能满足于以上过程的所有要求。此外，一旦传统订户或因特网业务提供商(ISP)的请求出现，就会相继地发生这些要求。此外，演进和升级的这种过程不能只通过一种方法来满足所有的情况，并且根据环境可利用各种方法的手段。最后，所有或部分业务将被具有更好性能的下一代业务替代，因而需要用于此目的的任何有效方法。

接入网络必须适应于所有目前和将来的要求，并能被有效地构建。由于现有的PON只由CO和订户之间的无源元件组成，所以其可以降低部署成本和操作/维护成本，同时具有高度的系统稳定性和光纤的最低使用。然而，这种现有的PON系统只由无源元件组成，因而以任何方法都不可能来动态地重新配置网络环境。为了演进和升级，在这种接入网络中需要通过在地点上进行现场安装或者替换，来实现光路的重新配置。然而，由于RN主要位于外部并且在演进和/或升级的每次请求之后需要现场安装或者替换，因此在考虑到成本以及其管理和操作时，这并不是优选的。

即，在当前的PON概念或者配置中，对于将接入环境改变(例如演进和升级等)到将来的下一代网络，在构建和管理接入网络方面存在各种弊端。因此，需要一种新方法，其能够有效地提供增强型业务并且适用于接入环境，同时保持现有PON本身的优点。

发明内容

技术问题

本发明的目的是解决现有技术的问题，并且提供一种RN配置以及一种具有该RN配置的PON，在该RN配置中，RN通过远程站点处的远程控制而被远程配置以提供增强型业务，并且只有当需要时RN才被从外部提供的电源激活。

更具体地，本发明提供一种RN配置以及一种具有该RN配置的PON，其中，该RN配置能够配置一种网络环境，用于通过仅当需要时被即时供电而在平时作为PON工作以提供增强型业务。本文中，配置网络环境的典型实例是配置光路。

配置光路的具体实例包括用于提供增强型业务的新连接，例如使用不同波长波段分配来配置各种业务(具体地，通过使用TDM-PON提供的业务、通过使用WDM-PON提供的业务以及视频覆盖业务)、配置MUX/DEMUX、以及配置光纤连接等。

进一步地，本发明提供一种能够配置和管理网络的RN配置，在该网络中，以远程方式即时地而不是连续地提供控制和电能，以及本发明能够提供一种通过远程控制而适应于接入环境的迅速变化、同时保持PON的诸如稳定性和可靠性的优点的网络配置和管理。

技术方案

配置和管理具有上述特征(即，能够通过远程控制配置网络同时保持PON的诸如稳定性和可靠性的优点)的RN的可取的方法可以通过使用具有闭锁(latching)特性的元件来实现。特别是，能够通过即时供电并使用具有闭锁特性的开关(在下文中称为“闭锁开关”)来配置RN的光路，并在之后除了在配置RN的光路的时刻以外，将RN处的元件保持在无源状态下。

此外，配置和管理具有上述特征(即，能够通过远程控制配置网络同时保持PON的诸如稳定性和可靠性的优点)的RN的另一种可取的方法可以通过如下方案实现，通过CO或者远程站点处的光纤的光供电并将光功率转换为电功率，然后在配置和管理RN中使用转换的电能。

根据本发明的RN配置包括：电能生成模块，用于接收从外部即时提供的能量，并提供RN工作所需要的能量；控制代理模块，用于通过使用从电能生成模块生成的电能来选择RN的特定光路并控制特定的光路；可重新配置切换模块，用于利用从电能生成模块提供的电能和控制代理模块的控制来配置RN的光路。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于在无源光网络(PON)中提供新业务的远程节点(RN)配置，其中，RN在平时作为PON工作，且RN能够仅在需要时通过从远程站点即时供电来配置提供增强型业务的网络环境。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种用于在无源光网络(PON)中提供新业务的远程节点(RN)配置，其中，RN包括：电能生成模块，其能够通过从远程站点接收即时提供的能量而提供RN工作所需的能量。

根据本发明的第三方面，本发明提供了一种用于在无源光网络(PON)中提供新业务的远程节点(RN)配置，其中，RN包括：光分路器(分路器1)，具有多个第一输出端口，用于将一个特定业务传输到多根第一组分布光纤；第二波长波段合路器/分路器(WBCS)，设置在光分路器(分路器1)的前端，用于为光分路器(分路器1)提供一个特定业务；MUX/DEMUX，连接至第二WBCS，具有多个第二输出端口，用于将新业务传输到能够提供新业务的多根第一组分布光纤；以及多个第一开关，设置在多个第一输出端口与多根第一组分布光纤之间，并连接至多个第二输出端口，用于将切换的业务配置成连接至多根第一组分布光纤。

根据本发明的第四方面，本发明提供了一种用于在无源光网络(PON)中提供新业务的远程节点(RN)配置，其中，RN包括：可重新配置切换模块，具有波段模块(band block)，用于将一个业务的特定波段切换到另一业务的特定波段，以及

其中，波段模块包括：波长波段合路器/分路器(#1)，由第一边缘滤波器、连接到第一边缘滤波器的第二边缘滤波器、以及连接到第一边缘滤波器的一个CWDM滤波器来实现，用于提供传统业务；业务选择器/分路器，包括连接到上述一个CWDM滤波器的切换模块(BB)；以及连接到切换模块(BB)的第一波段选择和合成滤波器(#2)，用于从传统业务中选择并分离特定波段(λ3)；以及第二波段选择和合成滤波器(#3)，分别连接至第一波段选择和合成滤波器(#2)、上述一个CWDM滤波器以及第二边缘滤波器，用于将第一波段选择和合成滤波器(#2)分离的特定波段(λ3)连接至第二边缘滤波器。

根据本发明的第五方面，本发明提供了一种用于在无源光网络(PON)中提供新业务的远程节点(RN)配置，其中，RN包括：可重新配置切换模块，具有波段模块，用于将一个业务的特定波段切换到另一业务的特定波段，其中，波段模块是由波长波段合路器/分路器(#1)来实现的，以及其中，波长波段合路器/分路器(#1)包括：用于提供传统业务的第一CWDM滤波器和连接到第一CWDM滤波器的第二CWDM；业务选择器/分路器，包括连接到第一CWDM滤波器的第一开关；以及第一波段选择和合成滤波器(#2)，连接到第一开关，用于从传统业务选择和分离特定的波段(λ2)；第二波段选择和合成滤波器(#3)，连接到第一开关，用于从特定波段(λ2)选择和分离某一波段(λ3)；以及第二开关，分别连接到第一波段选择和合成滤波器(#2)、第二波段选择和合成滤波器(#3)以及第二CWDM滤波器，用于选择性地将由第一波段选择和合成滤波器(#2)分离的特定波段(λ2)或者由第二波段选择和合成滤波器(#3)分离的某一波段(λ3)连接到第二CWDM滤波器。

根据本发明的第六方面，本发明提供了一种用于在无源光网络(PON)中提供新业务的远程节点(RN)配置，其中，RN包括：光分路器(分路器1)，具有多个第一输出端口，用于将现有的第一业务传输到多根第一组分布光纤；MUX/DEMUX，具有多个第二输出端口和多个第三预留端口，多个第二输出端口用于将不与现有的第一业务重叠的现有的第二业务输出到多根第二组分布光纤，多个第三预留端口用于将从现有的第一业务或者现有的第二业务中的一个分离的特定波段输出到多根第一组分布光纤；以及多个开关，被置于多个第一输出端口与多根第一组分布光纤之间并且被连接到多个第三预留端口，用于切换特定的波段以连接到多根第一组分布光纤，并且其中，现有的第一业务和特定的波段通过多个开关被选择性地提供给多根第一组分布光纤。

根据本发明的第七方面，本发明提供了一种用于在无源光网络(PON)中提供新业务的远程节点(RN)配置，其中，当正在工作的光路上发生故障时，RN能够通过从远程站点即时供电而将故障发生处的光路重新配置到预留光路。

根据本发明的第八方面，本发明提供了一种用于在无源光网络(PON)中提供新业务的远程节点(RN)配置，其中，RN包括：第三波长波段合路器/分路器，用于分离从远程站点通过光纤提供的通信信号波段和光触发信号，其不在通信信号波段中使用，而被选择性地提供；电能生成模块，连接到第三波长波段合成器/分路器，用于从通过第三波长波段合路器/分路器提取的光触发信号生成第一电能；开关，分别连接至第三波长波段合路器/分路器和电能生成模块，用于通过向其提供电能生成模块生成的第一电能来实现从直通状态(bar state)切换到交叉状态(cross state)，或者反之亦然；控制代理模块，连接到开关，用于在开关处于交叉状态时通过使用经由第三波长波段合路器/分路器传输的通信的某一信号波段，来控制RN的光路的重新配置以及RN与远程站点之间的通信；第四波长波段合路器/分路器，设置在开关和控制代理模块之间，用于在开关处于交叉状态时分离经由第三波长波段合路器/分路器传输的通信信号波段中的某一信号波段，并将分离的某一信号波段连接到控制代理模块，并用于将通信信号波段中的除分离的某一信号波段外的信号连接到电能生成模块，以生成激活RN所需的第二电能；以及可重新配置切换模块，连接至开关，用于在开关处于直通状态时通过使用从电能生成模块提供的第二电能和从控制代理模块提供的控制信号来重新配置RN的光路。

根据本发明的第九方面，本发明提供了一种无源光网络(PON)，包括：中心局(CO)；经由光纤连接到CO的远程节点(RN)；以及通过分布光纤连接到RN的多个ONT。其中，RN包括：第三波长波段合路器/分路器，用于传输从CO或者多个ONT提供的通信信号波段和用于生成电能的光供电信号，其不在通信信号波段中使用，而被选择性地提供；第四波长波段合路器/分路器，连接到第三波长波段合路器/分路器，用于分离通信信号波段和用于生成电能的光供电信号；电能生成模块，连接到第四波长波段合路器/分路器，用于从通过第三波长波段合路器/分路器提取的用于生成电能的光供电信号生成激活RN所需的电能；控制代理模块，连接到第四波长波段合路器/分路器，用于通过使用由电能生成模块生成的电能来控制RN的光路的重新配置以及RN与CO之间或者多个ONT之间的通信；以及可重新配置切换模块，连接至第三波长波段合路器/分路器，用于通过使用从电能生成模块提供的电能和从控制代理模块提供的控制信号来重新配置RN的光路。

根据本发明的第十方面，本发明提供了一种有源光网络(AON)，包括：中心局(CO)；经由光纤连接到CO的远程节点(RN)；以及通过分布光纤连接到RN的多个ONT。其中，RN包括：第三波长波段合路器/分路器，用于传输从CO或者多个ONT提供的通信信号波段和用于生成电能的光供电信号，其不在通信信号波段中使用，而被选择性地提供；第四波长波段合路器/分路器，连接到第三波长波段合路器/分路器，用于分离通信信号波段和用于生成电能的光供电信号；电能生成模块，连接到第三波长波段合路器/分路器，用于从通过第三波长波段合路器/分路器提取的用于生成电能的光供电信号生成激活RN所需的电能；控制代理模块，连接到第四波长波段合路器/分路器，用于通过使用由电能生成模块生成的电能来控制RN的光路的重新配置以及RN与CO之间或者多个ONT之间的通信；以及可重新配置切换模块，连接至第三波长波段合路器/分路器，用于通过使用从电能生成模块提供的电能和从控制代理模块提供的控制信号来重新配置RN的光路。

参照附图，本发明的另外的特征和优点将更易于理解，附图中相同或相似的参考数字表示相同的组件，。

有益效果

根据本发明的一种新的远程节点配置具有以下优点：

1、由于通过即时供电的RN的操作方法可以提供诸如高可靠性和稳定性的PON的所有优点，并且同时可以具有配置有源网络的所有操作优点，因此当传统PON被演进和/或被升级时，可以建立能够被有效和远程操作的接入网络。

2、通过利用无需现场工作的RN的远程控制和远程重新配置切换或者管理特定业务中的所有业务或者一些业务，可以提供更好的业务并且可以增加订户的数量。

附图说明

图1示出了TDM业务、视频覆盖业务和下一代业务等同时存在的PON的典型的配置。

图2示出了根据本发明的RN配置的实施例。

图3示出了根据本发明的涉及用于提供新业务的切换光路的配置的实施例。

图4示出了用于合并和分离波长波段的装置的基本配置，具有三个端口，用于实施在图2的本发明的RN配置的实施例中示出的波长波段选择设备。

图5示出了用于合并和分离波长波段的装置的配置的实施例，具有三个端口，用于实施在图2中示出的本发明的RN配置的实施例。

图6示出了波长波段切换的第一实施例，用于在图2中所示的本发明的RN上提供新业务。

图7示出了波长波段切换的第二实施例，用于在图2中所示的本发明的RN上提供新业务。

图8示出了涉及根据图2中所示的本发明的RN上的波段切换的MUX/DEMUX的切换配置的实施例。

图9示出了用于将连接路径切换到分布光纤以在图2中所示的本发明的RN上提供新业务的配置的实施例。

图10示出了在根据本发明的RN配置和操作中，当在当前正在工作的工作光纤的特定的光路上发生故障时重新配置到预留的保护光纤的连接的方法的实施例。

图11示出了本发明的RN上的电能生成模块的配置的实施例。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更加详细地描述根据本发明的优选实施例的结构和功能。

图1示出了TDM业务、视频覆盖业务和下一代业务等同时存在的PON的典型配置。

参照图1，在将来的接入网络中将进行演进和升级，而且由传统PON(例如TDM-PON)和下一代接入PON(下文中称为“NGA-PON”)(例如WDM-PON)分别提供各种不同类型的业务，例如传统PON业务、将来的WDM-PON业务和视频覆盖业务等。这种网络配置包括：CO，具有用于提供各种类型的业务的多个OLT；第一波长波段合路器/分路器(WBCS)，位于CO中并且连接至多个OLT，用于分离或合并不同的业务；RN，包括由分路器1和/或AWG1实现的多个MUX/DEMUX、以及分别连接到多个MUX/DEMUX的第二WBCS，用于分离或合并不同的业务；多个ONT，连接到多个MUX/DEMUX；馈线光纤(feeder fiber)，连接在RN和CO之间；以及分布光纤，连接在RN和多个OLT之间。

图1中所示的第一WBCS和第二WBCS可以经由一根馈线光纤分别提供三种业务(在下文中被称为“多种业务”)，这三种业务包括传统TDM-PON业务(传统OLT)、WDM-PON业务(NGA-OLT)和视频覆盖信号。在这种情况下，用于合并和分离多个业务的第一WBCS和第二WBCS分别具有多个波段传输特性，并且可以由具有三个或四个端口的滤波器、或者具有对应于多个业务的数量的端口的滤波器来实现。具有三个或四个端口的滤波器可以用多种方法来实现。更具体地例如，具有三个或四个端口的滤波器可以通过基于薄膜滤波器技术集成为具有一个或多个多波段传输特性的单个元件并且基于微光学技术对其进行装配来实现，或者通过组合若干个波段选择滤波器来实现。上述波段选择滤波器指的是在任意波段上具有选择性的任何波长波段滤波器，例如选择特定波段的带通滤波器、以及通过或者阻断特定波长以上的波段的边缘滤波器等。

在TDM-PON业务和WDM-PON业务等同时存在的将来的接入网络中，在以下的情况下需要各种演进和升级方法，1)保持传统TDM-PON业务的同时提供传统的或者新的WDM-PON业务，2)将分配在特定波段的一些业务切换到分配在另一波段的业务并重新使用所切换的业务，3)在各种业务同时存在的同时，增加新的业务，或者4)在保持传统TDM-PON业务和WDM-PON业务等的同时提供新的视频覆盖业务等。即，业务的无缝隙升级需要系统中元件的重新配置和切换，以满足订户或者因特网业务提供商(ISP)对NGA-PON的配置或操作的要求。换言之，为了增强业务性能并提高订户数量，需要包括重新配置传统PON或重新使用其带宽等的各种方案。

配置满足上述要求的NGA-PON的一个实例是通过将不同的波长波段分别分配给TDM-PON业务和WDM-PON业务，在一个接入网络中作为一个整体地提供两个或多个业务，并且在特定的升级时刻执行增加或者切换新业务的操作。

此外，一旦出现订户或者ISP的请求，就可以在将来的接入网络中执行各种演进和升级方法。为TDM-PON业务订户附加地提供WDM-PON业务的方法、将用于特定的业务的所有波段或者一些波段切换到用于不同的业务的一个波段的方法、以及为新订户或传统订户附加地提供切换的新业务等均可以举例作为这些演进和升级方法的一个实例。

更具体地，上述增加或者切换业务的一个实例是根据订户请求将被传输并被TDM-PON业务覆盖的视频覆盖信号波段切换到新的不同业务，并使用所切换的新业务。增添或切换业务的另一实例是将用作TDM-PON业务的上行信号的1300nm波长波段以下中的一些波段切换到用于新的不同业务的波段，并重新使用所切换的波长。即，通过使用在一个业务中所使用的特定带宽的全部或一些带宽，在特定的不同业务中可以出现用于提供更好业务的各种需求。

然而，如上所述，在现有技术的PON配置中，中心局(CO)和订户之间的所有组件基本上由无源元件组成。因此，当与诸如重新配置网络环境和重新使用带宽等的各种方法有关的各种需求出现时，由于在远程节点(RN)位于的地点进行的现场重新配置需要替换或者增加一些或全部组件，以实现这些需求，因此接入网络的演进和升级受到限制。

图2示出了根据本发明的RN配置的实施例。

用于解决现有技术的PON配置中的接入网络的演进和升级受到限制的问题的RN配置的特点在于：实现了包含诸如光路的重新配置和带宽的重新使用等的动态功能的可重新配置的RN，以及只在需要时才利用从外部即时提供的电源驱动RN。能够提供增强型业务的RN只在需要时才接收来自外部的即时提供的能量，而在平时作为PON工作，从而能够通过远程控制来配置并操作可以适应于接入环境的快速变化的接入网络，同时保持传统PON的诸如稳定性和可靠性的优点。

更具体地，我们期望的是，具有能够通过即时远程供电来切换RN的光路以重新配置RN的光路的可重新配置切换模块，例如，提供增强型业务所需要的切换波段、切换MUX/DEMUX、切换光纤连接等。

此外，我们期望的是，具有能够在接收从外部即时提供的能量之后，提供RN工作所需要的能量的电能生成模块。

进一步地，我们期望的是，具有能够配置RN的控制代理模块，该控制代理模块能够通过使用电能生成模块生成的能量来控制RN的光路，并且提供包含与外部的通信的增强型业务等。

参照图2，本发明的RN配置包括：电能生成模块、控制代理模块以及可重新配置切换模块。本发明的这种RN配置在平时作为PON工作，并且可以只在需要时通过接收从电能生成模块即时提供的电能，来进行操作以提供增强型业务。

再次参照图2，在根据本发明的RN配置中实现了无需持续能量而进行操作的RN。如图1中所述，位于馈线光纤和分布光纤之间的RN包括：用于分离特定业务的波长波段合路器/分路器、对应于特定业务的WBCS、对应于每个业务的MUX/DEMUX以及用于将连接切换到订户的分布光纤，并且还包括可重新配置切换模块，通过包含能够控制上述RN的光路的元件来实现。在这种可重新配置切换模块中，只有当从外部提供能量时才可以选择性地切换特定的光路，并且无需能量就可以保持切换的路径的状态。即，只通过即时供电就可以切换和控制光路。作为通过从外部即时供电进行光路的切换的方法，可以通过使用经由光纤提供的光能量生成能量，并将所生成的能量提供给可重新配置切换模块和控制代理模块，以执行诸如将信号和波段切换到特定波段或特定端口等的功能。此外，上述方法可以通过与远程站点的通信来配置和操作，以执行诸如控制、信息交换、通信等的功能。

在图2中所示的本发明的实施例中，经由用于通信的馈线光纤将光能量提供给电能生成模块。更具体地，从诸如CO的远程站点经由馈线光纤传输具有不在用于通信的信号波段中使用的波长波段的光供电信号(在下文中称为“用于生成电能的光供电信号”)。所传输的用于生成电能的光供电信号通过RN处的第三WBCS(λ3)被提取，并且所提取的用于生成电能的光供电信号被提供给电能生成模块并且被转换为电能。在图2的情况中，尽管描述了通过使用具有不用于通信信号波段的下行波段的光供电信号，将光能量从CO提供给RN处的电能生成模块，但是本领域的任何技术人员可以完全理解，可以通过经由使用用于通信信号波段的波长波段的光纤从诸如订户端的远程站点或其他的远程站点为RN处的电能生成模块提供光供电信号而生成电能。

此外，图2中所示的本发明的控制代理模块是能够执行涉及RN操作的各种功能中的一些或者全部的设备。控制代理模块的这些功能包括：控制RN的功能；RN与外部通信的功能；以及收集各种信息、记录这些各种信息并根据需要报告这些各种信息的功能，上述的各种信息包括：RN的状态信息、或与网络操作有关的其他信息、以及有关外界环境而不是网络操作的信息等。更具体地，控制代理模块可以控制各种网络路径的切换，包括重新配置路径、切换和重新使用波段、或者将特定的信号连接到光纤的特定的输出等。此外，控制代理模块通过检查或者记录上述控制的结果并经过与外部的通信报告和接收各种信息，而可以有效地执行网络管理。上述与外部的通信可以是经由第四WBCS(λ4)与CO或者远程站点的通信。

同时，图2中所示的本发明的可重新配置切换模块是一种能够切换光路以重新配置RN的波段、路径和端口等、切换预留的波段或切换业务、以及切换端口等的装置。可重新配置切换模块可以具有根据各种工作方案或者根据任意远程控制以预定的方式重新配置光路的功能。此外，可重新配置切换模块至少可以包括波段模块、MUX/DEMUX模块和端口模块中的一些或者全部。

此外，图2中所示的本发明的实施例还可以具有用于分离和切换不同业务的多个WBCS，并且可以有效地激活本发明的RN。

虽然所描述的根据图2中所示的本发明的实施例的RN配置包括示意性的电能生成模块、控制代理模块和可重新配置切换模块，但是RN配置可以被配置为只包括电能生成模块、控制代理模块和可重新配置切换模块中的一些。例如，在只需要一个波段切换的RN的情况下，通过从远程站点提供切换路径所需要的必要的能量，可以根据预定的控制切换RN的路径，而无需单独的控制代理模块或控制信号。又例如，在监控RN的配置信息(或切换信息)或网络的状态信息的情况下，只通过与RN的通信，就可以收集RN的切换信息和网络的状态信息，甚至无需可重新配置切换模块的任何操作。

描述的图2中所示的本发明的实施例包括示例性的电能生成模块、控制代理模块和可重新配置切换模块，并且，如上所述，电能生成模块、控制代理模块和可重新配置切换模块中的一些或者全部可以被配置为具有路径切换功能。即，作为可重新配置切换模块的组件、用于控制RN的光路的波段模块、MUX/DEMUX模块和端口模块的特点在于，他们可以提供可切换的和不可切换的光路。例如，在订户需要切换到特定业务的情况下，可以通过配置由无源元件组成的可重新配置切换模块，同时以将光路选择性地切换到MUX/DEMUX的输出端口和分布光纤的方式配置端口模块，来将RN配置为满足以上要求，其中，无源元件不具有可切换的光路，例如包含对应于特定业务的MUX/DEMUX的MUX/DEMUX模块，以及包含能够提供传统业务和特定业务的WBCS的波段模块。又例如，在将用于特定业务的波段切换到另一业务并且将所切换的业务提供给新订户的情况下，可以通过将具有可切换路径的波段模块配置为可重新配置切换模块以及通过以对应波段被切换到MUX/DEMUX模块和输出光纤的方式配置MUX/DEMUX模块和端口模块来满足以上要求。在这种情况下，端口模块和MUX/DEMUX模块根据仅为MUX/DEMUX模块与分布光纤的输入和输出端口之间的连接而进行的新的波段的切换来提供切换的业务(参见以下将描述的图3至图9)。

图3示出了涉及用于为传统TDM业务订户提供下一代接入(NGA)业务(WDM)的切换光路的配置的实施例。

参照图3，根据本发明的实施例的新RN示出了切换光路的配置，用于将特定业务(传统TDM业务)中的一些或者全部的光路切换到另一业务。为此，特定业务中的一些或者全部被切换，以便连接到所预留的MUX/DEMUX的输出端口(以AWG作为具体的实例)和特定的分布光纤。图3中所示的根据本发明的实施例的新RN可以在平时作为PON工作，保持RN处于无源状态，并通过在有来自外部的请求之后从远程站点提供电能并通过配置RN的光路，而将特定的业务切换到一种不同的业务。

更具体地，根据图3中所示的本发明的实施例，示出了一种具体的方法，用于在TDM-PON业务和WTDM-PON业务同时存在的网络中，实现TDM-PON业务到WDM-PON业务的演进和升级，或者TDM-PON业务到预留的WDM-PON业务的演进和升级。

根据图3中所示的本发明的实施例，通过多个第一1x2开关可以分别切换和重新配置每个订户的路径，多个第一1x2开关具有在提供WDM-PON业务的AWG的输出端口与提供传统TDM业务的分布光纤之间的连接。此外，可以通过使用第二WBCS使任意波段中的一些被提供给第一1x2开关来实现TDM-PON业务中的一些业务切换到WDM-PON业务。

在通过使用多个第一1x2开关来选择性地连接至多根特定的分布光纤的方法中，用于有效管理电能的方法可以顺次控制多个第一开关，因而顺次连接所需的路径。换言之，当为RN的操作提供的电能不充足时，即，在根据预建立的控制信息难以同时控制多个第一1x2开关的情况下，可以顺次控制多个第一1x2开关。多个第一1x2开关可以被实现为根据图3中所示的控制代理模块的预建立的控制信息而顺次可控。

图4和图5示出了对于用于配置和操作本发明的RN的方法的具体实施例的WBCS的基本工作原理。图4和5中所示的WBCS的具体实施例还可以用作实现图2中所示的可重新配置切换模块的波段切换的方法的实施例，并且描述了基于WBCS实现的波段模块的可能的配置及其应用范围。更具体地，图4和5中所示的WBCS可以用作图2中所示的波段模块的实施例，其中波段模块被配置为将用于特定业务的特定波段中的一些或者全部切换到不同的业务并重新使用所切换的业务。在下文中，将描述关于切换至特定的业务并且重新使用该特定业务所需要的具有WBCS的波段模块的配置及其功能的具体的实施例。

图4示出了图1至图3中的本发明的RN配置的实施例中所示的具有三个端口的WBCS的基本配置。

更具体地，图4示出了具有三个端口的WBCS的基本配置，其利用了多层薄膜元件的传输特性和反射特性。在这种具有三个端口的WBCS中，选择来自从端口(A)输入的信号的特定波段(λ1)并且将其输出至端口(B)(路径①)，以及具有特定波段(λ1)的互补波段(complementary band)的信号从端口(A)输出到端口(C)(路径②)。特定波段(λ1)可以通过具有带通特性的带通滤波器或者具有带阻特性的带阻滤波器来实现，或者可以由通过或阻断特定波长以上的波带的边缘滤波器来实现。此外，特定波段(λ1)可以指的是多重传输波段特性的全部，如果使用一个具有多重传输波段特性的多层薄膜元件，则可以通过上述带滤波器的组合来实现上述多重传输波段特性。上述具有三个端口的WBCS的端口(A)和端口(B)之间(路径①)的传输特性及其端口(A)和端口(C)之间(路径②)的传输特性是以互补方式配置的，并且即使在信号在路径①和路径②中分别以相反的方向传输的情况下，路径①和路径②仍具有相同的传输特性。对应于标志(A)、(B)和(C)的相应端口可以表示为公共端口(C端口)、通过端口(P端口)和反射端口(R端口)，以及在这种情况下，通过C端口和P端口之间的传输特性来确定特定波段(λ1)。这种具有三个端口的WBCS可以从其他信号分离具有不同波段的信号或者将具有不同波段的信号合并到其他信号。

通过将具有三个端口的另一WBCS连接到图4中具有三个端口的WBCS的任意特定的端口，可以配置具有四个端口的WBCS，并且可以根据所需波段的合并或分离的业务数量来增加端口的数量。以上具有三个端口的WBCS的特定波段可以被认为是对应于特定的业务，因而上述具有三个端口的WBCS显然可以执行分离和合并特定业务的功能。

图5示出了具有三个端口的WBCS的配置的实施例，其用于实现图2中所示的本发明的RN配置的实施例。

参照图5，示出了通过合并分别具有不同的独立的波段特性(λ1和λ2)的第一WBCS和第二WBCS来实现所需要的波段特性的实施例，并且示出了用于合并不同的独立的波段特性(λ1和λ2)的第三WBCS。即，图5的实施例通过整体上同时具有两个波段特性(λ1和λ2)并具有三个端口的WBCS来实现，包括具有第一波段特性(λ1)的第一WBCS、具有第二波段特性(λ2)的第二WBCS、以及用于合并第一波段特性(λ1)和第二波段特性(λ2)的第三WBCS。更具体地，具有三个端口的WBCS可以通过如此进行配置：选择第一特定波段(λ1)的第一WBCS、选择第二特定波段(λ2)的第二WBCS以及将第一特定波段(λ1)和第二特定波段(λ2)合并到一个输出的第三WBCS，其中，该WBCS用于将第一特定波段(λ1)和第二特定波段(λ2)指定到一个业务路径(路径①或者路径②)并将其互补波段指定到其他的业务路径(路径③)。第一特定波段(λ1)和第二特定波段(λ2)彼此不重叠。第三WBCS(λ3)可以通过与第一WBCS(λ1)或者第二WBCS(λ2)相同的配置来实现。具体地，通过用于以第一特定波段(λ1)被选择为提供进入路径①而第二特定波段(λ2)被选择为提供进入路径②的方式，将第一特定波段(λ1)和第二特定波段(λ2)合并到一个输出的任意WBCS来实现第三WBCS。

在图5中所示的实施例中，第一特定波段(λ1)选自从端口(A)输入的信号并经由路径端口①被输出到端口(B)，而第二特定波段(λ2)经由路径②从端口(A)输出到端口(B)。第一特定波段(λ1)和第二特定波段(λ2)的相应的互补信号波段经由路径③从端口(A)输出到端口(C)。上述的第一WBCS和第二WBCS可以分别由具有带通特性的波长带通滤波器(wavelength band pass filter)或者具有带阻特性的波长带阻滤波器来实现，或者可以由只通过或者阻断特定波长以上的一个波段的边缘滤波器来实现。此外，上述的第一WBCS和第二WBCS可以分别通过使用具有多重波段特性的一个多层薄膜元件来实现。在上述图5中的具有三个端口的WBCS中，端口(A)和端口(B)之间(路径①+路径②)的传输特性以及端口(A)和端口(C)之间(路径③)的传输特性以互补的方式来配置，并且即使在信号在路径①和路径②中分别以相反方向传输的情况下，路径①和路径②仍具有相同的波段特性。这里，第三WBCS的端口1和端口2的传输特性提供了第一WBCS的传输特性。此外，第三WBCS的端口2和端口3的传输特性提供了第二WBCS的传输特性。因此，第三WBCS或者将第一特定波段(λ1)和第二特定波段(λ2)进行合并，并将所合并的波段输出到端口(B)，或将从端口(B)输入的一个输入分离为第一特定波段(λ1)和第二特定波段(λ2)。端口(A)和端口(B)之间的传输特性通过第一特定波段(λ1)和第二特定波段(λ2)的任何非重叠的独立的传输特性之和来实现，第一特定波段(λ1)和第二特定波段(λ2)的传输特性穿过路径①和路径②而确定。

尽管上述在图4和图5中描述的具有三个端口的WBCS主要使用特定波段通过C端口和P端口之间的传输特性来确定的元件进行描述，但是，显而易见的是，其可以使用特定波段通过C端口和P端口之间的反射特性来确定的任何元件。

此外，在图5中，尽管第一WBCS被示意性地描述为具有第一特定波段(λ1)的波段特性的单个元件，而第二WBCS被示意性地描述为具有第二特定波段(λ2)的波段特性的单个元件，但是本领域的任何技术人员均可以完全理解的是，由具有任意波段特性并具有三个端口的一个WBCS以及多个这样的WBCS的组合组成的具有三个端口的任意WBCS模块均可以以上述所描述的相同方式应用于图5。

上述图4和图5中所示的本发明的RN配置的实施例是能够只用所需的最少数量的波长波段选择设备来配置的实例，并且为了在特定路径之间增强性能或增添新功能，可以单独增加诸如环形器(circulator)或隔离器(未示出)等的非互易(non-reciprocal)元件和/或其他滤波器等。此外，环形器和独立的滤波器的组合可以用作实现与WBCS相同功能的实例。在这种情况下，光路上的环形器和独立的滤波器的组合的配置以及根据其功能的工作特性会具有等效于上述图4和5中所示的具有三个端口WBCS的工作特性。

图6和图7示出了用于实现图2中所示的本发明的RN配置的实施例的波段模块的具体实施例。

对于在TDM-PON中的信号传输，1260～1360nm的波段用于上行信号，而1480～1500nm的波段用于下行信号已经成为标准。为了演进的目的，传统TDM-PON和NGA-PON共享一根馈线光纤并同时存在，并且期望的是，用于传统TDM-PON的波长波段保持为原状，而剩余的波段被重新用作NGA-PON的波长波段。作为实现上述特点的方法，我们要讨论一些方法，其中，通过使用一个订户网络的给定的网络资源，有效地提供了各种业务，上述各种业务不仅包括用于传输TDM-PON业务的波段，还包括用于传输WDM-PON的波段和用于传输视频业务(主要是广播业务)的波段(在下文中被称为“视频覆盖波段”：具体为1550～1560nm的波段)等。具体地，为了通过一根馈线光纤向订户提供具有不同信号波段的新业务，我们期望的是，在RN处预先安装WBCS，其能够对TDM-PON的上行信号和下行信号以及用于新业务的信号进行分离和合并。然而，切换正用于传统网络的波段中的一些或者全部并且使用所切换的波段的方法更期望地用于解决与需要的带宽增加、订户数量增加以及业务质量提高有关的问题。将1550～1560nm的视频覆盖波段切换到新业务波段(假设新业务波段以后用于WDM-PON或者具有更高传输速率的NGA TDM-PON等)并使用新业务波段的方法，或者将1550～1560nm的视频覆盖波段用于新业务波段或者用于基于IP的数据通信的方法，会作为更期望的方法的一个实例而进行积极讨论。此外，重新使用现有的TMD-PON(传统PON：见图1)的1260～1360nm的波段中的一些作为其他业务的波段的方法也会进行讨论。作为关于重新使用的方法的实例也会进行讨论，其中，使用用于TDM-PON的业务波段中的具有1300～1320nm波段的稀疏(coarse)波分复用(CWDM)信号波段，同时将1300～1320nm之外的剩余波段(即，1260～1300nm波段和1320～1360nm波段)切换到其他业务波段，并重新使用切换的波段。此外，将TDM-PON的全部业务最终切换为WDM-PON的全业务的方法、或者通过将任意业务波段切换到其他业务波段来提高订户数量或者提供更多增强型业务的方法也会进行讨论。在下文中，将对用于实现这些特定波段的切换和重新使用切换的波段的波段模块的具体实施例进行描述。

图6示出了用于在图2中所示的本发明的RN上提供新业务的波长波段切换的第一实施例。

参照图6，本发明的RN包括用于在TDM-PON业务、WDM-PON业务、视频覆盖业务等同时存在的传输系统中将一个业务的特定波段(λ3)切换到另一业务光路的配置。具体地，图6中所示的波长波段切换的第一实施例示出了当需要时停止正在使用的特定波长波段(λ3)的业务并将特定的波长波段切换到其他业务的实例。

更具体地，视频覆盖波段(λ3)被提供到TDM-PON业务路径并在其中使用，而互补于视频覆盖波段(λ3)的波段被提供到WDM-PON业务路径。通过视频覆盖波段(λ3)广播视频业务可以经由端口(A)与端口(B)之间的路径提供给订户，而作为NGA业务的WDM-PON业务可以穿过端口(A)与端口(C)之间的路径而被提供。当TDM-PON业务和视频覆盖业务被演进和升级到作为NGA业务的WDM-PON业务时，通过使用以前分配的WDM-PON波段(见图3)实现演进和升级。然而，上述方式的这种演进和升级具有的弊端在于，正在用于其他业务的波长带宽不能被重新使用。即，对给定的波段资源，不能使用一些可用的带宽。为了避免这些弊端，我们期望在诸如视频覆盖波段(λ3)的特定业务的波段没有被正在使用时将特定业务的波段用于其他业务中。作为此目的的有效的方法，图6中示出了能够为WDM-PON波段有效提供视频覆盖波段的方法的实施例，其中，该视频覆盖波段与TDM-PON业务被一起提供。

在新业务的请求之后，图6中所示的切换模块(BB)通过对关于特定波段的分离和合并路径的进行切换和控制来执行波段切换。特别地，图6中所示的RN的配置和操作具有的特征在于：RN在平时作为PON工作，而在需要时，通过从远程站点(例如CO)即时提供电能并通过切换该切换模块(BB)，可以进行所需要的波段切换。作为用于此目的的方法，我们期望在切换模块(BB)上使用的开关可以通过闭锁开关来实现。

根据关于图6中所示的RN的配置和操作的实施例，在提供具有端口(A)、端口(B)和端口(C)的WBCS(#1)的RN中，不同的特定业务同时存在，例如，通过光路①和光路②提供的TDM-PON业务、通过光路④-1或者光路④-2传输的WDM-PON业务、以及通过光路③而与TDM-PON业务一起提供的视频覆盖业务。WBCS(#1)的端口(C)上的切换模块(BB)确定了从CO传输的视频信号被切换到WDM-PON业务路径④-1(处于直通状态时)或者被切换到TDM-PON业务路径③(处于交叉状态时)。如果选择了TDM-PON业务路径③，则通过第一波段选择和合成滤波器(#2)传输的视频覆盖波段(λ3)从相应的光路中被分离。分离的视频覆盖波段(λ3)被切换成连接到通过第二波段选择和合成滤波器(#3)提供TDM-PON业务的路径②。此外，不包含分离的视频覆盖波段(λ3)的剩余波段(当切换模块(BB)的状态处于交叉状态时)通过第一波段选择和合成滤波器(#2)推进到路径④-2。这里，第一波段选择和合成滤波器(#2)以及第二波段选择和合成滤波器(#3)分别是具有从一根光纤分离视频覆盖波段(λ3)的信号和剩余的不同波段的信号的功能或者将视频覆盖波段(λ3)的信号和剩余的不同波段合并到一根光纤的功能的元件，并且第二波段选择和合成滤波器(#3)分别连接至WBCS(#1)中的CWDM滤波器(CWDM滤波器1)和第二边缘滤波器(边缘滤波器2)。

使用切换模块(BB)在特定光路中进行的视频覆盖波段滤波器(CWDM滤波器2)的选择性合并具有如下有点，其可以当包含保护波段(guard band)的视频覆盖波段(λ3)在视频覆盖波段(λ3)不用于广播视频业务的情况下用于WDM-PON业务时，通过消除视频覆盖波段滤波器(CWDM滤波器2)的影响而重新使用视频覆盖波段(λ3)。更具体地，由于在滤波器中的内在的有限选择特性，使用这种滤波器(例如，CWDM滤波器2)进行的波段选择会产生与对应于保护波段的带宽相当的损耗。然而，在图6中示出的配置中，可以认识到的是，在TDM-PON业务路径没有使用视频覆盖业务(即，切换模块(BB)处于直通状态下)的情况下，从路径④-1的波段特性可见由视频覆盖波段滤波器(CWDM滤波器2)产生的影响。即，在进行波段切换之后，从端口(C)输出的包含保护波段的所有的全波段可以在WDM-PON业务上重新使用。

图6中所描述的波长波段切换的实施例示出了通过第一波段选择和合成滤波器和第二波段选择和合成滤波器(#2和#3：具体地，CWDM滤波器2)以及切换模块(BB)的组合进行的特定波段的选择和切换。更具体地，分别示出了切换模块(BB)被合并到WBCS(#1)的端口(C)的路径，以及第二波段选择和合成滤波器(#3)被合并在WBCS(#1)中的CWDM滤波器(CWDM滤波器1)和第二边缘滤波器(边缘滤波器2)之间。然而，显而易见的是，用于选择和合并的这些位置可以选择在特定业务存在的任意光路，并且可以合并至能够提供这种特定业务的任意光路。

此外，显而易见的是，通过切换模块(BB)和第一波段选择和合成滤波器(#2)选择的特定波段被提供给独立的不同业务，而无需与WBCS(#1)合并。此外，虽然图6中所示的切换模块(BB)被描述为由具有三个端口的、与波段选择和合成滤波器(具体地，#2的CWDM滤波器1和CWDM滤波器2)进行特定的合并的切换模块(BB)来实现，但是本领域的任何技术人员均可以完全理解，切换模块(BB)可以由经过与多个波段选择和合成滤波器适当的合并的具有三个端口的切换模块或具有四个端口的切换模块等的各种方式进行配置。

图7示出了用于在图2中所示的本发明的RN上提供新业务的波长波段切换的第二实施例。

参照图7，本发明的RN适用于在TDM-PON业务和WDM-PON业务等同时存在的传输系统中，将一个业务的特定波段(λ2)的某一波段(λ3)切换到不同业务的情形，并且切换了特定波段(λ2)的某一波段(λ3)，而特定波段(λ2)中的没有被切换的波段(除λ3之外的λ2波段)可以用于新业务。更具体地，在图7中所示的配置中，仅1300～1320nm的波段(λ3)是从对应于传统TDM-PON上行信号的1260～1360nm的波段(λ2)中分配的，而剩余波段(除λ3之外的λ2波段，即1260～1300nm的波段和1320～1360nm的波段)可以用于新业务。

图7中所示的第一开关(开关1)和第二开关(开关2)在新业务的请求出现之后执行波段切换。特别地，图7中所示的RN的配置和操作具有的特征在于，RN在平时作为PON工作，而在需要时，通过从远程站点(例如CO)提供电能并通过执行对切换模块(BB)的控制，可以进行需要的波段切换等。作为用于此目的的方法，我们期望所使用的开关分别由闭锁开关来实现。

根据关于图7中所示的RN的配置和操作的实施例，在包含具有三个端口的WBCS(#1)的RN中，不同的特定业务同时存在，例如，通过光路①和光路②或者通过光路①和光路③提供的TDM-PON业务，以及通过光路④-1或光路④-2传输的WDM-PON业务。在RN的这种配置中，至光路②或光路③的TDM-PON业务路径可以根据第二开关(开关2)的状态选择性地配置。类似地，至光路④-1或者光路④-2的WDM-PON业务路径可以根据第一开关(开关1)的状态进行选择性地配置。由此，可以将一个业务的特定波段(λ2)的某一部分(λ3)提供给传统业务波段，而将剩余波段(除λ3之外的λ2波段)用于不同的业务。更具体地，在图7中所示的实施例中，当对应于1260～1360nm的上行带宽(100nm)被限制在1300～1320nm的带宽(20nm)时，可以为限制的带宽(20nm)将路径切换至光路③，之后将另外的带宽(80nm)提供到光路④-2，该光路是WDM-PON业务路径。为了切换波段，可以配置用于选择相应波段的第一波段选择和合成滤波器(#2：具体地，边界滤波器)、第二波段选择和合成滤波器(#3：具体地，CWDM滤波器2)、第一开关(开关1)和第二开关(开关2)。在通过第一开关(开关1)和第二开关(开关2)(第一开关和第二开关都处于交叉状态)切换到光路②的情况下，能够用于WDM-PON业务的波段表示对应于光路④-1的波段(见图7右侧的图标符号)。然而，在切换到光路③的情况下(第一开关和第二开关均处于直通状态)，能够用于WDM-PON业务的波段表示对应于光路④-2的波段(见图7右侧的图标符号)。

尽管图7中所描述的波长波段切换的实施例示出了第一开关(开关1)和第二开关(开关2)分别对应于第一波段选择和合成滤波器(#2：具体地，边界滤波器)和第二波段选择和合成滤波器(#3：具体地，CWDM滤波器2)的波段的选择性合并，但是本领域的任何技术人员均可以完全理解，通过使用多个滤波器和切换模块(BB)可以选择性地合并数量为n的多个波段(n＞2)。在这种情况下，1x2开关应该由任何1xn开关替代。

图8示出了关于MUX/DEMUX的切换配置的实施例，其用于将在从一个业务切换到不同业务时出现的新波段资源连接到分布光纤。在该实施例中，描述了配置RN的方法，其中，RN将由具有特定波段的业务的切换引起的新业务分配给新订户，并将重新分配的波段和/或新业务连接到相应的订户。在下文中，将更加详细地描述这些方法。

图8示出了将特定业务的特定波段切换到在从一个业务切换到不同业务时出现的不同业务的实施例，并且将对视频覆盖波段的切换的情况进行描述。即，将示意性地描述了通过增加新切换的视频覆盖波段(例如λ3波段)而提供的新NGA业务，该视频覆盖波段是除了对应于图6和图7中所示的路径④-1之外的路径④-2的波段的可用波段。在这种情况下，路径④-1可以提供现有的NGA业务和对应于针对现有的NGA业务的新切换的视频覆盖波段(λ3)(例如，对应于图6和图7中所示的路径④-2的波段)的新NGA业务。

图8示出了涉及根据图2中所示的本发明的RN中的波段切换进行的MUX/DEMUX的切换配置的实施例。

参照图8，在根据本发明的实施例的MUX/DEMUX的切换配置中，不在现有MUX/DEMUX中使用的任意端口可以用于新NGA业务的连接切换。更具体地，根据波段切换方案，以将现有的NGA业务波段连接到已经被使用的多个已用端口以及连接到对应于多个已用端口的多根第一分布光纤的方式，使用现有的NGA业务波段，而以将新出现的波段连接到不提供业务的MUX/DEMUX的多个预留端口以及连接到对应于多个预留端口的多根分布光纤的方式，使用新出现的波段(视频覆盖波段)。图8中示出的MUX/DEMUX可以由AWG实现。与以上类似的是，描述了对应于新业务的MUX/DEMUX被预留的情况，并且用于提供传统业务的现有的MUX/DEMUX使用用于此目的的AWG的预留端口，以在图2中所描述的新RN配置上切换用于新业务的波段并且为订户有效地提供切换的波段。

为了完成用于预留MUX/DEMUX的方法，存在能够提供对应于新业务波段的MUX/DEMUX的各种方法，例如为新出现的波段预留独立的AWG并且切换成连接至分布光纤的方法；通过使用与在波长波段中具有循环多重传输特性的1xN循环AWG类似的MUX/DEMUX，将新业务经由与1xN循环AWG相同的MUX/DEMUX切换至到多根分布光纤的路径的方法；以及通过使用与具有循环和周期特性的NxN AWG类似的MUX/DEMUX，将新NGA业务经由与NxN AWG相同的MUX/DEMUX切换至到预留的分布光纤的路径的方法，等等。这些实例描述了能够通过使用现有AWG的循环和周期特性而使用除现有波段特性之外的新业务波段的配置，并且该配置可以提供业务，而不在最初安装之后产生附加成本，并且不需要将MUX/DEMUX交换为需要的波段。

虽然以上描述的以及图8中所示的实施例示出了关于视频覆盖波段的波段切换，然而本领域的任意技术人员均可以完全理解的是，在上述本发明的实施例中的特定业务中的一些或者全部可以被切换到另一业务，并且所切换的业务可以被切换成配置经由预留端口到订户的新连接。

图9示出了用于经由RN提供增强型业务的光路切换的配置的另一个实施例。

具体地，作为关于在TDM-PON业务、视频覆盖业务和WDM-PON业务同时存在的网络中TDM-PON业务到WDM-PON业务的演变和升级的方法的实施例，当通过使用预留的波段进行TDM-PON业务到WDM-PON业务的演变和升级时，或者当通过使用通过TDM-PON业务的波段切换产生的波段作为WDM-PON业务进行演变和升级时，可以对该实施例进行示例性地解释。预留的波段可以示例性地解释除了TDM-PON业务正在使用的波段之外的波段，其可以由图4和图5描述的WBCS提供。上述波段切换示意性地解释了关于视频覆盖波段的波段切换或者图6或图7所描述的TDM-PON业务的特定波段切换。

在下文中，将通过使用切换的特定波段(视频覆盖波段)解释用于提供增强型业务的光路切换。

根据本发明的实施例的用于提供增强型业务的光路切换配置，针对的是用于将特定光信号连接至特定分布光纤的路径切换配置，并且输出特定波段(视频覆盖波段)，其经由预建立的MUX/DEMUX(例如AWG)从特定业务被切换至不同的业务，并将特定的分布光纤与对应于所切换的特定波段的特定波段进行合并。在这种情况下，预留在AWG上被切换的业务的输出路径，并通过使用多个1x2开关来实现提供新业务波段(视频覆盖波段)的多个特定分布光纤与预留端口之间的连接。

此外，在根据图9的实施例的波段切换的操作中，将其配置为仅当进行波段切换时，利用来自如CO的远程站点的波段切换所需的电能和控制而切换到需要的业务，而在平时则在无源状态下工作而不需要能量。根据图9中示出的本发明的实施例，在将视频覆盖波长波段切换到WDM-PON业务并使用所切换的视频覆盖波长波段的情况下，可以通过使用多个开关(1x2开关)切换成将MUX/DEMUX(例如AWG)的预留端口连接到传统TDM-PON订户的分布光纤，以便为传统TDM-PON订户提供视频覆盖波长波段。即，由于该传统视频覆盖波段被切换到被选择性地提供给另一业务的WDM-PON业务，因此可以再次选择性地提供新NGA业务(视频覆盖波段)，该新NGA业务为订户最新提供，其中，向该订户提供传统TDM-PON业务或者视频覆盖业务。

在通过使用多个开关(1x2开关)选择性地连接至多根特定分布光纤的方法中，提供电能的有效管理的方法可以顺次控制独立的开关，从而顺次连接所需的路径，与图3类似。

虽然以上所描述的图9示出了通过使用切换的特定波段向传统订户提供新业务，但是显而易见的是，图9可以适用于使用预留波段的情况。此外，虽然根据以上所描述的图9中示出的波长波段切换的实施例的波段切换，描述了视频覆盖波段的波段切换或者TDM-PON业务的特定波段的切换，但是本领域的任何技术人员均可以完全理解的是，以上所描述的本发明的波长波段切换的实例可以适用于能够将特定业务的全部或一些切换到不同业务的所有的情况。

图10示出了在根据本发明的RN配置和操作中，当在当前工作的工作光纤的特定光路上发生故障时，配置至预留保护光纤的连接的方法的实施例。

图10中所示的根据本发明的RN配置针对的是以当工作光纤上发生故障时通过将光路重新配置到不同光纤(保护光纤)来修复网络故障的方式来配置RN的方法。如以上所描述的用于保护和修复网络的RN的操作的特征在于，RN在平时被操作为保持无源状态的PON，并且电能通过远程站点提供并且用于将路径重新配置至保护光纤。

具体地，根据图10中所示的实施例，在能够提供网络的保护和修复功能的RN配置及其操作中，如果工作光纤上发生故障，则经由对应路径的通信变为被禁止。在下文中，修复关于馈线光纤的故障的方法以及修复关于分布光纤的故障的方法将作为具体的实例进行描述。

首先，当当前正在工作的馈线光纤(馈线光纤1)上发生故障时，进行故障检测并进行至预留馈线光纤(馈线光纤2)的路径切换。在这种情况下，通过使用现有的已报道的切换光路的方法(开关和WBCS等)重新配置路径，在CO上进行路径切换是可行的，这是因为在CO的电能量在平时是可用的。另一方面，在PON中不可进行持续供电，因此需要重新配置光路的新方法。为此，通过采用一种重新配置RN的方法，可以重新配置预留光路上发生故障的光路，其中，从远程站点经由光纤提供的电能可以用于RN，并在平时作为PON工作以将RN保持在无源状态下。在这种情况下，电能经由连接至馈线光纤(馈线光纤2或者预留保护光纤)的WBCS3(λ3)和电能生成模块提供给控制代理模块，并且可以进行光路到保护光纤的切换。

虽然在图10中未示出，但是能够在工作光纤(馈线光纤1)和预留保护光纤之间切换路径的开关等可以存在于CO或者ONT上，这类似于RN上的切换，当相应的工作光纤发生故障时可以使用路径切换。通常，易于在CO或者ONT上对电能进行操作，从而可以通过监控网络的系统来检测故障，并激活相关光路的开关。与这些方法相似，可以在CO或者ONT上切换光路，并且通过从如CO的远程站点经由光纤提供RN工作所需的能量(为光能量)并且通过将光能量转换为电能量，来操作RN上用于保护和修复的多个开关(开关#0～开关#n)中的与故障发生的路径对应的用于保护和修复的开关，以切换RN的光路。即，由于光路可以通过来自远程站点的控制被切换，因此即使在PON上，也可以提供能够提供增强型业务的保护和修复的功能。

更具体地，参照图10，如果故障发生在工作光纤(馈线光纤1)上，则通过CO的光路被切换为连接至预留光线(馈线光纤2或者保护光纤)。当用于RN操作的光供电信号从如CO的远程站点传输时，通过WBCS3(λ3)提取该光供电信号。所提取的光供电信号被传输到电能生成模块，以使电能生成模块将光能量转换为电能量，并且所生成的电能量激活1x2开关(#0)，以改变RN的路径。类似地，如果故障发生在分布光纤的任意工作光纤上，则至ONT的光路被切换到预留的保护光纤。同样地，当从如CO的远程站点提供的用于RN操作的光供电信号被传输时，通过WBCS3(λ3)提取该光供电信号。所提取的光供电信号被传输到电能生成模块，以使电能生成模块将光能量转换为电能量。使用所生成的电能量的控制代理模块激活对应于1x2开关(#1～#n)的相关开关，以改变RN处的路径。虽然图10中所示的实施例只描述了网络的保护和修复功能，但是这样的实施例可以与之前所描述的操作RN(例如波段切换等)的方法一起实现。

图11示出了本发明的新RN上的电能生成模块的配置的实施例。

参照图11，用于重新生成根据本发明实施例的新RN上所需要的电能的电能生成模块的配置使用低功率激光而不是具有高功率的独立的光供电信号作为触发信号，以获取激活RN所需要的电能。更具体地，用于网络内的通信的从CO中的OLT输出的光能量、或者从ONT输出的光能量被即时切换为用于RN工作所需的电能。根据图11所示的实施例，当从诸如CO或者ONT的远程站点传输作为用于配置RN的信号的光触发信号时，通过第三WBCS(#3)提取光触发信号。所提取的光信号(λ3)被传输到电能生成模块并且被转换为电能量。当经转换的电能量(电功率)激活2x2开关并且将开关从直通状态切换到交叉状态时，RN停止通信，同时光信号被提供给电能生成模块。在这种情况下，第四WBCS(#4)可以选择一些可以用于通信信道的光信号(λ4)，以与CO或者远程站点通信。除了用于通信信道的光信号(λ4)之外，从CO中的OLT传输的光信号以及从ONT传输的光信号可以被第四WBCS(#4)切换为电能生成模块的输入，并且电能生成模块生成RN工作所需的足够的电能量。在本发明中，以这种方式，可以通过只使用具有低成本和低功率的光触发信号的光能量来重新生成用于RN工作的电能量，而无需使用另一高功率激光源。如上所述，取决于电能管理方案的一些光信号(λ4)被第四WBCS(#4)提取，然后可以用于控制代理模块与CO或者订户中的OLT(或者订户端的ONT)之间的通信信道。即，可以使用一些用于RN控制及其通信等的光信号波段，这些光信号波段是即时而不是连续地被切换到用于生成电能的波段，而无需提供独立的预留通信信道。当停止提供光触发信号时，RN返回到其原始通信状态，从而工作在新配置的RN的环境下。作为更具体的实例，当使用非闭锁2x2开关作为以上描述的2x2开关时，可以以如下方式来进行配置，当通过触发信号提供能量时非闭锁2x2开关被切换为交叉状态，而当通过触发信号去除能量时非闭锁2x2开关返回到直通状态(直通状态是原始路径状态)。

在以上描述的图2至图10中所示的实施例的配置中，我们期望其中被有效使用的开关(包括切换模块中的开关)由以上描述的闭锁开关来实现。即，在本发明的实施例中，只有在RN重新配置的时刻提供电能，之后闭锁开关可以用于将RN的元件保持在无源状态。可以使用包括微机电系统(MEMS)类型的各种类型的商业产品作为这些闭锁开关，以执行低电量工作和稳定工作。此外，以上描述的图2至图10中所示的本发明的实施例的配置可以通过使用光信号本身有效控制RN的切换，而无需重新生成电能量或者将光能量转换为电能量。即，当使用RN配置中的所有光闭锁开关时，本身具有特定波长的光信号控制光路，并且无需光能量就可以保持所有光闭锁开关的切换状态。

此外，在以上描述的图2至图11中所示的本发明的实施例中，我们期望被有效使用的控制代理模块具有网络管理系统(NMS)功能。NMS功能指的是涉及所有网络管理的任何工作，例如在平时保持RN处于无源状态的功能、当被远程站点提供电能时重新配置RN的功能、记录RN中重新配置的结果的功能、以及根据来自网络管理员的请求报告所记录的重新配置结果的功能等。根据需要，具有该NMS功能的控制代理模块即使在不提供电能时也可以维持上一切换状态的信息以及关于网络的信息，以及维持配置新网络之后的信息并且当对网络的状态和特性的测试和请求通过与远程站点的通信而被报告时确认这样的测试和请求。NMS功能中的一些或者全部可以用作控制代理模块的配置的一部分。

此外，为了有效地配置RN，各种辅助的供电设备可以包含在以上描述的图2至图11中所示的本发明的实施例中。尽管可以从远程站点提供电能，但是在原地或在特定RN的附近将电能提供给RN所需的环境可以根据具体情形而出现。具体地，除了如上所述的经由光纤提供光供电的情况以外，可以使用其他的辅助的供电设备。更具体地，当使辅助的供电设备的独立的端口平行地连接到作为配置RN的一部分的光供电设备的端口时，可以用其他的方法而不是利用光供电操作RN来激活RN。即，为了妥善处理网络的工作环境(具体地，该网络是在平时可以通过简单的方式而不是提供光供电来提供电能的网络)，通过使用经提供辅助方法而可用的电能，可以使用根据更有利的方法提供的电能量。作为独立的供电设备，可以使用能够在自由空间传输RF、微波或光等的无线供电设备、经由RN附近的线提供电能量的有线供电设备、能够将例如热能量转换为诸如电或者光等的能量的能量转换供电设备、以及能够通过在RN中使用诸如电池的电能存储元件以及在需要时对该电能量存储元件进行充电来提供能量的辅助供电设备等。这些独立的供电设备可以除了只在需要时通过即时提供电能激活RN外，而在平时保持RN处于无源状态。

此外，以上描述的图2至图11中所示的本发明的实施例可以包括有效地配置RN所需的并且用于与外界通信的各种辅助通信设备。虽然可以利用来自远程站点的控制来通过通信控制关于RN的信息，但是我们需要一种根据不同的情形在原地或RN的附近控制这种信息的方法。更具体地，通过将独立的辅助的通信设备添加到以上描述的通信设备，以除通过光通信与RN的通信之外的其他方式与RN进行通信变得可行。即，可以使用辅助的通信信道来根据网络的工作环境进行妥善地处理(例如，在原地配置RN以及需要工作信息的情况下或者在以更有效的方法而不是使用光通信的方法来识别关于RN的信息的情况下等)。在这种情况下，作为RN中使用的辅助的通信设备，可以使用各种辅助的通信设备，例如，使用在自由空间中传输的光或者红外线的无线光通信设备、使用光纤等的有线光通信设备、以及使用微波或者RF波段等的无线电通信设备。这些辅助的通信设备可以通过RN中的电能量的即时操作执行关于RN的控制和通信，RN中的电能量的即时操作只在需要时才进行，而在平时RN在无源状态下工作。

虽然上述的本发明的所有实施例描述了将视频覆盖信号波段或者TDM-PON业务的某些波段切换到WDM-PON业务的波段的情况，但是显而易见的是，这些实施例可以以相同的方式应用于将WDM-PON业务的一些或者所有波段切换到TDM-PON业务的波段或者视频覆盖信号波段的情况。此外，显而易见的还有，这些实施例可以类似地应用于在以上描述的本发明的这些实施例中示意性地描述的各种业务与具有不同类型的新业务之间的切换的情况。

此外，以上描述的本发明的实施例中所描述的电能生成模块包括光电转换设备。这种光电转换设备是用于将光能量转换为电能量的典型的设备，并且可以包括用于接收光能量的光输入端口、具有用于将所转换的电能量输出的两个端口(即，(+)端口和(-)端口)或更多端口的电输出端口、以及用于在其中将光能量转换为电能量的转换器。转换器可以指的是用于将具有一个能量状态的物理量转变为具有另一能量状态的物理量的元件或者配置。使用光电效应的元件可以被称为这种光电转换设备的典型的实例。可以配置的是将光电转换设备生成的电能量提供给本发明的RN配置。如图2至图11所示，从电能生成模块生成的电能可以提供给需要能量的任何模块。即，电能生成模块生成的电能可以提供给控制代理模块和可重新配置切换模块等，并且可以用于RN的操作和重新配置。例如，从电能生成模块生成的电能激活控制代理模块，而控制代理模块将控制信号提供给配置用于切换光路的各个切换元件，并激活各种切换元件。此外，控制代理模块可以通过使用电能生成模块生成的电能，将控制信号提供给波段切换所需的波段模块的波段开关和用于将所需要的输出端口连接为切换到分布端口的端口模块的相应开关，并且控制代理模块可以配置特定业务的光路。除上述以外，从电能生成模块生成的电能可以提供给用于诸如通信等的其他附加功能的操作的附加设备。

工业适用性

尽管以上所描述的根据本发明的新RN配置被示例性地描述为应用于PON，但是本领域的任何技术人员应完全理解，根据本发明的新RN配置可以以相同的方式应用于有源光网络(AON)。

由于在不背离本发明的范围的前提下，可以对本文中所描述和示出的结构和方法进行各种修改，因此本文旨在包含在以上描述中或者附图中示出的所有情况应被解释为是示例性的而不是限制性的。因此，本发明的广度和范围不应被以上所描述的示例性实施例中的任何一个限制，而是应该只根据以下所附权利要求及其等同物进行限定。