(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010434824.5
(22)申请日 2020.05.20
(71)申请人 烽火通信科技股份有限公司
开发区高新四路6号
申请人 中国信息通信科技集团有限公司
(72)发明人 徐永国
(74)专利代理机构 深圳市六加知识产权代理有
限公司 44372
代理人 向彬
(51)Int.Cl.
H04Q 11/00(2006.01)
H04B 10/40(2013.01)
H04B 10/27(2013.01)
H04J 14/02(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种COMBO光模块，所述COMBO
光模块基于20 PIN SFP+封装尺寸拓展两个PIN
采用22 PIN SFP+电气接口，基于标准20 PIN SFP+光模块的数据和控制信号定义，重新定义
COMBO光模块的数据和控制信号。基于20 PIN
SFP+封装尺寸拓展两个PIN采用22 PIN SFP+电
气接口，具体为：在标准的20 PIN SFP+金手指管
脚端空余地方上下层各加一个PIN，其余标准20
PIN SFP+的结构和位置保持不变，配套光模块插
座也采用22 PIN插座。本发明还提供了包含上述
光模块的多模PON系统。本发明可以用于GPON业
务或GPON平滑升级到10GPON业务，而对ODN不做
从而使多模式PON共存。权利要求书1页 说明书8页 附图2页CN 111698582 A 2020.09.22
C N 111698582
A
1.一种COMBO光模块，其特征在于，所述COMBO光模块基于20PIN SFP+封装尺寸拓展两个PIN采用22PIN SFP+电气接口，基于标准20PIN SFP+光模块的数据和控制信号定义，重新定义COMBO光模块的数据和控制信号。
2.如权利要求1所述的COMBO光模块，其特征在于，所述COMBO光模块基于20PIN SFP+封装尺寸拓展两个PIN采用22PIN SFP+电气接口，具体为：在标准的20PIN SFP+金手指管脚端空余地方上下层各加一个PIN，其余标准20PIN SFP+的结构和位置保持不变，配套光模块插座也采用22PIN插座。
3.如权利要求2所述的COMBO光模块，其特征在于，所述22PIN SFP+电气接口删除标准20PIN SFP+光模块的控制信号Tx_FAULT，并将其设置为GND，删除标准20PIN SFP+光模块的控制信号Mod_Abs，并将其设置为GPON_RD -，增加的两个PIN分别设置为GPON_TD+和GPON_Reset。
4.如权利要求3所述的COMBO光模块，其特征在于，判断光模块是否在位的方式为：
线卡的CPU或MAC模块通过光模块的I2C接口访问标准寄存器的状态位，如访问成功则光模块在位，如访问失败则光模块不在位。
5.如权利要求3所述的COMBO光模块，其特征在于，指示光模块故障的方式为：
设置用于表示光模块故障状态的自定义寄存器，当光模块检测到故障时，光模块内部的CPU设置该自定义寄存器为故障状态，线卡的CPU或MAC模块通过I2C接口轮询该自定义寄存器，以获取故障状态。
6.一种多模PON系统，其特征在于，包含如权利要求1-5任一项所述的COMBO光模块。
7.如权利要求6所述的多模PON系统，其特征在于，当连接光模块的接口电平为LVPECL 时，高速模拟开关闭合；并且配置MAC模块内部的高速通道使高速PON电接口切换到GPON MAC，实现LVPECL →CML电平接口的高速互连传输。
8.如权利要求6所述的COMBO光模块，其特征在于，当连接光模块的接口电平为CML时，高速模拟开关断开；并且配置MAC模块内部的高速通道使高速PON电接口切换到XG(S)MAC，实现CML →CML电平接口的高速互连传输。
9.如权利要求6至8任一项所述的COMBO光模块，其特征在于，所述多模PON系统的端口模式配置采用自动配置或手动配置，其中：
所述自动模式为：线卡的CPU或MAC模块通过光模块I2C接口读取标准寄存器中的上下行波长、标称速率或预设的光模块信息，根据上下行波长、标称速率或预设光模块信息判断光模块种类，然后自动切换到相应模式下；
所述手动模式为：网管或命令行配置端口模式，将线卡端口切换到相应模式下。
10.如权利要求6至8任一项所述的多模PON系统，其特征在于，所述多模PON系统中光模块不匹配时进行告警，具体为：
当插入的光模块类型和端口模式不匹配，业务板卡产生告警；当光模块类型和端口模式匹配，或光模块拔出，告警消失。
权 利 要 求 书1/1页CN 111698582 A
一种COMBO光模块及多模PON系统
技术领域
[0001]本发明属于无源光网络(Passive Optical Network，PON)技术领域，更具体地，涉及一种COMBO光模块及多模PON系统。
背景技术
[0002]随着多媒体、高清视频、互动游戏的大量普及，EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)和GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Networks，吉比特无源光网络技术)已无法满足未来宽带业务发展的需要，现有PON技术带宽将会出现瓶颈。10G GPON应运生，XG-PON(下行10G/上行2.5G)和XGS-PON(下行10G/上行10G)正式进入了应用。
[0003]GPON向10G GPON演进或升级的过程中，不可避免的存在GPON和10G GPON接入共存的场景。考虑到对运营商已布放光纤资源的充分保护，10G GPON的ODN必须完全沿用GPON的网络拓扑，重利用现有GPON网络已投放的光纤、分路器等。
[0004]GPON与10G GPON共存存在两种模式：
[0005]模式一是外置WDM1r模式：GPON和10G GPON端口通过外置WDM1r合波器的方式共享重用ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)网络。外置WDM1r模式，机房需要新增需新增10G GPON线卡、OLT子框、WDM1r子框。OLT端需要进行光线路跳接改造，更重要的是WDM1r会引入1～1.5dB光路衰耗，减小了光功率预算，可能会影响现网GPON ONU的业务。[0006]模式二是COMBO-PON模式，相对纯GPON和纯10G GPON而言，COMBO-PON是GPON和10G GPON的联合体。COMBO-PON单端口(或单光模块)支持GPON和10G GPON终端混合接入，在OLT 端，COMBO-PON光
模块通过不同的波长通道承载10G GPON和GPON MAC模块(Media Access Control，媒体介入控制层)单元的信号，多模MAC模块(GPON和10G GPON)PMD(Physical Medium Dependent物理媒质相关子层)层通过不同的SERDES(SERializer(串行器)/ DESerializer(解串器))接口耦合到光模块，COMBO-PON光模块内置GPON收发模块、10G GPON收发模块及GPON/10G GPON合波分波器。下行方向，合波器将GPON收发模块和10G GPON 收发模块的光信号进行合波送入到ODN网络；上行方向，分波器将从ODN来的光信号进行分波后分别送入到GPON收发模块和10G GPON收发模块。即在光模块内部通过合波分波的方式，实现GPON和10G GPON光信号的独立发送。
发明内容
[0007]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种COMBO光模块及多模PON系统，该系统支持GPON、10G GPON(包含XG-PON和XGS-PON)、XG COMBO和XGS COMBO等多种模式。
[0008]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种COMBO光模块，所述COMBO光模块基于20PIN SFP+封装尺寸拓展两个PIN采用22PIN SFP+电气接口，基于标准20PIN SFP +光模块的数据和控制信号定义，重新定义COMBO光模块的数据和控制信号。
[0009]本发明的一个实施例中，所述COMBO光模块基于20PIN SFP+封装尺寸拓展两个PIN 采用22PIN SFP+电气接口，具体为：在标准的20PIN SFP+金手指管脚端空余地方上下层各加一个PIN，其余标准2
0PIN SFP+的结构和位置保持不变，配套光模块插座也采用22PIN插座。
[0010]本发明的一个实施例中，所述22PIN SFP+电气接口删除标准20PIN SFP+光模块的控制信号Tx_FAULT，并将其设置为GND，删除标准20PIN SFP+光模块的控制信号Mod_Abs，并将其设置为GPON_RD-，增加的两个PIN分别设置为GPON_TD+和GPON_Reset。
[0011]本发明的一个实施例中，判断光模块是否在位的方式为：线卡的CPU或MAC模块通过光模块的I2C接口访问标准寄存器的状态位，如访问成功则光模块在位，如访问失败则光模块不在位。
[0012]本发明的一个实施例中，指示光模块故障的方式为：设置用于表示光模块故障状态的自定义寄存器，当光模块检测到故障时，光模块内部的CPU设置该自定义寄存器为故障状态，线卡的CPU或MAC模块通过I2C接口轮询该自定义寄存器，以获取故障状态。
[0013]按照本发明的另一方面，还提供了一种包含上述COMBO光模块的多模PON系统。[0014]本发明的一个实施例中，当连接光模块的接口电平为LVPECL时，高速模拟开关闭合；并且配置MAC模块内部的高速通道使高速PON电接口切换到GPON MAC，实现LVPECL→CML 电平接口的高速互连传输。
[0015]本发明的一个实施例中，当连接光模块的接口电平为CML时，高速模拟开关断开；并且配置MAC模块内部的高速通道使高速PON电接口切换到XG(S)MAC，实现CML→CML电平接口的高速互连传输。
[0016]本发明的一个实施例中，所述多模PON系统的端口模式配置采用自动配置或手动配置，其中：
[0017]所述自动模式为：线卡的CPU或MAC模块通过光模块I2C接口读取标准寄存器中的上下行波长、标称速率或预设的光模块信息，根据上下行波长、标称速率或预设光模块信息判断光模块种类，然后自动切换到相应模式下；
[0018]所述手动模式为：网管或命令行配置端口模式，将线卡端口切换到相应模式下。[0019]本发明的一个实施例中，所述多模PON系统中光模块不匹配时进行告警，具体为：当插入的光模块类型和端口模式不匹配，业务板卡产生告警；当光模块类型和端口模式匹配，或光模块拔出，告警消失。
[0020]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0021](1)本发明可以用于GPON业务或GPON平滑升级到10GPON业务，而对ODN不做改动；[0022](2)本发明可根据实际用户需求，将不同端口配置成不同模式，从而使多模式PON 共存；
[0023](3)在当前10G光模块成本还比较高昂的情况下，利用本发明方案可以分阶段进行GPON升级，业务PON板卡一次建设到位，光模块分阶段可基于端口按需升级；
[0024](4)本发明方案包含GPON、10G GPON(含XG-PON、XGS-PON、XG COMBO、XGS COMBO)等多模PON系统的实现方案，可用于GPON或10G GPON工程组网中，特别是GPON板卡业务平滑升级
到10G GPON，从而满足用户高带宽需求。
附图说明
[0025]图1是典型单模PON系统(例如GPON或XG-PON)的结构示意图；
[0026]图2是典型COMBO-PON系统的结构示意图；
[0027]图3是本发明实施例中一种多模PON系统的光模块的22PIN电气接口的结构示意图；
[0028]图4是本发明实施例中多模PON支持通用GPON光模块的原理示意图；
[0029]图5是本发明实施例中多模PON支持通用XG(S)-GPON光模块的原理示意图。
具体实施方式
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0031]本发明要解决的技术问题是：
[0032]传统PON业务卡只支持单一PON模式或某种COMBO-PON模式，不能基于端口支持多种模式，本发明提出一种支持多模PON系统的实现方式，端口可动态配置或自适应到多种PON模式，支持前期大量使用的通用GPON或XG-PON SFP+光模块在该多模PON系统的应用。[0033]解决该技术问题所采用的技术方案是：
[0034]本发明提供一种COMBO光模块，即多模PON系统中采用的XG COMBO或XGS COMBO光模块(本发明中称为COMBO-PON SFP+光模块，因其采用新的22PIN SFP+金手指结构，也可称为22PIN SFP+光模块)，COMBO光模块以标准单模XG-PON模块的数据和控制信号为基础，并重新定义GPON光模块数据和控制信号。多模PON也可工作在纯GPON或XG-PON模式下，可采用实际工程中已大量部署的通用GPON或XG-PON光模块；
[0035]为获得更好的电磁兼容EMC性能XG COMBO-PON或XGS COMBO-PON的光模块采用22PIN SFP+连接方式支持多模PON，22PIN SFP+连接方式可以兼容标准20PIN SFP+金手指；[0036]COMBO-PON SFP+光模块的PIN定义删除了标准20PIN SFP+中的模块在位信号Mod_ Abs和模块缺陷指示TX_FAULT信号，通过软件实现该功能；
[0037]通过高速开关电路实现GPON、XG-PON、XGS-PON接口电平适配，保证标准GPON、XG-PON
、XGS-PON光模块在多模PON系统共存；
[0038]线卡的CPU或MAC模块通过I2C接口读取标准寄存器中的上下行波长(A0或B0地址表偏移地址60，61)、标称速率(A0或B0地址表偏移地址12，13)或预设的光模块信息(用户自定义状态位)，例如，如上行波长属于GPON范围，则将该PON口模式设置为GPON模式，否则设置为XG(S)-PON模式。
[0039]如图1所示，是典型单模PON系统(例如GPON或XG-PON或XGS-PON)系统功能示意图：MAC模块实现GPON(G.984.3协议)、XG-PON(G.987.3)或XGS-PON(G.9807.1)传输汇聚层(TC 层)协议，光模块实现光电转换及用户光纤接入。其中Tx为发送信息，Rx为接收信号，Ctrl为控制信号。
[0040]图2是典型COMBO-PON系统功能示意图：也包含两大部分，多模MAC模块和多模光模块。多模MAC模块实现多个传输汇聚层(TC)协议，和多模光模块配合，实现用户GPON、XG-
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