專利名稱：用于波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣泛地涉及用于波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM Ρ0Ν)的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，涉及WDM PON以及涉及對(duì)WDM PON中各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種(self-seeding)部分進(jìn)行放大的方 法。
背景技術(shù)：
無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是一種為了滿足企業(yè)和家庭對(duì)于帶寬不斷增加的要求的有前 途的方法。PON可以建立在不同的架構(gòu)上，包括但不局限于，以太網(wǎng)Ρ0Ν，千兆位Ρ0Ν，波分 多路復(fù)用(WDM)Ρ0Ν。在這些架構(gòu)中，WDM-PON被認(rèn)為是一種有利的寬帶接入解決方案，這是 因?yàn)閷Ｓ玫牟ㄩL(zhǎng)將被分配用于在中心局(CO)與每個(gè)用戶之間建立超寬帶雙向的鏈接。進(jìn) 一步地，WDM-PON在用在網(wǎng)絡(luò)中的長(zhǎng)饋線光纖被大量客戶所共享的意義上是具有成本效益 的，同時(shí)還提供附加的功能，比如信道獨(dú)立和基于每個(gè)客戶的靈活升級(jí)。在這種類型的PON 中，一種節(jié)省成本的光源，尤其是在光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) —側(cè)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際實(shí)施來說是一 種關(guān)鍵的部件。一種低成本的光源，尤其是在ONU處的上行光源，對(duì)于WDM-PON的實(shí)際實(shí)施來說是 一種關(guān)鍵的部件。光源，包括光譜分割的發(fā)光二極管(LED)，光譜分割的自激法布里-珀羅 激光二極管(FPLD)和利用光譜分割的放大的自發(fā)輻射(ASE)噪音的注入鎖定FPLD以及一 種采用在ONU處接收的下游信號(hào)的再調(diào)制的系統(tǒng)，都被考慮用于具有成本效益的WDM-PON 的實(shí)施。雖然這些方案中的大部分都消除了對(duì)在客戶端的特定波長(zhǎng)光發(fā)射器的需要，但是 每個(gè)方案還存在自身的不足之處。使用LED的方案具有低的功率預(yù)算的缺點(diǎn)而包括光譜 分割的自激FPLD的方案則具有強(qiáng)的強(qiáng)度噪音的不足。利用光譜分割的ASE的注入鎖定的 FPLED需要高的ASE功率用于高比特率運(yùn)算，而再調(diào)制方案需要進(jìn)一步的發(fā)展以抑制來自 殘余下行數(shù)據(jù)的串?dāng)_并且減輕下行數(shù)據(jù)的偏振態(tài)的依賴性。利用放大的自發(fā)輻射(ASE)直接作為上行光源的概念已經(jīng)被提議用于WDM傳輸系 統(tǒng)。然而，由于ASE光源的噪聲特性，系統(tǒng)的傳輸性能受限于比特率，距離和接收靈敏度，除 其他外。一篇新近的Jea-Hyuck Lee等人的美國(guó)專利，公開號(hào)US2004/0175177 Al，提出了 利用自種反射半導(dǎo)體光放大器作為光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)光源。在該方案中，如圖1中所示，ONU 光源或者發(fā)射器100包括反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA) 102和處于沿著光纖106與半導(dǎo)體光 放大器102具有預(yù)定距離的位置的反射型的光纖布拉格光柵(FBG) 104。在運(yùn)行的過程中， 光發(fā)射器100發(fā)射具有在該RS0A102和該FBG104之間諧振的預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的輸出光108。這種 情況當(dāng)在RS0A102和FBG104之間形成激光腔110時(shí)出現(xiàn)，據(jù)此僅僅具有處在FBG104的反 射光譜內(nèi)的波長(zhǎng)的光才振蕩以實(shí)現(xiàn)單模發(fā)射。由于RS0A102的寬的光譜，ONU光發(fā)射器100 的工作波長(zhǎng)可以通過FBG104的諧振波長(zhǎng)而被確定。輸出光108的波長(zhǎng)可以通過利用具有 不同諧振波長(zhǎng)的不同的FBG而可調(diào)?？蛇x擇地，單FBG的諧振波長(zhǎng)可以通過改變溫度和/ 或壓力被調(diào)節(jié)以產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的輸出光。在這兩種情況下，F(xiàn)BG的穩(wěn)定性對(duì)于實(shí)際實(shí)施來3說將是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了提高穩(wěn)定性和更好的設(shè)置WDM-PON的波長(zhǎng)，E. Wong等人在Electronics Letters, Vol. 42，No. 5，22006年三月中提出了一種改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)200，如圖2中所示。架 構(gòu)200包括遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(RN) 201，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(RN) 201由環(huán)狀的陣列波導(dǎo)光柵(AWG) 202、光耦 合器204、具有三個(gè)端口 208，210，212的光循環(huán)器206和帶通濾波器(BPF) 214組成。架構(gòu) 200還包括光線路終端(0LT)216，其由陣列波導(dǎo)光柵(AWG) 218和多個(gè)發(fā)射/接收模塊，如 220，222組成，據(jù)此每個(gè)發(fā)射/接收模塊，如220，222，包括發(fā)射器224、上游接收器226以及 波分多路復(fù)用(WDM)濾波器228。0LT216通過饋線光纖230連接至RN201。該架構(gòu)進(jìn)一步 包括多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)Jn 232，234，據(jù)此每個(gè)ONUjB 232，234，包括接收上游數(shù)據(jù)238 作為輸入的反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA) 236、波分多路復(fù)用(WDM)濾波器240和下游接收器 242。每個(gè)0NU，如232，234，通過分布式光纖，如244，246，連接至該RN201。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)200中，下游信號(hào)(λ μ，λΝ_Β)和上游信號(hào)(λ1ΗΙ，λΜ)被分入以 AWG，如202，218，的多個(gè)自由光譜范圍(FSR)的倍數(shù)分開的波段。這些波段在光線路終端 (OLT) 216和光網(wǎng)絡(luò)單元0NU，如232，234，處通過WDM濾波器，如228，240,而被組合和分離。 在每個(gè)ONU處，如232，234，RSOA,如236，在上游方向發(fā)射被AWG，如202，218，光譜分割的寬 帶放大的自發(fā)輻射(ASE)光譜，并且該BPF 214確保每個(gè)輸出端口僅一個(gè)光譜分割的光通 過并且反射回至每個(gè)RS0A，如236，在0NU，如232，234中，用于自種。由于來自在RN 201中 的AWG 202和耦合器204的雙向通過插入損耗，光放大器(未示出)被引入到該RN201中 以提供用于反饋信號(hào)的增益。然而，在該RN201中引入有源部件對(duì)于實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)實(shí)施是不 期望的并且應(yīng)當(dāng)避免的。因此，存在需要以提供用于WDM PON的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，WDM PON和一種放大在WDM PON 中各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分的方法，以解決上述問題中的至少一個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用于波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM Ρ0Ν)的遠(yuǎn)程 節(jié)點(diǎn)，該遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)包括用于從WDM PON的一個(gè)或多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元接收上行光學(xué)信號(hào)的裝 置；寬帶反射器，其用于將各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分反射至各自的上行光源；以及其 中所述反射器包括增益介質(zhì)且被配置為接收來自所述WDM PON的中心局的泵浦光學(xué)信號(hào)， 用于放大各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分。該寬帶反射器可以進(jìn)一步包括四端口耦合器，所述四端口耦合器具有通過包括增 益介質(zhì)的波導(dǎo)連接的兩個(gè)輸出端口。
該波導(dǎo)可以進(jìn)一步包括摻鉺光纖(EDF)。該耦合器的一個(gè)輸入端口可以被配置為接收各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的所述自種部分。耦合器的另一個(gè)輸入端口可以被配置為接收泵浦光學(xué)信號(hào)。該寬帶反射器可以包括具有通過包括增益介質(zhì)的波導(dǎo)連接的兩個(gè)相鄰端口的循 環(huán)器。該波導(dǎo)可以包括摻鉺光纖(EDF)。該循環(huán)器的另一個(gè)端口可以被配置為接收該各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的所述自種部分。該遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)一步包括放置在該波導(dǎo)的一端、被配置為接收該泵浦光學(xué)信號(hào)的耦合器。所述用于接收所述上行光學(xué)信號(hào)的裝置可以包括陣列波導(dǎo)光柵。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM Ρ0Ν)，包 括一個(gè)或多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元，每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元包括被配置用于發(fā)射上行光學(xué)信號(hào)的上行光 源；遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其被配置成從所述一個(gè)或多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元接收所述上行光學(xué)信號(hào)，并且所述 遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)包括用于將各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分反射至各自上行光源的寬帶反射器，其 中所述反射器包括增益介質(zhì)；以及中心局，其包括用于產(chǎn)生泵浦光學(xué)信號(hào)的泵浦源，并且所 述中心局被配置以將所述泵浦光學(xué)信號(hào)傳輸至所述遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)以便泵浦所述寬帶反射器的 所述增益介質(zhì)，用于放大所述上行光學(xué)信號(hào)的所述自種部分。根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種對(duì)波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM Ρ0Ν)中 的各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分進(jìn)行放大的方法，所述方法包括以下步驟從所述WDM PON 的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)處的所述WDM PON的一個(gè)或多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元接收所述上行光學(xué)信號(hào)；將所述上 行光學(xué)信號(hào)的各個(gè)自種部分反射至各自的上行光源；以及利用所述反射器的增益介質(zhì)和從 所述WDM PON的中心局接收的泵浦光學(xué)信號(hào)放大所述自種部分。


通過以下的僅作為示例的并結(jié)合附圖進(jìn)行的書面說明，本發(fā)明的實(shí)施方式對(duì)于本 領(lǐng)域技術(shù)人員來說將會(huì)被更好的理解和顯而易見，在附圖中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)光源的示意圖，其包括反射半導(dǎo)體 光放大器(RSOA)和光纖布拉格光柵。圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有直接地調(diào)制的自種RSOA的波分多路復(fù)用無源光 網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)的架構(gòu)的示意圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的基于自種反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA)的、波 分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)的架構(gòu)的示意圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON) 的、具有循環(huán)器的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的架構(gòu)的示意圖。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的基于自種反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA)的、沒 有下行信號(hào)的波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)的架構(gòu)的示意圖。圖6示出了在下游發(fā)射之后，圖5的實(shí)施方式的用于16個(gè)信道的反射半導(dǎo)體光放 大器(RSOA)的光譜。圖7示出了作為在上行發(fā)射之后，圖5的實(shí)施方式的用于一些有代表性的信道的 接收的光功率的函數(shù)的誤碼率(BER)的輪廓圖。圖8示出了在上行發(fā)射之后，圖5的實(shí)施方式的用于一些有代表性的信道的眼圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，示例性實(shí)施方式的提出是為了解決在附圖1和2中的現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng) 絡(luò)架構(gòu)所面臨的挑戰(zhàn)。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式一般地涉及基于自種的反射半導(dǎo)體光放大 器(RSOA)的波分多路復(fù)用-無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)光源。典型地，該RSOA是利用放大的 自發(fā)輻射(ASE)通過使用反射器而沒有使用其他任何的附加光源來實(shí)現(xiàn)自種。
在示例性實(shí)施方式中，激光腔一般地通過使用寬帶反射器形成于ROSA和遠(yuǎn)程節(jié) 點(diǎn)(RN)之間。波長(zhǎng)的選擇過程是通過用于光譜分割的陣列波導(dǎo)光柵(AWG)而獲得的，并且 誘導(dǎo)的插入損耗通過由設(shè)置在中心局(CO)的集中的泵浦光泵浦的摻鉺光纖(EDF)來補(bǔ)償。 本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)一步提供了用于上行和/或下行信號(hào)的拉曼放大。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，基于自種反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA)的 波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)架構(gòu)300的示意圖。應(yīng)該理解的是，在架構(gòu)300中是存 在多個(gè)單獨(dú)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的，但是為了簡(jiǎn)潔和闡述的目的，僅僅示出了單個(gè)的具有 代表性的ONU 302。剩余的ONU的配置都是類似于圖3中所示出的具有代表性的ONU 302 的配置，并且在下文中的ONU 302的功能和運(yùn)行的描述相似地適用于其他剩余的0NU。WDM-PON架構(gòu)一般地包括連接至單個(gè)中心局(CO)的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(RN)。然而，應(yīng)該理 解的是，當(dāng)為了多個(gè)RN共享，處于該CO處的拉曼泵浦的輸出功率相對(duì)地高時(shí)，多個(gè)遠(yuǎn)程節(jié) 點(diǎn)(RN)可以連接至單個(gè)中心局。在圖3中的波分多路復(fù)用-無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)架構(gòu)300中，在光網(wǎng)絡(luò)單元 (ONU) 302處，通過數(shù)據(jù)輸入306被直接地調(diào)制的RSOA 304的輸出(Xu ^，通過分布式光 纖312發(fā)送至遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(RN)314。在示例性實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)輸入306的數(shù)據(jù)速率將近為 1.25(ib/S，但是應(yīng)該理解的是，也可以使用其他的數(shù)據(jù)速率。分布式光纖312的一端連接至 RN 314并，且分布式光纖312的另一端連接至ONU 302的WDM耦合器/濾波器310。在示 例性實(shí)施方式中，WDM耦合器310分離下行(Xdl)信號(hào)并結(jié)合上行(Xul)信號(hào)。下行信號(hào) 被定義為從中心局(CO) 328到ONUJn 302的方向傳輸?shù)男盘?hào)，同時(shí)上行信號(hào)被定義為沿相 反方向傳輸?shù)男盘?hào)。上行信號(hào)Uul)通過處于RN 314處的環(huán)形陣列波導(dǎo)光柵(AGW) 316與 從其他的ONU的來自上行信道的其他的上行信號(hào)結(jié)合。AWG 316通過從在AWG 316的通帶 外的RSOA 304中移除放大的自發(fā)輻射(ASE)噪音來選擇每個(gè)信道的波長(zhǎng)。ASE噪音被定義 為當(dāng)增益介質(zhì)被泵浦至產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)時(shí)由自發(fā)輻射產(chǎn)生的光噪音。在示例性實(shí)施方式中，由AWG 316傳輸?shù)纳闲行盘?hào)通過光纖耦合器318而被分開， 據(jù)此上行信號(hào)的一部分被輸入光纖環(huán)鏡320，其被設(shè)計(jì)成為對(duì)上行帶寬具有100%的反射。 來自光纖環(huán)鏡320的反射信號(hào)經(jīng)光纖耦合器318，AWG 316，分布式光纖312以及WDM濾波器 310，被發(fā)送回至處于ONU 302處的RSOA 304，從而在反射器(環(huán)鏡320)和RSOA 304之間 形成激光腔。相似的激光腔被形成在環(huán)鏡320和處在架構(gòu)300中的其他的ONU的各自RSOA 之間。因此，用于涉及個(gè)體的ONUjn 302的每個(gè)信道的單模運(yùn)行，可以利用架構(gòu)300而達(dá) 到。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中，在上行傳輸中，上行信號(hào)的一部分通過耦合器 318，WDM耦合器322和饋線光纖338發(fā)送至中心局(CO) 328。在CO 3 處，上行信號(hào)(XuAun)通過信號(hào)分離器(DEMUX) 340進(jìn)行信號(hào)分離以及通過單獨(dú)的上行接收器，如 342，344被檢測(cè)。在示例性實(shí)施方式中，在中心局(C0)328中，下行信號(hào)(Xdl，... , Adn)通過多 路復(fù)用器(MUX) 330而實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用到一起并且通過循環(huán)器332朝向WDM耦合器/濾波器 336輸出。在WDM耦合器336處，下行信號(hào)(λ d π . . .，Adn)和拉曼泵浦334的輸出相結(jié) 合。在示例性實(shí)施方式中，拉曼泵浦工作在1480nm的波長(zhǎng)處，但是應(yīng)該理解的是，其他的工 作波長(zhǎng)也是可以的。來自WDM耦合器336的輸出然后經(jīng)饋線光纖338傳輸至RN 314。在示例性實(shí)施方式中，拉曼泵浦334提供用于上行和/或下行信號(hào)的拉曼增益。在RN 314處，下行信號(hào)和剩余的泵浦光通過WDM耦合器322被分離。下行信號(hào)被 直接地傳輸至耦合器318，同時(shí)剩余的拉曼泵浦光被發(fā)射進(jìn)入環(huán)鏡320以提供用于反饋信 號(hào)的增益。鑒于腔反饋信號(hào)通過AWG 316和耦合器318兩次/從而遭受相對(duì)高的插入損耗， 該放大過程是有利的。下行信號(hào)與來自環(huán)鏡320的反饋信號(hào)相結(jié)合并且發(fā)送至不同的ONUJn 302，用于 下行檢測(cè)。在ONU 302處，下行信號(hào)(Xul)通過WDM濾波器310從反饋信號(hào)中被分離并且 通過接收器308接收。應(yīng)該理解的是，相對(duì)于在這本文描述的示例性實(shí)施方式，在沒有偏離于本發(fā)明的 精神或范圍的情況下，下行和上行信號(hào)的數(shù)量，ONU的數(shù)量，數(shù)據(jù)輸入306的數(shù)據(jù)速率，耦合 器318，324的配置以及拉曼泵浦332的波長(zhǎng)可以根據(jù)在WDM-PON的實(shí)施中所需要的架構(gòu)而變化。在圖3的示例性實(shí)施方式中，在RN 314處的反射通過環(huán)鏡320而實(shí)現(xiàn)，包括四端 口光纖耦合器324，其兩個(gè)輸出端口連接至摻鉺光纖(EDF)3^的一段。EDF3^是通過配置 在中心局(0))3 處的泵浦334的輸出被遠(yuǎn)程地泵浦。在示例性實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)在EDF 3 具有增益的1550nm波段處的全反射， 光纖耦合器3M優(yōu)選地在該波段具有3dB耦合率。對(duì)于泵浦334的波長(zhǎng)的耦合率，在實(shí)施過 程中可以實(shí)際地稍微地不同，但是這不影響輸入環(huán)鏡320中的總功率，據(jù)此在環(huán)鏡320內(nèi)功 率的一部分被用于前向泵浦而其他部分用于后向泵浦。耦合率相對(duì)地稍微不同對(duì)環(huán)鏡320 用于1550nm波段的反射率的影響也相對(duì)地小。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的用于波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò) (WDM-PON)的具有循環(huán)器404的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)402的架構(gòu)400的示意圖。作為圖3的RN 314 的一種替代配置，RN 402處的反射通過使用具有3個(gè)端口 406，408，410的全循環(huán)器404來 被實(shí)現(xiàn)，如圖4中所示。應(yīng)該理解的是，四端口的非全循環(huán)器也是可以使用的。來自不同的 ONU(未示出)的上行信號(hào)通過AWG 410被多路復(fù)用并被傳輸至耦合器412。部分的上行 信號(hào)被發(fā)送入循環(huán)器404的端口一 406，同時(shí)上行信號(hào)的剩余的部分被發(fā)送至WDM耦合器 414，用于經(jīng)饋線光纖416至CO(未示出)的前向傳輸。到達(dá)端口一 406的信號(hào)被傳到循環(huán) 器404的端口二 408，然后通過WDM耦合器418與泵浦(未示出)的輸出相結(jié)合。結(jié)合的信 號(hào)和泵浦輸出然后被發(fā)射入EDF 420，其中信號(hào)被放大，并且經(jīng)端口三410和端口一 406被 發(fā)送回至RSOA (未示出)以形成用于涉及每個(gè)單獨(dú)的ONU(未示出)的每個(gè)信道的激光腔。在示例性實(shí)施方式中，WDM耦合器418位于EDF 420的輸入端，如圖4中所示。耦 合器418作為將來自C0(未示出)的泵浦信號(hào)與部分用于發(fā)射入EDF的上行的多波長(zhǎng)信 號(hào)相組合的光學(xué)組合器，并且也作為從泵浦信號(hào)和上行的多波長(zhǎng)信號(hào)移除噪音的帶通濾波 器。應(yīng)該理解的是，WDM耦合器418可以，如，被在另一實(shí)施方式中的3-dB光學(xué)耦合器所代 替。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的基于自種反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA) 的波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)的實(shí)驗(yàn)裝置500的示意圖。應(yīng)該理解的是，在架構(gòu) 500內(nèi)存在有多個(gè)獨(dú)立的光網(wǎng)絡(luò)單元(0NU)，但是為了簡(jiǎn)潔和闡述的目的，僅僅示出了單個(gè) 的具有代表性的ONU 302。剩余的ONU的配置都是相似于圖5中所示出的具有代表性的ONU302的配置，并且在下文中的ONU 302的操作和功能的描述相似地適用于其他剩余的0NU。圖5的架構(gòu)500是基本上類似于圖3的架構(gòu)300，除為了初始測(cè)量和校正的目的而 缺少下行信號(hào)以外。如圖5中所示的在圖3中也類似地存在的特征或者模塊被標(biāo)記為和圖 3中的參考標(biāo)號(hào)一致。由于在架構(gòu)300和架構(gòu)500中都存在的同樣的模塊本質(zhì)上執(zhí)行與之 前對(duì)于架構(gòu)300描述的同樣的功能，因而對(duì)架構(gòu)500中的相同的模塊的功能和操作的描述 在此將不再闡述。在圖5的示例性實(shí)施方式中，泵浦334的輸出光具有約為1480nm的波長(zhǎng)并且泵 浦334以約為210mW的輸出功率工作。饋線光纖338和分布式光纖312分別是典型的具有 20km和Ikm的長(zhǎng)度的單模光纖。耦合器318，324兩者在約為1550nm波長(zhǎng)處的耦合率都約 為50%，同時(shí)耦合器3M在約為1480nm波長(zhǎng)處的耦合率也約為50%。在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(RN) 502 中，RN 314(圖3)中存在的環(huán)形陣列波導(dǎo)光柵(AWG) 316(圖3)被1 X 16WDM多路復(fù)用器 (MUX) 504所代替，操作用于信道間隔約為IOOGHz和帶寬約為0. 6nm的16信道。因此，具有 16個(gè)單獨(dú)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)。當(dāng)偏置在約80mA時(shí)，反射半導(dǎo)體光學(xué)放大器(RSOA) 304具 有約為1.5GHz的調(diào)制帶寬。在示例性實(shí)施方式中，RSOA 304被偏置在近80mA且通過具有 1. 25Gb/s的數(shù)據(jù)速率的上行數(shù)據(jù)306被直接地調(diào)制。圖6示出了按照作為波長(zhǎng)604的函數(shù)的功率強(qiáng)度602來測(cè)量的圖5的實(shí)施方式中 的用于16信道，如606，608，610，612的反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA)的輸出的光譜600。圖 6示出的激射是通過在反射器(環(huán)鏡320(圖5))和RSOAJn 304(圖5)之間而實(shí)現(xiàn)的，對(duì) 于所有的16信道，如606，608，610，612來說，它們的光學(xué)信噪比高于40dB。相對(duì)較寬的線 寬歸因于多路復(fù)用器504(圖5)的較寬的線寬。如圖6所示，每個(gè)單獨(dú)的信道，如606，608， 610，612，具有稍微地不同的中心波長(zhǎng)和光譜結(jié)構(gòu)。這可能是由于EDF 326(圖5)所提供的 增益和用于每個(gè)單獨(dú)的信道，如606，608，610，612，的RS0A，如304(圖5)中的光譜強(qiáng)度的 不同。圖7示出了作為用于一些具有代表性的信道706，708，710，712，714的測(cè)量，作為 用于圖5的實(shí)施方式中的接收的光功率704的函數(shù)的誤碼率(BER)702的輪廓圖700。線， 如716，718，是為了說明的目的而畫的。BER 702被定義為在特定的時(shí)間間隔期間相對(duì)于位 數(shù)的總數(shù)所發(fā)生的位錯(cuò)誤的數(shù)量。如圖7中所示，具有代表性的信道706，708，710，712，714 在上行傳輸之后是相對(duì)地?zé)o錯(cuò)誤，如通過BER 702顯示的10_5或者更少。進(jìn)一步地，用于信 道706，708，710，712，714的在BER為10_9的測(cè)量的接收器靈敏度要少于_28dBm。用于剩 余的信道(未示出)的BER的測(cè)量類似地顯示相對(duì)地?zé)o錯(cuò)誤傳輸。圖8示出了在上行傳輸之后，用于圖5的實(shí)施方式的幾個(gè)有代表性的信道的光學(xué) 眼圖800，802，804，806。通過圖8說明的測(cè)量，結(jié)合圖6和7所示的測(cè)量，進(jìn)一步展示了圖 5的實(shí)施方式的上行傳輸?shù)牧己玫男阅堋Ｔ趫D8中，即使在圖5的架構(gòu)500中沒有使用限制 放大器和時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(⑶R)，仍可以觀察到用于信道800，802，804，806相對(duì)清晰 的眼開啟(eye opening)。圖6至圖8的測(cè)量說明了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的可行性。在波分多路復(fù)用-無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)中，為了 WDM-PON的實(shí)際的實(shí)施，光源的 價(jià)格需要特別的考慮，因?yàn)槊總€(gè)光學(xué)網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)需要兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。對(duì)于每個(gè)ONU來說， 一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器需要用于下行方向而另一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器需要用于上行方向。多種光源已經(jīng)被考慮， 如背景技術(shù)部分描述的那樣，包括自種反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA)。本發(fā)明的示例性實(shí)施8方式利用WDM-PON的架構(gòu)中的自種RSOA來提供有利的效果。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式能夠應(yīng)用于寬帶光接入網(wǎng)，以及尤其適用于波分多路復(fù) 用-無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是由于缺少光纖布拉 格光柵(FBG)可以提高穩(wěn)定性以及更好的波長(zhǎng)設(shè)置。這是因?yàn)镕BG的諧振波長(zhǎng)會(huì)根據(jù)溫度 和壓力的改變而變化，據(jù)此引起不穩(wěn)定性以及影響WDM-PON的操作效率。另外，本發(fā)明的示 例性實(shí)施方式允許摻鉺光纖(EDF)的遠(yuǎn)程泵浦，據(jù)此消除了需要在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)處的諸如摻鉺 光纖放大器(EDFA)的有源部件的不足。有源部件需要電能來運(yùn)行，因而這可能將使得對(duì)于 WDM-PON的實(shí)際實(shí)施來說是不具有成本效率的。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，位于中心局(CO)的遠(yuǎn)程泵浦額外 地為上行和/或下行信號(hào)提供拉曼增益。該拉曼增益有助于補(bǔ)償信號(hào)受到的相對(duì)高的插入 損耗。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式提供多個(gè)有利的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)包括使用自種反射半導(dǎo) 體光放大器(RSOA)作為上行光源以及在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)處定位寬帶反射器或環(huán)形鏡，用于被所 有信道共享。激光腔形成在環(huán)鏡和RSOA的后端面之間。在示例性實(shí)施方式中，來自CO的 剩余的拉曼泵浦被用于提供在RN處的光增益和放大腔中的光信號(hào)。因此，在激光腔中產(chǎn)生 光學(xué)反饋，據(jù)此放大光學(xué)信號(hào)和提高示例性實(shí)施方式的WDM-PON的上行傳輸性能。在示例性實(shí)施方式中，每個(gè)信道的波長(zhǎng)選擇均通過RSOA光譜的譜分割通過陣列 波導(dǎo)光柵(AWG)來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步地，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(RN)沒有引入任何諸如摻鉺光纖放大器 (EDFA)的有源部件。而是，摻鉺光纖(EDF)，通過位于中心局(CO)的泵浦的輸出光被遠(yuǎn)程 地泵浦，被用來提供用于反饋信號(hào)的增益。除了提供用于EDF的泵浦光，該泵浦光進(jìn)一步提 供用于上行和/或下行信號(hào)的拉曼放大。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不偏離如廣泛地描述的該發(fā)明的精神和范圍的情況 下，可以對(duì)如特定實(shí)施方式中所示的本發(fā)明做出很多變化和修改。因此，本實(shí)施方式是，在 所有方面被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM Ρ0Ν)的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，所述遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)包括 用于從所述WDM PON的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)網(wǎng)絡(luò)單元接收上行光學(xué)信號(hào)的裝置； 寬帶反射器，其用于將各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分反射至各自的上行光源；以及 其中所述反射器包括增益介質(zhì)且被配置為接收來自所述WDMPON的中心局的泵浦光學(xué)信號(hào)，用于放大各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其中所述寬帶反射器進(jìn)一步包括四端口耦合器，所 述四端口耦合器具有通過包括所述增益介質(zhì)的波導(dǎo)連接的兩個(gè)輸出端口。
3.如權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其中所述波導(dǎo)包括摻鉺光纖(EDF)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其中所述耦合器的一個(gè)輸入端口被配置為接收 各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的所述自種部分。
5.如權(quán)利要求4所述的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其中所述耦合器的另一輸入端口被配置為接收所述 泵浦光學(xué)信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其中所述寬帶反射器包括循環(huán)器，所述循環(huán)器具有 兩個(gè)通過包括所述增益介質(zhì)的波導(dǎo)連接的相鄰端口。
7.如權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其中所述波導(dǎo)包括摻鉺光纖(EDF)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其中所述循環(huán)器的另一端口被配置為接收各個(gè) 上行光學(xué)信號(hào)的所述自種部分。
9.如權(quán)利要求6至8中的任一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，進(jìn)一步包括布置在所述波導(dǎo)的一端 的耦合器，所述耦合器被配置為接收所述泵浦光學(xué)信號(hào)。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其中用于接收所述上行光學(xué)信號(hào)的 所述裝置包括陣列波導(dǎo)光柵。
11.一種波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM Ρ0Ν)包括一個(gè)或多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元，每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元包括被配置用于發(fā)射上行光學(xué)信號(hào)的上行光源；遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，其被配置成從所述一個(gè)或多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元接收所述上行光學(xué)信號(hào)，并且所 述遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)包括用于將各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分反射至各自上行光源的寬帶反射器， 其中所述反射器包括增益介質(zhì)；以及中心局，其包括用于產(chǎn)生泵浦光學(xué)信號(hào)的泵浦源，并且所述中心局被配置以將所述泵 浦光學(xué)信號(hào)傳輸至所述遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)以便泵浦所述寬帶反射器的所述增益介質(zhì)，用于放大所述 上行光學(xué)信號(hào)的所述自種部分。
12.—種對(duì)波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM Ρ0Ν)中的各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分進(jìn) 行放大的方法，所述方法包括以下步驟從所述WDM PON的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)處的所述WDM PON的一個(gè)或多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元接收所述上行 光學(xué)信號(hào)；將所述上行光學(xué)信號(hào)的各個(gè)自種部分反射至各自的上行光源；以及 利用所述反射器的增益介質(zhì)和從所述WDM PON的中心局接收的泵浦光學(xué)信號(hào)放大所述 自種部分。
全文摘要
用于波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM PON)的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。該遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)包括從該WDM PON的一個(gè)或多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元接收上行光學(xué)信號(hào)的裝置；寬帶反射器，其用于將各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分反射至各自的上行光源；以及其中所述反射器包括增益介質(zhì)且被配置為接收來自所述WDM PON的中心局的泵浦光學(xué)信號(hào)，用于放大各個(gè)上行光學(xué)信號(hào)的自種部分。
文檔編號(hào)H04J14/02GK102047588SQ200980119633
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者汪一心, 溫?fù)P敬, 程曉飛, 許兆文 申請(qǐng)人:科技研究局