專利名稱：用于雙向光通信的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信的領(lǐng)域，具體涉及基于光纖的雙向光通信的領(lǐng)域，例如分布或者“光纖到X” (FTTx)應(yīng)用，其中“X”代表例如路邊(curb)或者機(jī)柜(FTTC)、房屋(FTTP)或者家庭(FTTH)。
背景技術(shù)：
已知，波分復(fù)用(WDM)光網(wǎng)絡(luò)(PON)包括在第一光線路終端(通常位于中心局中并且被相應(yīng)地命名)，具有一組直接調(diào)制激光器(DML，例如分布式反饋或DFB激光器)，每個(gè)直接調(diào)制激光器生成下游光信號(hào)，其具有頻移鍵控(FSK)調(diào)制，產(chǎn)生于由激光器電流的直接調(diào)制造成的激光器的光載波頻率(絕熱的和瞬時(shí)線性調(diào)頻(chirp ))的調(diào)制。因?yàn)檫@種頻率偏移與“I”(或者符號(hào))和“0”(或者空號(hào))的功率級(jí)別的差固有相關(guān)，(其與所謂的消光比(ER)相關(guān)，被定義為“I”和“0”的平均功率級(jí)別的比)，所以所得的下游光信號(hào)也是強(qiáng)度調(diào)制(頂)的。多路復(fù)用器在空間上將下游FSK調(diào)制信號(hào)組合在一起，每個(gè)信號(hào)具有不同的中心波長(zhǎng)，并且在單個(gè)光纖(通常大約25km長(zhǎng))的第一端將所組合的WDM信號(hào)注入該單個(gè)光纖。在其第二、相對(duì)的端，多路分用器(demultiplexer)(例如，陣列波導(dǎo)光柵，AffG)在空間上分隔各種下游FSK調(diào)制信號(hào)，其中每個(gè)下游FSK調(diào)制信號(hào)隨后被發(fā)送到第二光線路終端(通常位于用戶的房屋中或者機(jī)柜中，并且被稱為光網(wǎng)絡(luò)單元-0NU)，其中，其被光功率分割器在空間上分隔為兩個(gè)光信號(hào)。使用光功率濾波器(例如無熱馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)型差分干涉儀MZDI,或法布里-拍羅(Fabry-Perot)FP標(biāo)準(zhǔn)具(etalon))來解調(diào)第一信號(hào)，其通過正確對(duì)準(zhǔn)濾波器的光功率譜響應(yīng)(例如，具有若干GHz的空閑譜范圍，F(xiàn)SR)和FSK調(diào)制信號(hào)的光譜來將FSK調(diào)制轉(zhuǎn)換成幅度調(diào)制。經(jīng)濾波的信號(hào)然后直接被光檢測(cè)器檢測(cè)。使用反射式的半導(dǎo)體光放大器(RSOA)作為上游放大器，下游光信號(hào)的第二信號(hào)被強(qiáng)度調(diào)制(通常用不歸零或NRZ調(diào)制方案)、放大和反射以生成承載上游數(shù)據(jù)的上游信號(hào)。因此，上游信號(hào)直接從中心局獲取波長(zhǎng)。所生成的上游信號(hào)然后經(jīng)由上述光分割器和多路分用器(其現(xiàn)在作為不同上游信號(hào)的多路復(fù)用器來操作)被發(fā)送回下游信號(hào)的相同光纖的第二端，并且在那里進(jìn)行傳播。在第一光線路終端或者中心局，與上述相同的多路復(fù)用器(其現(xiàn)在作為多路分用器來操作)在空間上分隔上游信號(hào)，并且經(jīng)由循環(huán)器將每個(gè)上游信號(hào)單個(gè)發(fā)送到光檢測(cè)器用于直接檢測(cè)。申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，雖然本領(lǐng)域一般認(rèn)為在生成下游光信號(hào)時(shí)優(yōu)選設(shè)置低的強(qiáng)度調(diào)制(頂)或者ER，以便降低進(jìn)入上游信號(hào)中的下游信號(hào)的殘留頂，但是，由于激光器的載波頻率調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制之間的固有關(guān)系，當(dāng)使用通過直接調(diào)制激光器(DML)的FSK下游調(diào)制時(shí)，作為上游種子的下游光信號(hào)的ER超過零并被認(rèn)為是可以接受的和/或不可避免的。因此，大約2dB或以上的下游信號(hào)的ER作為上游種子一般在本領(lǐng)域中是可容忍的。還已知旨在通過使用在或者接近飽和的上游放大器來降低進(jìn)入上游信號(hào)中的下游信號(hào)的殘留頂?shù)募夹g(shù)，其中，當(dāng)增加作為上游種子的下游光信號(hào)的光功率時(shí)，降低上述符號(hào)和空號(hào)的功率級(jí)別的差。但是，申請(qǐng)人注意到操作在飽和的放大器有一些缺點(diǎn)和/或這個(gè)技術(shù)雖然能夠降低上述符號(hào)和空號(hào)的功率級(jí)別的差，但是通常不能夠基本上消除上述
差。 還已知的是，單個(gè)光纖光通信系統(tǒng)(波長(zhǎng)來源于中心局)，其中純FSK調(diào)制被強(qiáng)加在下游信號(hào)上，其特性在于零或基本上是零的IM。申請(qǐng)人:認(rèn)為，后一解決方案，雖然解決了去除或基本上降低進(jìn)入上游信號(hào)中的下游信號(hào)的殘留頂?shù)膯栴}，但是其并不是實(shí)用的，因?yàn)槠湔{(diào)制方案和用于實(shí)現(xiàn)它的組件(例如基于具有后采樣反射器的光柵輔助的平行耦合器的源)是復(fù)雜和昂貴的。申請(qǐng)人:還發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的基于單個(gè)光纖的雙向光通信系統(tǒng)和方法承受后向反射和/或瑞利后向散射的問題，這可損害整體的傳送質(zhì)量，特別是關(guān)于后向反射或散射的下游光信號(hào)對(duì)上游光信號(hào)的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
在這個(gè)上下文中，本發(fā)明的技術(shù)目標(biāo)是提供一種雙向光通信方法和系統(tǒng)，其易于克服(除了其它以外)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)中的一個(gè)或更多。本發(fā)明的在其一個(gè)或更多不同方面中的一個(gè)目的是提供一種光通信方法和相關(guān)的系統(tǒng)，其中，上游信號(hào)，至少在檢測(cè)時(shí)，具有可忽略的或至少降低的由于下游信號(hào)的殘留IM調(diào)制造成的損害。本發(fā)明的在其一個(gè)或更多不同方面中的一個(gè)目的是提供一種光通信方法和相關(guān)的系統(tǒng)，其中，上游信號(hào)具有可忽略的或至少降低的由于下游信號(hào)的后向反射造成的損害，和/或反之亦然。本發(fā)明的在其一個(gè)或更多不同方面中的一個(gè)目的是提供一種經(jīng)濟(jì)上可行的光通信方法和相關(guān)的系統(tǒng)。本發(fā)明的在其一個(gè)或更多不同方面中的一個(gè)目的是提供一種光通信方法和相關(guān)的系統(tǒng)，其在設(shè)計(jì)和/或制造和/或部署和/或操作和/或維護(hù)上是簡(jiǎn)單和/或低成本的。上述技術(shù)任務(wù)和/或上述目的中的一個(gè)或更多可能由一種光通信方法以及相關(guān)的系統(tǒng)來基本上實(shí)現(xiàn)，該光通信方法以及相關(guān)的系統(tǒng)包括一個(gè)或更多所附權(quán)利要求(把每個(gè)權(quán)利要求看作是單獨(dú)的，忽略其可能的從屬關(guān)系或各種組合)和/或各種相互和/或與所附權(quán)利要求組合的下述方面的技術(shù)特征。在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于雙向光通信的方法，包括以下步驟_在第一光線路終端，直接調(diào)制激光源以生成具有包括兩個(gè)峰的光功率譜的下游光信號(hào)，這兩個(gè)峰在生成時(shí)具有頻率分隔和非零功率差；_沿著包括傳播所述下游光信號(hào)的至少第一光纖的光線路，按一定距離傳播所述下游光信號(hào)至第二光線路終端。-在第二光線路終端對(duì)所述下游光信號(hào)進(jìn)行功率分割以生成所述下游光信號(hào)的空間分隔的第一和第二功率部分；對(duì)所述下游光信號(hào)的所述第一功率部分進(jìn)行無源濾波，以便在絕對(duì)值上增加所述兩個(gè)峰的相應(yīng)功率差，從而獲得經(jīng)濾波的光信號(hào)，其隨后被檢測(cè)；并且對(duì)下游光信號(hào)的第二功率部分進(jìn)行幅度調(diào)制，以便獲得具有幅度調(diào)制的上游光信號(hào)；-把上游光信號(hào)沿著所述光線路傳播回到第一光線路終端；-在所述第一光線路終端，檢測(cè)所述上游光信號(hào)；其中，該方法還包括對(duì)所述下游光信號(hào)和/或下游光信號(hào)的所述第二功率部分和/或所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波的步驟，以便在絕對(duì)值上基本上減低所述兩個(gè)峰的各自的非零功率差。
申請(qǐng)人認(rèn)為，對(duì)所述下游光信號(hào)和/或下游光信號(hào)的所述第二功率部分和/或所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波以在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的上述附加步驟，可在檢測(cè)到上游信號(hào)前的任何情況中有利地導(dǎo)致基本上消除由于兩個(gè)上述峰的功率差而造成的進(jìn)入上游信號(hào)中殘留的下游信號(hào)的IM。申請(qǐng)人還注意到，據(jù)其所知，這是第一次認(rèn)識(shí)到，借助于在生成下游信號(hào)后對(duì)下游光信號(hào)、下游光信號(hào)的第二功率部分和上游光信號(hào)中的至少一個(gè)光信號(hào)進(jìn)行直接無源濾波，基本上降低源于上述由DML生成的下游信號(hào)的非零功率差的進(jìn)入上游信號(hào)中的殘留頂是可能和方便的。在實(shí)踐中，所測(cè)量的光信號(hào)的光功率譜取決于測(cè)量?jī)x器的分辨率。一般，在每個(gè)波長(zhǎng)，所測(cè)量的光功率譜是位于該波長(zhǎng)中心處并且具有給定帶寬的波長(zhǎng)帶之上的光功率密度譜的積分，其等于上述分辨率。為了本發(fā)明的目的，適合的分辨率是窄得足夠能夠分辨上述兩個(gè)峰值并且高得足夠能夠?qū)γ總€(gè)單個(gè)峰積分的分辨率。作為示例，適合的分辨率在5pm和20pm之間，通常等于大約10pm。
用表達(dá)“無源濾波”，其意味著對(duì)光信號(hào)的處理，其中，其光功率譜(通常包括上述兩個(gè)峰)的非零部分沿著頻譜進(jìn)行不同地變化，該變化任何地方都不由光功率的增加組成(并且因此該變化是光功率的降低或者維持)。當(dāng)無源濾波由濾波器來執(zhí)行時(shí)，后者具有功率響應(yīng)，其是至少與該光信號(hào)的光功率譜的非零部分對(duì)應(yīng)依賴的頻率，并且另外該濾波器是無源濾波器，即，它沒有用于增加信號(hào)的光功率的任何裝置，例如光放大裝置。理解的是，依賴本發(fā)明的各種實(shí)際實(shí)現(xiàn)，下游光信號(hào)、下游光信號(hào)的第一和第二功率部分以及上游光信號(hào)中的一個(gè)或更多，展示具有在生成時(shí)在下游光信號(hào)的功率譜中最初占據(jù)的相同譜位置的上述兩個(gè)峰。但是，將根據(jù)本發(fā)明要被無源濾波以便在絕對(duì)值上基本上降低其的光信號(hào)中的兩個(gè)峰相應(yīng)的非零功率差，可能與上述初始非零功率差(生成時(shí))不同。在一個(gè)方面中，在對(duì)所述下游光信號(hào)和/或下游光信號(hào)的所述第二功率部分和/或所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波的步驟中，兩個(gè)峰的相應(yīng)的非零功率差至少被總共減半。在一個(gè)方面中，在對(duì)所述下游光信號(hào)和/或下游光信號(hào)的所述第二功率部分和/或所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波的步驟中，為了在絕對(duì)值上基本上減低所述兩個(gè)峰的相應(yīng)的非零功率差，后者減低到比生成時(shí)的所述非零功率差小的值。在一個(gè)方面中，在對(duì)所述下游光信號(hào)和/或下游光信號(hào)的所述第二功率部分和/或所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波的步驟中，在檢測(cè)上游光信號(hào)前，基本上消除這兩個(gè)峰的相應(yīng)的功率差。在一個(gè)方面中，下游光信號(hào)在生成時(shí)具有頻率調(diào)制和第一幅度(或強(qiáng)度)調(diào)制，其具有與上述兩個(gè)峰值的所述非零功率差相關(guān)的第一非零消光比(ER)。常規(guī)地，上游光信號(hào)的上述(不同的)幅度調(diào)制被稱為“第二幅度調(diào)制”。在實(shí)踐中，光信號(hào)的光功率譜中的兩個(gè)峰的功率差的測(cè)量，導(dǎo)致至少為上述分辨率的適合選擇而測(cè)量相關(guān)消光比。分辨率的適合值見上文。通常，用對(duì)數(shù)底(dB)來表達(dá)兩個(gè)峰的功率差(或ER)，作為該兩個(gè)功率值的比的對(duì)數(shù)。通常，中心位于較低波長(zhǎng)的峰比中心位于較高波長(zhǎng)的峰高。但是，常規(guī)地，在本說明書和權(quán)利要求中，生成時(shí)的下游光信號(hào)的上述非零功率差總是取正數(shù)。在一個(gè)方面中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟減低所述相應(yīng)的非零功率差(例如第一 ER)到等于或小于0. 5dB，優(yōu)選等于或小于0. 2dB，更優(yōu)選等于或小于0. IdB (即，在基本上是零的值)的絕對(duì)值。對(duì)所述下游光信號(hào)和/或下游光信號(hào)的所述第二功率部分和/或所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的上述附加步驟，可通過只對(duì)上述三個(gè)光信號(hào)中的一個(gè)(優(yōu)選的方案)或上 述三個(gè)光信號(hào)中的兩個(gè)(以任何組合取)或全部上述三個(gè)光信號(hào)進(jìn)行無源濾波來執(zhí)行。在一個(gè)方面中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟在于只對(duì)所述下游光信號(hào)(并且不對(duì)下游光信號(hào)的所述第二功率部分也不對(duì)所述上游光信號(hào))進(jìn)行無源濾波，并且優(yōu)選地在按一定距離傳播所述下游光信號(hào)的所述步驟之前被執(zhí)行。在這個(gè)方面中，所述相應(yīng)的非零功率差是生成時(shí)的所述非零功率差。在一個(gè)方面中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟在于對(duì)所述下游光信號(hào)和所述上游光信號(hào)(并且不對(duì)下游光信號(hào)的所述第二功率部分)進(jìn)行無源濾波，并且優(yōu)選地在分割所述下游光信號(hào)的所述步驟之前被執(zhí)行。在單個(gè)光纖光系統(tǒng)的情況下，這個(gè)方面可能是有利(見下文)。在一個(gè)方面中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟包括至少對(duì)下游光信號(hào)的所述第二功率部分(并且不對(duì)所述下游光信號(hào))進(jìn)行無源濾波，并且在分割所述下游光信號(hào)的所述步驟之后被執(zhí)行。在這個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施例中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟在于只對(duì)下游光信號(hào)的所述第二功率部分(并且不對(duì)所述下游光信號(hào)也不對(duì)所述上游光信號(hào))進(jìn)行無源濾波，并且優(yōu)選地在對(duì)下游光信號(hào)的第二功率部分進(jìn)行幅度調(diào)制的所述步驟之前被執(zhí)行。在這個(gè)方面的另一實(shí)施例中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟包括對(duì)下游光信號(hào)的所述第二功率部分和所述上游光信號(hào)(并且不對(duì)下游光信號(hào))進(jìn)行無源濾波。以此方式，可能借助于直接對(duì)上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波來基本上消除上述兩個(gè)峰的殘留功率差。在一個(gè)方面中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟在于只對(duì)所述上游光信號(hào)(并且不對(duì)下游光信號(hào)的所述第二功率部分也不對(duì)所述下游光信號(hào))進(jìn)行無源濾波，并且優(yōu)選地在傳播回所述上游光信號(hào)的所述步驟之后被執(zhí)行。在一個(gè)方面中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟和/或?qū)λ鱿掠喂庑盘?hào)的所述第一功率部分進(jìn)行無源濾波以便在絕對(duì)值上增加相應(yīng)的功率差的步驟，是經(jīng)由具有非平坦功率譜響應(yīng)(優(yōu)選是具有FSR的周期功率譜響應(yīng))的相應(yīng)的無源濾光器來執(zhí)行的。優(yōu)選地，WDM光信號(hào)(例如，見下文)的頻率間隔是譜響應(yīng)的FSR的倍數(shù)。作為示例，所述無源濾光器是馬赫-曾德爾干涉儀或者法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具或者AffG0優(yōu)選地，該濾波器的功率譜響應(yīng)可以在波長(zhǎng)上進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，通過控制該濾光器的物理參數(shù)，例如溫度(例如借助于加熱器或冷卻器，例如珀?duì)栙N單元(Peltier cell))。無源濾波的上述步驟中的一個(gè)或兩個(gè)有利地包括控制濾波下的相應(yīng)光信號(hào)的光功率譜的非零部分的和相應(yīng)濾波器的功率譜響應(yīng)的相互位置。光譜(即具有非零或不可忽略光功率的光功率譜的一部分)的非零部分通常包括上述兩個(gè)峰。在無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟中，在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)考慮到譜對(duì)波長(zhǎng)時(shí)，相關(guān)光信號(hào)的光譜的上述非零部分(或上述兩個(gè)峰)與具有正斜率的濾波器功率譜響應(yīng)的部分對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，當(dāng)考慮到譜對(duì)頻率時(shí)，所述部分中的斜率在絕對(duì)值上大于或等于大約0. ldB/GHz和/或小于或等于大約2dB/GHz，優(yōu)選大于或等于大約0. 2dB/GHz和/或小于或等于大約0. 5dB/GHz。在對(duì)所述下游光信號(hào)的所述第一功率部分進(jìn)行無源濾波以便在絕對(duì)值上增加相應(yīng)的功率差(其可具有非零或基本上是零的值)的步驟中，在優(yōu)選實(shí)施例中，下游光信號(hào)(的第一部分)的光譜的上述非零部分與具有負(fù)斜率的濾波器功率譜響應(yīng)的部分對(duì)準(zhǔn)，而在另一實(shí)施例中，則與具有正斜率的功率譜響應(yīng)的部分對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)方面中，對(duì)所述下游光信號(hào)的所述第一功率部分進(jìn)行無源濾波以便在絕對(duì)值上增加所述兩個(gè)峰的相應(yīng)的功率差的步驟，增加后者到比生成時(shí)的所述非零功率差大的值。在一個(gè)方面中，在對(duì)所述下游光信號(hào)的所述第一功率部分進(jìn)行無源濾波以便在絕對(duì)值上增加相應(yīng)的功率差的步驟中，與第一幅度調(diào)制對(duì)應(yīng)但是具有比所述第一幅度調(diào)制高的相應(yīng)第一消光比的另外幅度調(diào)制中轉(zhuǎn)換下游光信號(hào)的頻率調(diào)制。在一個(gè)方面中，在直接調(diào)制激光源的步驟中，激光器，優(yōu)選是DFB激光器，例如被電流源在(例如大約60mA到大約IOOmA之間的)高偏流偏置，并且例如被激光驅(qū)動(dòng)器用(相對(duì)低的)調(diào)制電流(例如大約20mA到大約60mA峰到峰之間)進(jìn)行調(diào)制。在一個(gè)方面中，(例如下游光信號(hào)功率譜的)兩個(gè)峰的上述頻率分隔是在大約2GHz和大約20GHz之間，優(yōu)選是在大約3GHz和大約8GHz之間。在一個(gè)方面中，所述第一消光比在生成時(shí)是在大約IdB和大約4dB之間，通常是在大約2dB和大約3dB之間。在一個(gè)方面中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低相應(yīng)的非零功率差的步驟包括控制濾波下的相應(yīng)光信號(hào)的光譜的非零部分的和相應(yīng)無源濾光器的功率譜響應(yīng)的相互位置，優(yōu)選通過對(duì)相應(yīng)光信號(hào)的功率部分進(jìn)行抽頭(tap)(優(yōu)選是在濾波后)，以便生成監(jiān)視光信號(hào)，以及按照所述監(jiān)視光信號(hào)的函數(shù)來控制所述相互位置，例如以便將監(jiān)視光信號(hào)的幅度調(diào)制(通常與所述第一幅度調(diào)制相關(guān))保持在基本上是零的級(jí)別。優(yōu)選地，檢測(cè)監(jiān)視光信號(hào)以便生成對(duì)應(yīng)的電監(jiān)視信號(hào)，然后(例如通過電容器)隔離電監(jiān)視信號(hào)的AC分量并且例如借助于基于PID的控制電路來數(shù)字地或模擬地處理所述AC分量，以便依靠所述AC分量來生成反饋信號(hào)。優(yōu)選地，生成這種反饋信號(hào)以便最小化所述AC分量(例如以便把它保持在基本上是零的級(jí)別)。優(yōu)選地，把反饋信號(hào)饋送到激光源和/或到濾光器以便控制相應(yīng)的物理參數(shù)，例如激光器或?yàn)V波器的溫度。在一個(gè)方面中，由直接檢測(cè)接收機(jī)直接探測(cè)所述經(jīng)濾波的光信號(hào)和/或所述上游光信號(hào)，該直接檢測(cè)接收機(jī)包括例如光電二極管(ro)，諸如pin光電二極管或者雪崩ro (APD)，后面可能有互阻抗放大器和時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)器(CDR)。在一個(gè)方面中，對(duì)下游光信號(hào)的第二功率部分進(jìn)行幅度調(diào)制的步驟包括對(duì)所述第二功率部分進(jìn)行光放大的步驟，例如通過光放大器，比如半導(dǎo)體光放大器(S0A或者RS0A)或者摻鉺放大器(erbuim-doped amplifier)。在一個(gè)實(shí)施例中，該放大器是穿透放大器(pass-through amplifier),例如S0A。在另一實(shí)施例中，該放大器是反射放大器，比如RSOA，它以雙程來進(jìn)行放大。幅度調(diào)制的步驟可包括來對(duì)光信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制，這借助于通常放置在關(guān)于要調(diào)制的光信號(hào)的傳播方向的放大器的下游的外部調(diào)制器(例如MZI調(diào)制器)，或者由放大器自身的直接電流調(diào)制來進(jìn)行(在RSOA的情況下特別有利)。在一個(gè)方面中，在沿著所述光線路傳播回上游光信號(hào)的步驟中，后者被傳播到所述第一光纖中。在一個(gè)方面中，在沿著所述光線路傳播回上游光信號(hào)的步驟中，后者被傳播到在所述光線路中包括的第二、獨(dú)特的光纖中。在一個(gè)方面中，上述方面中的任何方面中的方法都是WDM雙向光通信的方法，其包括以下步驟在第一光線路終端，直接 調(diào)制多個(gè)激光源(包括上文所述激光源，每個(gè)以不同的光波長(zhǎng)發(fā)射)以生成多個(gè)下游光信號(hào)，包括上文所述下游光信號(hào)，其每個(gè)具有上述方面中的任何方面中的上述下游光信號(hào)的相同特性；-將所述多個(gè)下游光信號(hào)在空間上組合成為WDM下游光信號(hào)，并且沿著光線路的所述第一光纖按一定距離傳播所述WDM下游光信號(hào)到第二光線路終端；-在第二光線路終端在空間上分隔來自所述WDM下游光信號(hào)的所述多個(gè)下游光信號(hào)，并且以與上述方面中的任何方面中的所述下游光信號(hào)相同的方式處理每個(gè)下游光信號(hào)，并且獲得多個(gè)上游光信號(hào)，包括上文所述上游光信號(hào)，每個(gè)上游光信號(hào)具有上述方面中的任何方面中的所述上游光信號(hào)的相同特性；并且將所述多個(gè)上游光信號(hào)在空間上組合成為WDM上游光信號(hào)；-沿著所述光線路傳播回WDM上游光信號(hào)；-在所述第一光線路終端，在空間上分隔來自所述WDM上游光信號(hào)的所述多個(gè)上游光信號(hào)并且檢測(cè)每個(gè)上游光信號(hào)。在一個(gè)方面中，當(dāng)在空間上組合所述多個(gè)下游光信號(hào)時(shí)和/或當(dāng)在空間上分隔所述多個(gè)上游光信號(hào)時(shí)，執(zhí)行無源濾波以便在絕對(duì)值上減低所述非零功率差的步驟。在另外方面中，本發(fā)明涉及一種雙向光通信系統(tǒng)，它包括其間有相互距離的第一和第二光線路終端以及光線路，該光線路包括光連接第一和第二光線路終端的至少第一光纖。在其各種方面中，上述系統(tǒng)被配置和/或被編程用于執(zhí)行上述方面中的任何方面和/或所附權(quán)利要求中的任何權(quán)利要求的雙向光通信的方法。


根據(jù)本發(fā)明的若干示范實(shí)施例(包括優(yōu)選實(shí)施例)的以下描述(只有示例性的目的并且因此是非限制性的)，在附圖的協(xié)助下，本發(fā)明的另外特性和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，其中-圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光系統(tǒng)的一般方案的示意框圖；-圖2是圖I的第一光線路終端的變型的示意框圖；-圖3是根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的光系統(tǒng)的一般方案的示意框圖；-圖4是本發(fā)明的光系統(tǒng)的下游傳送機(jī)的實(shí)施例的示意框圖；-圖4A是本發(fā)明的光系統(tǒng)的下游傳送機(jī)的另外實(shí)施例的示意框圖；-圖5A和5B以及6A和6B是本發(fā)明的光系統(tǒng)的上游傳送機(jī)的四個(gè)可能實(shí)施例的示意框-圖7A-C不意性地不出若干不同濾光器的工作原理；-圖8A和8B、9A和9B、10A和IOB示出本發(fā)明的一個(gè)方面的不同步驟期間的示范光信號(hào)的眼圖(A)和譜⑶；-圖IlA和IlB分別示出與本發(fā)明的兩個(gè)不同實(shí)施例對(duì)應(yīng)的示范上游光信號(hào)的眼圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，引用數(shù)字I涉及根據(jù)本發(fā)明的雙向光通信系統(tǒng)。在附圖中，可能在其各種實(shí)施例中，相同的數(shù)字涉及相同的元件。光系統(tǒng)I包括第一 2和第二光線路終端3以及光線路4，光線路4包括與第一和第二光線路終端2、3光聯(lián)接的至少第一光纖5 (通常是單模光纖)。通常，光纖具有從大約Ikm到大約50km(例如從大約3km到大約40km)的平均長(zhǎng)度。在附圖中，由具有一個(gè)或兩個(gè)箭頭的實(shí)線示意性地指示光鏈路，箭頭指示在系統(tǒng)I的操作期間通過其中傳播的光信號(hào)的預(yù)期傳播方向。通常，第一光線路終端2位于電信網(wǎng)絡(luò)的中央局。通常，第二光線路終端3 (這種情況下稱為光網(wǎng)絡(luò)終端)位于電信網(wǎng)絡(luò)的外圍端，例如用戶家庭或房屋或路邊的機(jī)柜(未示出)。這種情況下，系統(tǒng)I有利地應(yīng)用于接入網(wǎng)或分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(distribution network)。第一光線路終端2有利地包括下游傳送機(jī)6和上游接收機(jī)7，二者都在光線路4的第一端8光聯(lián)接到光線路4。第二光線路終端3有利地包括下游接收機(jī)9和上游傳送機(jī)10，二者都在光線路4的第二端11光聯(lián)接到光線路4。通常被包括在第二線路終端3中的光功率分割器12 (例如50/50分割器,或任何其它分割比)在光端口在光線路4的第二端11光聯(lián)接到第一光纖5,以及在兩個(gè)另外光端口，分別聯(lián)接到下游接收機(jī)9和上游傳送機(jī)10。圖I和圖2示出示范光系統(tǒng)1，其中，光線路4具有單個(gè)光纖5，用于上游和下游光信號(hào)二者的預(yù)期傳播，如由鏈路的兩個(gè)箭頭指示的。這種情況下，系統(tǒng)I可有利地包括光循環(huán)器13 (通常被包括在線路終端2中)，其具有光聯(lián)接到下游傳送機(jī)6上的第一光端口、光聯(lián)接到(例如光纖5的)光線路4的第一端8的第二光端口以及光聯(lián)接到上游接收機(jī)7的第三光端口。該循環(huán)器是易于將光端口中入射的光線發(fā)送到后繼光端口的任何裝置。圖3示出示范光系統(tǒng)1，其中，光線路4具有第一 5和第二光纖30，分別專用于上游和下游光信號(hào)的預(yù)期傳播。這種情況下，通常不需要上述循環(huán)器13，下游傳送機(jī)6在第一端8聯(lián)接到第一光纖5，以及上游接收機(jī)7在第一端8聯(lián)接到第二光纖30。對(duì)應(yīng)地，在第二光線路終端3中，上游傳送機(jī)10也在光線路4的第二端11聯(lián)接到第二光纖30。圖I至3示范地示出WDM雙向光通信系統(tǒng)1，其中，第一光線路終端2可有利地包括(通常在結(jié)構(gòu)和/或工作原理中互相相似或相同的)多個(gè)下游傳送機(jī)6，以及(通常也在結(jié)構(gòu)和/或工作原理上互相相似或相同的)多個(gè)上游接收機(jī)7。優(yōu)選地，上游接收機(jī)7的數(shù)量等于下游傳送機(jī)6的數(shù)量。各種下游傳送機(jī)6之間的主要不同在于，在操作中，它們發(fā)射具有以不同光頻率(或波長(zhǎng))為中心的光載波的下游光信號(hào)，兩個(gè)連續(xù)頻率之間的間隔(稱為頻率間隔)通常是固定的(例如，33GHz或50GHz或IOOGHz或200GHz)。WDM波長(zhǎng)的數(shù)量(通常是2的冪)可被包括在從2到128之間，通常等于32或64。通常，各種WDM波長(zhǎng)依賴于ITUT格柵。系統(tǒng)I優(yōu)選地包括(通常在結(jié)構(gòu)和/或工作原理中互相相似或相同的)多個(gè)第二光線路終端3。優(yōu)選地，第二光線路終端3的數(shù)量等于下游傳送機(jī)6和/或上游接收機(jī)7的數(shù)量。各種上游和下游接收機(jī)在操作中接收，具有不同光載波波長(zhǎng)的相應(yīng)光信號(hào)。在附圖中，由水平方向上的三個(gè)圓點(diǎn)組成的符號(hào)指示(除了示出的以外)可能存在某一數(shù)量(包括零)的另外下游傳送機(jī)6和/或上游接收機(jī)7和/或第二光線路終端3。
WDM系統(tǒng)I可(通常在第一線路終端2內(nèi))有利地包括多路復(fù)用器14 (例如AWG)，其具有聯(lián)接到多個(gè)下游傳送機(jī)6以接收相應(yīng)下游光信號(hào)的多個(gè)光端口以及在光線路4的第一端8聯(lián)接到光線路4 (例如到第一光纖5)的另外光端口。WDM系統(tǒng)I可(通常在第一線路終端2內(nèi))有利地包括多路分用器15(例如AWG)，其具有聯(lián)接到多個(gè)上游傳送機(jī)7以發(fā)送相應(yīng)上游光信號(hào)的多個(gè)光端口以及在光線路4的第一端8聯(lián)接到光線路4 (例如，到第一光纖5，如圖I和2中所示，或者到第二光纖30，如圖3中所示)的另外光端口。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖I和3中示范示出的，多路復(fù)用器14和多路分用器15是兩個(gè)獨(dú)特的設(shè)備。在單個(gè)光纖5的情況下，如圖I中示范示出的，多路復(fù)用器14的另外光端口可聯(lián)接到上述循環(huán)器13的第一端口，并且多路分用器15的另外光端口可聯(lián)接到上述循環(huán)器13的第三端口(有利地，第一光線路終端包括一個(gè)并且僅僅一個(gè)循環(huán)器13)。在圖2中示范示出的另一實(shí)施例中，多路復(fù)用器和多路分用器是相同的光裝置，或者換句話說，存在單個(gè)多路復(fù)用分用器14，它在操作中實(shí)際上既充當(dāng)多路復(fù)用器又充當(dāng)多路分用器。這種情況下，系統(tǒng)I可(通常在第一線路終端2內(nèi))包括多個(gè)循環(huán)器13，每個(gè)循環(huán)器具有光聯(lián)接到相應(yīng)的下游傳送機(jī)6的第一光端口、光聯(lián)接到多路復(fù)用分用器14的上述多個(gè)端口中的相應(yīng)光端口的第二光端口以及光聯(lián)接到相應(yīng)上游接收機(jī)7的第三光端口。循環(huán)器的數(shù)量?jī)?yōu)選等于下游傳送機(jī)6的數(shù)量。WDM系統(tǒng)I優(yōu)選地(通常在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)19 (例如在機(jī)柜))包括多路分用器16 (例如AWG)，其具有聯(lián)接到多個(gè)第二光線路終端3以發(fā)送相應(yīng)下游光信號(hào)的多個(gè)光端口以及聯(lián)接到光線路4的第一光纖5的另外光端口。WDM系統(tǒng)I可(通常在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)19內(nèi))有利地包括多路復(fù)用器17 (例如AWG)，其具有聯(lián)接到多個(gè)上游傳送機(jī)10 (例如到多個(gè)傳送機(jī)10的相應(yīng)輸出端口)以接收相應(yīng)上游光信號(hào)的多個(gè)光端口以及聯(lián)接到光線路4的另外光端口。在圖3中示范示出的一個(gè)實(shí)施例中，多路分用器16和多路復(fù)用器17是兩個(gè)獨(dú)特的裝置并且多路復(fù)用器17的另外光端口聯(lián)接到光線路4的第二光纖30。在圖I中示范示出的另一實(shí)施例中，多路復(fù)用器和多路分用器是相同的光設(shè)備，或者換句話說，存在單個(gè)多路復(fù)用分用器16，其在操作中實(shí)際上既充當(dāng)多路復(fù)用器又充當(dāng)多路分用器。優(yōu)選地，下游接收機(jī)9和/或上游接收機(jī)7包括(僅在下游接收機(jī)中用數(shù)字20示意性地示出的)直接檢測(cè)(DD)接收機(jī)，其包括光電二極管(PD)(例如PIN或者雪崩H))，后面可能有互阻抗放大器和/或時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)器(CDR)。優(yōu)選地，下游接收機(jī)9 (在考慮下游信號(hào)(的第二功率部分)的傳播方向的關(guān)于DD接收機(jī)20的上游位置)包括(至少在信號(hào)的功率譜的非零部分中)具有非平坦功率譜響應(yīng)(優(yōu)選具有FSR的周期功率譜響應(yīng))的第一無源濾光器21。優(yōu)選地，WDM光信號(hào)的頻率間隔是譜響應(yīng)的FSR的倍數(shù)。示范地，所述無源濾光器是馬赫-曾德爾干涉儀或者法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具或者AWG。
優(yōu)選地，功率譜響應(yīng)可在波長(zhǎng)上進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，通過控制濾光器的物理參數(shù)，t匕如溫度(例如借助于加熱器或冷卻器(未示出)，比如珀?duì)栙N單元)。反饋電路(未示出)可與第一濾光器21相關(guān)聯(lián)，以便控制其譜響應(yīng)的調(diào)節(jié)，例如對(duì)從光線路或從DD接收機(jī)20導(dǎo)出的監(jiān)視信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的下游傳送機(jī)6。它包括激光源40 (優(yōu)選是DFB激光器)，以及用于驅(qū)動(dòng)激光器的激光驅(qū)動(dòng)器41。傳送機(jī)通常包括用來向激光器供應(yīng)偏流的電流源42。
傳送機(jī)6可包括光聯(lián)接到激光器以及(在考慮下游信號(hào)的傳播方向的關(guān)于激光器40的上游位置)(至少在濾波下的信號(hào)的功率譜的非零部分中)具有非平坦功率譜響應(yīng)(優(yōu)選具有FSR的周期功率譜響應(yīng))的第二無源濾光器43。優(yōu)選地，WDM光信號(hào)的頻率間隔是譜響應(yīng)的FSR的倍數(shù)。優(yōu)選地，在其功率譜響應(yīng)對(duì)頻率的至少一部分(其具有至少2GHz或3Hz的寬度)中的斜率是負(fù)的，并且在絕對(duì)值上大于或等于大約0. ldB/GHz和/或小于或等于大約2dB/GHz,優(yōu)選地大于或等于大約0. 2dB/GHz和/或小于或等于大約0. 5dB/GHz。示范地，第二濾光器是馬赫-曾德爾干涉儀或者法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具或者AWGt5AWG可有利地是上述多路復(fù)用器14。在這種情況下，單個(gè)濾波器可“均衡”(即，消除或至少基本上減低相應(yīng)的非零功率差)所有的WDM下游信號(hào)。優(yōu)選地，第二濾波器的功率譜響應(yīng)可在波長(zhǎng)上進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，通過控制濾光器的物理參數(shù)，比如溫度(例如借助于加熱器或冷卻器，未示出，比如珀?duì)栙N單元)。反饋電路44可與第二濾光器43 (和/或與激光器40)相關(guān)聯(lián)，以便控制該濾波器的譜響應(yīng)的調(diào)節(jié)和/或控制該激光器發(fā)射的中央波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)(例如通過控制該激光器的物理參數(shù)，比如溫度或偏流)。參考圖4，反饋電路44可包括光聯(lián)接到濾波器43的分光器或抽頭45，以用來把下游光信號(hào)的功率部分分割為監(jiān)視光信號(hào)。分光器45通常沿著光鏈路放置在關(guān)于下游信號(hào)的傳播方向的第二濾光器43的下游，用以對(duì)已經(jīng)濾波過的下游光信號(hào)的功率部分進(jìn)行抽頭。更一般地，分光器45通常沿著光鏈路放置在關(guān)于要被分割或抽頭用于監(jiān)視的相關(guān)光信號(hào)(依賴實(shí)現(xiàn)，也可能是上游信號(hào)或者下游信號(hào)的第一功率部分)的傳播方向的第二濾光器43的下游。分光器45可示范地是分束器或定向耦合器。在優(yōu)選解決方案中(在兩個(gè)反向傳播光信號(hào)經(jīng)過濾光器43的情況下特別有利，見下文)，分光器45易于只對(duì)在單一選擇方向(通常是從濾波器43到分光器45的方向)上傳播的光信號(hào)進(jìn)行抽頭。分光器45以這種方式有利地在操作中只對(duì)要監(jiān)視的相關(guān)光信號(hào)進(jìn)行抽頭。反饋電路44可包括控制器46，用于接收監(jiān)視光信號(hào)，檢測(cè)它以生成對(duì)應(yīng)的監(jiān)視電信號(hào)，以及生成反饋信號(hào)以響應(yīng)于監(jiān)視信號(hào)?？刂破?6(電)連接到濾光器和/或激光器，用于發(fā)送反饋信號(hào)。控制器46可示范地包括光檢測(cè)器47，在電監(jiān)視信號(hào)的傳播方向上后面有互阻抗放大器48、用于提取電監(jiān)視信號(hào)的AC分量的電容器49以及(例如基于PID的)控制電路400 (數(shù)字的或者模擬的)，其被編程用于處理所述AC分量以便依賴所述AC分量生成反饋信號(hào)。優(yōu)選地，生成反饋信號(hào)以便最小化所述AC分量(例如以便把它保持在基本上是零的級(jí)別)。圖4A示意性地示出與第二濾光器43 (和/或與激光器40)相關(guān)聯(lián)以便控制該濾波器的譜響應(yīng)的調(diào)節(jié)和/或控制該激光器發(fā)射的中央波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)的反饋電路44的備選實(shí)施例。反饋電路44可包括光聯(lián)接到濾波器43的分光器405。分光器405通常沿著光鏈路放置在關(guān)于(例如從第一到第二光線路終端的)下游信號(hào)的(預(yù)期)傳播方向的第二濾光器43的上游。更一般地，分光器405通常沿著光鏈路放置在關(guān)于要被分割或抽頭用于監(jiān)視的相關(guān)光信號(hào)(依賴實(shí)現(xiàn)，也可能是上游信號(hào)或者下游信號(hào)的第一功率部分-見下文)的傳播方向的第二濾光器43的上游。分光器405易于在下游(或相關(guān)的)光信號(hào)被濾波前對(duì)它的功率部分進(jìn)行抽頭，并且另外對(duì)從濾光器43反射的下游(或相關(guān)的)光信號(hào)的功率部分進(jìn)行抽頭，所述反射的下游信號(hào)與下游光信號(hào)反向傳播。反饋電路44可包括第一 401和第二 402光接收機(jī)，其與分光器405光聯(lián)接，分別用于接收下游(或相關(guān)的)光信號(hào)和反射的下游(或相關(guān)的)光信號(hào)的功率部分。該接收機(jī)可每個(gè)包括光檢測(cè)器，其帶寬通常比相關(guān)光信號(hào)承載的數(shù)據(jù)的帶寬要窄得多。每個(gè)接收機(jī)易于生成相應(yīng)的電監(jiān)視信號(hào)，分別表示(輸入到濾波器的)下游信號(hào)和后向反射的下游信號(hào)(或相關(guān)信號(hào))的平均功率。反饋電路44可包括控制電路406，用于接收電監(jiān)視光信號(hào)并且生成反饋信號(hào)(或多個(gè)反饋信號(hào))以響應(yīng)于監(jiān)視信號(hào)。控制電路406(電)連接到濾光器和/或激光器，用于發(fā)送反饋信號(hào)。
在操作中，(向下傳播的)下游信號(hào)(輸入到濾波器，例如具有IM調(diào)制)由分光器405示范地分割，該信號(hào)的功率部分被指引到接收機(jī)401，并且被接收機(jī)401接收，接收機(jī)401生成表示輸入到濾波器43的平均功率的監(jiān)視信號(hào)。該向下傳播的下游信號(hào)的剩余部分被輸入到濾波器43，濾波器43部分地把它反射到分光器405，分光器405使它的功率部分偏離到第二接收機(jī)402。該向下傳播的下游信號(hào)的非反射的、剩余的部分經(jīng)過濾波器并且其然后受到適當(dāng)?shù)臑V波。接收機(jī)402生成表示由濾波器43反射的平均光功率的監(jiān)視信號(hào)。一般地，除了(由第一接收機(jī)401監(jiān)視的)平均輸入功率以外，由濾波器43反射的平均光功率僅依賴相關(guān)(例如，下游)光信號(hào)的譜的非零部分關(guān)于濾波器43譜響應(yīng)的相對(duì)位置。對(duì)于任何給定的相對(duì)位置(例如，根據(jù)本發(fā)明的“均衡”條件)，它相當(dāng)于(由第一接收機(jī)401監(jiān)視的)輸入到濾波器的平均光功率與(由第二接收機(jī)402監(jiān)視的)后向反射的平均光功率之間的良好定義的比值。通過維持第一接收機(jī)401和第二接收機(jī)402電流之間的比不變(例如，用反饋運(yùn)算，其生成用于控制濾波器43和/或激光器40的上述物理參數(shù)的反饋信號(hào))，控制電路406使上述比保持不變。以此方式，光信號(hào)譜的非零部分和濾波器譜響應(yīng)之間的相對(duì)位置保持不變。為了確定要維持的上述比的目標(biāo)值，可進(jìn)行初始設(shè)置，在濾波器輸出時(shí)(例如經(jīng)由眼圖監(jiān)視)直接監(jiān)視下游(或相關(guān))信號(hào)。當(dāng)(例如在眼圖上)監(jiān)視到最佳條件時(shí)，記錄上述比的對(duì)應(yīng)值，并且然后可在操作條件中運(yùn)行反饋(或鎖定)算法以便保持這種比不變。圖5A和5B不出分別基于如圖I中所不的單個(gè)光纖5和基于如圖3中所不的一對(duì)光纖5、30的雙向光系統(tǒng)I的上游傳送機(jī)10的相應(yīng)可能實(shí)施例。下游接收機(jī)10可有利地包括RSOA 50，例如如本領(lǐng)域所已知的，或者任何其它的反射光放大器，其通常由S0A/RS0A驅(qū)動(dòng)器51來驅(qū)動(dòng)，S0A/RS0A驅(qū)動(dòng)器51具有用于接收電上游數(shù)據(jù)的輸入。下游傳送機(jī)10可有利地包括上述第二濾光器43，其優(yōu)選與(例如上述的那種)反饋電路44相關(guān)聯(lián)，其中，所監(jiān)視的信號(hào)現(xiàn)在是下游信號(hào)的第二功率部分。但是這里，反饋信號(hào)通常只被發(fā)送到濾波器43而不到激光器40。關(guān)于圖5A的實(shí)施例，反饋電路44通常是參考圖4所描述的類型。但是，現(xiàn)在控制電路400可有利地被編程用于處理所述AC分量，以便生成反饋信號(hào)從而將所述AC分量維持在非零目標(biāo)值(如果在濾波前測(cè)量，通常等于下游信號(hào)的第二功率部分的AC分量值的大約二分之一)。有利地，如果在相關(guān)信號(hào)已經(jīng)兩次經(jīng)過濾波器(下游和上游)后測(cè)量，則所述AC分量是在零值。關(guān)于圖5B的實(shí)施例，反饋電路44優(yōu)選的是參考圖4所描述的類型，但是它也可能是參考圖4A所描述的類型(未示出)。濾光器43通常關(guān)于下游信號(hào)的傳播方向光聯(lián)接到RSOA上游。參考圖5A，在單個(gè)光纖光系統(tǒng)I的情況下，濾 光器43 (或者當(dāng)沒有濾波器時(shí)RS0A，見下文)可直接光聯(lián)接到第二線路終端3的分光器12。參考圖5B,在兩個(gè)光纖光系統(tǒng)I的情況下,傳送機(jī)10有利地包括光學(xué)循環(huán)器52，其具有連接到濾光器43 (或當(dāng)沒有濾波器時(shí)分光器12，見下文)的第一端口、連接到RSOA的第二端口以及光聯(lián)接到第二光纖30的第三端口。本發(fā)明還設(shè)想到了這樣的情況(未示出)，其中濾光器43放置在循環(huán)器的第二端口和RSOA之間(優(yōu)選具有參考圖4描述的類型的反饋電路44)，或者這樣的情況(未示出)，其中濾光器放置在循環(huán)器的第三端口的下游(優(yōu)選具有參考圖4A描述的類型的反饋電路44，其中監(jiān)視中的相關(guān)光信號(hào)現(xiàn)在是上游信號(hào))，或上述解決方案的任何組合。圖6A和6B示出分別基于如圖I中所示的那種單個(gè)光纖5和基于如圖3中所示的那種一對(duì)光纖5、30的雙向光系統(tǒng)I的下游傳送機(jī)10的相應(yīng)的另外可能實(shí)施例。下游接收機(jī)10可有利地包括SOA 60，例如如本領(lǐng)域中已知的，或者任何其它的穿透光放大器，如稀土放大器。它可有利地包括外部調(diào)制器61，外部調(diào)制器61通常關(guān)于上游光信號(hào)的傳播方向光聯(lián)接到穿透放大器60的下游，并且通常易于由調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器62驅(qū)動(dòng)，其具有用于接收電上游數(shù)據(jù)的輸入。在備選實(shí)施例(未示出)中，放大器60可不需要外部調(diào)制器而進(jìn)行直接電流調(diào)制。下游傳送機(jī)10可有利地包括上述第二濾光器43，其優(yōu)選地與例如上述種類的反饋電路44相關(guān)聯(lián)。濾光器43優(yōu)選地關(guān)于下游信號(hào)(的第二功率部分)的傳播方向光聯(lián)接到放大器60的上游,如圖6A、B中示范地示出。在這種情況下，反饋電路44優(yōu)選的是參考圖4所描述的類型，如圖6A、B中所示，但是它也可能是參考圖4A所描述的類型(未示出)，其中，監(jiān)視中的相關(guān)光信號(hào)現(xiàn)在是下游信號(hào)的第二功率部分。濾光器43也可(未不出)關(guān)于上游信號(hào)的傳播方向光聯(lián)接到放大器60的下游。它也可放置在放大器60和調(diào)制器61之間，并且在這種情況下，反饋電路44優(yōu)選是參考圖4所描述的類型，但是它也可以是參考圖4A所描述的類型。濾光器43可關(guān)于上游信號(hào)的傳播方向放置在調(diào)制器61的下游，并且在這種情況下，反饋電路44優(yōu)選是參考圖4A所描述的類型，其中監(jiān)視中的相關(guān)光信號(hào)現(xiàn)在是 上游信號(hào)。參考圖6B，在兩個(gè)光纖光系統(tǒng)I的情況下，濾光器43的輸入(或者當(dāng)沒有濾波器43時(shí)放大器60的光輸入，見下文)可直接光聯(lián)接到第二線路終端3的分光器12，并且外部調(diào)制器61的輸出直接聯(lián)接到第二光纖30。參考圖6A，在單個(gè)光纖光系統(tǒng)I的情況下，傳送機(jī)10有利地包括光循環(huán)器63，其具有連接到分光器12的第一端口、連接到濾光器43 (或當(dāng)沒有濾波器時(shí)，到放大器60的輸入，見下文)的第二端口以及光聯(lián)接到調(diào)制器61的輸出的第三端口。本發(fā)明還設(shè)想這樣的情況(未示出)，其中濾光器43關(guān)于下游信號(hào)的傳播方向放置在循環(huán)器的第一端口的上游(反饋電路44優(yōu)選是參考圖4所描述的類型，其中監(jiān)視中的相關(guān)光信號(hào)是下游信號(hào))，或者上述解決方案的任何組合。
在優(yōu)選實(shí)施例中，在光系統(tǒng)I中，優(yōu)選地具有反饋電路44的單個(gè)第二濾光器43 ( “均衡濾波器”)，只存在于(每個(gè))下游傳送機(jī)6 (當(dāng)多路復(fù)用器14也充當(dāng)濾波器43時(shí)，認(rèn)為它被包括在傳送機(jī)6內(nèi))，以及上游傳送機(jī)10和沒有第二濾光器43的系統(tǒng)I的任何其它部分。這種情況下，操作中只有下游信號(hào)在生成后被“均衡”。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)解決方案特別有利，因?yàn)楦蓴_上游信號(hào)(在單纖系統(tǒng)I中)的下游信號(hào)的后向反射和后向散射的問題被極大減輕，因?yàn)橄掠涡盘?hào)沿著適當(dāng)均衡的光線路傳播。 在備選實(shí)施例中，在光系統(tǒng)I中，優(yōu)選具有反饋電路44的單個(gè)第二濾光器43，只存在于(每個(gè))上游傳送機(jī)10 (在圖5A、B和6A、B中所示的其各種實(shí)施例中)，以及下游傳送機(jī)6和沒有濾光器43的系統(tǒng)I的任何其它部分。在這種情況下，操作中只有下游信號(hào)的第二功率部分或者只有上游信號(hào)被“均衡”。在可能的備選實(shí)施例中(未示出)，優(yōu)選具有反饋電路44的單個(gè)第二濾光器43，可能只存在于關(guān)于上游信號(hào)的傳播方向的(每個(gè))上游接收機(jī)7 (有可能包括多路分用器15或14)的上游。在這種情況下，操作中只有上游信號(hào)在接收之前被“均衡”。反饋電路44可能是參考圖4A所描述的類型，其中監(jiān)視中的相關(guān)光信號(hào)是上游信號(hào)。 本發(fā)明還設(shè)想了光系統(tǒng)I的這樣的情況，其中優(yōu)選具有關(guān)聯(lián)反饋電路44的第二濾光器43，沿著系統(tǒng)I的光鏈路放置于任何位置，例如沿著光線路4和/或在第一和/第二光線路終端和/或遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)19中。本發(fā)明還設(shè)想了具有根據(jù)上述實(shí)施例的任何組合而放置的多于一個(gè)第二濾光器43 (用于WDM信號(hào)內(nèi)的每個(gè)光信號(hào))的光系統(tǒng)I。在操作中，光系統(tǒng)I在其不同的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的上述各種方面的用于雙向光通信的方法。下文中，參考示范情況，其中，在單個(gè)光纖5雙向光通信系統(tǒng)1(例如圖I)中，其中只有下游信號(hào)在已經(jīng)生成后被“均衡”(例如圖4)，并且其中，在上游傳送機(jī)10中(沒有第二濾光器43)使用RSOA。通過對(duì)(來自電流源42的)偏流疊加與電下游數(shù)據(jù)輸入對(duì)應(yīng)的(來自激光驅(qū)動(dòng)器41的)調(diào)制電流來直接調(diào)制DML激光器40。因此生成的下游信號(hào)被第二濾光器43 (“均衡濾波器”)“均衡”，其均衡下游光信號(hào)的光譜的兩個(gè)峰的功率。監(jiān)視濾波器的輸出，用于把濾波器譜響應(yīng)鎖定到關(guān)于光信號(hào)頻譜的兩個(gè)峰的適當(dāng)位置。在傳播后，下游信號(hào)的部分首先被濾波(見下文和圖7A、B)并且然后被接收。下游信號(hào)的另一部分充當(dāng)上游傳送機(jī)10的光上游種子。光上游種子隨后被傳遞到RS0A，其被驅(qū)動(dòng)器51用電流直接調(diào)制，驅(qū)動(dòng)器51在輸入中接收上游電數(shù)據(jù)信號(hào)。RSOA調(diào)制和放大光上游種子，因此生成包含上游數(shù)據(jù)的光上游信號(hào)。在上游傳播上游信號(hào)后，后者被上游接收機(jī)7接收。圖7A-C示意性地示出若干濾光器的工作原理。在頂部圖中的箭頭70和71示意地表示(例如生成后的下游光信號(hào)的)譜中的兩個(gè)峰，常規(guī)(和通常)分別對(duì)應(yīng)于符號(hào)(具有更高的功率)和空號(hào)(更低的功率)。在頂部圖中，水平軸描繪波長(zhǎng)并且垂直軸描繪光功率。在底部圖中，水平軸描繪時(shí)間并且垂直軸描繪光功率。圖7A頂部和底部分別示出在濾光器作為第一濾光器21在下游接收機(jī)9操作的情況下的譜和眼圖。這里，維持兩個(gè)峰與具有負(fù)斜率的濾波器功率響應(yīng)72的一部分對(duì)準(zhǔn)，以便與符號(hào)相比更多削弱空號(hào)。對(duì)應(yīng)地，在濾波后的眼圖(實(shí)線)比濾波前的(虛線)更加敞開。
圖7B頂部和底部分別示出了在備選實(shí)施例中的濾光器作為第一濾光器21在下游接收機(jī)9操作的情況下的譜和眼圖。這里，維持兩個(gè)峰與具有正斜率的濾波器功率響應(yīng)72的一部分對(duì)準(zhǔn)。但是，如在前述的情況下，濾波器的目的是盡可能地敞開眼睛，因此現(xiàn)在與空號(hào)相比更多削弱符號(hào)。對(duì)應(yīng)地，在濾波后的眼圖(實(shí)線)比濾波前的(虛線)更加敞開。圖7C頂部和底部分別示出了根據(jù)本發(fā)明的濾光器作為第二“均衡”濾光器43操作的情況下的譜和眼圖。這里，維持兩個(gè)峰與具有正斜率的濾波器功率響應(yīng)72的一部分對(duì)準(zhǔn)。但是，濾波器43的目的現(xiàn)在是“均衡”符號(hào)和空號(hào)的功率。因此，現(xiàn)在與空號(hào)相比符號(hào)被更多削弱，但是在一定程度被校準(zhǔn)以補(bǔ)償初始功率差。因此，與上述情況相反，濾波后的眼圖(實(shí)線，而在濾波前則為虛線)是完全閉合的。當(dāng)經(jīng)均衡的下游信號(hào)的第一功率部分在下游接收機(jī)9被接收時(shí)，仍然使用在圖7A或B中示出的方案。圖8A和8B分別示出由商用DML (比特率I. 25Gb/s，激光器偏流80mA，峰到峰的激光器調(diào)制電流45mA)生成后的示范下游光信號(hào)的測(cè)量眼圖和光譜?？梢钥闯鰞蓚€(gè)峰之間的功率差大約是2dB。圖8A和圖9A的縱坐標(biāo)范圍是140 u ff/div,圖IOA的縱坐標(biāo)范圍是13uff/div0圖8A、圖9A和圖IOA的橫坐標(biāo)范圍是115ps/div。圖8B、圖9B和圖IOB的縱坐標(biāo)范圍是5dB/div,橫坐標(biāo)范圍是50pm/div,分辨率是10pm。圖9A和9B分別示出由示例無源均衡器濾光器43 (濾波器類型FP標(biāo)準(zhǔn)具，F(xiàn)SR50GHz，帶寬6GHz，斜率0. 3dB/GHz)均衡后的上述示范下游光信號(hào)的測(cè)量的眼圖和光譜。圖IOA和IOB分別示出由示例第一濾光器21 ( “差別濾波器(discriminatingfilter) ”，見圖 7A)(濾波器類型大容量(bulk)MZ, FSR 25GHz，帶寬 6GHz，斜率 0. 5dB/GHz)濾波后的上述示范均衡下游光信號(hào)的測(cè)量的眼圖和光譜。圖IlA和IlB示出，當(dāng)上述示范的經(jīng)均衡的下游光信號(hào)充當(dāng)光上游種子時(shí)，分別在示范商用RS0A(比特速率I. 25Gb/s，偏流25mA，峰到峰的調(diào)制電流25mA，無外部調(diào)制)和SOA (偏流200mA Cff)之后的示范商用LiNbo3馬赫-曾德爾外部調(diào)制器(比特速率I. 25Gb/s，峰到峰的驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度大約6V)的輸出的上游信號(hào)的測(cè)量的眼圖。圖IlA和IlB的縱坐標(biāo)范圍分別是520uW/div和123uW/div，橫坐標(biāo)范圍是115ps/div。在上圖中已經(jīng)忽略光纖傳播的影響(背對(duì)背實(shí)驗(yàn))。
權(quán)利要求
1.一種用于雙向光通信系統(tǒng)的方法，包括以下步驟 -在第一光線路終端，直接調(diào)制激光源以生成具有包括兩個(gè)峰的光功率譜的下游光信號(hào)，所述兩個(gè)峰在生成時(shí)具有頻率分隔和非零功率差； -沿著包括傳播所述下游光信號(hào)的至少第一光纖的光線路，按一定距離傳播所述下游光信號(hào)至第二光線路終端； -在所述第二光線路終端對(duì)所述下游光信號(hào)進(jìn)行功率分割以生成所述下游光信號(hào)的空間分隔的第一和第二功率部分；對(duì)所述下游光信號(hào)的所述第一功率部分進(jìn)行無源濾波，以便在絕對(duì)值上増加所述兩個(gè)峰的相應(yīng)功率差，從而獲得經(jīng)濾波的光信號(hào)，所述經(jīng)濾波的光信號(hào)隨后被檢測(cè)；并且對(duì)所述下游光信號(hào)的第二功率部分進(jìn)行幅度調(diào)制，以便獲得具有第二幅度調(diào)制的上游光信號(hào)； -沿著所述光線路將所述上游光信號(hào)傳播回到所述第一光線路終端； -在所述第一光線路終端，檢測(cè)所述上游光信號(hào)； 其中，所述方法還包括以下步驟對(duì)所述下游光信號(hào)和/或所述下游光信號(hào)的所述第ニ功率部分和/或所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波，以便在絕對(duì)值上減低所述兩個(gè)峰的相應(yīng)非零功率差。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低所述相應(yīng)非零功率差的步驟將所述相應(yīng)非零功率差總共減低到等于或小于0. 5dB、優(yōu)選等于或小于0. 2dB、更優(yōu)選等于或小于0. IdB的絕對(duì)值。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低所述相應(yīng)非零功率差的步驟在于只對(duì)所述下游光信號(hào)而不對(duì)所述下游光信號(hào)的所述第二功率部分也不對(duì)所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波，并且在按一定距離傳播所述下游光信號(hào)的所述步驟之前被執(zhí)行，所述相應(yīng)非零功率差是生成時(shí)的所述非零功率差。
4.如上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低所述相應(yīng)非零功率差的步驟是經(jīng)由具有波長(zhǎng)上可調(diào)節(jié)的功率譜響應(yīng)的無源濾光器(43)來執(zhí)行的，上述步驟包括控制無源濾波下的相應(yīng)光信號(hào)的光功率譜中所述兩個(gè)峰的和所述無源濾光器(43)的功率譜響應(yīng)的相互位置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，在無源濾波以便在絕對(duì)值上減低所述相應(yīng)非零功率差的步驟中，當(dāng)考慮譜對(duì)波長(zhǎng)時(shí)，相關(guān)光信號(hào)的光功率譜中的所述兩個(gè)峰與具有正斜率的無源濾光器(43)的功率譜響應(yīng)的一部分對(duì)準(zhǔn)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，當(dāng)考慮功率譜響應(yīng)對(duì)頻率時(shí)，所述部分中的所述斜率在絕對(duì)值上大于或等于大約0. ldB/GHz和/或小于或等于大約2dB/GHz，優(yōu)選大于或等于大約0. 2dB/GHz和/或小于或等于大約0. 5dB/GHz。
7.如上述權(quán)利要求4到6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，控制所述兩個(gè)峰的和所述無源濾光器的功率譜響應(yīng)的相互位置的步驟包括對(duì)相應(yīng)光信號(hào)的功率部分進(jìn)行抽頭，以便生成監(jiān)視光信號(hào)，以及通過借助于以所述監(jiān)視光信號(hào)的函數(shù)所生成的反饋信號(hào)控制所述無源濾光器的和/或所述激光源的物理參數(shù)來控制所述相互位置。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其中，在已經(jīng)對(duì)相應(yīng)光信號(hào)濾波后對(duì)相應(yīng)光信號(hào)的所述功率部分進(jìn)行抽頭，并且生成所述反饋信號(hào)以便使所述監(jiān)視光信號(hào)的幅度調(diào)制保持在基本上是零的級(jí)別。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，檢測(cè)所述監(jiān)視光信號(hào)以便生成對(duì)應(yīng)的電監(jiān)視信號(hào)，然后隔離所述電監(jiān)視信號(hào)的AC分量并且然后數(shù)字地或模擬地處理所述AC分量，以便依賴所述AC分量來生成所述反饋信號(hào)，生成所述反饋信號(hào)以便最小化所述AC分量。
10.如上述權(quán)利要求4到9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述無源濾光器是馬赫-曾德爾干涉儀或者法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具或者陣列波導(dǎo)光柵。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)所述下游光信號(hào)的第二功率部分進(jìn)行幅度調(diào)制的步驟包括借助于半導(dǎo)體光放大器對(duì)所述第二功率部分進(jìn)行光放大的步驟。
12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在對(duì)所述下游光信號(hào)和/或所述下游光信號(hào)的所述第二功率部分和/或所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波的步驟中，所述兩個(gè)峰的相應(yīng)非零功率差至少被總共減半。
13.—種用于WDM雙向光通信的方法,包括上述權(quán)利要求中任何權(quán)利要求的方法，以及以下步驟 -在所述第一光線路終端，直接調(diào)制包括所述激光源的各自發(fā)射不同的光波長(zhǎng)的多個(gè)激光源，以生成包括所述下游光信號(hào)的多個(gè)下游光信號(hào)，所述多個(gè)下游光信號(hào)各自具有所述下游光信號(hào)的相同特性； -將所述多個(gè)下游光信號(hào)在空間上組合成為WDM下游光信號(hào)，并且沿著所述光線路的所述第一光纖按一定距離傳播所述WDM下游光信號(hào)到所述第二光線路終端； -在所述第二光線路終端在空間上分隔來自所述WDM下游光信號(hào)的所述多個(gè)下游光信號(hào)，并且以與所述下游光信號(hào)相同的方式處理每個(gè)下游光信號(hào)，并且獲得包括所述上游光信號(hào)的多個(gè)上游光信號(hào)，每個(gè)上游光信號(hào)具有所述上游光信號(hào)的相同特性；并且將所述多個(gè)上游光信號(hào)在空間上組合成為WDM上游光信號(hào)； -沿著所述光線路傳播回所述WDM上游光信號(hào)； -在所述第一光線路終端，在空間上分隔來自所述WDM上游光信號(hào)的所述多個(gè)上游光信號(hào)并且檢測(cè)每個(gè)上游光信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，無源濾波以便在絕對(duì)值上減低所述相應(yīng)非零功率差的步驟與在空間上組合所述多個(gè)下游光信號(hào)的步驟是相符的。
15.一種雙向光通信系統(tǒng)，包括其間有相互距離的第一(2)和第二(3)光線路終端以及光線路(4)，所述光線路(4)包括至少第一光纖(5)，所述第一光纖(5)光連接到所述第一和第二光線路終端，所述系統(tǒng)被配置和/或被編程用于執(zhí)行上述任何權(quán)利要求中任何權(quán)利要求的雙向光通信的方法。
全文摘要
一種用于雙向光通信系統(tǒng)的方法，包括以下步驟在第一光線路終端，直接調(diào)制激光源以生成具有包括兩個(gè)峰的光功率譜的下游光信號(hào)，這兩個(gè)峰在生成時(shí)具有頻率分隔和非零功率差；沿著包括傳播所述下游光信號(hào)的至少第一光纖的光線路按一定距離傳播所述下游光信號(hào)至第二光線路終端；在第二光線路終端對(duì)所述下游光信號(hào)進(jìn)行功率分割以生成空間分隔的第一和第二功率部分；對(duì)所述下游光信號(hào)的所述第一功率部分進(jìn)行無源濾波以便在絕對(duì)值上增加所述兩個(gè)峰的相應(yīng)功率差，從而獲得經(jīng)濾波的光信號(hào)，該經(jīng)濾波的光信號(hào)隨后被檢測(cè)；并且對(duì)下游光信號(hào)的第二功率部分進(jìn)行幅度調(diào)制以便獲得具有第二幅度調(diào)制的上游光信號(hào)；沿著所述光線路把上游光信號(hào)傳播回到第一光線路終端；在所述第一光線路終端，檢測(cè)所述上游光信號(hào)；其中該方法還包括以下步驟對(duì)所述下游光信號(hào)和/或下游光信號(hào)的所述第二功率部分和/或所述上游光信號(hào)進(jìn)行無源濾波，以便在絕對(duì)值上減低所述兩個(gè)峰的相應(yīng)非零功率差。
文檔編號(hào)H04J14/02GK102625980SQ200980160646
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者F·馬蒂尼, M·R·卡薩諾瓦, R·馬佐內(nèi) 申請(qǐng)人:愛立信股份有限公司