專利名稱：基于反射式半導(dǎo)體光放大器的無源光網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光通信系統(tǒng)，且更具體地，涉及一種波分復(fù)用-無源光網(wǎng)
絡(luò)(WD,PON )。
背景技術(shù)：
全世界正在積極地研究和開發(fā)光纖到戶(FTTH)技術(shù)，以用于使用光纖 傳送線來連接住宅到電話局，從而提供包括語音呼叫、數(shù)據(jù)服務(wù)、和廣播的 集成服務(wù)。在未來的幾年中，F(xiàn)TTH技術(shù)的使用將急劇增加。
在FTTH技術(shù)方面，重要的是開發(fā)用于以高生產(chǎn)力來構(gòu)造有效成本的光 網(wǎng)絡(luò)的光信號(hào)傳送方法。光網(wǎng)絡(luò)可以分為無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)和有源光網(wǎng)絡(luò) (AON)。最近的PON系統(tǒng)包括異步傳輸模式-無源光網(wǎng)絡(luò)(ATM-PON)、寬 帶-無源光網(wǎng)絡(luò)(B-PON)、吉比特-無源光網(wǎng)絡(luò)(G-PON)、和以太網(wǎng)-無源光 網(wǎng)絡(luò)(E-PON)系統(tǒng)。在最近的AON中，使用光傳送線來連接包括以太網(wǎng)交 換的局域網(wǎng)。
在基于波分復(fù)用(WDM)的FTTH網(wǎng)絡(luò)(即，WDM-PON)中，每個(gè)訂 戶被分配了特定的波長，并且使用所分配的波長來與中心局(CO)或光線路 終端(OLT)進(jìn)行通信。因此，可以向訂戶提供獨(dú)立的、高數(shù)據(jù)速率的、高 安全性的服務(wù)。此外，與時(shí)分多址-無源光網(wǎng)絡(luò)(TDMA-PON)不同，為每個(gè) 訂戶單獨(dú)地執(zhí)行光信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，從而可以與具有窄帶寬的光接收機(jī)一 起使用具有低調(diào)制速度和功率的光源。
然而，在WDM-PON中，每個(gè)訂戶需要光發(fā)射機(jī)/接收機(jī)模塊對(duì)。也就 是說，由于應(yīng)該在訂戶房屋和中心局中安裝光發(fā)射機(jī)/接收機(jī)模塊，所以與現(xiàn) 有的光網(wǎng)絡(luò)相比，構(gòu)造WDM-PON花費(fèi)相當(dāng)高的成本。而且，由于需要與訂 戶數(shù)目成比例的具有特定波長的光源，所以構(gòu)造WDM-PON十分昂貴。另夕卜, 應(yīng)該為各個(gè)訂戶存儲(chǔ)具有不同波長的備用光源，以便替換損壞的光源。這對(duì) 于服務(wù)提供商在管理波長方面是非常困難的。因此，需要廉價(jià)的WDM-PON 光源。進(jìn)一步地，必須為訂戶提供波長獨(dú)立的光源，以便實(shí)現(xiàn)低成本的WDM-PON 。
其間，通常認(rèn)為管理光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)的波長是重要的。然而，在最 近的服務(wù)提供商想要的WDM-PON中，與易于管理的光網(wǎng)絡(luò)終端的波長一樣， 中心局的下游光源的波長也應(yīng)該易于管理。也就是說，在基于反射式半導(dǎo)體 光放大器(RSOA)的傳統(tǒng)的WDM-PON中，不管為ONT分配的波長，使用 同一ONT，以便解決ONT的波長管理問題。然而，更多的新近服務(wù)提供商 想要為消除中心局以及ONT的波長管理問題而設(shè)計(jì)的WDM-PON，從而可以 經(jīng)濟(jì)地和穩(wěn)定地管理網(wǎng)絡(luò)。
特別地，在WDM-PON中，中心局對(duì)不同的訂戶^^用不同的波長來與訂 戶進(jìn)行通信。因此，由于可用波長有限，所以到WDM-PON的訂戶的數(shù)目也 是有限的。盡管通過增加中心局的光多路復(fù)用器(MUX)和解多路復(fù)用器的 端口數(shù)目以及單模光源(需要波長控制)的數(shù)目可以增加到WDM-PON的訂 戶的數(shù)目，但是這個(gè)方法不經(jīng)濟(jì)而且在增加訂戶數(shù)目的方面也有限制。也就
其間，雖然使用每個(gè)波長可以以1 Gbps或更高的速率來傳送數(shù)據(jù)，但是 由于尚未開發(fā)出適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，所以高數(shù)據(jù)傳送速率沒有得到充分地使用。也 就是說，需要一種用于更有效地使用波長的方法
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
本發(fā)明提供了為通過采用新光源而最優(yōu)地管理光線路終端(OLT)的波 長而設(shè)計(jì)的基于反射式半導(dǎo)體光放大器(RSOA)的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)。
本發(fā)明還提供了使用波分復(fù)用(WDM)和時(shí)分多址(TDMA)兩種通信 方案的混合PON (以下，稱為WDM/以太網(wǎng)(WE ) -PON )。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了為在充分的光輸出功率電平處進(jìn)行操作、以提高功 率預(yù)算和可靠性而設(shè)計(jì)的WE-PON。
技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種基于用于優(yōu)化OLT和ONT (光網(wǎng)絡(luò)終 端)的波長管理的RSOA的PON,該P(yáng)ON包括OLT,其包括作為用于傳 送下游信號(hào)的光源的種子光注入(seed-light-injection ) RSOA、和用于接收上 游信號(hào)的第一接收機(jī)；ONT,其包括用于接收下游信號(hào)的第二接收機(jī)、和用于使用下游信號(hào)來傳送上游信號(hào)的RSOA;以及RN(遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn))，用于在OLT 和ONT之間中繼信號(hào)。
所述種子光注入RSOA可以從基于TO-CAN類型的DFB-LD (分布反饋 式激光二極管)的UCL (通用冷卻式激光器)接收種子光。光MUX (多路 復(fù)用器)可以對(duì)從UCL輸出的光波進(jìn)行多路復(fù)用，并且可以通過在OLT中 包括的種子光循環(huán)器和光DMUX (解多路復(fù)用器)將其輸入到各個(gè)種子光注 入RSOA。其間，在光MUX之前安裝的光分離器可以對(duì)從UCL輸出的光進(jìn) 行分發(fā)，以便至少兩個(gè)OLT共享所述光波輸出。
所述OLT可以進(jìn)一步包括用于對(duì)來自種子光注入RSOA的下游信號(hào)進(jìn) 行多路復(fù)用的光MUX、和用于將來自O(shè)NT的上游信號(hào)解多路復(fù)用到第一接 收機(jī)的光DMUX,以及所述RN包括用于對(duì)上游和下游信號(hào)進(jìn)行分離的循環(huán) 器、和光MUX/DMUX,其中分別通過上游和下游光纖線路，在OLT和RN 之間傳送上游和下游信號(hào)?？商鎿Q地，所述OLT可以進(jìn)一步包括光MUX、 光DMUX、和循環(huán)器，其中所述OLT和RN使用單光纖線路來彼此通信。
所述RN可以包括光MUX/DMUX;以及在光MUX/DMUX和ONT 的端口之間連接的TDMA (時(shí)分多址)光分離器。當(dāng)所述光分離器具有1: M的分離比率時(shí)，由于所述光分離器ONT的數(shù)目增力。M倍。
當(dāng)所述RN包括所述TDMA光分離器時(shí)，所述OLT的第 一接收機(jī)可以 是每個(gè)能夠不管ONT和RN之間的不同的距離來接收上游信號(hào)的突發(fā)模式接 收機(jī)。
所述OLT可以進(jìn)一步包括用于增加用以對(duì)來自種子光注入RSOA的下游 信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用的光MUX的輸出功率的輸出光放大器、以及用于增加用 以將來自O(shè)NT的上游信號(hào)解多路復(fù)用到第一接收機(jī)的光DMUX的輸入信號(hào) 的功率的接收光放大器。所述輸出光放大器可以是具有預(yù)定的飽和輸出功率 的EDFA (摻鉺光纖放大器)，并且所述接收光放大器可以是具有預(yù)定的飽和 輸出功率和線性增益的SOA (半導(dǎo)體光放大器)。
在基于RSOA的PON中，種子光注入RSOA被用作OLT中的光源，從 而由于RSOA的無色(color-less)特性，可以經(jīng)濟(jì)地對(duì)下游光源的波長進(jìn)4亍 管理。此外，基于RSOA的PON使用TDMA通信方案以及WDM通信方案， 從而可以將訂戶的數(shù)目增加M倍。另外，當(dāng)ONT的數(shù)目增加時(shí)，可以在所 述OLT中包括光放大器，以便確保用于傳送上游和下游信號(hào)的充足光功率，并增加網(wǎng)絡(luò)可靠性。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以有效地解決管理使用中的波長
的問題，并且從而可以解決與每個(gè)用戶的高設(shè)備成本相關(guān)的傳統(tǒng)WDM-PON 的問題、和波長管理中的困難。 有益效果
如上所述，本發(fā)明的基于RSOA的PON提供以下優(yōu)點(diǎn)。
在基于波長-再利用類型的RSOA的WDM-PON中，可以經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)對(duì) OLT的波長以及ONT的波長進(jìn)行無色(color-less )管理。因此，服務(wù)提供商 可以容易地構(gòu)造和管理光網(wǎng)絡(luò)。
此外，將種子光注入RSOA用作OLT的下游光源，并且代替蝶式的 DFB-LD，將廉價(jià)的TO-CAN類型的DFB-LD (即，UCL )用于向RSOA提 供光波(light)。因此，可以更經(jīng)濟(jì)地構(gòu)造光網(wǎng)絡(luò)。
而且，基于RSOA的WDM-PON使用TDMA通信方案以及WDM通信 方案。也就是說，實(shí)現(xiàn)了 WE-PON。因此，可以通過使用具有1: M分離比 率的光分離器，來將由WDM MUX/DMUX的端口數(shù)目和光源的波長數(shù)目所 確定的訂戶數(shù)目增加M倍。
另外，可以在WE-PON的OLT中包括光纖和半導(dǎo)體光放大器，以便確 保用于傳送上游和下游信號(hào)的充分的光功率，因此增加了網(wǎng)絡(luò)可靠性以及在 網(wǎng)絡(luò)中容納的訂戶的數(shù)目。


通過參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上面以及其它 特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中
圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、使用種子光注入的反射式半導(dǎo)體光 放大器(RSOA)作為下游光源的波分復(fù)用-無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)的示 意性框圖2是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了僅使用單光纖線路來連接 中心局和遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(RN)之外、具有與圖1所圖示的WDM-PON的結(jié)構(gòu)相 似的結(jié)構(gòu)的PON的示意性框圖3是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了用于時(shí)分多址(TDMA) 通信的附加光分離器之外、具有與圖1所圖示的PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的 PON的示意性框圖；圖4是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了僅使用單光纖線路來連接
中心局和RN之外、具有與圖3所圖示的PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的PON的 示意性框圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了用于增加上游和下游光功 率的光放大器之外、具有與圖3所圖示的PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的PON的 示意性框圖；以及
圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了僅使用單光纖線路來連接 中心局和RN之外、具有與圖5所圖示的PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的PON的 示意性框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考其中示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖來更充分地描述本發(fā) 明。在附圖中，為了清楚而夸大了層和區(qū)域的厚度，并且相同的附圖標(biāo)記表 示相同的元件。本發(fā)明可以實(shí)施為許多不同的形式，并且不應(yīng)該理解為被限 定于在這里提出的實(shí)施例；相反地，提供這些實(shí)施例以便本公開將徹底和完 整，并且這些實(shí)施例將向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的構(gòu)思。
圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、使用種子光注入類型的反射式半導(dǎo) 體光放大器(RSOA)作為下游光源并且使用波長再利用類型的RSOA作為 上游光源的波分復(fù)用-無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)的示意性框圖。
參考圖1,根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的WDM-PON包括中心局或者光線路終端 (OLT) 110、光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT) 150、和遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(RN) 130。 OLT110傳 送下游信號(hào)并接收上游信號(hào)，ONT150接收下游信號(hào)并傳送上游信號(hào)，而RN 130在OLT 110和ONT 150之間中繼信號(hào)。其間，下游和上游光纖線路120 和121連接OLT 110和RN 130,而光纖線路140連接RN 130和ONT 150。
OLT110包括種子光注入RSOA陣列111、第一接收機(jī)陣列112、光多 路復(fù)用器(MUX) 113、和光解多路復(fù)用器(DMUX) 114。種子光注入RSOA 陣列111包括單獨(dú)的或集成的種子光注入RSOA 111-1到111-N,并且第一 接收機(jī)陣列112包括單獨(dú)的或集成的第一接收機(jī)112-1到112-N。 MUX 113 對(duì)來自種子光注入RSOA陣列111的下游信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，并且DMUX 114 對(duì)上游信號(hào)進(jìn)行解多路復(fù)用，并將它們分發(fā)到第一接收機(jī)112-1到112-N。
RSOA陣列111的種子光注入RSOA 111-1到111-N分別使用具有N個(gè)波長的光波來對(duì)N個(gè)下游信號(hào)Dt到DN進(jìn)行調(diào)制，以便向N個(gè)ONT 150傳 送N個(gè)下游信號(hào)Di到DN。第一接收機(jī)112-1到112-N可以使用P-I-N光電二 極管(PIN-PD)或雪崩光電二極管(APD)形成，并且從ONT 150接收上游信 號(hào)1^到Un。 MUX 113通過將ROSA 111-1到111-N的N個(gè)單模輸出多路復(fù) 用到下游光纖線路120來傳送下游信號(hào)。
其間，種子光注入RSOA 111-1到111-N可以分別與第一接收機(jī)112-1到 112-N匹配，并且每對(duì)可以作為模塊安裝在相同的外殼中。在此情況下，在 OLT 110中包括N個(gè)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)模塊，并且N個(gè)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)模塊的每 個(gè)包括種子光注入RSOA和接收沖幾。
種子光源單元160的分布反饋式激光二極管(distribute feedback laser diode, DFB-LD)光源陣列161生成用于ROSA 111-1到111-N的光波。詳細(xì) 地，DFB-LD光源陣列161的DFB-LD光源161-1到161-N (以下，DFB-LD 光源161-1到161-N的每個(gè)將被稱為DFB-LD 161-N )發(fā)射多個(gè)波長，并且光 MUX 162將所述多個(gè)波長多路復(fù)用到OLT 110。然后，OLT 110的種子光循 環(huán)器(circulator) 115和MUX 113將多路復(fù)用的波長解多路復(fù)用到各個(gè)RSOA 111-1到111-N。然后，ROSA111-1到lll-N輸出與波長輸入相同的波長。
其間，可以通過使用光分離器163來分發(fā)光波，而與其他OLT共享來自 DFB-LD光源陣列161的光波輸出。在此情況下，可以經(jīng)濟(jì)地使用DFB-LD 光源陣列。此外，較廉價(jià)的TO-CAN類型的密集波分復(fù)用(DWDM ) DFB-LD (即，通用冷卻式激光器(utility-cooled laser, UCL ))以及更昂貴的蝶式的 DFB-LD可以被用作DFB-LD光源161-N。在當(dāng)前實(shí)施例中，可以使用UCL 來建立更經(jīng)濟(jì)的PON。
RN130可以包括循環(huán)器132和光MUX/DMUX 131。循環(huán)器132分離 下游信號(hào)和上游信號(hào)，并且MUX/DMUX 131將下游信號(hào)解多路復(fù)用到ONT 150，并對(duì)來自O(shè)NT 150的上游信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用。也就是說，MUX/DMUX 131根據(jù)信號(hào)的波長來對(duì)通過光纖線路120和循環(huán)器132向MUX/DMUX 131 傳送的多路復(fù)用后的下游信號(hào)進(jìn)行解多路復(fù)用，并且通過光纖線路140向 ONT 150傳送所述下游信號(hào)。MUX/DMUX 131可以用陣列波導(dǎo)光柵(AWG ) 或薄膜濾光器(TFT)形成。
ONT 150包括ONT! 150-1到ONTN 150-N。 ONT, 150-1到ONTN 150-N 的每個(gè)包括RSOA 151、第二接收機(jī)152、和耦合器154。考慮到RSOA 151的功率預(yù)算和增益飽和輸入功率，耦合器154將從光纖線路140接收的下游 信號(hào)的光功率劃分到RS0A151和第二接收機(jī)152。第二接收機(jī)152接收下游 信號(hào)Di(其中，i的取值范圍是l到N)，并且RSOA 151用上游數(shù)據(jù)來對(duì)所 接收的下游光信號(hào)進(jìn)行再調(diào)制，并且向OLT 110傳送上游信號(hào)Ui (其中，i 的取值范圍是1到N)。
通過光纖線路140將在RSOA 151中被調(diào)制為上游信號(hào)Ui的光波傳送到 RN的MUX/DMUX 131，并且MUX/DMUX 131對(duì)所述光波進(jìn)行多路復(fù)用。 然后，循環(huán)器132將多路復(fù)用后的上游信號(hào)Ui引導(dǎo)到上游光纖線路121,并 且輸入到OLTllO。在OLT110中，將多路復(fù)用后的上游信號(hào)Ui解多路復(fù)用 到各個(gè)波長信道，并輸入到第一接收機(jī)112-1到112-N。也就是說，最后，第 一才妾收才幾112-1到112-N4妾收上游信號(hào)Ui。
在當(dāng)前實(shí)施例的PON中，種子光注入RSOA被用作OLT的光源，并且 使用DFB-LD光源陣列來生成用于RSOA的種子光。因此，可以解決關(guān)于下 游波長的本發(fā)明問題。此外，可以通過使用用于DFB-LD光源陣列的UCL來 更經(jīng)濟(jì)地構(gòu)造PON。
圖2是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了僅使用單光纖線路來連接 OLT和RN之外、具有與圖1所圖示的WDM-PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的 WDM-PON的示意性框圖。
參考圖2,當(dāng)前實(shí)施例的WDM-PON具有與圖1所圖示實(shí)施例的 WDM-PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)前實(shí)施例的WDM-PON使用單光線 路來進(jìn)行上游和下游傳送二者，以節(jié)約光纖線路。也就是說，代替RNI30, OLT110包括用于分離下游信號(hào)和上游信號(hào)的循環(huán)器116。
信號(hào)在WDM-PON中如下進(jìn)行傳送。光MUX 113對(duì)通過調(diào)制RSOA 111-1到lll-N的輸出所產(chǎn)生的下游信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，并且循環(huán)器116通過 光纖線路123傳送所述下游信號(hào)。在穿過光纖線路123之后，多路復(fù)用后的 下游信號(hào)被輸入到RN的光MUX/DMUX 131。然后，MUX/DMUX 131基于 下游信號(hào)的波長對(duì)下游信號(hào)進(jìn)行解多路復(fù)用，并且通過光纖線路140來將解 多路復(fù)用后的下游信號(hào)分別傳送到ONT 150的ONT, 150-1到ONTN 150-N。
在給定的ONT; 150i中，耦合器154將下游信號(hào)傳送到RSOA 151和第 二接收機(jī)兩者。RSOA 151對(duì)下游信號(hào)進(jìn)行再調(diào)制以生成上游信號(hào)，并且第二 接收機(jī)152對(duì)下游信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。通過光纖線路140將從RSOA 151輸出的上游信號(hào)傳送到RN 130的MUX/DMUX 131，并且然后MUX/DMUX 131對(duì) 上游信號(hào)進(jìn)行光多路復(fù)用，并且通過光纖線路123向OLT IIO傳送多路復(fù)用 后的上游信號(hào)。在OLT110中，循環(huán)器116向光DMUX 114引導(dǎo)上游信號(hào)， 并且DMUX 114基于上游信號(hào)的波長將上游信號(hào)解多路復(fù)用到第一接收機(jī) 112-1到112-N。第一接收機(jī)112-1到112-N對(duì)上游信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
圖3是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了用于時(shí)分多址(TDMA) 通信的附加光分離器之外、具有與圖1所圖示的WDM-PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié) 構(gòu)的WDM-PON的示意性框圖。
參考圖3,除了將WDM-PON構(gòu)造為使用TDMA通信方案之外，當(dāng)前 實(shí)施例的WDM-PON具有與圖1所圖示的WDM-PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)。 也就是說，當(dāng)前實(shí)施例的WDM-PON的RN 130包括循環(huán)器132、光 MUX/DMUX 131、和具有分離比率l: M的光分離器133。
可以考慮用于整個(gè)光鏈路的功率預(yù)算，來確定光分離器133的1: M分 離比率。MUX/DMUX 131基于下游信號(hào)的波長對(duì)下游信號(hào)進(jìn)行解多路復(fù)用， 并且分離器133向M個(gè)訂戶傳送每個(gè)解多路復(fù)用后的下游信號(hào)。在當(dāng)前實(shí)施 例中，例如，當(dāng)波長多路復(fù)用比率為l: N時(shí)，由于分離器133具有1: M的 分離比率，所以總共N x M個(gè)訂戶可以被連接到WDM-PON。也就是說，可 以顯著增加WDM-PON的訂戶數(shù)目。
耦合器154向RSOA 151和第二接收機(jī)兩者發(fā)送通過分離器133和光纖 線路140傳送的每個(gè)下游信號(hào)。然后，按照與圖1所圖示的實(shí)施例中相同的 方式，RSOA 151對(duì)下游信號(hào)進(jìn)行再調(diào)制，以生成上游信號(hào)，并且第二接收機(jī) 152對(duì)下游信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。然而，在當(dāng)前實(shí)施例中，由于分離器133根據(jù)TDMA 通信方案來向M個(gè)訂戶的第二接收機(jī)152傳送下游信號(hào)，所以每個(gè)訂戶從通 過分離器133發(fā)送的下游信號(hào)中提取自己的信號(hào)。此外，通過使用他們自己 的時(shí)隙，來向OLT 110的第 一接收機(jī)112傳送由ONT 到ONT1M的RSOA 151 生成的上游信號(hào)。因此，可以在不干擾其他M-1個(gè)訂戶的其他上游信號(hào)的情 況下，向第一接收機(jī)112傳送訂戶的上游信號(hào)。
分離器133使用TDMA方案來對(duì)經(jīng)由M個(gè)訂戶信道從M個(gè)RSOA 151 輸出的上游信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，并且進(jìn)一步由MUX/DMUX 131將其光多路 復(fù)用到循環(huán)器132。循環(huán)器132通過光纖線路121來向OLT 110的光DMUX 114引導(dǎo)多路復(fù)用后的上游信號(hào)，并且DMUX 114基于上游信號(hào)的波長對(duì)上游信號(hào)進(jìn)行解多路復(fù)用，并且向第一接收機(jī)112-1到U2-N傳送解多路復(fù)用 后的上游信號(hào)。這里，第一接收機(jī)112-1到112-N可以是突發(fā)模式光接收機(jī)， 其具有用于補(bǔ)償與相同分離器133連接的M個(gè)訂戶的上游信號(hào)之間的光功率 差異的充分動(dòng)態(tài)范圍。在此情況下，第一接收機(jī)112-1到112-N可以不管距 ONT 150和RN 130的距離的差異，來接收上游信號(hào)。
由于在當(dāng)前的實(shí)施例的WDM-PON中包括了 TDMA光分離器，所以 WDM-PON可以使用WDM和TDMA兩種通信方案。因此，當(dāng)前實(shí)施例的 WDM-PON可以容納更加多的ONT。結(jié)果，可以在高速光通信環(huán)境中高效地 使用波長。其間，TDMA通信方案用于許多的以太網(wǎng)-無源光網(wǎng)絡(luò)(E-PON)， 并且用于TDMA通信方案的技術(shù)得到充分開發(fā)。因此，使用WDM和TDMA 兩種通信方案的當(dāng)前實(shí)施例的PON現(xiàn)在將^^皮稱為WDM/以太網(wǎng)(WE)-PON， 從而指明了 WDM-PON和TDMA類型的E-PON凈皮組合到當(dāng)前實(shí)施例的PON 中。
圖4是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了僅使用單光纖線路來連接 OLT和RN之外、具有與圖3所圖示的WDM-PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的 WE-PON的示意性框圖。
參考圖4，與圖2所圖示的實(shí)施例一樣，除了 WE-PON使用用于上游和 下游的單光學(xué)線路以節(jié)約反饋光纖線路123之外，當(dāng)前實(shí)施例的WE-PON具 有與圖3所圖示的WDM-PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)。也就是說，代替RN130, OLT110包括用于分離下游信號(hào)和上游信號(hào)的循環(huán)器116。 WE-PON按照與圖 3所圖示的WDM-PON相同的方式通過TDMA通信方案來進(jìn)行操作，并且按 照與圖2所圖示的實(shí)施例相同的方式通過單光纖線路123來傳送上游和下游 信號(hào)。
圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了用于增加上游和下游光功 率的光放大器之外、具有與圖3所圖示的WDM-PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的 WE-PON的示意性框圖。
參考圖5，當(dāng)與圖3所圖示的實(shí)施例一樣經(jīng)由單獨(dú)的光纖線路來傳送上 游和下游信號(hào)時(shí)，在光分離器133處光功率可以減小1/M，導(dǎo)致難以進(jìn)行功 率預(yù)算，并且減少了可用訂戶的數(shù)目以及可用功率裕度。
在當(dāng)前實(shí)施例的WE-PON中，通過在OLT 110中增加光纖光放大器117 和半導(dǎo)體光放大器(SOA) 118來解決這些問題，以便對(duì)光功率損失進(jìn)行補(bǔ)償。因此，可以增加可用訂戶的數(shù)目，并且可以確保所需要的光功率。
可以將摻鉺光纖放大器(EDFA)用作光纖光放大器117。在此情況下， EDFA可以具有充分大的輸出飽和功率用于以充分的光功率電平來向ONT傳 送下游信號(hào)。此外，可以調(diào)整SOA 118的輸出飽和功率和增益，以在寬功率 范圍內(nèi)對(duì)波長數(shù)目進(jìn)行線性放大。
在當(dāng)前實(shí)施例的WE-PON中，在OLT中包括光放大器，以便對(duì)由TDMA 光分離導(dǎo)致的各個(gè)波長的光功率損失進(jìn)行補(bǔ)償。因此，即使ONT的數(shù)目已經(jīng) 增加，也可以為可靠的光通信來維持充分的光功率電平。因此，可以為最佳 的功率預(yù)算充分確保光功率。
圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的、除了僅使用單光纖線路來連接 OLT和RN之外、具有與圖5所圖示的WE-PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的WE-PON 的示意性框圖。
參考圖6,與圖2所圖示的實(shí)施例一樣，除了 WE-PON使用單光纖線路 以節(jié)約反饋光纖線路之外，當(dāng)前實(shí)施例的WE-PON具有與圖5所圖示的 WE-PON的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)。也就是說，代替RN130, OLT110包括用于分 離下游信號(hào)和上游信號(hào)的循環(huán)器116。 WE-PON按照與圖3所圖示的 WDM-PON相同的方式通過TDMA通信方案來進(jìn)行操作，并且按照與圖2所 圖示的實(shí)施例相同的方式通過單光纖線路123來傳送上游和下游信號(hào)。此外， 按照與圖5所圖示的實(shí)施例相同的方式，使用光放大器117和118來放大上 游和下游信號(hào)。
也可以將本發(fā)明實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算 機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可存儲(chǔ)隨后能夠由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存 儲(chǔ)器(RAM)、 CD-ROM、磁帶、軟盤、光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、和載波電波(諸 如通過因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送)。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可以分布在網(wǎng)絡(luò)耦接的計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)上，從而以分布的方式來存儲(chǔ)和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀代碼。此外，本發(fā) 明所屬領(lǐng)域的技術(shù)程序員可以容易地解析用于完成本發(fā)明的功能程序、代碼 和代碼段。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的示范實(shí)施例詳細(xì)地示出并描述了本發(fā)明，但是本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變，而 不脫離由以下權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。工業(yè)適用性
本發(fā)明涉及一種光通信系統(tǒng)，且更具體地，涉及一種波分復(fù)用-無源光網(wǎng)
絡(luò)(WDM-PON )。
本發(fā)明的基于RSOA的PON提供了以下優(yōu)點(diǎn)。在基于波長-再利用類型 的RSOA的WDM-PON中，可以經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)對(duì)OLT的波長以及ONT的波長 進(jìn)行無色管理。因此，服務(wù)提供商可以容易地構(gòu)造和管理光網(wǎng)絡(luò)。此外，將 種子光注入RSOA用作OLT的下游光源，并且代替蝶式的DFB-LD,將廉價(jià) 的TO-CAN類型的DFB-LD (即，UCL )用于向RSOA提供光波。因此，可 以更經(jīng)濟(jì)地構(gòu)造光網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求
1. 一種基于用于對(duì)OLT(光線路終端)和ONT(光網(wǎng)絡(luò)終端)的波長進(jìn)行無色管理的RSOA(反射式半導(dǎo)體光放大器)的PON(無源光網(wǎng)絡(luò))，該P(yáng)ON包括OLT，包括作為用于傳送下游信號(hào)的光源的種子光注入RSOA、和用于接收上游信號(hào)的第一接收機(jī)；ONT，包括用于接收下游信號(hào)的第二接收機(jī)、和用于通過對(duì)下游信號(hào)進(jìn)行再調(diào)制來傳送上游信號(hào)的RSOA；以及RN(遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn))，用于在OLT和ONT之間中繼信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的PON,其中所述種子光注入RSOA從基于TO-CAN 類型的DFB-LD (分布反饋式激光二極管)的UCL (通用冷卻式激光器)接 收種子光波。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的PON，其中光MUX (多路復(fù)用器)對(duì)從UCL輸 出的光波進(jìn)行多路復(fù)用，并且通過在OLT中包括的種子光循環(huán)器和光MUX 將其輸入到各個(gè)種子光注入RSOA。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的PON,其中在光MUX之前安裝的光分離器分發(fā) 從UCL輸出的光波，以便至少兩個(gè)OLT共享所述光波輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的PON，其中分別通過上游和下游光纖線路來在OLT 和RN之間傳送上游和下游信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的PON，其中所述OLT還包括用于對(duì)來自種子光 注入RSOA的下游信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用的光MUX、和用于將來自O(shè)NT的上游 信號(hào)解多路復(fù)用到第一接收機(jī)的光DMUX (解多路復(fù)用器)，以及所述RN包括用于對(duì)上游和下游信號(hào)進(jìn)行分離的循環(huán)器、和光 MUX/DMUX。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的PON，其中所述OLT和RN使用單光纖線路來彼 此通信。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的PON，其中所述OLT還包括用于對(duì)來自種子光 注入RSOA的下游信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用的光MUX、用于將來自O(shè)NT的上游信 號(hào)解多路復(fù)用到第一接收機(jī)的光DMUX (解多路復(fù)用器)、和用于對(duì)上游和 下游信號(hào)進(jìn)行分離的循環(huán)器，以及所述RN包括光MUX/DMUX。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的PON，其中所述RN包括 光MUX/DMUX;以及在光MUX/DMUX和ONT的端口之間連接的TDMA (時(shí)分多址)光分離器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的PON,其中所述光分離器具有1: M的分離比率， 并且由于所述光分離器ONT的數(shù)目增加M倍。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的PON，其中所述OLT的第一接收機(jī)是每個(gè)能夠 不管ONT和RN之間的距離差異地接收上游信號(hào)的突發(fā)模式接收機(jī)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的PON,其中所述OLT還包括用于對(duì)來自種子 光注入RSOA的下游信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用的光MUX、用于將來自O(shè)NT的上游 信號(hào)解多路復(fù)用到第一接收機(jī)的光DMUX (解多路復(fù)用器)、和用于對(duì)上游 和下游信號(hào)進(jìn)行分離的循環(huán)器，以及所述OLT和RN使用單光纖線路來彼此通信。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9的PON,其中所述OLT還包括 用于對(duì)來自種子光注入RSOA的下游信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用的光MUX;以及用于增加光MUX的輸出功率的輸出光放大器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的PON，其中所述輸出光放大器是具有預(yù)定的飽 和輸出功率的EDFA (摻鉺光纖放大器)或者具有預(yù)定的飽和輸出功率和線 性增益的SOA (半導(dǎo)體光放大器)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9的PON,其中所述OLT還包括用于將來自O(shè)NT的上游信號(hào)解多路復(fù)用到第一接收機(jī)的光DMUX;以及用于增加光DMUX的輸入信號(hào)的功率的接收光放大器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的PON，其中所述接收光放大器是具有預(yù)定的飽 和輸出功率的EDFA、或者具有預(yù)定的飽和輸出功率和線性增益的SOA。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15的PON，其中所述OLT還包括用于分離下游和上 游信號(hào)的循環(huán)器，并且所述OLT和RN使用單光纖線路來彼此通信。
18. 根據(jù)權(quán)利要求9的PON,其中所述OLT還包括用于對(duì)來自種子光注入RSOA的下游信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用的光MUX;用于增加光MUX的輸出功率的輸出光放大器；用于將來自O(shè)NT的上游信號(hào)解多路復(fù)用到第一接收機(jī)的光DMUX;以及用于增加光DMUX的輸入信號(hào)的功率的接收光放大器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的PON,其中所述輸出和接收光放大器的每個(gè)是 具有預(yù)定的飽和輸出功率的EDFA、或者具有預(yù)定的飽和輸出功率和線性增 益的SOA。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18的PON,其中所述OLT還包括用于分離上游和下 游信號(hào)的循環(huán)器，并且所述OLT和RN使用單光纖線路來彼此通信。
全文摘要
提供了一種基于反射式半導(dǎo)體光放大器(RSOA)的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)。在所述PON中，在光線路終端(OLT)中使用種子光注入RSOA以實(shí)現(xiàn)對(duì)OLT光源的波長進(jìn)行無色管理，并且使用波長再利用RSOA以實(shí)現(xiàn)對(duì)ONT的波長進(jìn)行無色管理。因此，可以通過波長再利用RSOA來消除與ONT波長管理相關(guān)的問題，并且可以通過種子光注入RSOA來消除與OLT波長管理相關(guān)的問題。
文檔編號(hào)H04B10/13GK101444017SQ200780017140
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者曹升鉉, 樸萬鏞, 李友蘭, 金秉輝 申請(qǐng)人:韓國電子通信研究院