專利名稱：波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在當(dāng)如全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)和網(wǎng)絡(luò)融合的背景下，聞帶寬應(yīng)用如聞清和3D視頻為主的聞清流媒體業(yè)務(wù)，交互式的網(wǎng)絡(luò)游戲以及視頻會(huì)議，IPTV等對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入帶寬提出了更高的要求，當(dāng)前主流的時(shí)分復(fù)用無源光纖網(wǎng)絡(luò)(TDM Ρ0Ν)接入方式已經(jīng)不能有效滿足需求。為了解決當(dāng)前TDM PON技術(shù)存在的傳輸距離與系統(tǒng)容量的限制，波分復(fù)用無源光纖網(wǎng)絡(luò)(WDMΡ0Ν)技術(shù)被認(rèn)為是最有前景和希望的下一代PON技術(shù)。與TDM PON不同，WDM PON采用波分復(fù)用的方式對(duì)不同波長(zhǎng)進(jìn)行復(fù)用，為每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)提供了一個(gè)獨(dú)享的波長(zhǎng)資源來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而極大的提高了 ONU端的帶寬，擴(kuò)展了 PON系統(tǒng)的容量。WDM PON由光線路終端(OLT)、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)(RN)和光網(wǎng)絡(luò)單元組成。下行傳輸時(shí)，OLT使用多波長(zhǎng)光源，將數(shù)據(jù)加載到載波上，發(fā)送到0NU。通過波分復(fù)用(WDM)的方式將多波長(zhǎng)信號(hào)復(fù)合到一根光纖上傳輸，在RN處解復(fù)用，并根據(jù)波長(zhǎng)把信號(hào)分配給目的0NU。上傳數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)ONU使用一個(gè)特定的波長(zhǎng)，各ONU可以同時(shí)接入。上傳信號(hào)在RN處復(fù)用到一根光纖上，傳到OLT接收端，經(jīng)WDM(或陣列波導(dǎo)光柵AWG)解復(fù)用器分路，由接收機(jī)陣列接收。由于每個(gè)ONU通過不同波長(zhǎng)與OLT進(jìn)行通信，因此稱ONU與OLT之間是虛擬的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙向傳輸鏈路。在WDM PON技術(shù)中，所有的ONU發(fā)射與接收的信號(hào)的波長(zhǎng)必須要與之相鄰的ONU的信號(hào)波長(zhǎng)不同，為了能進(jìn)行設(shè)備的大眾化生產(chǎn)和設(shè)備的簡(jiǎn)易管理與維護(hù)，降低WDM PON系統(tǒng)的成本，就必須要求每個(gè)ONU的設(shè)備都是一模一樣的，因此需要設(shè)計(jì)出無色的0NU。當(dāng)前實(shí)現(xiàn)無色ONU的方法有兩種，一種是基于反射型半導(dǎo)體光放大器(RSOA)，另外一種是基于多縱模半導(dǎo)體激光器(FP-LD)。前者雖研究較廣，但存在下述不利因素:通常需要種子光選頻，RSOA調(diào)制帶寬小限制調(diào)制速率及傳輸距離，系統(tǒng)成本高。后者雖然研究較少，但存在FP-LD成熟、調(diào)制帶寬大且可支持遠(yuǎn)距離傳輸、成本底等優(yōu)點(diǎn)，而無法通過硬件結(jié)構(gòu)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)ONU的上行光波的波長(zhǎng)選擇與鎖模，導(dǎo)致極大的增加了控制的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何通過硬件結(jié)構(gòu)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)ONU的上行光波的波長(zhǎng)選擇與鎖模，以降低控制的復(fù)雜度。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:依次連接的光線路終端、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)和m個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元，所述m為大于零的整數(shù)，各個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元均包括:第 一環(huán)形器、下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊、探測(cè)及調(diào)諧控制電路和反饋鎖定子模塊，所述第一環(huán)形器分別與所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)、下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊和反饋鎖定子模塊連接，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路分別與所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊和反饋鎖定子模塊連接，所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊，用于在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，對(duì)由所述光線路終端所傳送來的下行光波進(jìn)行探測(cè)，以獲得所述下行光波的波長(zhǎng)；所述反饋鎖定子模塊，用于在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，根據(jù)所述下行光波的波長(zhǎng)來選擇和鎖定上行光波的波長(zhǎng)。優(yōu)選地，所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊包括:波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路與所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器連接，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器包括:半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器和與所述半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器鍵合的p-1-n光電探測(cè)器，所述半導(dǎo)體基質(zhì)基底F-P腔窄帶濾波器用于對(duì)接收的下行光波進(jìn)行濾波，并將透射后的光信息號(hào)傳輸至所述P-1-n光電探測(cè)器的吸收層，以獲得所述下行光波的波長(zhǎng)。優(yōu)選地，所述F-P腔窄帶濾波器為GaAs基底F-P腔窄帶濾波器，所述p_i_n光電探測(cè)器為InP基底光電探測(cè)器。優(yōu)選地，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器還包括自聚焦棒，所述自聚焦棒用于將所述待測(cè)光信號(hào)耦合進(jìn)所述半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器。優(yōu)選地，下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊還包括:非均分光耦合器，所述非均分光耦合器設(shè)于所述第一環(huán)形器和所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器之間，用于將部分的下行光波傳輸至所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器。優(yōu)選地，所述非均分光耦合器將小于10%的下行光波傳輸至所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器。優(yōu)選地，所述反饋鎖定子模塊包括:依次連接的反饋環(huán)、可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器、以及多縱模半導(dǎo)體激光器，所述反饋環(huán)與所述第一環(huán)形器連接，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路與所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器連接，所述可`調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，根據(jù)所述下行光波的波長(zhǎng)來選擇和鎖定所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器可通過的上行光波的波長(zhǎng)。優(yōu)選地，所述光線路終端包括:第二環(huán)形器、上行接收模塊和下行發(fā)送模塊，所述第二環(huán)形器分別與上行接收模塊和下行發(fā)送模塊連接。優(yōu)選地，所述上行接收模塊包括:m個(gè)光電探測(cè)器子模塊、以及與所述m個(gè)光電探測(cè)器子模塊分別連接的陣列波導(dǎo)光柵。優(yōu)選地，所述下行發(fā)送模塊包括:m個(gè)發(fā)送激光器子模塊、以及與所述m個(gè)發(fā)送激光器子模塊分別連接的陣列波導(dǎo)光柵。(三)有益效果本發(fā)明通過硬件結(jié)構(gòu)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)ONU的上行光波的波長(zhǎng)選擇與鎖模，降低了控制的
復(fù)雜度。


圖1是按照本發(fā)明一種實(shí)施方式的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示的波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器的微結(jié)構(gòu)示意圖4是圖1所示的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4所示的可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器的微結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖1是按照本發(fā)明一種實(shí)施方式的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；參照?qǐng)D1，所述系統(tǒng)包括:依次連接的光線路終端(即圖中的“0LT”)、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)(即圖中的“RN”)
和m個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(即圖中的“ONU/’ZONU/’......“0NUm”)，所述m為大于零的整數(shù)，各
個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元均包括:第一環(huán)形器、下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊、探測(cè)及調(diào)諧控制電路和反饋鎖定子模塊，所述第一環(huán)形器分別與所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)、下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊(圖中未示出)和反饋鎖定子模塊(圖中未示出)連接，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路分別與所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊和反饋鎖定子模塊連接，所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊，用于在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，對(duì)由所述光線路終端所傳送來·的下行光波進(jìn)行探測(cè)，以獲得所述下行光波的波長(zhǎng)；所述反饋鎖定子模塊，用于在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，根據(jù)所述下行光波的波長(zhǎng)來選擇和鎖定上行光波的波長(zhǎng)。參照?qǐng)D2 3，優(yōu)選地，所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊包括:波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路與所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器連接，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器包括:半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器和與所述半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器鍵合的p-1-n光電探測(cè)器，所述半導(dǎo)體基質(zhì)基底F-P腔窄帶濾波器用于對(duì)接收的下行光波進(jìn)行濾波，并將透射后的光信息號(hào)傳輸至所述P-1-n光電探測(cè)器的吸收層，以獲得所述下行光波的波長(zhǎng)，所述半導(dǎo)體基質(zhì)基底F-P腔窄帶濾波器的濾波波長(zhǎng)隨加載的F-P濾波腔調(diào)整電極上的電壓增加而變化。優(yōu)選地，所述F-P腔窄帶濾波器為GaAs基底F-P腔窄帶濾波器，所述p_i_n光電探測(cè)器為InP基底光電探測(cè)器。優(yōu)選地，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器還包括自聚焦棒，所述自聚焦棒用于將所述待測(cè)光信號(hào)耦合進(jìn)所述半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器。優(yōu)選地，下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊還包括:非均分光耦合器，所述非均分光耦合器設(shè)于所述第一環(huán)形器和所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器之間，用于將部分的下行光波傳輸至所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器。為獲得更為精確的結(jié)果，減小對(duì)下行光波的信號(hào)干擾，優(yōu)選地，所述非均分光耦合器將小于10%的下行光波傳輸至所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器。參照?qǐng)D1，優(yōu)選地，所述反饋鎖定子模塊包括:依次連接的反饋環(huán)、可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器、以及多縱模半導(dǎo)體激光器(FP-LD)，所述反饋環(huán)與所述第一環(huán)形器連接，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路與所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器連接，參照?qǐng)D4 5，所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，根據(jù)所述下行光波的波長(zhǎng)來選擇和鎖定所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器可通過的上行光波的波長(zhǎng)，所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器為F-P腔窄帶濾波器，優(yōu)選地，所述F-P腔窄帶濾波器為GaAs基底F-P腔窄帶濾波器。參照?qǐng)D1，優(yōu)選地，所述光線路終端包括:第二環(huán)形器、上行接收模塊和下行發(fā)送模塊，所述第二環(huán)形器分別與上行接收模塊和下行發(fā)送模塊連接。優(yōu)選地，所述上行接收模塊包括:m個(gè)光電探測(cè)器子模塊(即圖中的“PD”)、以及與所述m個(gè)光電探測(cè)器子模塊分別連接的陣列波導(dǎo)光柵(即圖中的“AWG”)。優(yōu)選地，所述下行發(fā)送模塊包括:m個(gè)發(fā)送激光器子模塊(即圖中的“DFB”)、以及與所述m個(gè)發(fā)送激光器子模塊分別連接的陣列波導(dǎo)光柵(即圖中的“AWG”)。本實(shí)施方式的系統(tǒng)的工作原理為:下行發(fā)送模塊將發(fā)送激光器產(chǎn)生的下行光波發(fā)送至所述陣列波導(dǎo)光柵，再依次經(jīng)過第二環(huán)形器、光纖、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)、以及第一環(huán)形器，至所述非均分光稱合器，所述非均分光稱合器將所述下行光波的部分傳輸至所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路通過調(diào)整所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器中半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器的F-P濾波腔調(diào)整電極之間的電壓，使所述p-1-n光電探測(cè)器的信號(hào)至最大，以獲得所述下行光波的波長(zhǎng)，再根據(jù)所述下行光波的波長(zhǎng)來選擇所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器可通過的光波長(zhǎng)，多縱模半導(dǎo)體激光器、可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器、反饋環(huán)共同完成上行光波長(zhǎng)的選擇與鎖模，并使下行光波和上行光波的波長(zhǎng)保持一致，所述多縱模半導(dǎo)體激光器根據(jù)所調(diào)制加載的上行數(shù)據(jù)產(chǎn)生上行光波，并將所述上行光波發(fā)送至所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器，再依次經(jīng)過反饋環(huán)、第一環(huán)形器、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)、光纖、第二環(huán)形器、以及陣列波導(dǎo)光柵，至所述光電探測(cè)器子模塊。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本 發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:依次連接的光線路終端、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)和m個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元，所述m為大于零的整數(shù)，各個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元均包括:第一環(huán)形器、下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊、探測(cè)及調(diào)諧控制電路和反饋鎖定子模塊，所述第一環(huán)形器分別與所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)、下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊和反饋鎖定子模塊連接，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路分別與所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊和反饋鎖定子模塊連接， 所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊，用于在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，對(duì)由所述光線路終端所傳送來的下行光波進(jìn)行探測(cè)，以獲得所述下行光波的波長(zhǎng)； 所述反饋鎖定子模塊，用于在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，根據(jù)所述下行光波的波長(zhǎng)來選擇和鎖定上行光波的波長(zhǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊包括:波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路與所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器連接，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器包括:半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器和與所述半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器鍵合的p-1-n光電探測(cè)器，所述半導(dǎo)體基質(zhì)基底F-P腔窄帶濾波器用于對(duì)接收的下行光波進(jìn)行濾波，并將透射后的光信息號(hào)傳輸至所述P-1-n光電探測(cè)器的吸收層，以獲得所述下行光波的波長(zhǎng)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述F-P腔窄帶濾波器為GaAs基底F-P腔窄帶濾波器，所述P-1-n光電探測(cè)器為InP基底光電探測(cè)器。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器還包括自聚焦棒，所述自聚焦棒用于將所述待測(cè)光信號(hào)耦合進(jìn)所述半導(dǎo)體基質(zhì)F-P腔窄帶濾波器。
5.如權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊還包括:非均分光耦合器，所述非均分光耦合器設(shè)于所述第一環(huán)形器和所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器之間，用于將部分的下行光波傳輸 至所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其特征在于,所述非均分光稱合器將小于10%的下行光波傳輸至所述波長(zhǎng)可調(diào)諧光電探測(cè)器。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋鎖定子模塊包括:依次連接的反饋環(huán)、可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器、以及多縱模半導(dǎo)體激光器，所述反饋環(huán)與所述第一環(huán)形器連接，所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路與所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器連接，所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，根據(jù)所述下行光波的波長(zhǎng)來選擇和鎖定所述可調(diào)諧半導(dǎo)體濾波器可通過的上行光波的波長(zhǎng)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光線路終端包括:第二環(huán)形器、上行接收模塊和下行發(fā)送模塊，所述第二環(huán)形器分別與上行接收模塊和下行發(fā)送模塊連接。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述上行接收模塊包括:m個(gè)光電探測(cè)器子模塊、以及與所述m個(gè)光電探測(cè)器子模塊分別連接的陣列波導(dǎo)光柵。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述下行發(fā)送模塊包括:m個(gè)發(fā)送激光器子模塊、以及與所述m個(gè)發(fā)送激光器子模塊分別連接的陣列波導(dǎo)光柵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，所述系統(tǒng)包括依次連接的光線路終端、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)和m個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元，所述m為大于零的整數(shù)，各個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元均包括第一環(huán)形器、下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊、探測(cè)及調(diào)諧控制電路和反饋鎖定子模塊，所述下行波長(zhǎng)探測(cè)子模塊，用于在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，對(duì)由所述光線路終端所傳送來的下行光波進(jìn)行探測(cè)，以獲得所述下行光波的波長(zhǎng)；所述反饋鎖定子模塊，用于在所述探測(cè)及調(diào)諧控制電路的控制下，根據(jù)所述下行光波的波長(zhǎng)來選擇和鎖定上行光波的波長(zhǎng)。本發(fā)明通過硬件結(jié)構(gòu)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)ONU的上行光波的波長(zhǎng)選擇與鎖模，降低了控制的復(fù)雜度。
文檔編號(hào)H04J14/02GK103248447SQ201210029049
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者張治國, 陳雪, 張民, 王立芊 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)