一種用于twdm-pon系統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)單元的收發(fā)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)，更具體而言，涉及一種用于TWDM-PON系統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)單元的收發(fā)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]時分波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)(Timeand Wavelength Divis1n Multiplexed PassiveOptical Network, TWDM-PON)最近已經(jīng)被全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)(Full Service Access Network,FSAN)和國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)Q2組選擇作為下一代無源光網(wǎng)絡(luò)(NGP0N2)的主要架構(gòu)。與其他諸如0FDM-P0N和純WDM-PON的其他候選解決方案相比，TffDM-PON技術(shù)由于其增加的系統(tǒng)容量、靈活的帶寬分配、較高的效率而更令人關(guān)注。TWDM-PON也與現(xiàn)存的光配線網(wǎng)(ODN)兼容并且能夠從XGPON簡單地移植過來。
[0003]在TWDM-PON中，多個波長對堆疊在一起以增加容量。例如，40Gb/s的TWDM-PON包括四對波長。每個波長提供下行10Gb/s的速率和上行2.5Gb/s的速率。因此，TWDM-PON系統(tǒng)的四個波長對能夠提供下行40Gb/s和上行10Gb/s的速率。在單個波長通道中，TWDM-PON仍使用XG-PON下行復(fù)用、上行接入技術(shù)、時間粒度等。
[0004]技術(shù)問題:
[0005]在TWDM-PON中需要解決多個技術(shù)問題，以下對其進(jìn)行簡要說明:
[0006]I)以40Gb/s的TWDM-PON作為示例。由于在系統(tǒng)中存在四個波長對，每個光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的發(fā)射機(jī)需要被調(diào)諧至四個上行波長中的一個，而ONU的接收機(jī)需要被調(diào)諧至四個下行波長中的一個。因此，可調(diào)的ONU發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是TWDM-PON中的關(guān)鍵技術(shù)。然而，許多傳統(tǒng)的可調(diào)ONU發(fā)射機(jī)(例如，DFB、DBR激光器)和可調(diào)接收機(jī)(例如，薄膜濾波器)是相當(dāng)昂貴的。此外，ONU發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是兩個獨(dú)立的元件。如果這兩個元件都需要調(diào)諧，則TWDM-PON的ONU成本將大大增加。
[0007]2)在TWDM-PON中，由于發(fā)射機(jī)的輸出功率和接收機(jī)的靈敏度的限制，下行和上行的功率預(yù)算是相當(dāng)受限的。這轉(zhuǎn)而將限制最大分光比，并且因此限制ONU的數(shù)量以及傳輸距離。如NGP0N2G.989.1所要求的，TWDM-PON系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠支持至少1: 64的分光比和40km的傳輸范圍。因此，需要增加未來TWDM-PON系統(tǒng)中的分光比和傳輸范圍。
[0008]3) TffDM-PON系統(tǒng)中的另一關(guān)鍵問題在于ONU波長的流氓特性。例如，即使ONU正確地接收到四個下行波長中的一個，發(fā)射機(jī)仍可以工作在一個錯誤的上行波長通道，這就影響在那個波長通道中工作的所有0NU。并且，由于ONU的發(fā)射波長位于錯誤的通道中，在光線路終端(OLT)側(cè)，由該ONU傳輸?shù)纳闲行盘枌腻e誤的陣列波導(dǎo)光柵(AWG)端口輸出，或者當(dāng)其波長偏移AWG的通帶通道時甚至被AWG阻斷。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)中，對于ONU端的可調(diào)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，傳統(tǒng)的解決方案使用昂貴的DFB或DBR作為可調(diào)發(fā)射機(jī)，而使用薄膜濾波器作為可調(diào)接收機(jī)。這是兩個獨(dú)立的元件，因此整個可調(diào)ONU的成本相當(dāng)高。
[0010]此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了增加鏈路的功率預(yù)算并且因此增加分光比和傳輸范圍，在OLT端或遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)處需要輔助光放大器，以放大下行信號的功率，由此相應(yīng)地改善分光比/傳輸范圍。然而，這將引入高的非線性串?dāng)_或使得ODN成為一個有源的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種低成本的可調(diào)的ONU的收發(fā)機(jī)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于TWDM-PON系統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)單元的收發(fā)機(jī)，所述收發(fā)機(jī)包括:光耦合器；梳狀濾波器，其與所述光耦合器耦合；第一光環(huán)行器，其與所述梳狀濾波器耦合；下行接收機(jī)，其與所述第一光環(huán)行器耦合；第二光環(huán)行器，其分別與所述光耦合器和所述第一光環(huán)行器耦合；以及光源，其被配置將上行數(shù)據(jù)調(diào)制至上行光信號并輸出所述上行光信號；其中，在進(jìn)行下行光信號傳輸時，所述梳狀濾波器經(jīng)由所述光耦合器接收所述下行光信號并濾出目標(biāo)下行光信號，所述目標(biāo)下行光信號經(jīng)由所述第一光環(huán)行器被輸出至所述下行接收機(jī)；在進(jìn)行所述上行光信號傳輸時，所述上行光信號經(jīng)由所述第二光環(huán)行器和所述第一光環(huán)行器被傳輸至所述梳狀濾波器，所述梳狀濾波器接收所述下行光信號并向所述光耦合器濾出目標(biāo)上行光信號，所述光耦合器將所述目標(biāo)上行光信號分路成第一上行光信號和第二上行光信號，其中，所述第一上行光信號被傳輸至光線路終端，所述第二上行光信號經(jīng)由所述第二光環(huán)行器被反饋至所述光源，以便所述光源基于所述第二上行光信號來調(diào)節(jié)所述上行光信號。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種包括上述收發(fā)機(jī)的光網(wǎng)絡(luò)單元。
[0014]與現(xiàn)有的具有獨(dú)立的可調(diào)ONU發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的方案不同，在本發(fā)明中，可調(diào)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)共用了相同的光元件(例如梳狀濾波器)以實(shí)現(xiàn)無色光網(wǎng)絡(luò)單元，因此可調(diào)ONU的成本被大大地降低。
[0015]通過使用梳狀濾波器，所提出的可調(diào)ONU收發(fā)機(jī)的架構(gòu)能夠同時實(shí)施下行波長選擇和上行波長產(chǎn)生。通過調(diào)節(jié)共享的梳狀濾波器的傳輸波峰(頻譜響應(yīng))能夠靈活地實(shí)現(xiàn)對下行和上行光信號的波長調(diào)諧。
[0016]在本發(fā)明中，上行波長自動地成為下行波長的函數(shù)。一旦下行波長被選擇，則相應(yīng)的上行波長也將被自動的產(chǎn)生，并且因此簡單地解決了 ONU波長的流氓特性。
[0017]此外，在本發(fā)明中，為了實(shí)現(xiàn)下行波長選擇和上行波長調(diào)諧，不需要在很大的范圍上掃描傳輸波峰以覆蓋全部的波長通道。替代地，對于可調(diào)光濾波器僅需要很小量的傳輸波峰偏移，這將實(shí)現(xiàn)對ONU收發(fā)機(jī)的快速地波長調(diào)諧。
[0018]優(yōu)選地，傳統(tǒng)的低成本的法布里珀羅型激光二極管(FP-LD)或反射式半導(dǎo)體放大器(RSOA)被用作光源，以形成反饋回路來產(chǎn)生波長可調(diào)的上行信號。
[0019]優(yōu)選地，在發(fā)明中使用雙向放大器，其同樣被下行和下行共享以補(bǔ)償信號損失和增加鏈路長度。因此，能夠相應(yīng)地增加傳輸范圍和ONU的數(shù)量(或分光比)。
[0020]簡而言之，與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明使用了單個可調(diào)的梳狀濾波器來用于同時產(chǎn)生上行波長和對下行波長的選擇。此外，本發(fā)明解決了 ONU波長的流氓特性，使用了低成本的FP-LD或RS0A，并同時改善了 FP-LD和RSOA使用情況下的傳輸范圍。并且，本發(fā)明中，可以在較大范圍中進(jìn)行快速地波長調(diào)諧。進(jìn)一步地，本發(fā)明可以適應(yīng)于未來高容量的TffDM-PON 系統(tǒng)。
[0021]本發(fā)明的各個方面將通過下文中的具體實(shí)施例的說明而更加清晰。
【附圖說明】
[0022]通過以下參考下列附圖所給出的本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的描述之后，將更好地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其他目的、細(xì)節(jié)、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。在附圖中:
[0023]圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的可調(diào)ONU收發(fā)機(jī)的示意圖；
[0024]圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的可調(diào)ONU收發(fā)機(jī)進(jìn)行下行波長選擇的示意圖；
[0025]圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的可調(diào)ONU收發(fā)機(jī)進(jìn)行上行波長產(chǎn)生的示意圖；
[0026]圖4示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的具有較大自由光譜范圍的梳狀濾波器的運(yùn)作示意圖；
[0027]圖5示出了依據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的具有較小自由光譜范圍的梳狀濾波器的運(yùn)作示意圖；以及
[0028]圖6示出了依據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例具有較小自由光譜范圍的梳狀濾波器進(jìn)行波長選擇的示意圖。
[0029]在圖中，貫穿不同的示圖,相同或類似的附圖標(biāo)記表示相同或相對應(yīng)的部件或特征。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的可調(diào)ONU收發(fā)機(jī)的示意圖。該可調(diào)ONU收發(fā)機(jī)I包括光稱合器10、雙向放大器11 (例如S0A)、梳狀濾波器12、兩個光環(huán)行器(第一光環(huán)行器13和第二光環(huán)行器14)、光源15和下行接收機(jī)16。優(yōu)選地，可以使用FP-LD或RSOA作為光源。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，將光耦合器設(shè)置為80: 20。應(yīng)當(dāng)理解，在實(shí)際操作中，取決于結(jié)構(gòu)中的參數(shù)，上述比例能夠被改變至其他值(例如90: 10等)。
[0031]在該方案中，可調(diào)ONU發(fā)射機(jī)和接收機(jī)通過共享相同的雙向放大器11和梳狀濾波器12而相互關(guān)聯(lián)，并且因此大大節(jié)約了 ONU的成本。通過反饋回路產(chǎn)生上行波長，該反饋回路包括光耦合器10、雙向放大器11、梳狀濾波器12、第一光環(huán)行器13和第二光環(huán)行器14和光源15。在下行傳輸時,下行光信號首先由雙向放大器11放大以增加鏈路傳輸范圍并且隨后由梳狀濾波器12選擇濾出目標(biāo)下行光信號。所選擇的目標(biāo)下行光信號隨后經(jīng)由第一光環(huán)行器13被輸出至下行接收機(jī)16。在此，下行波長選擇和上行波長調(diào)諧能夠通過調(diào)諧單個的梳狀濾波器12而被同時實(shí)現(xiàn)。
[0032]下文將詳述所提出的調(diào)諧ONU收發(fā)機(jī)的實(shí)施方法。
[0033]圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的可調(diào)ONU收發(fā)機(jī)進(jìn)行下行波長選擇的示意圖。圖2中以虛線標(biāo)示了下行光信號的傳輸方向。如圖2所示，在進(jìn)行下行光信號傳輸時，來自光線路終端的具有例如四個下行波長的下行光信號被首先注入光耦合器10的80%的端口，并且隨后經(jīng)由光耦合器10被引入雙向放大器11。由此，在傳輸過程中和遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)處分光帶來的功率損失能夠被一定程度地補(bǔ)償。由此能夠支持較長的傳輸范圍和更多的0NU。當(dāng)然，在一些替代的實(shí)施例中，也可以省去雙向放大器11。通過調(diào)諧梳狀濾波器12的傳輸波峰，以使其對準(zhǔn)目標(biāo)下行波長，能夠選擇出目標(biāo)下行光信號，并將輸入第一光環(huán)行器13的第一端口 a。此后，目標(biāo)下行