光線路終端、光網絡單元以及光通信系統技術方案

現有TWDM-PON中的ONU使用可調激光器，成本高，另外，在將來需要支持長距離的40Gb/s對稱的TWDM-PON。本發明專利技術提供了一種光線路終端，包括：種子光源，用于光網絡單元端外部注入的種子光源，以產生上行波長(λUi)；以及解偏器，用于對該種子光進行解偏，從而消除該種子光源的偏振依賴性。本發明專利技術還提供了一種光網絡單元，包括：反射式光放大器，用于放大所接收的上行波長(λUi)上的種子光和承載了下行通信的下行光信號，并將放大的光信號分別反射到光網絡單元的上行發射機和下行接收機；波分解復用單元，用于解復用被放大的該下行光信號和該種子光；下行接收機(Rx)，用于接收被解復用的該下行光信號并恢復該下行通信；上行發射機，被解復用的該種子光外部注入鎖模后，產生該上行波長(λUi)上的、被調制了上行通信的上行光信號以輸出。

【技術實現步驟摘要】
光線路終端、光網絡單元以及光通信系統
本專利技術涉及光網絡，尤其涉及基于無源光網絡的波分復用光網絡。
技術介紹
隨著高級多媒體的廣泛應用，例如3D電視、遠程醫療服務、在線游戲，互動視頻學習等應用的開發，對帶寬的需求有了巨大的增長。下一代PON2(NG-PON2)作為長期演進的PON解決方案，正作為一個熱點議題，由國際電信聯盟電信部(ITU-T)和全業務接入網(FullServiceAccessNetwork，簡稱FSAN)所商討。大多數的運營商希望NG-PON2能夠提供更大的帶寬、更高的分光比(splittingratio)、更長的傳輸距離以及更好的接入能力。目前，ITU-T和FSAN正在最終確定NG-PON2的需求，以將可用帶寬增加至40Gb/s速率。在已經提出的技術方案中，TWDM-PON已于2012年4月被FSAN所考慮作為對NG-PON2的主要解決方案，其中，10G-PON(XGPON)被堆疊在一起，通過多對波長來增加聚合的PON速率。通過四對波長，可以獲得下行方向40Gbps與上行方向10GGbps的速率。這滿足了NG-PON2的要求。在單個波長中，TWDM-PON重用了XG-PON的下行復用以及上行接入技術、時隙顆粒度、多播能力、以及帶寬分配機制。但是，在TWDM-PON中，ONU發射機必須有能力將上行信息調制至四個上行波長中的任意一個波長上。ONU接收機也必須有能力從到四個下行波長中的任一個波長上檢測出下行信息。因此，設計低成本的可調ONU成為了一個關鍵的技術問題。目前，波長可調技術是現有的用于實現無色ONU的最佳方案，其中，一個可調光濾波器用于下行信號波長選擇性，并且一個可調激光器用于上行信號發射機，如圖1所示。具體地說，在下行方向，在光線路終端OLT中，四個下行波長λD1，λD2，λD3，λD4被復用器MUX匯聚后，再經過波分復用器(WDM)輸出。經由光纖傳輸到遠程節點RN。遠程節點RN包括分光器將被復用的四個下行波長分為n路，其中每一路都帶有四個下行波長的信號。分光器輸出的各路復用信號達到光網絡單元ONU(圖1中僅示出了一個ONU)，該光網絡單元ONU是對應于下行波長λD1。其包括可調濾光器將對應于該ONU1的波長λD1的信號從復用的四個下行波長的信號中選出，并提供給接收機Rx進行檢測。而在上行方向，ONU中的可調激光器將輸出被調制了上行信號的波長為λU1的上行信號。該上行信號被提供至RN。RN中的分光器將各個ONU提供的不同波長的上行信號λU1，λU2，λU3，λU4合成在一起，通過光纖發送回OLT。OLT中解復用器(DEMUX)將上行信號解復用，并分別提供給相應的上行接收機Rx1、Rx2、Rx3、Rx4。
技術實現思路
為了實現TWDM-PON系統，有一些重要的需求必須被滿足：1)由于可調激光器的價格是非常昂貴的，所以在ONU中設置可調激光器將會使ONU的成本激增，因此，需要設計其他結構的低成本的可調ONU。2)傳輸距離需要增加，目前對傳輸距離的要求是達到20公里，在未來傳輸距離的要求將會增加至長達60至100公里。為了滿足這個需求，業界提出的一個方案是在遠程節點之中設置光放大器，例如圖1的RN中的斜劃線所示的放大器所示。但是，這將會改變RN的結構，將RN改為一個有源器件，不得不去改造已經部署好的RN和ODN(光分布網絡)，因此該方案推廣受到了一定限制。3)需要支持至少1∶64的分光比，在未來還會要求更高的分光比。4)運營商希望能夠提供40Gb/s的上行帶寬，以實現對稱的40Gb/sTWDM-PON。因此，需要實現10Gb/s的可調ONU發射機，這有一定的技術難度。本方案關注于能夠提供低成本、高速率的可調ONU，并且還關注于為長距離傳輸或更多ONU用戶提高功率預算(powerbudget)，以及對稱的40Gb/s速率。本專利技術的專利技術構思包括如下至少一項：1.在OLT端使用DFB陣列來提供種子光源，外部注入到ONU處的FP-LD，FP-LD工作在外部注入鎖模模式下，產生四個上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)。2.ONU處的FP-LD工作在外部注入鎖模模式下，通過接收由可調濾光器選擇出的某個種子光，FP-LD能夠輸出單模的該種子光波長的光信號，以產生調制了上行通信的、相同上行波長上的上行光信號。3.在OLT端使用解偏器將四個上行波長的光信號進行解偏，去除各個光信號的偏振依賴。在ONU處，去除偏振相關后的種子光注入到FP-LD，得到的單縱模光可以調制10Gb/s的上行信號。而如果不進行解偏，那么FP-LD的調制速率將受到很大限制，這是因為具有偏振依賴的光信號無法被以較高的速率調制(會出現誤碼率高等問題)4.在ONU處，使用一個光放大器來對下行光信號和種子光進行放大，提高了下行信號的功率預算，這樣能夠在RN和ODN保持不變的基礎上延伸傳輸距離。并且也為FP-LD外部注入鎖模的種子光提供了所需的光功率。5.在ONU處，所使用的可調濾光器不僅選擇所需的下行光信號和上行波長的種子光來提供給光放大器，也濾除放大信號中的光放大器產生的ASE(放大自發輻射)噪聲。基于以上專利技術構思，本專利技術的第一個方面提供了一種光線路終端(OLT)，包括如下部件：下行發射部分，用于發射承載下行通信的、下行波長(λDi)上的下行光信號；上行接收部分，用于接收承載上行通信的、上行波長(λUi)上的上行光信號，并恢復出該上行通信；還包括：種子光源，用于光網絡單元端外部注入的種子光源，以產生上行波長(λUi)；解偏器，用于對該種子光進行解偏，從而消除該種子光源的偏振依賴性；波分復用單元，用于將該下行光信號和經解偏的該種子光源復用在一起以輸出，并將來自外部的該上行光信號提供給該上行接收部分。在該方面中，首先，由OLT提供上行波長上的種子光，ONU端可以使用該種子光外部注入到FP-LD來產生上行光信號，避免使用價格昂貴的可調激光器來產生上行光信號，因此降低了ONU的成本。第二，OLT端消除了種子光的偏振依賴性，因此允許了ONU中的FP-LD可以調制10Gb/s的上行光信號，使得10Gb/s的ONU能夠得以實現，進而允許以很低的成本來實現對稱的40Gb/sTWDM-PON。在一個優選的實施方式中，所述種子光源作為外部注入的種子光產生所需的上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)；所述上行接收部分進一步包括：解復用器，將波分復用的上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)上的上行光信號進行解復用；多個上行接收機(Rx1，Rx2，Rx3，Rx4)，分別一一接收解復用出的相應上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)的上行光信號并進行檢測。在該優選的實施方式中，能夠復用多個上行波長，進一步提供了對TWDM-PON的支持。在一個優選的實施方式中，所述種子光源進一步包括：DFB陣列或多個DFB單元，用于產生所述所需的上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)的種子光；復用器，用于將所述不同波長(λU1，λU2，λU3，λU4)的多個種子光復用在一起以提供給該波分復用單元。該實施方式使用DFB陣列來實現種子光源，成本較低。在一個優選的實施方式中，所述下行發射部分進一步包括：多個下行發射機(Tx1，Tx2，Tx3，Tx4)，分別提本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光線路終端(OLT)，包括如下部件：?下行發射部分，用于發射承載下行通信的、下行波長(λDi)上的下行光信號；?上行接收部分，用于接收承載上行通信的、上行波長(λUi)上的上行光信號，并恢復出該上行通信；還包括：?種子光源，用于光網絡單元端外部注入的種子光源，以產生上行波長(λUi)；?解偏器，用于對該種子光進行解偏，從而消除該種子光源的偏振依賴性；?波分復用單元，用于將該下行光信號和經解偏的該種子光源復用在一起以輸出，并將來自外部的該上行光信號提供給該上行接收部分。

【技術特征摘要】
1.一種光線路終端(OLT)，包括如下部件：-下行發射部分，用于發射承載下行通信的、下行波長(λDi)上的下行光信號；-上行接收部分，用于接收承載上行通信的、上行波長(λUi)上的上行光信號，并恢復出該上行通信；還包括：-種子光源，用于提供用于在光網絡單元處產生該上行光信號的種子光，以產生上行波長(λUi)；-解偏器，用于對該種子光進行解偏，從而消除該種子光的偏振依賴性；-波分復用單元，用于將該下行光信號和經解偏的該種子光復用在一起以輸出，并將來自外部的該上行光信號提供給該上行接收部分。2.根據權利要求1所述的光線路終端，其特征在于，所述種子光源作為外部注入的種子光產生所需的上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)；所述上行接收部分進一步包括：-解復用器，將接收的上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)上的上行光信號進行解復用；-多個上行接收機(Rx1，Rx2，Rx3，Rx4)，分別一一接收解復用出的相應上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)的上行光信號并進行檢測。3.根據權利要求2所述的光線路終端，其特征在于，所述種子光源進一步包括：-DFB陣列或多個DFB單元，用于產生所述所需的上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)的種子光；-復用器，用于將所述上行波長(λU1，λU2，λU3，λU4)的種子光復用在一起以提供給該波分復用單元。4.根據權利要求1至3中任一項所述的光線路終端，其特征在于，所述下行發射部分進一步包括：-多個下行發射機(Tx1，Tx2，Tx3，Tx4)，分別提供不同下行波長(λD1，λD2，λD3，λD4)上的下行光信號；-復用器，將該多個下行波長(λD1，λD2，λD3，λD4)上的下行光信號復用在一起提供給所述波分復用單元。5.一種光網絡單元(ONU-i)，接收來自光線路終端的產生上行波長(λUi)所需的種子光和承載了下行通信的、下行波長(λDi)上的下行光信號，包括如下部件：-反射式光放大器，用于放大該下行光信號和該種子光，并將放大的光信號分別反射到光網絡單元的上行發射機和下行接收機；-波分解復用單元，用于解復用被放大的該下行光信號和該種子光；-下行接收機(Rx)，用于接收被解復用的該下行光信號并恢復該下行通信；-上行發射機，被解復用的該種子光外部注入鎖模后，產生該上行波長(λUi)上的、被調制了上行通信的上行光信號以輸出。6.根據權利要求5所述的光網絡單元，其特征在于，所述反射式光放大器包括：-反射式半導體光放大器(RSOA)，該反射...

【專利技術屬性】
技術研發人員：昌慶江，黃喜，
申請(專利權)人：上海貝爾股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31