[发明专利]基于外种光源的WDM-PON架构

说明书

技术领域

本发明广泛地涉及波分多路复用无源光网络(WDM PON)，以及涉及在WDM PON的光网络单元中外种上行光源的方法。 

背景技术

为了对用户提供宽带接入，诸如对于在单个宽带连接上的高速互联网接口、电视和电话的“三网合一”服务，相比于诸如xDSL(数字用户线路)和混合光纤共轴(HFC)网络的其它接入技术，应用光纤入户(FTTP)的网络架构已被认为是相对有前途的技术。FTTP能够基于不同类型的无源光网络(PON)架构。在这些架构中，诸如以太网和(EPON)和千兆位PON(GPON)的时分多路复用无源光网络(TDM-PON)已在全世界被广泛地研发，尤其是在西方国家。然而，由于每个客户可用的容量有限，TDM-PON的容量已被推向其极限，这是因为在所有客户中共享单个波长。 

可选地，波分多路复用无源光网络(WDM PON)，在其中单个波长承载用于单个用户的数据，由于其相对大的容量、高安全性和保密性、协议透明性和升级灵活性，已显示出是一种有利的PON架构，尤其对于诸如新加坡的人口密集区。在这种类型的PON中，一种节省成本的光源，尤其是在光网络单元(ONU)处，对于网络的实际实施来说是一种关键的部件。 

光源，包括光谱分割的发光二极管(LED)，光谱分割的自激法布里-珀罗激光二极管(FPLD)以及一种采用在ONU处接收的下游信号的再调制的系统，都被考虑用于具有成本效益的WDM-PON的实施。然而，使用LED的方案具有低的功率预算的缺点，而包括光谱分割的自激FPLD的方案则具有强的强度噪音的不足。再调制方案需要进一步的发展以抑制来自残余下行数据的串扰并且还减轻下行数据的偏振 态的依赖性。 

集中光源的使用看来提供益处，由此位于中心局(CO)的种光源被发送至ONU以提高无色上行光源的质量，诸如法布里-珀罗激光二极管(FPLD)(H.D.Kim等人，IEEE Photonics Technology Letters，Vol.12，No.8，2000年8月)以及反射半导体光放大器(RSOA)(Y.Katagiri等人，Electronics Letters，Vol.35，No.16，51999年8月)。利用诸如放大的自发辐射(ASE)噪音的宽带光源(BLS)的种光源尤为显著，这是因为其对偏振不敏感，因而能够通过典型地对ASE光谱进行分割来获得稳定的多波长输出，通过使用诸如阵列波导光栅(AWG)或薄膜WDM多路分解器的多波长滤波器。这种方案也正由公司使用，例如Novera Optics，其中实施的数据速率相对低，为125Mb/s每用户。 

图1示出了对于采用用于FPLD的注入锁定的光谱分割的ASE的WDM-PON的上行传输的方案。ASE源100在中心局(CO)102处生成并通过光学循环器104发送至馈线光纤106。CO 102进一步包括接收器阵列108以及连接至循环器104的AWG 110。ASE源100然后在远程节点(RN)112处经由AWG 114进行光谱分割，并经由连接光纤例如120、122发送至每个ONU例如116、118，用于对应的FPLD的注入锁定，如H.D.Kim等人在IEEE Photonics Technology Letters，Vol.12，No.8，2000年8月所提出的那样。这种方案对于较短传输距离运行得相对好。然而，在达到距离方面的进一步增加将受到信号功率预算以及后向反射的限制，后向反射包括种光的后向瑞利散射，其可能与上行信号混合并从而引起串扰。 

图2示出的示意图示出了全双向、基于ASE光谱分割光源的波分多路复用无源光网络(WDM PON)，其利用分布拉曼放大以及泵浦循环技术来解决低功率的问题，如J.H.Lee等人，ECOC 2006，Tu3.5.6，光通信欧洲会议(European Conference on Optical Communication)，24-282006年九月所提出的那样。掺铒光纤放大器(EDFA)输出光谱首先由阵列波导光栅(AWG)进行光谱分割，随后经由外部调制器用下行信号调制。所调制的信号然后通过1460/1550nm WDM耦合器与拉曼泵浦光结合，并在典型的单模光纤(SMF)上传输。在传输之后，下游信 号和剩余的拉曼泵浦光由第二1460/1550nm WDM耦合器分开。下游信号通过AWG馈送至接收器用于下行检测，而剩余的拉曼泵浦光耦合到掺铒光纤(EDF)中以生成ASE光谱。生成的ASE然后通过AWG进行光谱分割，用于上行光源。在上行传输中，每个上游信号都经由外部调制用上行数据进行调制，并由另一AWG进行波长复用，用于上行传输。