[发明专利]用于波分多路复用无源光网络的远程节点

说明书

技术领域

本发明广泛地涉及用于波分多路复用无源光网络(WDM PON)的远程节点，涉及WDM PON以及涉及对WDM PON中各个上行光学信号的自种(self-seeding)部分进行放大的方法。

背景技术

无源光网络(PON)是一种为了满足企业和家庭对于带宽不断增加的要求的有前途的方法。PON可以建立在不同的架构上，包括但不局限于，以太网PON，千兆位PON，波分多路复用(WDM)PON。在这些架构中，WDM-PON被认为是一种有利的宽带接入解决方案，这是因为专用的波长将被分配用于在中心局(CO)与每个用户之间建立超宽带双向的链接。进一步地，WDM-PON在用在网络中的长馈线光纤被大量客户所共享的意义上是具有成本效益的，同时还提供附加的功能，比如信道独立和基于每个客户的灵活升级。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)一侧，对于网络的实际实施来说是一种关键的部件。

一种低成本的光源，尤其是在ONU处的上行光源，对于WDM-PON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)和利用光谱分割的放大的自发辐射(ASE)噪音的注入锁定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。虽然这些方案中的大部分都消除了对在客户端的特定波长光发射器的需要，但是每个方案还存在自身的不足之处。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。利用光谱分割的ASE的注入锁定的FPLED需要高的ASE功率用于高比特率运算，而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减轻下行数据的偏振态的依赖性。

利用放大的自发辐射(ASE)直接作为上行光源的概念已经被提议用于WDM传输系统。然而，由于ASE光源的噪声特性，系统的传输性能受限于比特率，距离和接收灵敏度，除其他外。

一篇新近的Jea-Hyuck Lee等人的美国专利，公开号US2004/0175177 A1，提出了利用自种反射半导体光放大器作为光网络单元(ONU)光源。在该方案中，如图1中所示，ONU光源或者发射器100包括反射半导体光放大器(RSOA)102和处于沿着光纤106与半导体光放大器102具有预定距离的位置的反射型的光纤布拉格光栅(FBG)104。在运行的过程中，光发射器100发射具有在该RSOA102和该FBG104之间谐振的预设波长的输出光108。这种情况当在RSOA102和FBG104之间形成激光腔110时出现，据此仅仅具有处在FBG104的反射光谱内的波长的光才振荡以实现单模发射。由于RSOA102的宽的光谱，ONU光发射器100的工作波长可以通过FBG104的谐振波长而被确定。输出光108的波长可以通过利用具有不同谐振波长的不同的FBG而可调。可选择地，单FBG的谐振波长可以通过改变温度和/或压力被调节以产生不同波长的输出光。在这两种情况下，FBG的稳定性对于实际实施来说将是一个严峻的挑战。

为了提高稳定性和更好的设置WDM-PON的波长，E.Wong等人在Electronics Letters，Vol.42，No.5，22006年三月中提出了一种改进的网络架构200，如图2中所示。架构200包括远程节点(RN)201，远程节点(RN)201由环状的阵列波导光栅(AWG)202、光耦合器204、具有三个端口208，210，212的光循环器206和带通滤波器(BPF)214组成。架构200还包括光线路终端(OLT)216，其由阵列波导光栅(AWG)218和多个发射/接收模块，如220，222组成，据此每个发射/接收模块，如220，222，包括发射器224、上游接收器226以及波分多路复用(WDM)滤波器228。OLT216通过馈线光纤230连接至RN201。该架构进一步包括多个光网络单元(ONU)，如232，234，据此每个ONU，如232，234，包括接收上游数据238作为输入的反射半导体光放大器(RSOA)236、波分多路复用(WDM)滤波器240和下游接收器242。每个ONU，如232，234，通过分布式光纤，如244，246，连接至该RN201。