[发明专利]光纤通信系统、光处理方法和注入锁定发射机

说明书

本申请涉及光纤通信系统和方法。一种用于光通信网络的注入锁定发射机,包括基本上局限于单个纵向模式的主种子激光源输入、输入数据流、以及包括至少一个从激光器的激光注入调制器，该从激光器具有注入锁定到主种子激光源的单个纵向模式的频率的谐振器频率。激光注入调制器被配置为接收主种子激光源输入和输入数据流，并输出激光调制数据流。

本申请是申请日为2017年3月21日，申请号为201780032594.6，发明名称为“光纤通信系统和方法”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月3日提交的序列号为15/283,632的美国专利申请的利益和优先权，该序列号为15/283,632的美国专利申请要求于 2016年4月12日提交的序列号为62/321,211的美国临时专利申请的利益和优先权，这两个专利申请通过引用以其整体并入本文。

背景

本公开的领域大体上涉及光纤通信网络，且更具体地涉及利用波分复用的光网络。

电信网络包括接入网络，终端用户订户通过该接入网络连接到服务提供商。对于通过接入网络传输高速数据和视频服务的带宽需求正在迅速增加，以满足不断增长的消费者需求。目前，对于住宅订户来说，接入网络上的数据传输以千兆位(Gb)/秒增长，而对于商业订户来说，数据传输以多个Gb/s增长。目前的接入网络基于无源光网络(PON)接入技术，该技术已经成为满足终端用户日益增长的高容量需求的主导系统架构。

千兆位PON和以太网PON架构是传统上已知的，并且目前为下行传输提供大约2.5Gb/s的数据速率，为上行传输提供1.25Gb/s的数据速率(下行速率的一半)。10Gb/s PON(XG-PON或IEEE 10G-EPON)已经开始用于高带宽应用，并且基于时分和波分复用(TWDM和WDM)的40Gb/s PON 方案最近已经标准化。因此，越来越需要开发每个订户更高/更快的数据速率，以满足未来的带宽需求，并且同样增加对于服务和应用的覆盖范围，但同时还要最小化提供更高容量和性能的接入网络所需的资本和运营支出。

增加PON的容量的一种已知解决方案是使用WDM技术向终端用户发送专用波长信号。然而，当前的检测方案WDM技术受限于其低的接收器灵敏度，且也受限于可用于升级和扩展该技术的少数选项，特别是在与低质量遗留光纤环境结合使用方面。传统光纤环境要求运营商从现有光纤基础设施中挤出更多容量，以避免与不得不缩减新光纤安装相关联的成本。传统的接入网络通常每个节点包括六根光纤，服务多达500个终端用户，如家庭订户。常规节点不能被进一步分割，并且通常不包含多余(未使用的)光纤，因此需要以更有效和成本效益的方式利用有限的光纤可用性。

在棕色和绿色地带部署(brown and green field deployments)中，相干技术已经被提出作为提高对于WDM-PON光接入网络的接收器灵敏度和总容量的一种解决方案。相干技术提供了卓越的接收器灵敏度和扩展的功率预算，以及高频选择性，其提供了密集或超密集的WDM，而不需要窄带滤光器。此外，相干技术经历的多维恢复信号提供了额外的益处，以补偿线性传输损伤，诸如色散(CD)和偏振模色散(PMD)，并通过使用多级高级调制格式有效地利用频谱资源来促进未来的网络升级。然而，使用相干技术的长距离传输需要复杂的后处理，包括信号均衡和载波恢复，以适用于沿着传输路径所经历的损伤，从而通过显著增加系统复杂性而带来重大挑战。

在长距离光学系统中的相干技术通常需要大量使用高质量的分立的光子和电子组件，诸如数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)和数字信号处理(DSP)电路，诸如利用CMOS技术的专用集成电路(ASIC)，以补偿噪声、频率漂移和影响长距离光传输中传输的信道信号的其他因素。用于城域网(metro)解决方案的相干可插拔模块已经通过多源协议(MSA)标准化经历了C形因子可插拔(CFP)到CFP2和未来的CFP4，以减少其占用空间、降低成本，并另外降低功率耗散。然而，这些模块仍然需要相当大的工程复杂性、费用、尺寸和操作能力，因此在接入应用中实施起来并不高效或不实用。