[发明专利]波分复用无源光网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种波分复用无源光网络系统。

背景技术

在当前全业务运营和网络融合的背景下，高带宽应用如高清和3D视频为主的高清流媒体业务，交互式的网络游戏以及视频会议，IPTV等对网络的接入带宽提出了更高的要求，当前主流的时分复用无源光纤网络(TDM PON)接入方式已经不能有效满足需求。为了解决当前TDM PON技术存在的传输距离与系统容量的限制，波分复用无源光纤网络(WDM PON)技术被认为是最有前景和希望的下一代PON技术。与TDM PON不同，WDM PON采用波分复用的方式对不同波长进行复用，为每个光网络单元(ONU)提供了一个独享的波长资源来进行数据传输，从而极大的提高了ONU端的带宽，扩展了PON系统的容量。

WDM PON由光线路终端(OLT)、远端节点(RN)和光网络单元组成。下行传输时，OLT使用多波长光源，将数据加载到载波上，发送到ONU。通过波分复用(WDM)的方式将多波长信号复合到一根光纤上传输，在RN处解复用，并根据波长把信号分配给目的ONU。上传数据时，每个ONU使用一个特定的波长，各ONU可以同时接入。上传信号在RN处复用到一根光纤上，传到OLT接收端，经WDM(或阵列波导光栅AWG)解复用器分路，由接收机阵列接收。由于每个ONU通过不同波长与OLT进行通信，因此称ONU与OLT之间是虚拟的点对点双向传输链路。

在WDM PON技术中，所有的ONU发射与接收的信号的波长必须要与之相邻的ONU的信号波长不同，为了能进行设备的大众化生产和设备的简易管理与维护，降低WDM PON系统的成本，就必须要求每个ONU的设备都是一模一样的，因此需要设计出无色的ONU。当前实现无色ONU的方法有两种，一种是基于反射型半导体光放大器(RSOA)，另外一种是基于多纵模半导体激光器(FP-LD)。前者虽研究较广，但存在下述不利因素：通常需要种子光选频，RSOA调制带宽小限制调制速率及传输距离，系统成本高。后者虽然研究较少，但存在FP-LD成熟、调制带宽大且可支持远距离传输、成本底等优点，而无法通过硬件结构自动实现ONU的上行光波的波长选择与锁模，导致极大的增加了控制的复杂度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何通过硬件结构自动实现ONU的上行光波的波长选择与锁模，以降低控制的复杂度。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种波分复用无源光网络系统，所述系统包括：依次连接的光线路终端、远端节点和m个光网络单元，所述m为大于零的整数，各个光网络单元均包括：第一环形器、下行波长探测子模块、探测及调谐控制电路和反馈锁定子模块，所述第一环形器分别与所述远端节点、下行波长探测子模块和反馈锁定子模块连接，所述探测及调谐控制电路分别与所述下行波长探测子模块和反馈锁定子模块连接，

所述下行波长探测子模块，用于在所述探测及调谐控制电路的控制下，对由所述光线路终端所传送来的下行光波进行探测，以获得所述下行光波的波长；

所述反馈锁定子模块，用于在所述探测及调谐控制电路的控制下，根据所述下行光波的波长来选择和锁定上行光波的波长。

优选地，所述下行波长探测子模块包括：波长可调谐光电探测器，所述探测及调谐控制电路与所述波长可调谐光电探测器连接，所述波长可调谐光电探测器包括：半导体基质F-P腔窄带滤波器和与所述半导体基质F-P腔窄带滤波器键合的p-i-n光电探测器，所述半导体基质基底F-P腔窄带滤波器用于对接收的下行光波进行滤波，并将透射后的光信息号传输至所述p-i-n光电探测器的吸收层，以获得所述下行光波的波长。

优选地，所述F-P腔窄带滤波器为GaAs基底F-P腔窄带滤波器，所述p-i-n光电探测器为InP基底光电探测器。

优选地，所述波长可调谐光电探测器还包括自聚焦棒，所述自聚焦棒用于将所述待测光信号耦合进所述半导体基质F-P腔窄带滤波器。

优选地，下行波长探测子模块还包括：非均分光耦合器，所述非均分光耦合器设于所述第一环形器和所述波长可调谐光电探测器之间，用于将部分的下行光波传输至所述波长可调谐光电探测器。

优选地，所述非均分光耦合器将小于10％的下行光波传输至所述波长可调谐光电探测器。