用于無源光學(xué)波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)線路終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于無源光學(xué)波分復(fù)用(WDM)網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)線路終端。
【背景技術(shù)】
[0002]無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)為一種類型的光學(xué)接入網(wǎng)，其允許多個用戶能夠連接到核心網(wǎng)(比如城域網(wǎng))的節(jié)點(diǎn)。
[0003]PON通常在無源光網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)的互連處包括光學(xué)線路終端(OLT) ALT被認(rèn)為是PON的一部分。OLT連接到光分配網(wǎng)(ODN)，0DN也是PON的一部分。ODN包括被布置以形成一點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的多個光學(xué)鏈路和無源光學(xué)部件，該一點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的根部連接到OLT。
[0004]OLT通常位于所謂的服務(wù)提供商的中心局(CO) ALT的每個光學(xué)鏈路可以通過相應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)在其遠(yuǎn)端處端接(terminate)。
[0005]在WDM PON中，每個ONU可以通過使用包括上游波長和下游波長的波長的相應(yīng)集合來與OLT通信，ONU使用該上游波長進(jìn)行從ONU到OLT的數(shù)據(jù)傳輸，OLT使用該下游波長進(jìn)行從OLT到ONU的傳輸。
[0006]在WDM PON中，0DN通常包括所謂的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)、將遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)連接到OLT的饋送器光纖以及從遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)輻射的大量分配光纖。每個分配光纖可以通過ONU或者通過功率分配器在其遠(yuǎn)端處端接，該功率分割器將分配光纖經(jīng)由相應(yīng)的引入光纖(optical drop fiber)連接到多個ONU。
[0007]在下游方向上，OLT使用相應(yīng)的發(fā)射器生成與ONU相關(guān)聯(lián)的下游波長的下游光信號。OLT根據(jù)已知的WDM技術(shù)復(fù)用不同的下游信號并且沿著饋送器光纖向遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)傳輸下游信號。在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)處，可以通過光學(xué)解復(fù)用設(shè)備將下游信號解復(fù)用到分配光纖上并且從而沿著相應(yīng)的分配光纖將其傳輸?shù)较鄳?yīng)的0NU。替選地，可以在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)處使用分光設(shè)備將下游信號的功率劃分到分配光纖上并且從而經(jīng)由分配光纖向ONU傳輸。
[0008]在上游方向上，每個ONU生成與其相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)的上游波長的相應(yīng)的上游信號并且沿著相應(yīng)的分配光纖向遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)傳輸這一信號。遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)根據(jù)已知的WDM技術(shù)復(fù)用經(jīng)由不同的分配光纖從各個ONU接收的上游信號并且通過饋送器光纖向OLT轉(zhuǎn)發(fā)。在OLT處，上游信號被接復(fù)用并且被提供給相應(yīng)的接收器。
[0009]遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)可以是無源節(jié)點(diǎn)，這意味著，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)僅包括用于解復(fù)用或分割下游信號以及復(fù)用上游信號的無源光學(xué)部件。
[0010]由于在PON內(nèi)傳輸?shù)牟煌庑盘柺艿接捎赑ON的光纖引起的衰減的影響以及可能受到由于功率分割引起的功率降低的影響這一事實(shí)，需要抵消這些影響。現(xiàn)有技術(shù)中已知的解決方案為在PON內(nèi)預(yù)見放大設(shè)備，其優(yōu)選地稱為到達(dá)擴(kuò)展器(reach extender)。這樣的放大設(shè)備可以沿著饋送器光纖靠近遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)放置。在到達(dá)擴(kuò)展器內(nèi)，上游信號和下游信號彼此分離。上游信號然后通過到達(dá)擴(kuò)展器內(nèi)的第一光放大器被放大，而下游信號然后通過到達(dá)擴(kuò)展器內(nèi)的不同的第二光放大器被放大。通常，第一光放大器所引起的上游信號的放大的增益值類似于第二光放大器所引起的下游信號的放大的增益值。在放大之后，提供上游和下游信號以用于在其相應(yīng)的傳輸方向上進(jìn)行光學(xué)傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]提出了一種用于無源光學(xué)波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)線路終端。該網(wǎng)絡(luò)包括:
[0012]-多個光接收器，可操作以接收具有至少部分位于C頻帶中的各自不同的上游波長的相應(yīng)的上游信號，
[0013]-雙向光放大器，以及
[0014]-光學(xué)接口。
[0015]該光學(xué)接口、該雙向光放大器、該發(fā)射器和該接收器在光學(xué)上進(jìn)行耦合使得
[0016]-在該光學(xué)接口處接收的上游信號首先被提供給該雙向光放大器并且隨后從該雙向光放大器被提供給該接收器之一，并且使得
[0017]-由該發(fā)射器之一生成的下游信號首先被提供給該雙向光放大器并且隨后被提供給該光學(xué)接口。
[0018]該雙向光放大器具有關(guān)于將要由雙向光放大器來放大的光信號的波長不恒定的增益函數(shù)。此外，該增益函數(shù)是拋物線型的并且因此關(guān)于光學(xué)波長是不恒定，該增益函數(shù)對于位于C頻帶內(nèi)的波長基本上具有最大的增益值。優(yōu)選地，該增益函數(shù)對于位于L頻帶內(nèi)的波長具有減小的增益值。
【附圖說明】
[0019]圖1示出無源光網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)。
[0020]圖2示出到達(dá)擴(kuò)展器。
[0021]圖3示出所提出的光學(xué)線路終端。
[0022]圖4示出雙向放大器的增益函數(shù)。
[0023]圖5示出上游信號的測量結(jié)果。
[0024]圖6示出下游信號的測量結(jié)果。
[0025]圖7示出上游和下游波長的分配。
[0026]圖1示出無源光網(wǎng)絡(luò)PON，其在中心局⑶處經(jīng)由光學(xué)線路終端(OLT)連接到核心網(wǎng)
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[0027]OLT經(jīng)由饋送器光纖OF連接到遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)RN。下游信號DSl、DS2、DS3沿著下游方向DS以相應(yīng)下游波長向遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)RN進(jìn)行傳輸。
[0028]分配網(wǎng)絡(luò)的分支B1、B2、B3本身可以進(jìn)一步包括用于進(jìn)一步分割下游信號的分割單元0SC1、0SC2、0SC3。在光學(xué)分支B1、B2、B3的端部，連接有光網(wǎng)絡(luò)單元ONU形式的客戶側(cè)接入網(wǎng)端接單元，其可替換地為光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)。
[0029]下游信號DS1、DS2、DS3的分配由分光單元OSC來執(zhí)行，OSC將下游信號DS1、DS2、DS3分割到分支B1、B2、B3上。分光單元0SC1、……、0SC3可以借助于功率分割來分割下游信號，使得下游信號DS1、DS2、DS3中的每個被分割到分支B1、B2、B3中的每個上。特定波長的每個下游信號DSl、DS2、DS3承載向一個或多個ONU指派的一個或多個數(shù)據(jù)信號。每個ONU被指派特定的下游波長。遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)RN接收下游信號并且將它們分配到連接到遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)RN的光學(xué)分支 B1、B2、B3 上。
[0030]根據(jù)第一解決方案，如圖1所示，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)RN包括光學(xué)功率分割器，該光學(xué)功率分割器將下游信號DS1、DS2、DS3的功率分割到連接到遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)RN的分支B1、B2、B3上。根據(jù)該第一解決方案，所有ONU接收所有下游信號。根據(jù)圖1中未明確示出的第二解決方案，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)包括光學(xué)波長復(fù)用器/解復(fù)用器，光學(xué)波長復(fù)用器/解復(fù)用器復(fù)用下游信號DS1、DS2、DS3，使得承載向一個或多個特定的ONU指派的數(shù)據(jù)信號的、具有特定波長的特定下游信號僅被提供到這些特定ONU的特定分支上。光學(xué)波長解復(fù)用器優(yōu)選地為陣列波導(dǎo)光柵(AWG)。根據(jù)該第二解決方案，ONU僅接收向該ONU指派的該下游波長的下游信號。
[0031]ONU在上游方向US上、以向ONU指派的相應(yīng)上游波長傳輸相應(yīng)的上游信號USl、US2、US3。上游信號USl、US2、US3通過分光單元OSCl、0SC2、0SC3被組合。在WDM PON的情況下，在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)RN處，上游信號US1、US2、US3通過光學(xué)復(fù)用設(shè)備被復(fù)用到饋送器光纖OF上，該光學(xué)復(fù)用設(shè)備優(yōu)選地為先前提及的AWG。在PON為時分-波分復(fù)用(TWDM)PON的情況下，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)RN包括組合上游信號USl、US2、US3的功率分割器。上游信號和下游信號受到沿著PON的光纖的信號衰減的影響，從而在其相應(yīng)接收側(cè)降低這些信號的功率水平。另外，下游信號可以進(jìn)行功率分割，其也在相應(yīng)接收側(cè)引起下游信號的功率水平的降低。在OLT和ONU內(nèi)，光信號通常通過包括用于光電變換的光電二極管的光接收器來檢測。這樣的光電二極管具有有限的靈敏度。在所接收的光信號的功率水平下降到某個門限以下的情況下，所檢測的信號可能是錯誤的。因此，上游和下游信號可以僅在PON內(nèi)的某個光學(xué)傳輸距離上來傳輸。另外，下游信號的功率可以僅被分割特定次數(shù)。
[0032]發(fā)射器的光輸出功率與接收器的最大靈敏度之間的差異優(yōu)選地被稱為預(yù)算。為了PON的高效操作，這一預(yù)算應(yīng)當(dāng)較高。
[0033]用于允許光信號在更大的光學(xué)距離上以及經(jīng)由PON內(nèi)的更大數(shù)目的功率分割設(shè)備的傳輸?shù)囊粋€突出的解決方案是放大設(shè)備RE，其優(yōu)選地被稱為到達(dá)擴(kuò)展器。到達(dá)擴(kuò)展器RE沿著饋送器光纖放置，優(yōu)選地靠近遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。到達(dá)擴(kuò)展器RE放大上游和下游信號。
[0034]圖2示出到達(dá)擴(kuò)展器RE的示例。在光學(xué)接口OIl處，在下游方向DS上從饋送器光纖的一個截面(sect1n)接收下游信號。使用光學(xué)環(huán)形器OCl向第一半導(dǎo)體光放大器SOAl提供下游信號。放大器SOAl放大下游信號。在光學(xué)接口 012處，在上游方向US上從饋送器光纖的另一個截面接收上游信號。使用光學(xué)環(huán)形器0C2向第二半導(dǎo)體光放大器S0A2提供上游信號。放大器S0A2放大上游信號。使用環(huán)形器0C2在下游方向DS上向光學(xué)接口 012提供經(jīng)放大的下游信號。使用環(huán)形器OCl在上游方向DS上向光學(xué)接口 OIl提供經(jīng)放大的上游信號。通常，放大器S0A2所引起的上游信號的放大的增益值類似于放大器SOAl所引起的下游信號的放大的增益值。為了總