[發明專利]波分時分混合無源光網絡系統

有效

• 申請號: 201110355865.6
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102412905A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 程遠兵;伍劍;林金桐
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/155
• 分類號: H04B10/155;H04B10/158
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明涉及波分時分混合無源光網絡(WDM-TDM-PON)，具體地說，涉及利用光線路終端(OLT，Optical?Line?Terminal)的下行信號光對作為光網絡單元(ONU，Optical?Network?Unit)的光源的MEMS(微機電系統，Micro-Electro-Mechanical?Systems)可調諧激光器進行注入鎖定的高速大容量的波分時分混合無源光網絡系統。

背景技術

無源光網絡(PON，Passive?Optical?Network)技術作為解決接入網“最后一公里”的關鍵技術，已經被廣泛應用于光纖到戶(FTTH)系統。波分時分混合無源光網絡結合了時分復用無源光網絡的光功率分配所帶來的優點和波分復用無源光網絡的波長路由的優點，被認為是下一代光纖接入網的最佳解決方案。波分時分混合無源光網絡系統可以在傳統的時分復用無源光網絡的基礎上通過增加波長的方法來增加服務的用戶數量，既不影響已有用戶的使用帶寬，同時提供更高的安全性和協議透明性，增加了網絡容量擴展的彈性。相比于通過增加波長數目來提高系統容量的波分復用無源光網絡，波分時分混合無源光網絡的系統結構和配置更為靈活，系統制造成本更小。

通常的波分時分混合無源光網絡系統主要包括中心局(CO，Central?Office)、遠端節點(RN，Remote?Node)和光網絡單元(ONU)。中心局主要包含光發射模塊、光接收機以及波分復用/解復用器等，負責提供網絡間的光接口和相關交換任務，為光網絡單元提供數據傳送并對來自光網絡單元的數據信息進行管理和監控。中心局在下傳數據時發射多波長信號，下行信號經遠端節點進行解復用并發送到相應的光網絡單元。并且，每個光網絡單元的上傳信號經遠端節點進行復用后傳送回中心局。遠端節點中的光分支設備采用無源光器件、例如陣列波導光柵(AWG，Arrayed?Waveguide?Grating)。每個光網絡單元都具備獨立的用于接收和發送數據信息的光收發機。由于使用了WDM復用/解復用器來代替光功率分配器，使得傳輸中光功率損耗降低，相應的傳輸距離延長。同時，結合WDM的優點，波分時分混合無源光網絡系統可以最大可能地利用網絡帶寬，并且可以在不改變基礎設備的情況下升級網絡帶寬。然而，其大規模的推廣受限于大量昂貴的光發射/接收模塊以及光波分復用/解復用器件，特別是光網絡單元的發射模塊，要求其具備無色、透明、價格低廉等特性。

目前，利用多種方法來構造光網絡單元的發射模塊，例如基于分布反饋式激光器(DFB，Distributed?Feed?Back)、反射型半導體光放大器(RSOA，Reflective?Semiconductor?Optical?Amplifer)、注入鎖定法布里-泊羅(FP，Fabry-Perot)激光器和可調諧激光器(TL，Tunable?Laser)構成光網絡單元的發射模塊。基于分布反饋式激光器的光網絡單元需要不同波長的分布反饋式激光器光源，通常一個用戶對應一個分布反饋式激光器，不具備擴展性，滿足ITU-T波長規定的分布反饋式激光器也很昂貴。另外，還需要使用穩定波長振動的額外設備，例如溫度穩定器或者穩流器，這帶來了系統建設費用高昂的問題。

最近，基于RSOA、注入鎖定FP激光器或TL的光網絡單元由于具有無色光源、可擴展的特征，被廣泛關注。然而，基于RSOA或者注入鎖定FP激光器的光網絡單元需要光線路終端提供大功率的種子ASE(放大自發輻射，Amplified?Spontaneous?Emission)光源或者分布反饋式激光器，限制了可擴展的用戶數量。基于可調諧激光器的光網絡單元雖然不存在上述問題，但其昂貴的價格限制了其在波分時分混合無源光網絡系統中的應用。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種基于MEMS可調諧激光器的波分時分混合無源光網絡系統。

為了實現上述目的，本發明涉及的波分時分混合無源光網絡系統，包括中心局、多個光網絡單元和位于所述中心局與多個光網絡單元之間的遠端節點，其中，所述中心局具備：多個光源，用于發射多種波長的下行信號光；多個接收機，分別接收從所述多個光網絡單元發出且經由所述遠端節點傳輸來的上行信號光；以及多個復用/解復用器，對所述下行信號光和所述上行信號光進行復用及解復用；所述遠端節點用于對來自所述中心局的所述下行信號光進行復用，并且對來自所述光網絡單元的所述上行信號光進行解復用；所述光網絡單元分別具備：內部環形耦合器；將所述下行信號光分離為信號光和注入光的光分離單元；接收分離后的所述信號光的下行數據接收機；以及接收所述注入光且產生所述上行信號光的MEMS可調諧激光器。