[發(fā)明專利]用于光接入網(wǎng)絡(luò)的突發(fā)模式接收機及其使用和制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310363201.3
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN104426613B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃喜;肖司淼;昌慶江
• 申請（專利權(quán)）人: 上海貝爾股份有限公司
• 主分類號: H04B10/60
• 分類號: H04B10/60;H04Q11/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所11256
• 代理人: 鄭立柱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及光通信技術(shù)，特別的涉及用于光接入網(wǎng)絡(luò)的突發(fā)模式接收機及其使用和制造方法。

背景技術(shù)

隨著IP傳輸?shù)难该桶l(fā)展，對寬帶接入網(wǎng)的帶寬需求也越來越大。在光纖到戶(fiber-to-the-home，簡稱FTTH)的配置中，下一代無源光網(wǎng)絡(luò)(next generation passive optical network，簡稱NG-PON2)為終端用戶享受高速的數(shù)據(jù)傳輸速率提供了頗具前景的解決方案。時分及波長分混合復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)(time and wavelength division multiplexed passive optical network，簡稱TWDM-PON)被選為NG-PON2的主要解決方案。TWDM-PON有四對工作波長，每個上行波長的傳輸方式仍采用時分復(fù)用(time division multiplexing，簡稱TDM)技術(shù)實現(xiàn)，其中用于傳輸?shù)臅r隙長度由光網(wǎng)絡(luò)用戶(optical network user，簡稱ONU)上傳的內(nèi)容決定的。這些時隙的起止時間點是由光線路終端(optical line terminal，簡稱OLT)來進行協(xié)調(diào)的，從而當各ONU通過單根光纖進行傳輸各自的數(shù)據(jù)包時不會對彼此構(gòu)成干擾。

由于不同的ONU到OLT的距離不同，且不同的ONU的發(fā)射功率不同，因此OLT接收到的信號的光功率也就不同。圖1所示為多個ONU102-108經(jīng)分路器110向OLT120進行上行傳輸?shù)氖疽鈭D。由圖可見，OLT120接收到信號的光功率差異很大，這種情況被稱為突發(fā)模式。在這種模式下，要獲得較高的傳輸速率，就需要縮短保護時間(guard time)和較短的前導(dǎo)碼(preamble)。也就是說OLT中的接收機必須能夠?qū)斎牍庑盘柕姆茸兓鞒隹焖俜磻?yīng)，同時具備較短的建立時間(settling time)。因此，傳統(tǒng)的連續(xù)傳輸模式的接收機就 無法適用于上述突發(fā)模式。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有的針對突發(fā)模式的接收機大都是在電域進行信號處理，也就是通過電路對由光信號轉(zhuǎn)化的電信號進行電域處理從而解決上述突發(fā)模式所帶來的問題。但這些方案都存在著一定的缺陷，例如設(shè)計上的復(fù)雜度。另外，電子器件所帶來的速度瓶頸也是一個問題。盡管雪崩光電二極管作為突發(fā)模式接收機具備頗高的響應(yīng)率和靈敏度，但這種二極管只能在2.7Gb/s或以下的數(shù)據(jù)傳輸速率下工作。可見，單純采用電路來處理突發(fā)模式信號是無法滿足高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)需求的。

另外，在輸入光信號的光功率很小的情況下，如果在光域沒有對光信號進行放大和功率均衡處理，那么就會產(chǎn)生較大的比特誤碼率。現(xiàn)有的電域突發(fā)模式接收機的閾值檢測電路的有限充放電時間也會影響突發(fā)模式中信號的比特誤碼率。

因此，為了克服上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N基于光域的突發(fā)模式接收機及其中的光探測器，以及相應(yīng)的操作方法和制造方法。

根據(jù)本申請的一個實施例提供了一種用于光接入網(wǎng)絡(luò)的突發(fā)模式光探測器，包括電吸收模塊，用于對光功率低于第一預(yù)定水平的對應(yīng)于低電平的輸入光信號進行吸收；半導(dǎo)體光放大模塊，用于對光功率低于第二預(yù)定水平的對應(yīng)于高電平的輸入光信號進行光功率放大；以及光電轉(zhuǎn)換模塊，用于對經(jīng)所述電吸收模塊和所述半導(dǎo)體光放大模塊處理后的光信號轉(zhuǎn)化為電信號用于輸出；其中所述電吸收模塊與所述半導(dǎo)體光放大模塊中的外部注入電流方向相反。

特別的，所述電吸收模塊、所述半導(dǎo)體光放大模塊以及所述光電轉(zhuǎn)換模塊由形成于半導(dǎo)體襯底之上脊形波導(dǎo)構(gòu)成；所述脊形波導(dǎo)上具有溝槽從而使所述各模塊在遠離所述半導(dǎo)體襯底的一端彼此分離，而在靠近所述半導(dǎo)體襯底的一端通過有源區(qū)彼此相連；并且所述電吸收模塊中的電流沿遠離所述半導(dǎo)體襯底的方向流出所述有源 區(qū)，所述半導(dǎo)體光放大模塊中的電流沿靠近所述半導(dǎo)體襯底的方向流入所述有源區(qū)。

特別的，所述有源區(qū)的形態(tài)包括量子阱，量子點或者體材料。

特別的，所述各模塊以及所述半導(dǎo)體襯底由III-V族半導(dǎo)體材料構(gòu)成。

特別的，所述半導(dǎo)體襯底由磷化銦構(gòu)成，所述各模塊由銦鎵砷或者銦鎵砷磷構(gòu)成。

特別的，所述有源區(qū)材料的能帶寬度對應(yīng)為光通信波段。

特別的，所述光接入網(wǎng)絡(luò)是時分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)或是時分及波長分混合復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)。