[發明專利]一種用于TWDM?PON系統的光網絡單元的收發機

有效

• 申請號: 201410005938.2
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN104767585B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 高震森
• 申請（專利權）人: 上海貝爾股份有限公司
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;H04B10/40;H04B10/572
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本發明涉及無源光網絡(PON)，更具體而言，涉及一種用于TWDM-PON系統的光網絡單元的收發機。

背景技術

時分波分復用光網絡(Time and Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network，TWDM-PON)最近已經被全業務接入網(Full Service Access Network，FSAN)和國際電信聯盟標準化部門(ITU-T)Q2組選擇作為下一代無源光網絡(NGPON2)的主要架構。與其他諸如OFDM-PON和純WDM-PON的其他候選解決方案相比，TWDM-PON技術由于其增加的系統容量、靈活的帶寬分配、較高的效率而更令人關注。TWDM-PON也與現存的光配線網(ODN)兼容并且能夠從XGPON簡單地移植過來。

在TWDM-PON中，多個波長對堆疊在一起以增加容量。例如，40Gb/s的TWDM-PON包括四對波長。每個波長提供下行10Gb/s的速率和上行2.5Gb/s的速率。因此，TWDM-PON系統的四個波長對能夠提供下行40Gb/s和上行10Gb/s的速率。在單個波長通道中，TWDM-PON仍使用XG-PON下行復用、上行接入技術、時間粒度等。

技術問題：

在TWDM-PON中需要解決多個技術問題，以下對其進行簡要說明：

1)以40Gb/s的TWDM-PON作為示例。由于在系統中存在四個波長對，每個光網絡單元(ONU)的發射機需要被調諧至四個上行波長中的一個，而ONU的接收機需要被調諧至四個下行波長中的一個。因此，可調的ONU發射機和接收機是TWDM-PON中的關鍵技術。然而，許多傳統的可調ONU發射機(例如，DFB、DBR激光器)和可調接收機(例如，薄膜濾波器)是相當昂貴的。此外，ONU發射機和接收機是兩個獨立的元件。如果這兩個元件都需要調諧，則TWDM-PON的ONU成本將大大增加。

2)在TWDM-PON中，由于發射機的輸出功率和接收機的靈敏度的限制，下行和上行的功率預算是相當受限的。這轉而將限制最大分光比，并且因此限制ONU的數量以及傳輸距離。如NGPON2G.989.1所要求的，TWDM-PON系統應當能夠支持至少1∶64的分光比和40km的傳輸范圍。因此，需要增加未來TWDM-PON系統中的分光比和傳輸范圍。

3)TWDM-PON系統中的另一關鍵問題在于ONU波長的流氓特性。例如，即使ONU正確地接收到四個下行波長中的一個，發射機仍可以工作在一個錯誤的上行波長通道，這就影響在那個波長通道中工作的所有ONU。并且，由于ONU的發射波長位于錯誤的通道中，在光線路終端(OLT)側，由該ONU傳輸的上行信號將從錯誤的陣列波導光柵(AWG)端口輸出，或者當其波長偏移AWG的通帶通道時甚至被AWG阻斷。

在現有技術中，對于ONU端的可調發射機和接收機，傳統的解決方案使用昂貴的DFB或DBR作為可調發射機，而使用薄膜濾波器作為可調接收機。這是兩個獨立的元件，因此整個可調ONU的成本相當高。

此外，在現有技術中，為了增加鏈路的功率預算并且因此增加分光比和傳輸范圍，在OLT端或遠程節點處需要輔助光放大器，以放大下行信號的功率，由此相應地改善分光比/傳輸范圍。然而，這將引入高的非線性串擾或使得ODN成為一個有源的系統。

發明內容

因此，本發明的主要目的是提供一種低成本的可調的ONU的收發機。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于TWDM-PON系統的光網絡單元的收發機，所述收發機包括：光耦合器；梳狀濾波器，其與所述光耦合器耦合；第一光環行器，其與所述梳狀濾波器耦合；下行接收機，其與所述第一光環行器耦合；第二光環行器，其分別與所述光耦合器和所述第一光環行器耦合；以及光源，其被配置將上行數據調制至上行光信號并輸出所述上行光信號；其中，在進行下行光信號傳輸時，所述梳狀濾波器經由所述光耦合器接收所述下行光信號并濾出目標下行光信號，所述目標下行光信號經由所述第一光環行器被輸出至所述下行接收機；在進行所述上行光信號傳輸時，所述上行光信號經由所述第二光環行器和所述第一光環行器被傳輸至所述梳狀濾波器，所述梳狀濾波器接收所述下行光信號并向所述光耦合器濾出目標上行光信號，所述光耦合器將所述目標上行光信號分路成第一上行光信號和第二上行光信號，其中，所述第一上行光信號被傳輸至光線路終端，所述第二上行光信號經由所述第二光環行器被反饋至所述光源，以便所述光源基于所述第二上行光信號來調節所述上行光信號。