[发明专利]宽带2×2光分路器

说明书

技术领域

本发明提供了多端口光波导元件，其采用在很宽的波长部分带宽范围内基本为常数的功率平衡比，将来自一个或两个输入端的光功率分配至两个输出端中。

背景技术

近年来，在全球范围内掀起了采用宽带为越来越多的人提供访问因特网和其他电子信息源的巨大热潮。现有的电话和有线电视网络已被“改造”以为少数特权用户提供以每秒几百K比特或每秒几兆比特的速率检索数字信息的性能。然而被广泛认可的是，为了使信息网络变得真正的有趣、恰当的并且最重要的是能够传递商业上可行的服务，需要采用更高的带宽以连接到更多的用户。现有的接入网络是为有线电视和有线或无线电话服务设计的，在实践中其并不适于到达上述水平。为了满足预期的需求，接入供应商(一般是电话或有线电视公司)已经开始计划和安装将光纤从总局连接到用户住所或非常接近用户住所的新光纤接入网络。

这些新兴光纤网络中的主流结构大多是无源光网络，或称为PON。这里“无源”一词指的是这样的情况：在接入供应商总局(CO)的光线路终端(OLT)和例如在用户住所侧的光网络单元(ONU)之间，，光纤网络没有有源的或动态组件。

在目前的典型应用中，PON在CO和用户之间传输两个或三个数据流。有从CO到用户的数字数据流(“下行”数据)，从用户返回到CO的数字数据流(“上行”)，和在某些情况下携带多频道视频的混合模拟/数字下行数据流(即，有线电视信号)。通常地，以不同波长传输这些数据流的每个使得它们更容易被OLT和ONU区分。一般可在大约1490纳米(S带)发送下行(OLT到ONU)数据，在大约1310纳米(O带)发送上行(ONU到OLT)数据，并在大约1550纳米(C带)发送视频下行数据。也有人正在考虑将大约1250纳米到1625纳米区域内的附加波长包括进来，以进一步提高网络传输数字流的能力。

PON的节段总是被共享使得每一个OLT服务于数个ONU。对于每个数字流，OLT每次只能为一个ONU提供服务(可能有下行数字广播，但不是常见的操作)。视频流是典型的从OLT到所有ONU的自由广播。ONU与网络中的信号同步使得在任何指定时刻下不多于一个ONU与OLT通信。下行数据被做上标记使得只有为它专门服务的ONU将数据传输到该用户的住所网络中。共享是通过在使用光分路器的PON中将光纤网络分为几个分支来实现的，这将在该节段的所有下行分支中被动地平均分配光功率。经过光分路器的上行信号按照平衡比减少功率，但只是减小发送到OLT的上行流的功率，而不减小发送至其它ONU的返回下行流。

用于PON的光分路器一般服务于适当数量N(即32)的分支并且可具有一个输入端(a1×N分路器)或两个输入端(a2×N分路器)。当要求将分路器功能与不可知波长服务复用器(即，将数字下行流和视频结合起来而不考虑它们单独的波长)结合起来时使用2×N型分路器，或者仅为了适应来增加其它服务的可能性而使用2×N型分路器。

安装新的光纤接入网络的最大花费是“挖掘”成本，或者是将传输组件(主要是光纤和分路器)从点A(即，OLT)安装到所有点B(即，ONU)。像这样，非常需要确保安装的传输网络尽可能具有适应性，并且确保其可被用于目前为止未确定的未来网络需求。光纤网络自身的容量远大于目前方案所使用的容量，并且只要其保持足够通用化，就可被用于未来更大带宽的方案而不需要挖掘建立新的网络。在这里“足够通用化”条件主要是指在1.25微米(1250纳米)到1.65微米(1650纳米)范围内传输特性与波长无关。这就意味着非常需要OLT和ONU之间的光纤和其它光组件在大约30％的部分带宽上是对波长不敏感的。在这里，为了方便起见而不是根据任何已有惯例，该波带被称为“超宽”波长范围。

对于N为8、16、32、64或128的1×N和2×N分路器，优选的分路器技术是平面光波导(Planar Lightwave Circuit)。对于N等于2或4的情况，取决于成本/性能的要求，熔融拉锥式光分路器也是可能具有竞争力的。对于N不是2的幂或大于128的情况，还没有研究出很好的分路器技术，因此不建议N取这样的值。