[发明专利]光线路终端、光网络单元、光通信系统以及相应方法

说明书

技术领域

本发明涉及光网络，尤其涉及基于无源光网络的波分复用光网络。

背景技术

随着高级多媒体的广泛应用，例如3D电视、远程医疗服务、在线游戏，互动视频学习等应用的开发，对带宽的需求有了巨大的增长。下一代PON2(NG-PON2)作为长期演进的PON解决方案，正作为一个热点议题，由国际电信联盟电信部(ITU-T)和全业务接入网(Full Service Access Network，简称FSAN)所商讨。大多数的运营商希望NG-PON2能够提供更大的带宽、更高的分光比(split ratio)、更长的传输距离以及更好的接入能力。目前，ITU-T和FSAN正在最终确定NG-PON2的需求，以将可用带宽增加至40Gb/s速率。

在已经提出的技术方案中，TWDM-PON已被最近的FSAN会议所考虑作为对NG-PON2的主要解决方案，其中，4个10G-PON(XG-PON)被堆叠在一起并具有1∶64的分光比，这可以获得下行方向40Gbps与上行方向10GGbps的聚合速率。在单个波长中，TWDM-PON重用了XG-PON的下行复用以及上行接入技术、时隙颗粒度、多播能力、以及带宽分配机制。

但是，在TWDM-PON中，ONU发射机必须有能力将上行信息调制至四个上行波长中的任意一个波长上。ONU接收机也必须有能力从到四个下行波长中的任一个波长上检测出下行信息。因此，设计低成本的可调ONU成为了一个关键的技术问题。

目前，波长可调技术是现有的用于实现无色ONU的最佳方案，其中，一个可调光滤波器用于下行信号波长选择性，并且可调激光器用于上行信号发射机，如图1所示。具体地说，在下行方向，在光线路终端OLT中，四个下行波长被光栅AWG汇聚后(OLT中左部)，由环形器输出。经由光纤传输到远程节点RN，远程节点RN中的分光器将被复用的四个下行波长分为n路，其中每一路都带有四个下行波长的信号。分光器输出的一路复用信号达到光网络单元ONU1，该光网络单元ONU1是对应于波长λ₁。其AWG和可调滤光器将对应于该ONU1的波长λ₁的信号从复用的四个下行波长的信号中选出，并提供给接收机Rx进行检测。而在上行方向，ONU1中的可调激光器将输出被调制了上行信号的波长为λ′₁的上行信号。该上行信号通过ONU中的AWG被提供至RN。RN中的分光器将各个ONU提供的不同波长的上行信号复用在一起，通过光纤发送回OLT。OLT中的环形器将上行信号发送负责选择各个上行波长的AWG，该AWG将每个上行波长分离并分别提供给相应的上行接收机Rx(OLT中下部)。

但是，可调激光器是非常昂贵的设备。特别是，当NG-PON2需要支持大于1∶64的分光比时，需要至少64个ONU用户，那么可调激光器的总成本将成大大增加。由于可调激光器的成本昂贵，并且该高成本随着ONU数量的线性增加，限制了TWDM-PON系统的部署和实施。因此，需要在TWDM-PON系统中设计低成本的可调ONU。

发明内容

本解决方案关注于设计TWDM-PON系统中的低成本ONU，并且同时保持传统的ODN(光分布网络)。本发明的基本构思包括以下几点中的任一个：

1.基于普通的单驱动的马赫-曾德(Mach-Zehnder)调制器设计新的双波长生成器，例如4个光源可以产生8个独立的波长。

2.使用低成本的马赫-曾德延迟干涉仪(MZDI)来将8个波长分为数量相同的两部分，一部分被用作种子光并从外部注入到普通的商用FP-LD之中以产生用于下行的光信号，另外一部分不被调制并且直接被发送给ONU以便作为上行信号的光载波，被上行信号调制。

3.远程节点具有分光器，与传统的ODN架构中的远程节点相同，使得该发明对传统的ODN架构具有兼容性。

4.在ONU中，基于单个可调的光选择模块选出所需波长，使用普通的光接收机，以及使用普通的ROSA来进行上行通信，实现低成本的可调ONU，而不需要使用可调激光器提供光信号以进行上行信号调制。

根据本发明的第一个基本的方面，提供了一种光线路终端，包括如下部件：

-第一阵列波导光栅，与所述双波长生成器相连，用于分别接收多个不同波长的种子光信号，将其汇聚，并提供给所述双波长生成器；

-双波长生成器，用于接收被复用的多个不同波长的种子光信号，并分别对于各种子光信号，生成与该种子光信号对应的不同频率的第一光信号作为第一组光信号和第二光信号作为第二组光信号；