[发明专利]光线路终端以及光网络单元

说明书

技术领域

本发明涉及时分波分复用无源光网络，尤其涉及用于时分波分复用无源光网络的光线路终端以及光网络单元，并且进一步涉及一种波长越界检测的方法，以及一种粗调节上行光信号的波长的方法。

背景技术

时分波分复用无源光网络(Time and Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network，TWDM-PON)被业界考虑为用于NG-PON2的主要方案。其不仅适用于40GbMs的容量，并且也被考虑为适于未来的光网络的发展需求，例如适用于容量为100Gbit/s以上的容量的光网络。

最近，波长计划和波长间隔是FSAN(Full Service Access Network，全业务接入网络)的两个热点议题。可调激光器和激光器阵列是光网络单元侧的光源发射机的两种选择。具有高稳定性的可调激光器是优选的，因为其占据较少的波段，由此其可以在限制的波段的情形下支持更多的波长。然而，可调激光器的成本较高，并且其相关的温度控制系统限制其在TWDM-PON中的应用。传统的用户不能够承担可调激光器的成本。为了克服该问题，需要针对可调激光器或激光器阵列研发一种低成本的上行波长稳定技术。

为了实现上行波长稳定，目前有两种波长校准的方案:在光网络单元侧进行上行波长校准和在光线路终端侧进行上行波长校准。在光网络单元侧进行上行波长校准，不需要将波长信息传递到光线路终端。它可以采用传统的基于半导体热电制冷器(Thermoelectric Cooler，TEC)的冷热双向调谐装置作为激光器波长稳定元件，加上光网络单元本地反馈电路控制，可以将激光器的波长漂移限制在±5GHz的范围内，由此在规定的波段内可以支持更多的波长。然而，这类可调激光器的成本较高，因此，具有低成本的可调激光器成为了优选方案，例如采用热可调谐的DFB激光器。然而它虽然可以用较低的成本满足它在TWDM-PON的上行波段中改变波长。但是波长信息的取得却需要光网络单元本地的温度传感，而温度传感所反映的波长有时也会有一定的误差。这些问题的产生是由于在光网络单元本地进行波长校准会增加较多成本，而低成本的波长稳定性控制技术在TWDM-PON中相对缺失。因此，在光线路终端侧进行上行波长校准提供了一种发展低成本波长稳定性控制技术的思路。它可以利用光线路终端侧的设备为每一个光网络单元进行上行波长校准，而光网络单元侧仅仅包含调谐波长的执行元件：单向波长调谐的加热器和双向波长调谐的TEC。光线路终端探测到光网络单元波长漂移信息后，通过相关消息通知光网络单元，由此进行上行波长调节。

现在的问题在于，对于激光器阵列，多个光栅安置在芯片上，因此对于输出的激光器将出现一些偏移标准波长的驻留波长(residential wavelength)。驻留波长的问题可以通过制造工艺的加强而缓解，然而这个问题仍然在近些年来影响了TWDM-PON的上行通信。另一方面，对于可调激光器，可调激光器或其中的波长控制都是非常昂贵的，而不受控制的波长都将受到波长偏移的影响。受到制造误差和温度的偏移的影响，光网络单元中的激光器阵列或可调激光器都会有以下问题:1.相邻波长通道间的串扰。2.光线路终端处的上行光信号的接收处理。例如，光线路终端中的精确的细滤波器，例如阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，AWG)，使得接收具有偏移的波长的上行光信号非常困难。

总之，如何使用激光阵列或低成本的可调激光器作为光网络单元中的光源发射机仍是个问题，尤其需要在光网络单元中设置简单的调节控制机制。

目前，在光网络单元中应用了精确的温度控制机制。然而，在光网络单元中成本是关键因素。优选地，希望在光网络单元中应用不受控制的激光器。目前的粗波分解复用器不能够满足TWDM-PON中的波段要求。目前的粗波分解复用器使用没有温度控制的激光。由于为一个通道其分配了大约10nm的波段，在C-band中的20nm的波段仅能够支持TWDM-PON的上行的两个波长通道。因此，需要继续研发TWDM-PON中的粗温度控制方法，并提供了一种成本较低的解决方案。

发明内容