[发明专利]生成多波长光波的方法和设备，及中心局传输方法和设备

说明书

本发明涉及一种生成多波长光波的方法及设备，以及一种在具有多运营商的TWDM‑PON中用于传输下行数据的方法及中心局设备。根据本发明的一个方面公开了一种多波长生成器，其包括：反射增益介质、1×2的光耦合器以及SFBG。该方案可以被部署以用于在多运营商之间共享有限的波长资源，并且可以极大地降低网络成本。根据本发明的另一个方面公开了一种中心局设备，其包括：多波长生成器、分光器、N个运营商调制模块以及N×N的阵列波导光栅。该方案可以在TWDM‑PON中灵活的为任一ONU提供接入至多种运营商的服务以及实现基于波长通道的开放接入。

技术领域

本发明主要涉及光通信技术领域，特别的，涉及一种生成多波长光波的方法及设备，以及一种在具有多运营商的TWDM-PON中用于传输下行数据的方法及中心局设备。

背景技术

最近，TWDM-PON已经吸引了全球供应商的大量支持，并且其已经被选定为NGPON2(下一代PON)的一个主要的技术。通过多对波长来堆叠XG-PON，TWDM-PON增加了PON的系统容量。例如，一个具有4对波长的TWDM-PON系统在下行方向上能够提供总计40Gb/s的传输容量。在单波长中，TWDM-PON可以再使用XG-PON的下行复用和上行接入技术，时隙粒度，广播性能以及带宽分配机制。我们希望TWDM-PON可以与现有的PON透明地共存于现有光纤设施上，以实现例如，增加分光率，最大化地扩展覆盖范围，并逐步升级到满足日益增长的带宽需求，等更高性能。

除了增加TWDM-PON系统容量，网络运行商也希望有一个可以实现开放式接入的方案，在该方案中所有的运营商可以共享网络设施资源并因此能够极大地减少资本支出费用。更重要的是，根据FSAN运营商白皮书中对于NGPON2的要求，每一个光网络单元(ONU)应该可以接收所有运营商的服务和任意地选择合适的运营商，所以整个网络资源对所有用户应是开放的，并且运营商可以以一个公平的方式互相竞争。

然而，如图1所示，在一个传统的GPON或XGPON网络中，每个运营商在各自的中心局管理自己的光线路终端(OLT)并且部署互相分开的主干光纤。在此方案中，在相同光配线网络(ODN)中的ONU仅仅接收一个运营商的服务。用户无法各自选择所需要的运营商。

如图2所示，当GPON或XGPON被演进到TWDM-PON时，每一个运营商可以简单的通过TWDM-PON中对应的具有堆叠多波长的OLT的Tx/Rx(发射机/接收机)替代现有的OLT的Tx/Rx从而增加中心局的网络容量。之前对TWDM-PON的多数研究只考虑了网络中只有一个运营商。尽管使用TWDM-PON技术极大地增强了ODN的系统容量，但是当存在多运营商时，存在着如下所示的一些问题：

首先，运营商需要过度地部署OLT收发机，并且每一个运营商不得不复制具有与其他运营商的基础设施相同波长的Tx/Rx。例如在图2中，运营商1部署带有波长λ1，λ2，λ3，λ4...的Tx/Rx，同时运营商2也不得不再次部署带有波长λ1，λ2，λ3，λ4...的Tx/Rx。这将不可避免的浪费有限的激光硬件资源。由于OLT的花费随着激光二极管的数量成比例的增加，OLT中的光学元件以及最终整个中心局的花费将变得很昂贵。当波长扩展到更大规模时，这一问题将变得更明显。

其次，用户在一个ODN网络中只可以接入至一个运营商，该ONU无法与其他运营商连接。

从OLT的可靠性和保护性的角度看，由于OLT中增加了堆叠激光器资源，发射机的发生故障的可能性增加了。为了保护运行中的发射机，每个运营商不得不储备备用激光二极管，并且为了提供完全的保护，在中心局的激光器资源的数量应是双倍的，这将导致中心局的费用过高。同样由于每个运营商不得不分别管理堆叠的激光二极管(例如为了波长的稳定而控制温度等)，运营商会增加额外的运营费用。

因此，为了未来的TWDM-PON的灵活部署，必须设计出一种低成本的中心局的网络架构以实现在多运营商环境中的开放接入。

发明内容