[发明专利]光学网络及其操作方法

说明书

本发明涉及光学网络部件，更具体地涉及包含一个或多个这种部件的光学网络。

当前在英国，电信网包含基本上完全用光纤构成的干线网，及基本上完全由铜线对构成的局域接入网。将来，高度希望有一直到达客户的房屋的具有一切可预见的服务要求容量的固定的、弹性的、透明的电信基础结构。达到这一点的一种方法是为整个接入布局建立一个全面管理的光纤网。最好，这一布局应包括无源光学网(PON)，它们包含单一模式的光纤及无带宽限制的有源电子元件。

在PON，从头端(交换机)馈出单根光纤，并通过在接线盒或分配点(DP)上的无源分光器散出到光学网络单元(ONU)。ONU可以在客户房屋中，或者在街上服务于若干客户。采用分光器能够共用馈线光纤及基于交换机的光导线终端(OLT)设备，从而给予PON成本上的效益。当前PON的单一展开是较佳的选择，这便是说提供了分开的上游及下游PON，从而各客户有两根光纤。下游PON(即由头端发送供客户接收的通信量的PON)采用无源分光器来馈入ONU。类似地，上游PON(即客户向头端传输通信量的PON)采用无源光组合器来组合客户通信量供头端接收。实际上，分光器与光组合器结构上完全相同。虽然由于每一环路需要两根光纤而单工工作增加了基础结构的复杂性，但它从低光学介入损耗(由于不存在双工耦合器)、及低返回损失中得益，由于这种系统对于带有分开的发送与接收路径的低于25dBm的反射是不敏感的。通常，PON具有四路分裂后面跟着八路分裂，因此一根单一的头端光纤能服务于多达32个客户。

在已知的配置TPON(无源光学网络上的电话)中，头端台广播时分多路复用(TDM)帧给网络上所有终端。传输的帧中既包括通信量数据也包括控制数据。各终端识别与响应广播帧中的数据的适当寻址部分，而忽略帧的其余部分。在上游方向上，各终端在预定的时隙中传输数据，而来自不同终端的数据则在头端组合到预定格式的时分多址联接(TDMA)帧中。

本申请人已研制出供在采用TDMA操作的PON中使用的位传送系统(BTS)。该BTS描述在我们的欧洲专利说明书318331、318332、318333与318335中。    

最近，PON原理已扩展到构成称作Super PON(超级PON)的概念，其中采用了高功率光放大器以便构成非常大与高的分裂PON。例如，采用光放大器(诸如光纤放大器)，允许在高达200公里的距离上将多达3500个客户连接在单一的头端台上。

不幸的是迄今为止，光放大器只用在下游Super PON上，由于在上游Super PON上使用放大器会导致来自放大器的放大的受激发射(ASE)的噪光问题。

一种用于广播电视信号同时用于提供双向声音与数据通信的光学通信网络的一个示例公开在欧洲专利申请0499065中。在上游与下游方向上都设置了光放大器。

一种具有一个或多个选通光放大器的光纤远程通信线路公开在欧洲专利申请0506163中。如果选通光放大器的输入低于预定的阈值，则它们进行操作基本上不产生输出。以这一方式，在放大器上游的断裂线路上，放大器基本上不产生输出而导致链路关闭，并借此防止从断裂光纤逸出的光伤害维修人员。

按照本发明的第一方面，提供了光学网络部件，包括：

一个组合器；

多条光纤，用于将组合器连接到其下游的网络部件上；

一条光纤，用于将组合器连接到其上游的网络部件上；以及其特征在于所述多条光纤具有位于其中的各自的选通放大器，各光放大器有选择地操作来放大正在上游方向发送的信号以便在接收需要的输入信号时提供放大的输出信号，否则基本上不提供输出信号。

应当理解，组合器与放大器可集成到单一的制品中，也可位于诸如互相不同的建筑物中。‘部件’一词旨在包含这两种可能性。

在本发明的某些实施例中，选通光放大器包括：

一个输入端，用于接收要放大的光信号；

一个输出端，用于输出经放大的光信号；

一个光放大器器件，用于放大输入到其中的光信号；

一个检测器；以及

一个光开关，用于在检测器检测到存在超过预定幅度的光信号时，允许放大后的光信号离开输出端。

有利地，该光放大器器件与光开关可以沿从输入端到输出端的光纤配置。光开关可位于光放大器器件的输出侧上。

最好该放大器还包括一个光抽头，用于在光信号从输入端通过到输出端期间抽出一部分光信号，并将抽出部分输入到检测器中。光抽头可位于光放大器器件的输入端侧，在光放大器器件与光开关之间，或沿光放大器器件的中途。