CN101640962A - 具有保护功能的种子光源装置及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信技术领域，是一种具有保护功能的种子光源装置及实现方法，该装置包括BLS光源、检测单元和控制单元，BLS光源包括多个DFB－LD激光器和若干个可调激光器，多个DFB－LD激光器分别输出不同特定波长的信号光，检测单元检测BLS光源中的每个DFB－LD激光器输出的信号光的光功率，控制单元接收检测单元发出的某一个或多个波长信号光的故障信号后启动相应的可调激光器输出与上述故障信号光波长相等的信号光。本发明解决了HPON中ONU侧对种子光源光功率要求的问题，同时提高了整个网络的健壮性，降低了整个***的维护成本和库存成本。

Description

具有保护功能的种子光源装置及实现方法

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其是涉及波分无源光网络(WDM-PON)或波分时分复用无源光网络(WDM-TDM PON)中具有保护功能的种子光源装置及实现方法。

背景技术

近年来，随着经济的发展和社会的不断进步，人们对网络信息的获取提出了更高要求。尽管近些年通信接入网的接入速率得到了显著改善，但由于宽带业务的迅猛发展，现有以DSL(Digital Subscriber Line，数字用户线)技术为主的铜线接入技术仍无法满足用户的需要。此外，原有有线电视单向同轴电缆分配网也无法满足广电数字电视平移和双向通信要求。因此，运营商已经开始启动FTTx(光纤到x的简称，例如FTTH、FTTC、FTTB等)建设。随着运营商开始大规模建设FTTx网络，目前城域光纤资源特别是管道资源紧张的现状将变得更加突出。由于WDM PON和WDM-TDM PON(HPON)可以直接利用现有城域光纤线路，减少建设资金投入，缩短建设周期，因此是目前解决带宽、速度和资源紧张的最好方案。

在WDM PON或WDM-TDM PON(HPON)网络中，接入网对经济性非常敏感，如果在OLT、ONU侧均采用单独的特定波长的光源，无疑增加了库存成本和维护成本。目前解决OLT、ONU侧光源的方案有如下几种方案：采用DFB-LD可调激光器方式、采用反射式半导体放大器方式(RSOA)、采用注入锁定FP-LD方式(Injected-locking FP-LD)和宽带光源(BLS，broadband light source)光谱分割方式。采用DFB-LD可调激光器可以达到很高的调制速率，但此方式成本很高，而且增加了控制的复杂度。RSOA与注入锁定FP-LD方式，需要光功率很高的种子光源，尤其是ONU侧的种子光源光功率需要更高的功率，同时OLT侧与ONU侧光源需要双备份保护，增加了成本。宽带光源分割的方案成本较低，尤其适合应用于成本敏感的接入网，但缺点是频谱分割导致光功率损耗加大，造成功率预算紧张，最高调制速率小于1Gbps。

从维护成本、***的健壮性和实用性综合考虑，反射式半导体放大器(RSOA)与注入锁定方式(注入锁定FP-LD)比较适合WDM PON或WDM-TDMPON(HPON)接入网，见图1、图2，图中BLS1、BLS2分别为下行信号种子光源和上行信号种子光源。常作为BLS的光源有自发辐射噪声(ASE)、超辐射发光二极管(SLED)等以及分布反馈半导体激光器(DFB-LD)阵列。然而在实际应用中，一旦ASE或SLED出现故障，则需要更换整个光源，DFB-LD阵列也一样，如果该阵列中的某一个激光器出现故障，同样需要更换整个阵列，这样维护成本很高，而且会影响到整个***的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决WDM PON或WDM-TDM PON(HPON)接入网的光源装置维护成本高、影响***使用的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种具有保护功能的种子光源装置，包括BLS光源、检测单元和控制单元，所述BLS光源包括多个DFB-LD激光器和若干个可调激光器，多个DFB-LD激光器分别输出不同特定波长的信号光；所述检测单元，用于检测BLS光源中的每个DFB-LD激光器输出的信号光的光功率；所述控制单元接收检测单元发出的某一个或多个波长信号光的故障信号后启动相应的可调激光器输出与上述故障信号光波长相等的信号光。

上述方案中，所述BLS光源中DFB-LD激光器的数量为n，可调激光器的数量为m，且n≥2，1≤m≤n。

本发明还提供了一种具有保护功能的种子光源实现方法，包括以下步骤：

A10、BLS光源中的n个DFB-LD激光器分别输出不同特定波长的信号光，n≥2；

A20、当某一个或多个特定波长信号光的光功率无输出时，启动一个或多个可调激光器输出与上述故障信号光波长相等的信号光。

本发明的种子光源装置中，所述BLS光源包括多个DFB-LD激光器和若干个可调激光器，当控制单元接收检测单元发出的某一个或多个波长信号光的故障信号后启动相应的可调激光器输出与上述故障信号光波长相等的信号光，解决了HPON中ONU侧对种子光源光功率要求的问题，同时提高了整个网络的健壮性，降低了整个***的维护成本和库存成本。

附图说明

图1为典型WDM PON***结构图；

图2为典型的WDM-TDM PON***结构图；

图3为本发明具有保护功能的种子光源装置结构图；

图4为本发明具有保护功能的种子光源装置工作框图；

图5为本发明具有保护功能的种子光源装置实施例一示意图；

图6为本发明具有保护功能的种子光源装置实施例二示意图；

图7为本发明具有保护功能的种子光源装置实施例三示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细的说明。

如图3、图4所示，本发明具有保护功能的种子光源装置包括BLS光源、检测单元和控制单元，所述BLS光源包括多个DFB-LD激光器激光器和若干个可调激光器，多个DFB-LD激光器分别输出输出不同特定波长的信号光，上述多个不同特定波长的信号光合路成一路输出；所述检测单元用于检测BLS光源中的每个输出的不同特定波长信号光的光功率，由多个PIN管组成，每个PIN管将检测到的光信号转成电信号，电信号经过放大、比较输出一个电平给控制单元，时刻与控制单元保持通信，一旦某个PIN管检测到某个激光器无光功率输出，马上通知控制单元，让控制单元打开可调激光器，使可调激光器发出有故障的光波长信号；所述控制单元的功能是控制BLS光源的输出，包括光功率精度、中心波长精度等，同时还具有开启和关闭可调激光器单元的激光器的功能，控制单元接收检测单元发出的某一个或多个波长信号光的故障信号后启动相应的可调激光器输出与上述故障信号光波长相等的信号光。

在本发明的具体应用中，具有保护功能的种子光源装置有三种实施例。

实施例一：

如图5所示，本实施例实现种子光源装置的1:n保护。由于在实际应用中BLS光源中的所有DFB-LD激光器(D1、D2、……、Dn)均出现故障的概率很低，因此采用一个可调激光器T1实现1:n保护。其保护原理如下：控制单元控制DFB-LD激光器发出n个特定波长的信号光D1、D2、……、Dn，多个DFB-LD激光器输出的特定波长信号光分别被对应的n个WDM器件C1、C2、……、Cn分出一小部分检测光一一对应地输出至检测单元中的n个PIN管，其他部分的信号光经过MUX合波后输出。被分出的检测光被检测单元内部的PIN管转换成电流信号并经过I/V变换变成电压信号，电压信号经过电压放大器将小信号放大，便于检测。放大后的电压信号经过电压比较器，与阈值电压比较，输出一个数字的高电平或低电平信号，该电平信号输出至控制单元，控制单元根据此电平信号来判断是否需要打开可调激光器，当PIN管检测到BLS光源中的某一个DFB-LD激光器的输出信号光无功率输出时，启动可调激光器T1输出与故障信号光波长相等的信号光，此信号光替换故障波长的信号光，从而实现保护功能。

实施例二：

实施例一只提供了一个可调激光器，当BLS光源中有m个(m＜n)DFB-LD激光器出现故障时，实施例一提供的方案无法进行保护，在实际应用中，根据客户需要保护的等级程度，有时需要实现最多m个通路出现故障时的保护方案，即BLS光源中最多有m个DFB-LD激光器出现故障，此时需要m个可调激光器来实现，即n条通路共享m个波长，为此提出了实施例二，如图6所示，本实施例实现m:n的保护方案。也就是说，在本实施例中设有m个可调激光器T1、T2、……、Tm，其中1＜m＜n，T1、T2、……、Tm经第二合波器MUX2合波后输出，其原理与1:n相似，可以实现m个通路同时有故障时的保护，增强了网络的健壮性，但成本比1:n方案要高。

实施例三：

如图7所示，本实施例实现的全面保护，即实现n个通路同时出现故障的保护。其基本的保护原理与1:n、m:n类似，不同的是此方案中可调激光器的数量m与DFB-LD激光器n的数量相同，实现一对一的备份，网络的健壮性最强，但会造成资源的浪费，且成本最高。

本发明还提供了一种具有保护功能的种子光源实现方法，包括以下步骤：

A10、BLS光源中的n个DFB-LD激光器分别输出不同特定波长的信号光，n≥2；

A20、当某一个或多个特定波长信号光的光功率无输出时，启动一个或多个可调激光器输出与上述故障信号光波长相等的信号光。

本发明的有益效果如下：

(1)、DFB-LD激光器的输出光功率高，可以解决HPON中ONU侧对种子光源的要求。因为HPON中光功率预算很紧张，且光源经过RN端AAWG会产生很大的频谱分割差损，导致种子光源光功率急剧下降。本方案的提出可以解决HPON中ONU侧种子光源问题。

(2)、速度快。本方案中具有检测单元，检测到BLS中的某一个或多个DFB-LD激光器出现故障时，可以立刻打开可调激光器，使可调激光器中心波长工作在有故障的波长上，速度快。

(3)、健壮性强。若BLS中只一个DFB-LD激光器出现故障，只需打开一个可调激光器，同时更换有故障的DFB-LD激光器，只会影响到一个通道的业务，不会影响到其余通道的业务。

(4)、成本低。可以采用多个DFB-LD激光器共享一个可调激光器，类似于1:n的保护，减低备份成本。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1、具有保护功能的种子光源装置，其特征在于包括：

BLS光源，该BLS光源包括多个DFB-LD激光器和若干个可调激光器，多个DFB-LD激光器分别输出不同特定波长的信号光；

检测单元，用于检测BLS光源中的每个DFB-LD激光器输出的信号光的光功率；

控制单元，接收检测单元发出的某一个或多个波长信号光的故障信号后启动相应的可调激光器输出与上述故障信号光波长相等的信号光。

2、如权利要求1所述的具有保护功能的种子光源装置，其特征在于所述BLS光源中DFB-LD激光器的数量为n，可调激光器的数量为m，且n≥2，1≤m≤n。

3、具有保护功能的种子光源实现方法，其特征在于包括以下步骤：

A10、BLS光源中的n个DFB-LD激光器分别输出不同特定波长的信号光，n≥2；

A20、当某一个或多个特定波长信号光的光功率无输出时，启动一个或多个可调激光器输出与上述故障信号光波长相等的信号光。

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