CN101877801A - 基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端 - Google Patents

基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端 Download PDF

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陈彪
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Abstract

本发明公开了一种基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端，包括：宽带光源、第一波分复用/解复用器、半导体光放大器、多路下行数据电信号产生模块、第二波分复用/解复用器、环形器、第三波分复用/解复用器、若干PIN光电二极管和上行电信号分析处理模块；半导体光放大器将下行数据电信号调制到由第一波分复用/解复用器频谱分割得到的载波上，产生下行光信号，光线路终端同时也接收来自每个光网络单元的上行光信号，传输给PIN光电二极管，送入上行电信号分析处理模块。本发明通过使用同时起着光放大器与光调制器双重作用的半导体光放大器，降低光线路终端的成本，改善波分复用无源光网络的功率预算，提高***性能。

Description

基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端
技术领域
本发明涉及无源光网络光线路终端技术领域，尤其涉及基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端。
背景技术
随着互联网的迅速发展以及各种基于视频的服务大量涌现，用户对接入网的带宽需求越来越高。为了满足用户日益增长的带宽需求，已经广泛开展了基于光纤的无源光网络的研究，其中，波分复用无源光网络被普遍认为是解决接入网带宽瓶颈的根本途径。
波分复用无源光网络的关键技术就是如何省去为每个用户使用波长单一、成本昂贵的光器件，如密集波分复用传输用的波长单一且稳定的激光器。对于网络运营商来说，为每一用户配置一个波长单一且稳定的激光器复杂化了激光器清单的管理与维护，提高了网络成本，是不切实际的。
在波分复用无源光网络光线路终端中，使用波长可调谐激光器可以获得最大数目的波长通道数以及很高的传输性能，不过对于光接入网来说，波长可调谐激光器目前成本还是太高。此外，波长注入锁定式法布里珀罗激光器和波长注入的反射式半导体光放大器也可以应用于波分复用无源光网络光线路终端中，但是，前者性能优劣与注入光的状态，如相干性、光波长、光功率、偏振态等有直接的关系，存在性能的不稳定性；后者性能优良，不过对于光接入网来说，目前成本仍然很高。
发明内容
本发明提供了一种成本较低、性能良好的基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端。
宽带光源产生的光经第一波分复用/解复用器频谱分割成多个不同波长通道的下行光载波，每个下行光载波经半导体光放大器调制上每一路下行数据，产生多路下行光信号。多路波长各不相同的下行光信号经第二波分复用/解复用器复用，环形器第一端口输入，第二端口输出后，再通过光分配网下行传输至每一个光网络单元。
来自光网络单元、经光分配网上行传输的多路上行光信号由环形器第二端口输入，第三端口输出后，经第三波分复用/解复用器解复用出每一路从不同光网络单元传来的、波长各不相同的上行光信号；这些光信号分别由PIN光电二极管转换成对应的电信号，进入上行电信号分析处理模块，以恢复、提取与处理上行数据。
一种基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端，包括：
宽带光源，用于产生下行光信号所用的光载波；
第一波分复用/解复用器，其输入端口与宽带光源连接，用于将宽带光源产生的光频谱分割成多个不同波长通道的光载波；
若干个半导体光放大器，其电输入端口分别与多路下行数据电信号产生模块相连接，光输入端口分别与第一波分复用/解复用器的各个输出端口相连接，用于将每一路下行数据调制在每个波长通道光载波上，产生多路下行光信号；
第二波分复用/解复用器，其输入端口分别与半导体光放大器的输出端口相连接，用于复用多路波长各不相同的下行光信号，便于光信号在一根光纤中传输；
环形器，其第一端口(第一端口是指目前市场上存在的环形器的的端口1)与第二波分复用/解复用器的输出端口相连接，用于接收来自第二波分复用/解复用器的多路下行光信号；第二端口(第二端口即目前市场上存在的环形器的的端口2)与光分配网相连接，用于将多路下行光信号下行传输至光分配网，并且接收来自光网络单元、经光分配网上行传输的多路上行光信号；第三端口(第三端口即目前市场上存在的环形器的的端口3)与第三波分复用/解复用器的输入端口相连接，用于将多路上行光信号传输至上行光信号接收机；
第三波分复用/解复用器，其输出端口与PIN光电二极管的光输入端口相连接，用于从多路上行光信号中解复用出每一路从不同光网络单元传来的、波长各不相同的上行光信号；
若干个PIN光电二极管，用于将每一路从不同光网络单元传来的、波长各不相同的上行光信号转换成对应的电信号，其电输出端口与上行电信号分析处理模块的输入端口相连接，便于上行数据的恢复、提取与处理。
宽带光源可以是发光二极管、超辐射发光二极管、放大的自发辐射光源、半导体光放大器、多波长法布里珀罗激光器或多波长锁模激光器。
第一波分复用/解复用器、第二波分复用/解复用器和第三波分复用/解复用器均可以是阵列波导光栅或薄膜滤波器。
第一波分复用/解复用器各个输出端口的通道中心波长应和通过半导体光放大器与之相连的第二波分复用/解复用器的对应输入端口的通道中心波长相一致，以减小光信号因第一、第二波分复用/解复用器间通道中心波长不一致而引入的额外***损耗与性能劣化。
第三波分复用/解复用器可以工作在与第一波分复用/解复用器、第二波分复用/解复用器相同的光波长区段，不过在单光纤实现的波分复用无源光网络中为了减小因上下行不同方向光信号的背向散射和后向反射导致的上下行光信号之间的干扰与性能劣化，第三波分复用/解复用器可以工作在与第一波分复用/解复用器、第二波分复用/解复用器不同的光波长区段。
半导体光放大器起着光放大器与光调制器的双重作用，并且可以通过调节下行数据电信号电流与偏置电流的大小，产生消光比高、质量高的光信号，以获得良好的传输性能。
环形器应该能够同时工作于上行与下行光信号的光波长区段。
本发明通过使用同时起着光放大器与光调制器双重作用的半导体光放大器，降低了光线路终端的成本，改善了波分复用无源光网络的功率预算，提高了***性能。
附图说明：
图1为本发明采用8个波长的基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做更具体详细的说明。
图1示出了根据本发明采用8个波长的基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端的视图。
如图1所示，光线路终端包括：宽带光源110；第一波分复用/解复用器120；八个半导体光放大器131～138；下行数据电信号产生模块141～148；第二波分复用/解复用器150；环形器160；第三波分复用/解复用器170；八个PIN光电二极管181～188和上行电信号分析处理模块191～198。
宽带光源110产生多波长光，用作产生下行光信号所用的光载波。
第一波分复用/解复用器120，输入端口连接至宽带光源110，将宽带光源110产生的多波长光频谱分割成八个不同波长通道的光载波；
八个半导体光放大器131～138的电输入端口分别与八路下行数据电信号产生模块141～148相连接，光输入端口分别与第一波分复用/解复用器120的三输出端口相连接，从而将每一路下行数据调制在每个波长通道光载波上，输出八路下行光信号；
第二波分复用/解复用器150输入端口分别与半导体光放大器131～138的输出端口相连接，用于复用八路波长各不相同的下行光信号，便于光信号在一根光纤中传输；
环形器160的第一端口与第二波分复用/解复用器150的输出端口相连接，接收来自第二波分复用/解复用器150的八路下行光信号，第二端口与光分配网相连接，用于将八路下行光信号下行传输至光分配网，并且接收来自光网络单元、经光分配网上行传输八路上行光信号，第三端口与第三波分复用/解复用器170的输入端口相连接，用于将八路上行光信号传输至上行光信号接收机中；
第三波分复用/解复用器170的输出端口与PIN光电二极管的光输入端口相连接，用于从八路上行光信号中解复用出每一路从不同光网络单元传来的、波长各不相同的上行光信号；
八个PIN光电二极管181～188将每一路从不同光网络单元传来的、波长各不相同的上行光信号转换成对应的电信号，它们的电输出端口与上行电信号分析处理模块191～198相连接，以恢复、提取与处理上行数据。
宽带光源110可以是发光二极管、超辐射发光二极管、放大的自发辐射光源、半导体光放大器、多波长法布里珀罗激光器或多波长锁模激光器。
第一波分复用/解复用器120、第二波分复用/解复用器150和第三波分复用/解复用器170可以是阵列波导光栅或薄膜滤波器。第一波分复用/解复用器120各个输出端口的通道中心波长应和通过半导体光放大器131～138与之相连的第二波分复用/解复用器150的对应输入端口的通道中心波长相一致，以减小光信号因第一波分复用/解复用器120、第二波分复用/解复用器150间通道中心波长不一致而引入的额外***损耗与性能劣化。第三波分复用/解复用器170可以工作在与第一波分复用/解复用器120、第二波分复用/解复用器150相同的光波长区段，不过在单光纤实现的波分复用无源光网络中为了减小因上下行不同方向光信号的背向散射和后向反射导致的上下行光信号之间的干扰与性能劣化，第三波分复用/解复用器170可以工作在与第一波分复用/解复用器120、第二波分复用/解复用器150不同的光波长区段。
半导体光放大器131～138起着光放大器与光调制器的双重作用，并且可以通过调节下行数据电信号电流与偏置电流的大小，产生消光比高、质量高的光信号，以获得良好的传输性能。
环形器160应该能够同时工作在上行与下行光信号的光波长区段。
宽带光源110产生的光经第一波分复用/解复用器120频谱分割成八个不同波长通道的下行光载波，每个下行光载波经半导体光放大器131～138调制上每一路下行数据，产生八路下行光信号。八路波长各不相同的下行光信号经第二波分复用/解复用器150复用，环形器160第一端口输入，第二端口输出后，再通过光分配网下行传输至每一个光网络单元。
来自光网络单元、经光分配网上行传输的八路上行光信号由环形器160第二端口输入，第三端口输出后，经第三波分复用/解复用器170解复用出每一路从不同光网络单元传来的、波长各不相同的上行光信号；这些光信号分别由PIN光电二极管181～188转换成对应的电信号，进入上行电信号分析处理模块191～198，以恢复、提取与处理上行数据。

Claims (6)

1.一种基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端，其特征在于，包括：
宽带光源，用于产生下行光信号所用的光载波；
第一波分复用/解复用器，其输入端口连接至宽带光源，用于将宽带光源产生的光频谱分割成多个不同波长通道的光载波；
若干个半导体光放大器，其电输入端口分别与多路下行数据电信号产生模块相连接，光输入端口分别与第一波分复用/解复用器的各个输出端口相连接，用于将每一路下行数据调制在每个波长通道光载波上，产生多路下行光信号；
第二波分复用/解复用器，其输入端口分别与若干个半导体光放大器的输出端口相连接，用于复用多路波长各不相同的下行光信号；
环形器，其第一端口与第二波分复用/解复用器的输出端口相连接，接收来自第二波分复用/解复用器的多路下行光信号，第二端口与光分配网相连接，用于将多路下行光信号下行传输至光分配网，并且接收来自光网络单元、经光分配网上行传输的多路上行光信号，第三端口与第三波分复用/解复用器输入端口相连接，用于将多路上行光信号传输至上行光信号接收机；
第三波分复用/解复用器，其输出端口与PIN光电二极管的光输入端口相连接，用于从多路上行光信号中解复用出每一路从不同光网络单元传来的、波长各不相同的上行光信号；
若干个PIN光电二极管，用于将每一路从不同光网络单元传来的、波长各不相同的上行光信号转换成对应的电信号，其电输出端口与上行电信号分析处理模块的输入端口相连接。
2.根据权利要求1所述的基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端，其特征在于，所述的宽带光源为发光二极管、超辐射发光二极管、放大的自发辐射光源、半导体光放大器、多波长法布里珀罗激光器或多波长锁模激光器。
3.根据权利要求1所述的基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端，其特征在于，所述的第一波分复用/解复用器、第二波分复用/解复用器和第三波分复用/解复用器均为阵列波导光栅或薄膜滤波器。
4.根据权利要求1所述的基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端，其特征在于，所述的第一波分复用/解复用器各个输出端口的通道中心波长和通过半导体光放大器与之相连的第二波分复用/解复用器的对应输入端口的通道中心波长相一致。
5.根据权利要求1所述的基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端，其特征在于，所述的第三波分复用/解复用器工作在与第一波分复用/解复用器、第二波分复用/解复用器不同光波长区段。
6.根据权利要求1所述的基于半导体光放大器的波分复用无源光网络光线路终端，其特征在于，所述的环形器应该能够同时工作于上行与下行光信号的光波长区段。
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