[发明专利]光线路终端、光网络单元以及光通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及光网络，尤其涉及基于无源光网络的波分复用光网络。

背景技术

随着高级多媒体的广泛应用，例如3D电视、远程医疗服务、在线游戏，互动视频学习等应用的开发，对带宽的需求有了巨大的增长。下一代PON2(NG-PON2)作为长期演进的PON解决方案，正作为一个热点议题，由国际电信联盟电信部(ITU-T)和全业务接入网(Full Service Access Network，简称FSAN)所商讨。大多数的运营商希望NG-PON2能够提供更大的带宽、更高的分光比(splitting ratio)、更长的传输距离以及更好的接入能力。目前，ITU-T和FSAN正在最终确定NG-PON2的需求，以将可用带宽增加至40Gb/s速率。

在已经提出的技术方案中，TWDM-PON已于2012年4月被FSAN所考虑作为对NG-PON2的主要解决方案，其中，10G-PON(XGPON)被堆叠在一起，通过多对波长来增加聚合的PON速率。通过四对波长，可以获得下行方向40Gbps与上行方向10G Gbps的速率。这满足了NG-PON2的要求。在单个波长中，TWDM-PON重用了XG-PON的下行复用以及上行接入技术、时隙颗粒度、多播能力、以及带宽分配机制。

但是，在TWDM-PON中，ONU发射机必须有能力将上行信息调制至四个上行波长中的任意一个波长上。ONU接收机也必须有能力从到四个下行波长中的任一个波长上检测出下行信息。因此，设计低成本的可调ONU成为了一个关键的技术问题。

目前，波长可调技术是现有的用于实现无色ONU的最佳方案，其中，一个可调光滤波器用于下行信号波长选择性，并且一个可调激光器用于上行信号发射机，如图1所示。具体地说，在下行方向，在光线路终端OLT中，四个下行波长λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4被复用器MUX汇聚后，再经过波分复用器(WDM)输出。经由光纤传输到远程节点RN。远程节点RN包括分光器将被复用的四个下行波长分为n路，其中每一路都带有四个下行波长的信号。分光器输出的各路复用信号达到光网络单元ONU(图1中仅示出了一个ONU)，该光网络单元ONU是对应于下行波长λ_D1。其包括可调滤光器将对应于该ONU1的波长λ_D1的信号从复用的四个下行波长的信号中选出，并提供给接收机Rx进行检测。而在上行方向，ONU中的可调激光器将输出被调制了上行信号的波长为λ_U1的上行信号。该上行信号被提供至RN。RN中的分光器将各个ONU提供的不同波长的上行信号λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4合成在一起，通过光纤发送回OLT。OLT中解复用器(DEMUX)将上行信号解复用，并分别提供给相应的上行接收机Rx1、Rx2、Rx3、Rx4。

发明内容

为了实现TWDM-PON系统，有一些重要的需求必须被满足：

1)由于可调激光器的价格是非常昂贵的，所以在ONU中设置可调激光器将会使ONU的成本激增，因此，需要设计其他结构的低成本的可调ONU。

2)传输距离需要增加，目前对传输距离的要求是达到20公里，在未来传输距离的要求将会增加至长达60至100公里。为了满足这个需求，业界提出的一个方案是在远程节点之中设置光放大器，例如图1的RN中的斜划线所示的放大器所示。但是，这将会改变RN的结构，将RN改为一个有源器件，不得不去改造已经部署好的RN和ODN(光分布网络)，因此该方案推广受到了一定限制。

3)需要支持至少1∶64的分光比，在未来还会要求更高的分光比。

4)运营商希望能够提供40Gb/s的上行带宽，以实现对称的40Gb/sTWDM-PON。因此，需要实现10Gb/s的可调ONU发射机，这有一定的技术难度。

本方案关注于能够提供低成本、高速率的可调ONU，并且还关注于为长距离传输或更多ONU用户提高功率预算(power budget)，以及对称的40Gb/s速率。本发明的发明构思包括如下至少一项：

1.在OLT端使用DFB阵列来提供种子光源，外部注入到ONU处的FP-LD，FP-LD工作在外部注入锁模模式下，产生四个上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)。