[发明专利]光网络单元与单片集成反射器的单纤三向复用器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信技术与集成光电子技术，尤其是一种光网络单元与单片集成反射器的单纤三向复用器。

背景技术

近十几年来，随着各种高带宽业务和应用的发展，对宽带网络带宽的要求越来越高。传统的基于铜缆数字用户线路（Digital Subscriber Line，DSL）技术的宽带接入方式已经无法满足日益增长的带宽需求，以无源光网络（Passive Optical Network，PON）为核心构成的光纤到户（Fiber To The Home，FTTH）技术已经成为接入网的主流技术方案。单纤三向复用器是PON用户端的光网络单元（Optical Network Unit，ONU）的核心器件，它的主要功能是对上下行三种波长的光信号进行输入输出耦合和波分复用。以典型的以太网无源光网络（Ethernet Passive Optical Network，EPON）和吉比特无源光网络（Gigabit Passive Optical Network，GPON）技术规范为例，两者均采用1310nm、1490nm、1550nm三种波长的分配方案。其中，波长为1310nm的光信号用于客户端数据信号上行，波长为1490nm的光信号用于数据信号下行，波长为1550nm的光信号用于模拟视频信号下行。单纤三向复用器将三种波长的光信号复用到同一根光纤中，实现了用户端ONU和局端光线路终端（OLT）的通信。目前商用的单纤三向复用器由分立器件所构成，存在封装工艺复杂、成本较高等缺点。而另外一种基于平面光波导技术（PLC）的单纤三向复用器由于芯层和包层材料均为不同掺杂的二氧化硅，使得芯层和包层之间的折射率差异很小，导致器件尺寸仍较大，同样难以降低生产成本。

光时域反射仪（OTDR）利用光信号在光纤中的瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤链路的特性，可以进行链路损耗分析和故障准确定位等功能。PON中的OTDR工作波长一般为1625nm或1650nm。但是，在实现本发明的过程中，发明人发现，一般的用户端的光终端对OTDR的光脉冲缺乏有效的反射机制，导致对光配线网络中分光器后的损耗和故障事件无法检测，无法实现端到端的链路检测功能。

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：针对现有技术基于分立器件的单纤三向复用器尺寸较大、制作和封装工艺步骤复杂、生产成本较大等问题，提供一种光网络单元与单片集成反射器的单纤三向复用器，以实现单纤三向复用器结构紧凑、工艺步骤简单同时集成反射器功能，同时可以通过反射器反射OTDR的工作波长，使得OTDR可以基于反射波长计算端到端的光链路损耗以及故障定位。

本发明实施例提供的一种单片集成反射器的单纤三向复用器，包括依次连接的公共波导、反射器、多模干涉耦合器、下行波导、马赫曾德干涉仪与第一输出波导，以及与马赫曾德干涉仪连接且与第一输出波导位于马赫曾德干涉仪同侧的第二输出波导，和与多模干涉耦合器连接且与下行波导位于多模干涉耦合器同侧的上行波导；其中：

公共波导，用于接入第一波长和第二波长的光信号，输出经过反射器传输的第三波长的光信号，并接入第四波长的光信号和输出经由反射器反射的第四波长的反射光信号；

反射器，用于反射第四波长的光信号，以及透射第一波长、第二波长和第三波长的光信号；

上行波导，用于接入第三波长的光信号并传输给多模干涉耦合器；

多模干涉耦合器，用于将第一波长和第二波长的光信号耦合至下行波导，以及将第三波长的光信号耦合至公共波导；

下行波导，用于输出第一波长和第二波长的光信号至马赫曾德干涉仪；

马赫曾德干涉仪，用于分离第一波长和第二波长的光信号；

第一输出波导，用于输出第一波长的光信号；

第二输出波导，用于输出第二波长的光信号。

在上述单纤三向复用器的一个具体实施例中，所述马赫曾德干涉仪包括一个1×2分束器、一个2×2分束器、以及处于1×2分束器与2×2分束器之间的第一相位延迟波导和第二相位延迟波导；其中：

1×2分束器，用于将第一波长和第二波长的光信号分成两路光信号分别送入第一相位延迟波导和第二相位延迟波导；

第一相位延迟波导和第二相位延迟波导，分别用于第一波长和第二波长的光信号进行不同的相位延迟后送入2×2分束器；

2×2分束器，用于根据不同的相位延迟，将第一波长和第二波长的光信号进行分离后分别送入第一输出波导和第二输出波导。

在上述单纤三向复用器的一个具体实施例中，所述反射器设置于所述公共波导中。