[发明专利]一种光功率均衡方法及其装置

说明书

本发明提供了一种光功率均衡方法及其装置，其中，将输入光信号分为两路，其中第一路光信号作为原信号，第二路光信号生成一个逻辑反信号作为辅助信号；原信号和辅助信号同时从相反的方向输入到一个半导体光放大器；从半导体光放大器一端分离出输出光。在前述原信号、辅助信号两路正反信号作用下，光功率均衡中半导体光放大器的输入光功率保持恒定不变，且其增益与输入信号无关，“1”比特与“0”比特的放大增益相同并导致均衡后的信号眼睛张开以及消光比保持不变；同时，它在没有动态电子控制以及信号质量衰减的情况下提供了足够高的动态功率范围压缩，从而可以降低突发模式光接收机的复杂度并可允许使用传统的连续模式光接收机。

技术领域

本发明涉及通信技术领域中的，尤其涉及一种光网络通信系统中的光功率均衡方法及其装置。

背景技术

无源光网络系统中，不同ONU(光网络单元)的地理位置及光信号传输路径的差异，形成非对称的网络拓扑结构，最终导致OLT(光纤线路终端)所接收上行信号的光功率差异较大。接收功率动态范围在高分光比的网络拓扑中会变得更加显著，有时候接收到的数据包功率差能达到10dB以上。因此，为了更准确地接收不同功率和数据长度的光信号，需要一个快速精准的突发模式光接收机并且其接收功率动态范围要非常大。而在目前应用的10Gb/s TDM PON(基于时分复用的无源光网络)网络系统中，由于高速电均衡以及突发模式信号阀值的快速提取技术仍难以商业化，导致突发模式光接收机的接收功率动态范围都相对较小。

而光功率预均衡可以有效地降低突发模式光接收机的复杂度，光功率均衡器必须要低成本、复杂度低，并且支持10Gb/s的数据速率，因此，光功率均衡器设计对于40Gb/sTWDM-PON(基于时分和波分复用的无源光网络)的突发模式上行光信号接收显得十分重要。

基于SOA(半导体光放大器)的光功率均衡已被证明是一个非常有前景的、降低接收功率动态范围的方法。由于基于SOA的光均衡器一般被放置在远程节点并作为传输距离延长器，这对其精确光功率均衡的要求很高。并且这种配置存在几个缺点，即需要远程供电以及配置相关人力，缺乏故障监控并增加了ONU用户的成本。

通常，基于SOA的功率均衡器可通过以下两个方案实现：

1)，自动增益控制方式的功率均衡器

如图1所提供的自动增益控制方式的功率均衡器中，其采用基于输入光信号强度来切换SOA偏置电流的功率均衡方案。不同的突发模式输入数据包(强包和弱包)将经历不同的放大增益以明显地压缩功率动态范围并避免SOA工作在饱和区。这种设计方案将极大程度地降低OLT的突发模式光接收机的复杂度，并不需要快速阀值提取以及电信号均衡等技术。然而，这种方案需要一个监控光电二极管和高速电路去调整SOA的偏置电流，并且由于外部控制所带来的额外成本和复杂度，对于目前应用场景来说是不可被接受的。

2)，SOA级联方式的功率均衡器

如图2所示，光功率均衡可以通过两个半导体光放大器SOA1、SOA2级联得以实现，第一个半导体光放大器SOA1对输入光信号功率进行预放大、第二个半导体光放大器SOA2工作在饱和状态作为均衡装置。由于其并不需要复杂的电子控制，该方案相对较简单成本也相对较低。然而，由于半导体光放大器SOA2工作在饱和区域，其放大过程中“0”比特的放大增益要比和“1”比特的放大增益高，这将导致输出信号眼睛闭合并恶化信号的消光比；此外，在10Gb/s数据传输过程中当输入信号数据速率接近半导体光放大器的增益恢复速率时，码形效应变得特别明显，从而导致半导体光放大器增益介质中载流子的快速耗尽并驱使半导体光放大器进入深入饱和状态，这种受信号影响的半导体光放大器增益最终将导致数据比特失真以及符号间的串扰。

发明内容

本发明旨在提供一种本发明提出了一种光功率均衡技术方案，该方案将大幅改善上述两种方案的缺点。