用于接收光输入信号并且传送光输出信号的方法和装置与流程

本发明涉及用于接收光输入信号并且传送光输出信号的方法和装置。

背景技术：
无源光网络PON是点对多点光网络架构。PON例如可以是光纤到驻地、光纤到路边、光纤到交换箱或者光纤到大楼网络。未加电分光器用于使单个光纤能够服务于多个站点。PON由服务提供商的中心局CO处的光线路终端OLT以及最终用户附近的多个光网络单元ONU组成。与点对点架构相比，PON配置减少所需光纤的数量和成本。通过使用诸如时分多址TDMA或者波分复用WDM之类的多址协议，下游信号被传送给共享单个光纤的各驻地以及上游信号从各驻地来接收。存在用于PON的若干沿用已久的标准，例如GPON。还正在开发增加每用户可用带宽的新技术。这些新技术的开发其中还通过对大容量数据传输和HDTV流播的无止境带宽渴望来推动。这些新解决方案之一是使用WDM和TDM作为多址协议的混合WDM/TDM-PON系统。WDM/TDM-PON系统使更大量的用户能够连接到一个接入网基础设施。存在针对WDM/TDM-PON解决方案的若干方式。其中一部分包括ONU处的可调元件，其在接入网中仍然是昂贵技术。在反射半导体光放大器RSOA和反射电吸收调制器中发现了极大潜力。虽然它们完全是波长不可知的，但是它们仍然具有严重缺点。RSOA具有有限调制带宽(最大2.5GHz)，以及REAM遭受极高的固有损失并且要求光放大器。因此，需要一种用于WDM/TDM-PON的改进解决方案，该解决方案解决或者至少减轻上述问题的至少一个。

技术实现要素：
如上所述，存在针对WDM/TDM-PON解决方案的若干方式。对于当今可用的一些解决方案，需要ONU处的可调元件，其在接入网中仍然是昂贵技术。其它解决方案利用具有严重缺点的RSOA和REAM。因此，本发明的一个目的是提供解决或者至少减轻上述问题的至少一个的方法和装置。上述目的通过用于接收光输入信号并且传送经幅度调制的光输出信号的收发器单元以及在收发器单元中用于接收光输入信号并且传送经由幅度调制的光输出信号的方法来实现。按照本发明的第一方面，提供用于接收光输入信号并且传送经幅度调制的光输出信号的收发器单元。收发器单元包括第一耦合器，该第一耦合器配置成将包含经调制光信号和未调制光信号的光输入信号功率分割到接收器以及第二耦合器。接收器配置成将经调制光信号和未调制光信号转换成电输出信号。第二耦合器配置成把来自第一耦合器的光输入信号分割到第一半导体光放大器SOA和第二SOA，第一SOA配置成饱和以清除光输入信号的幅度调制。收发器单元还包括相位调制部件，该相位调制部件连接到第一SOA，配置成基于待传递数据信息对来自第一SOA的第一饱和光输入信号进行相位调制。此外，收发器单元还包括第一反射部件，该第一反射部件连接到相位调制部件，配置成把来自相位调制部件的经相位调制的第一饱和光输入信号反射回相位调制部件中。第二SOA配置成饱和以清除来自第二耦合器的光输入信号的幅度调制。收发器单元还另外包括第二反射部件，该第二反射部件连接到第二SOA，并且配置成把来自第二SOA的第二饱和光输入信号反射回第二SOA中。第二SOA还配置成另外清除第二饱和光输入信号的幅度调制，以及第一SOA还配置成另外清除经相位调制的第一饱和光输入信号的幅度调制。第二耦合器还另外配置成通过相加来自第一SOA的第一输出信号和来自第二SOA的第二输出信号，来创建经幅度调制的光输出信号。按照本发明的第二方面，提供在收发器单元中用于接收光输入信号并且传送经幅度调制的光输出信号的方法。该方法包括下列步骤：将包含经调制光信号和未调制光信号的光输入信号功率分割到接收器和第二耦合器；在接收器中将经调制光信号和未调制光信号转换成电输出信号；在第二耦合器中将光输入信号分割到第一半导体光放大器SOA和第二SOA；在第一SOA中清除光输入信号的幅度调制；基于待传递数据信息对来自第一SOA的第一饱和光输入信号进行相位调制；把来自相位调制部件的经相位调制的第一饱和光输入信号反射回相位调制部件中；在第二SOA中清除光输入信号的幅度调制；把来自第二SOA的第二饱和光输入信号反射回第二SOA中；在第二SOA中另外清除第二饱和光输入信号的幅度调制；在第一SOA中另外清除经相位调制的第一饱和光输入的幅度调制；通过相加来自第一SOA的第一输出信号和来自第二SOA的第二输出信号来创建经幅度调制的光输出信号。本发明的实施例的一个优点在于，它提供成本效率的显著增加，因为单一类型的收发器单元能够部署在OLT和ONT两者。本发明的实施例的另一优点在于，它实现大电带宽和高消光比。本发明的实施例的另一个优点在于，它因收发器单元中的饱和而增加针对瑞利后向散射RBS的健壮性。本发明的实施例的另一优点是因收发器单元中的饱和引起的增加功率预算。本发明的实施例的又一优点是集中滤波功能性。本发明的实施例的另一个优点是集中光生成。本发明的实施例的另一个优点是因集中光波源CLS的类型的自由选择引起的成本灵活性。本发明的实施例的又另外优点是无源光分配网络ODN共享基础设施、大光带宽、大量用户。通过阅读以下结合附图的详细描述，本发明的实施例的其它特征将变得显而易见。附图说明图1是能够实现本发明的系统100的示意框图。图2是系统100的示意框图，其中示出使用按照本发明的收发器单元的下游传输。图3是系统100的示意框图，其中示出使用按照本发明的收发器单元的上游传输。图4示出按照本发明的收发器单元140、150的示意框图。图5示出系统100中的播种器单元190的示意框图。图6示出按照本发明的方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的优选实施例。但是，本发明可通过许多不同形式来实施，而不应当被理解为局限于本文所提出的实施例；相反，提供这些实施例以使得本公开透彻和全面，并且向本领域的技术人员全面地传达本发明的范围。附图中，相似的参考标号表示相似的元件。图1是能够实现本发明的系统100的示意框图。系统100包括若干TDM-PON链路(未示出)。每个TDM-PON链路具有用于双向传输的两个专用波长。通过波长复用器120、125的循环性质，波长信道通过单个端口130、135来传送。复用器120、125的循环性质基于阵列波导光栅AWG。两个信道与AWG的自由谱范围FSR耦合。每个TDM-PON链路包括两个收发器单元140、150。图1中，还存在示为属于其它TDM-PON链路的两个其它收发器单元151、152。按照本发明的收发器单元140、150在它们能够接收和传送任何波长信道的意义上是无色的，因为在收发器单元140、150的接收器部分(未示出)和传送器部分(未示出)均没有涉及滤光器机构。收发器单元140、150也不要求专用激光源，因为它们将反射机构(未示出)用于传输。将针对图4来详细描述收发器单元140、150中的接收器、传送器和反射机构。收发器单元140、150能够应用于光接入网链路的ONU端160和OLT端170。按照本发明的收发器单元140、150实现节省成本的波长分离下游和上游传输。因此，高比特率幅度调制波长信道的传输和接收采用按照本发明的收发器单元140、150来实现。因此，收发器单元140、150适合于高分割比混合WDM/TDM-PON系统。如下面将另外描述，在收发器单元140、150的端面(end-facet，未示出)处反射的信号所引起的收发器单元140、150中的光增益饱和GS导致系统100没有遭受如大多数高分割比系统的紧缩光预算。这个GS还提供针对因例如瑞利后向散射RBS而由信道内串扰所引起的幅度噪声的传输的更高容限，这通过幅度噪声清除来实现。图1所示的系统还包括在中心局CO195处的集中光波源CLS180。CO195处的CLS180向播种器单元(seederunit)190馈送一组CW信道(未示出)。功率分配器198将波长信道分配到分出光纤(dropfibre)196中。图2是系统100的示意框图，其中示出使用按照本发明的收发器单元140、150的下游传输。将描述从CO195到ONU160的第一下游传输。CO195处的CLS180向SU190馈送一组CW信道(未示出)。通过在SU190处的滤波部件(未示出)，一些CW信道经由波长复用器120来导向CO195处的收发器单元140。这些CW信道通过实线210示出。如下面将另外描述，按照本发明的收发器单元140对来自单个波长信道的功率的部分进行放大、幅度调制和反射。收发器单元140处的剩余CW功率被导向光电检测器(未示出)中，并且通过DC阻断器(DC-block，未示出)来抑制。下游信号225则经由波长复用器120、SU190和馈电光纤215来传送到远程节点220中。远程节点220中的波长复用器125和功率分配器198将下游信号225分配到分出光纤196中。分出光纤196向收发器单元150所在的ONU160提供下游信号225。ONU160中的收发器单元150是与OLT170中的收发器单元140相同的收发器单元。如下面将另外描述，下游信号225的调制部分的部分功率被导向收发器单元150中的光电检测器(未示出)。剩余功率被导向收发器单元150的传送器部分(未示出)，并且又称作上游信道间串扰。上游信道间串扰(未示出)伴随来自收发器单元150的上游数据信号(未示出)。上游信道间串扰稍后在SU190中被丢弃。图3中，示出系统100中的上游传输。通过SU190处的滤波部件(未示出)，一些CW信道从CLS180直接耦合到馈电光纤215中。RN220将波长信道310分配到多个收发器单元150、151和152。如对于CO195中的收发器单元140相似地，在收发器单元150中，划分光输入信号(未示出)。光输入信号的部分进入光电检测器(未示出)，其中光输入信号中的恒定幅度光电流通过DC阻断器来丢弃。如下面将另外描述，另一部分经过放大、幅度调制、反射并且经由分出光纤196、RN220、馈电光纤215和SU190回送到CO195处的收发器单元140。这通过虚线315示出。在收发器单元140中，经调制信号的部分功率被导向收发器单元140中的光电检测器(未示出)，以及剩余功率转到收发器单元140的传送器部分(未示出)，并且又称作伴随下游数据信号的下游信道间串扰。下游信道间串扰稍后在SU190中被丢弃。图4示出按照本发明的用于接收光输入信号并且传送经幅度调制的光输出信号的收发器单元140、150的示意框图。如图4所示，收发器单元140、150包括第一耦合器410，第一耦合器410配置成将包含经调制光信号和未调制光信号的光输入信号功率分割到接收器420以及第二耦合器430。接收器420配置成将经调制光信号和未调制光信号转换成电输出信号。第二耦合器430配置成把来自第一耦合器410的光输入信号分割到第一半导体光放大器SAO440和第二SOA450。第一SOA440配置成饱和以清除光输入信号的幅度调制。在按照本发明的收发器单元140、150的一个示范实施例中，SOA配置成以恒定偏置电流而饱和。如图4所示，收发器单元140、150还包括连接到第一SOA440的相位调制部件470。相位调制部件470配置成基于待传递数据信息对来自第一SOA440的第一饱和光输入信号进行相位调制。另外，收发器单元140、150还包括第一反射部件480，第一反射部件480连接到相位调制部件470，配置成把来自相位调制部件470的经相位调制的第一饱和光输入信号反射回相位调制部件470中。在按照本发明的收发器单元140、150的一个示范实施例中，来自反射部件480的经相位调制的第一饱和光输入信号当再次通过相位调制部件470时经过另外相位调制。在按照本发明的收发器单元140、150的一个示范实施例中，第一饱和光输入信号按照与π位移(π-shift)对应的位模式逻辑“零”经过相位调制。第一反射部件480可以是引入比常规反射面要低的损耗的环镜(loopmirror)。从第二耦合器430接收光输入信号的第二SOA450配置成饱和以清除光输入信号的幅度调制。此外，按照本发明，收发器单元140、150包括连接到第二SOA450的第二反射部件460。第二反射部件460配置成把来自第二SOA450的第二饱和光输入信号反射回第二SOA450中。第二SOA450还配置成另外清除第二饱和光输入信号的幅度调制。第一SOA440还另外配置成另外清除经相位调制的第一饱和光输入信号的幅度调制。经调制的光输出信号由第二耦合器430来创建，第二耦合器430还配置成通过相加来自第一SOA440的第一输出信号和来自第二SOA450的第二输出信号来这样做。由于来自第二SOA450的第二输出信号没有经过任何相位调制，所以经调制的光输出信号的幅度按照相对于来自第一SOA440的信号的相位差来改变。如果相对相位差达到π，则为低幅度，而如果相对相位差为0，则为高幅度。在收发器单元140、150的一个示范实施例中，收发器单元集成在单个芯片组件上，这实现收发器单元140、150的节省成本大规模生产。参照图5，示出系统100中的播种器单元190的简化框图。如图5所示，播种器单元190包括三个光学带通滤波器510、520和530。此外，播种器单元190包括固定衰减器540和两个循环器550、560。光学带通滤波器510与CLS180进行接口。CLS180可以是WDM激光器的梳(comb)或谱切片宽带源。光学带通滤波器510将入局WDM信号的谱分割为两个部分，即DS种子(seed)和US种子。DS种子被导向光学带通滤波器520，其中DS种子与US数据信号相结合，并且经由循环器550的端口551另外传送到收发器单元140。收发器单元140中的调制之后的DS经由同一端口551回来，并且从循环器中的端口552旁路到光学带通滤波器530，其中调制之后的DS与来自光学带通滤波器510的US种子相结合。另外地，经调制DS和未调制US种子经由循环器560的端口561离开SU190。经由端口561进入SU190的US信号从循环器560的端口562旁路到光学带通滤波器520，并且连同DS种子一起离开SU190。如果瑞利后向散射散射RBS在系统100中仍然成问题，则循环器560能够从SU190移动到RN220，从而提供馈电光纤215中的双倍光纤传输。RX灵敏度定义为在收发器单元140、150的输入处测量的估计最小功率供无差错传输。调制器灵敏度定义为在收发器单元140、150的输入处测量的估计最小功率供调制器的最佳性能。为了保持所有收发器单元140、150的相似(最佳)性能，均衡注入所有收发器单元140、150的光功率级。这通过SU190中应用的衰减器540来实现，衰减器540调整CW信道的收发器单元140、150输入功率。这个额外衰减对应于ODN165中通过CO195中的复用器120的损耗所减少的损耗。重要的是，CW功率高于收发器单元140、150的输入处的数据信号功率，以便降低SOA140、150中的交叉增益调制XGM的影响。能够适应US传输的较高剩余功率预算，以便平衡因RBS引起的功率代价，其在US路径中可具有影响。如果增加对SU190的输入功率，则甚至能够改进剩余功率预算。参照图6，示出收发器单元140、150中用于接收光输入信号并且传送经幅度调制的光输出信号的方法的流程图。在步骤600，将包含经调制光信号和未调制光信号的光输入信号功率分割到接收器120以及第二耦合器130。在步骤601，经调制光信号和未调制光信号在接收器中转换成电输出信号。在步骤602，光输入信号在第二耦合器130中分割到第一半导体光放大器SOA140和第二SOA150。在步骤603，在第一SOA140中清除光输入信号的幅度调制。在步骤604，基于待传递数据信息对来自第一SOA140的第一饱和光输入信号进行相位调制。在步骤605，把来自相位调制部件170的经相位调制的第一饱和光输入信号反射回相位调制部件170中。在步骤606，在第二SOA150中清除光输入信号的幅度调制。在步骤607，第二饱和光输入信号从第二SOA150反射回第二SOA150中。在步骤608，在第二SOA150中另外清除第二饱和光输入信号的幅度调制。在步骤609，在第一SOA140中另外清除经相位调制的第一饱和光输入信号的幅度调制。在步骤610，通过相加来自第一SOA140的第一输出信号和来自第二SOA150的第二输出信号，来创建经幅度调制的光输出信号。