无源光网络及其光网络单元光模块的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是2012年07月12日提出的发明名称为"无源光网络及其光网络单元光模 块"的中国发明专利申请201210243267. 4的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及光纤通信技术，尤其涉及一种无源光网络及其光网络单元光模块。
【背景技术】
[0003] 在如图1所示的无源光网络中，0LT(0pticalLineTerminator，光线路终端)通常 设置在光纤通信系统的接入网系统的中心局，OLT负责将交换机中的电信号数据转化为光 信号数据发送出去，并且接收外部传送来的光信号，将其转化为电信号输送给交换机。OLT 通过ODN(光馈线网络）与ONU(opticalnetunit，光网络单元）光模块相连，ONU光模块 通常设置在局端，即用户端或者大楼；Splitter为"分光器"一般有2N个均分端口，如果输 入端口的光强为1，则每个输出端口的光强为1/N。对于一个光接入系统，一般是1个OLT 放在电信中心局，然后通过分光器，一般至少是1分32,或者1分64甚至1分128,即1个 OLT带32或64或128个ONU光模块。每个ONU光模块都与一个ONU系统设备相连，用以将 ONU系统设备的电信号转换为光信号在上行方向上发送至0LT。
[0004] 随着各种自媒体，如微博、YuTobe等业务需求的不断增长，产业界逐渐认识到，现 有的EPON(EthernetPassiveOpticalNetwork，以太网无源光网络）和GPON(Gigabit PassiveOpticalNetwork，吉比特无源光网络)技术均难以满足业务长期发展的需求，特别 是在光纤到楼（FTTB)和光纤到节点（FTTN)场景。光接入网在带宽、业务支撑能力以及接入 节点设备功能和性能等方面都面临新的升级需求。据分析，现有的光网络中用户对上行带 宽的需求在迅猛增长。
[0005] 然而现有技术的无源光网络中虽然采用多种技术手段在扩展下行带宽，然 而在信号的上行方向上仍然是光网络中的ONU光模块均采用一个波长的光信号进行 信号传输，也就是说，光网络中的各ONU光模块不得不采用时分复用的方式来复用上 行信道。假设上行方向的信号传输速率为20. 3125Gbps，在1个OLT带128个ONU光 模块的情况下，128个ONU光模块复用一个上行信道，每个ONU光模块则只能分配有 10 3125x1/128Gbps的速率，分配的带宽非常有限。
[0006] 目前虽然业内有20GPON技术和WDM技术，将其结合组成TWDMPON技术，进一步 提高系统的容量，解决与日倶增的网络带宽扩容的需求。然而，目前这种WDMPON技术仅是 基于CWDM的有限波长的复用（全波16个波长，一般只用到了 1320波段的4个波长)，即便 是引入了DWDM技术，受制于外调制激光器的谱宽和波长温漂等特性的限制，信道间隔也只 是控制在200GHz间隔（C波段45个信道)。
[0007] 因此，现有的光网络不能提供足够的上行信道带宽，无法满足日益增长的业务需 求。
【发明内容】
[0008] 本发明的实施例提供了一种无源光网络及其光网络单元光模块，用以提高光网络 以及ONU光模块的上行方向的带宽。
[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种光网络单元光模块，其中包括激光发射单元， 所述激光发射单元包括： 激光器及其驱动电路，所述驱动电路用以接收ONU系统设备发送的电信号，根据接收 的电信号驱动所述激光器进行激光发射； 温度补偿电路，用以根据所述激光器内置的热电偶的阻值的变化，调节输出到所述激 光器内置的TEC的温度调节电压。
[0010] 其中，所述温度补偿电路具体包括： 分压电路，与所述激光器内置的热电偶串联； 标准电压输出电路，用以输出标准电压到所述分压电路以及与其串联的热电偶上； 电压比较电路，其一个电压输入端，与所述分压电路和所述热电偶的连接点相连，用以 获取所述分压电路上的电压，另一个电压输入端接入参考电压；所述电压比较电路比较两 个电压输入端的电压，得到两者的电压差，将电压差从其输出端输出； 电压调节电路，其输入端与所述电压比较电路的输出端相连，根据所述电压比较电路 输出的电压差，调节其输出端输出的所述温度调节电压。
[0011] 进一步，所述光模块还包括： 中心波长调节电路，用以接收控制指令，根据接收的控制指令输出相应的电压作为所 述参考电压到所述电压比较电路的另一个电压输入端。
[0012] 或者，所述温度补偿电路具体包括： 激光器温度确定单元，用于测量所述激光器内置的热电偶的阻值或电压，根据测量结 果计算所述激光器的当前温度值；并根据计算的当前温度值与温度设定值之间的差值，增 大或减小输出的调节电压； 温度调节电压输出电路，用于接收激光器温度确定单元输出的调节电压，根据接收的 调节电压输出相应的电流作为所述温度调节电压。
[0013] 较佳地，所述驱动电路的偏置电流提供管脚通过电感与所述激光器中的激光发射 二极管的阴极相连；所述驱动电路的一个调制电流提供管脚通过第一电阻与所述激光器中 的激光发射二极管的阴极相连。
[0014] 所述驱动电路的另一个调制电流提供管脚通过第二电阻与所述激光器中的激光 发射二极管的阳极相连，并且第二电阻与第一电阻匹配。
[0015] 所述驱动电路还用于监测流过所述激光器内置的ro管的电流，根据监测的电流 调整输出到所述激光器的偏置电流，保证激光器输出的光功率稳定。
[0016] 所述激光器为CML激光器。
[0017] 所述光模块采用SFP封装形式，其管脚定义与现有的ONU光模块的管脚定义相兼 容 进一步，所述光模块还包括： 激光接收单元，用以接收无源光网络中的下行光信号，并将接收的光信号转换为电信 号发送给ONU系统设备。
[0018] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种无源光网络，包括：光线路终端光模块 OLT、第一波分复用器WDM、第二波分复用器WDM、多个ONU光模块； 其中，所述ONU光模块中的激光发射单元包括激光器及其驱动电路，以及温度补偿电 路；所述激光发射单元的驱动电路用以接收ONU系统设备发送的电信号，根据接收的电信 号驱动所述CML激光器发射特定波长的光信号；所述温度补偿电路用以根据所述激光器内 置的热电偶的阻值的变化，调节输出到所述激光器内置的TEC的温度调节电压；不同ONU光 模块发射的光信号的波长不同； 各ONU光模块发射的光信号经第一WDM耦合到光纤，经光纤、第二WDM传输至所述OLT; 针对ONU光模块发射的不同波长的光信号，所述OLT中包括多个激光接收单元，分别用 以接收每种波长的光信号，并将接收的光信号转换为电信号后发送给交换机。
[0019] 较佳地，所述ONU光模块发射的光信号的波长位于C波段或L波段； 不同的ONU光模块所发射的光信号之间，最小的频率间隔为50GHz。
[0020] 进一步，所述光网络还包括：阵列波导光栅AWG; 所述AWG的上行端口与第一WDM相连，所述AWG的各下行端口分别连接一个ONU光模 块；各ONU光模块发射的光信号经所述AWG的各下行端口发送到第一WDM，经第一WDM耦合 到光纤，经光纤、第二WDM发送至所述0LT。
[0021 ] 本发明实施例的ONU光模块采用了温度补偿电路，使得激光器发射的激光的中心 波长避免受到温度的影响而产生较大偏移，保证发射的激光的中心波长的稳定性，从而ONU 光模块发射的光信号可以达到中心波长偏移较小的效果；这样，不同的ONU光模块发射上 行光信号的频率间隔可以更小，从而在光网络中可以容纳更多的上行信道，从而提高了光 网络上行方向的带宽；同时，还可以减少复用同一上行信道的ONU光模块的数量，使得每个 ONU光模块的上行带宽也得以提高。
[0022] 进一步，本发明实施例的ONU光模块中的激光发射单元采用了CML激光器，可以将 谱宽控制在〇. 2nm以下，并且将发射光的光谱稳定锁模在ITU-T的波长格点上，具有更优的 光谱特性，可以更进一步缩小上行信道之间的间隔，更进一步提高光网络上行方向的带宽； 同时，还可以更进一步减少复用同一上行信道的ONU光模块的数量，使得每个ONU光模块的 上行带宽也得以更进一步提高。
[0023] 进一步，本发明实施例的ONU光模块还采用了中心波长调节电路，可以对激光器 发射的激光的中心波长进行调节。这种可调节激光中心波长的ONU光模块相比于现有技术 的只能发射特定波长的ONU光模块，具有更佳的安装、维护的方便性，生产厂家或者运营商 不必对发射不同波长的ONU光模块进行统一规划，而是生产、安装统一的ONU光模块，根据 现场需求对其进行调节使之发射所需波长的激光。从而大大降低生产、安装、维护、管理成 本。
【附图说明】
[0024] 图1为现有技术的无源光网络结构示意图； 图2a为本发明实施例的ONU光模块中的激光发射单元内部结构电路框图； 图2b为本发明实施例的激光器的内部电路示意图； 图2c为本发明实施例的温度补偿电路的一种具体实现电路框图； 图2d为本发明实施例