CN102204037B - 自注入激光器、波分复用无源光网络系统及光线路终端 - Google Patents

自注入激光器、波分复用无源光网络系统及光线路终端 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了自注入激光器、WDM-PON系统及光线路终端。本发明实施例的自注入激光器包括增益介质、阵列波导光栅AWG、周期性滤波器和反射模块，其中增益介质耦合至AWG的分支端口，周期性滤波器耦合至AWG的公共端口；AWG用于将其分支端口接收到的来自增益介质的光信号进行复用，并通过其公共端口输出复用后的光信号；周期性滤波器用于对AWG输出的光信号进行滤波，滤波后的光信号至少一部分在反射模块发生反射，且反射信号返回并注入至增益介质，本发明实施例还提供WDM-PON系统及光线路终端，能够有效的解决谱线展宽的问题。

Description

自注入激光器、波分复用无源光网络系统及光线路终端
技术领域
本发明涉及电信网络传输系统领域，尤其涉及自注入激光器、波分复用无源光网络（WDM-PON，Wave Division Multiplexing Passive Optical Network）系统及光线路终端。
背景技术
随着用户对带宽需求的不断增长，传统的铜线宽带接入系统越来越面临带宽瓶颈；与此同时，带宽容量巨大的光纤通信技术日益成熟，应用成本逐年下降，光纤接入网成为下一代宽带接入网的有力竞争者，其中尤其以无源光网络更具竞争力。
目前，在众多的光纤接入网解决方案中，WDM-PON由于其具有更为巨大的带宽容量，类似点对点通信的信息安全性等优点而备受关注，但是相比于EPON（Ethernet over PON）、具有千兆比特速率的千兆比特速率无源光网络（GPON，Gigabit Passive Optical Network）等光纤接入网，WDM-PON成本很高，其中，光源是WDM-PON中对成本影响最大的因素。
为了解决成本问题，业界提出了WDM-PON无色光源的概念，所谓无色光源是指收发模块是与波长无关的，其激光器发射波长可以自动适应所连接的阵列波导光栅（AWG，Array Waveguide Grating)的端口波长，实现在任何一个AWG端口上都可以即插即可。
为了实现低成本的WDM-PON系统，业界提出了各种解决方案，例如基于自注入的激光器解决方案。具体地，现有基于自注入激光器的WDM-PON系统利用AWG自身的通道作为自注入激光器的滤波器，使得每个激光器的发射波长都能够自动适应AWG的通道，无需昂贵的种子光源，结构简洁具有低成本的潜力。
但是，现有的WDM-PON系统中的自注入激光器的发射光谱的线宽会随着激光器腔长（即用户端到远端AWG的距离）的增加而急剧展宽，因此，现有的自注入激光器以及采用所述自注入激光器的WDM-PON系统的性能较低。
发明内容
本发明实施例提供了自注入激光器、WDM-PON系统及光线路终端，能够有效的解决现有技术中的自注入激光器及WDM-PON系统性能较低的问题。
本发明实施例首先提供一种自注入激光器，包括增益介质、阵列波导光栅AWG、周期性滤波器和反射模块，其中增益介质耦合至AWG的分支端口，周期性滤波器耦合至AWG的公共端口；AWG用于将其分支端口接收到的来自增益介质的光信号进行复用，并通过其公共端口输出复用后的光信号；周期性滤波器用于对AWG输出的光信号进行滤波，滤波后的光信号至少一部分在反射模块发生反射，且反射信号返回并注入至增益介质，所述周期性滤波器具有多个透射峰，且所述AWG的波长通道的中心波长位于所述周期性滤波器的透射峰的波长处。
本发明实施例还提供一种WDM-PON系统，包括：光线路终端OLT、远端节点RN和多个具有增益介质的光网络单元ONU；远端节点包括阵列波导光栅AWG、周期性滤波器和反射模块，AWG包括至少一个公共端口和多个分支端口，公共端口通过主干光纤连接至光线路终端，多个分支端口分别通过分支光纤对应连接至ONU，并且，周期性滤波器和反射模块通过主干光纤连接至AWG的公共端口；其中，ONU的增益介质、AWG、周期性滤波器和反射模块构成上述自注入激光器。
本发明实施例还提供一种光线路终端，包括：多个增益介质、阵列波导光栅AWG、周期性滤波器和反射模块，其中AWG包括至少一个公共端口和多个分支端口，多个增益介质分别对应耦合至AWG的分支端口，周期性滤波器耦合至AWG的公共端口；AWG用于将其分支端口接收到的来自多个增益介质的光信号进行多路复用，并通过其公共端口输出多路复用后的光信号；周期性滤波器用于对AWG输出的光信号进行滤波，滤波后的光信号至少一部分在反射模块发生反射，且反射信号返回并注入至其对应的增益介质，所述周期性滤波器具有多个透射峰，且所述AWG的波长通道的中心波长位于所述周期性滤波器的透射峰的波长处。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
通过在自注入激光器中利用周期性滤波器对其发射光谱进行过滤，使得自注入激光器的发射波长由周期性滤波器和AWG共同决定，由于周期性滤波器的波长限制，自注入激光器发射光谱不会因激光器腔长的增加而急剧展宽，有效解决了自注入激光器的谱线展宽问题，从而提高自注入激光器以及WDM-PON系统的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中自注入激光器的一个示意图；
图2-a为本发明实施例中法布里-珀罗标准具Etalon滤波器原理示意图；
图2-b为本发明实施例Etalon滤波器的透射曲线示意图；
图3-a为本发明实施例中自注入激光器的一个示意图；
图3-b为本发明实施例中自注入激光器的另一示意图；
图4为本发明实施例中WDM-PON系统的一个示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了自注入激光器、WDM-PON系统及光线路终端，用于波分复用无源光网络系统中的信号传输，能够有效的解决现有技术中的自注入激光器的谱线展宽问题。
为了更好的理解技术，以下结合附图对本发明实施例提供的自注入激光器、WDM-PON系统及光线路终端进行详细描述。
请参阅图1，本发明实施例提供的自注入激光器的示意图，该自注入激光器包括依次连接的增益介质101、阵列波导光栅(AWG)102、周期性滤波器103和反射模块104。AWG102可以包括至少一个公共端口105和多个分支端口106，增益介质101耦合到AWG102其中的一个分支端口106，周期性滤波器103直接或间接连接到AWG102的公共端口106。
在本发明实施例中，增益介质101可以为宽谱增益激光器，其用于向AWG102的分支端口106发送宽谱光信号，该宽谱光信号可以为放大自发辐射(Amplified Spontaneous Emission,ASE)光信号或者其他的宽谱光信号。AWG102用于对所述增益介质101发送光信号进行多路复用，并从其公共端口106输出多路复用后的光信号。在本发明实施例中，周期性滤波器103可以为法布里-珀罗标准具(Fabry-Perot Etalon,简称Etalon)滤波器或者其他类型的周期性滤波器，其用于对AWG102的公共端口106输出的光信号进行滤波，其中，滤波后的一部分光信号经反射模块104反射后沿原路返回注入至增益介质101，并多次往返形成谐振放大从而在自注入激光器中形成波长振荡腔，而滤波后的另外一部分光信号可以通过光纤传输至远端设备，比如位于用户端的光网络单元(Optical Network Unit,ONU)或者位于局端的光线路终端(Optical Line Terminal,OLT)。
需要说明的是，所述自注入激光器中的光信号是利用光纤进行传输的，比如，AWG102的公共端口105和分支端口106可以分别连接有主干光纤和分支光纤，增益介质101可以通过分支光纤耦合至AWG102的分支端口106，且周期性滤波器103和反射模块104可以直接耦合至主干光纤或者通过光分束器间接耦合至主干光纤，并通过该主干光纤连接到AWG102的公共端口105。
本发明实施例为解决现有技术自注入激光器存在的发射光谱的线宽会随着激光器腔长展宽而导致性能下降的问题，在自注入激光器中引入周期性滤波器103，比如利用法布里-珀罗干涉原理的Etalon滤波器，通过所述周期性滤波器103的滤波作用将所述自注入激光器的发射光谱的波长限制在AWG102中对应波长通道的中心波长附近，从而提高自注入激光器的性能。
为了更好的理解本发明的技术方案，以下以Etalon滤波器为例，简单介绍本发明实施例的自注入激光器采用的周期性滤波器103的工作原理以及其波参透射曲线与AWG102的波长通道的对应关系。
请参阅图2-a和图2-b，其分别为本发明实施例中Etalon滤波器的原理示意图以及透射曲线的示意图。在一种实施例中，所述Etalon滤波器的透射率可以为：
T = ( 1 - R 1 R 2 α ) 2 ( 1 - R 1 R 2 α ) 2 + 4 R 1 R 2 α sin 2 ( πnL / λ ) ;
其中R1、R2分别为所述Etalon滤波器两个端面的反射率，α为光信号在Etalon滤波器内一个来回的传播损耗，n为Etalon滤波器中介质的折射率，L为Etalon滤波器前后两个端面的间距，λ为光信号的波长。
如图2-b所示，Etalon滤波器包括多个周期性的透射峰，在图2-b中相邻的两个透射峰之间的间距为该滤波器的自由光谱范围，该自由光谱范围主要由Etalon滤波器的两个端面的间距L决定，且Etalon滤波器的透射峰的3db带宽主要由两个端面的反射率及腔内的损耗确定。可以理解的是，可通过适当的设计让Etalon滤波器的自由光谱范围与AWG102的相邻通道的间隔相一致，即二者相对应，便可以使得AWG102的每个通道的中心波长都位于Etalon滤波器的透射峰波长处，并且可以使得Etalon滤波器的透射峰的3dB带宽满足系统的需求。
在本发明实施例中，通过适当的设计，Etalon滤波器的相邻透射峰之间的频率间隔可以为所述AWG102通道的频率间隔的整数分之一倍，例如为一倍、二分之一、三分之一等。当AWG102的线宽较宽而Etalon滤波器的线宽较窄，光信号在经过所述Etalon滤波器的滤波之后能得到线宽较窄的光信号，该线宽较窄的光信号经过反射模块104的反射后，反射信号注入到增益介质101，如此多次往返形成谐振而产生的光信号的线宽也相应较窄，即通过Etalon滤波器的滤波作用，自注入激光器的发射光谱的线宽将得到限制以避免其随着腔长而展宽。因此，即使该自注入激光器的腔长较大，其发送的光信号的线宽仍能保持在较窄的范围内，而不会出现发射光谱急剧展宽而导致性能严重下降的情况。
在本发明实施例中，自注入激光器中的AWG102可以为高斯型AWG或者半高斯型AWG，或者平坦型AWG；可选地，AWG102还可利用波导光栅路由器（Waveguide Grating Router,WGR）代替。
在本发明实施例中，增益介质101可以为前端面反射率较低而后端面反射率较高且对光信号具有增益放大的作用的反射型宽谱增益激光器，比如，其可以为法布里-珀罗激光二极管（FP-LD，Fabry Perot Laser Diode），或者为反射式半导体光放大器（RSOA，Reflective Semiconductor Optical Amplifier）。
在本发明实施例中，所述自注入激光器中的反射模块104可以为全反射镜或者部分反射镜。
当反射模块104为部分反射镜时，本发明实施例提供的自注入激光器可以如图3-a所示。请参阅图3-a，该自注入激光器包括：增益介质201、AWG202、周期性滤波器(比如Etalon滤波器)203和部分反射镜204，其中，AWG202可以包括公共端口和多个分支端口，公共端口连接主干光纤，多个分支端口分别连接分支光纤。在本发明实施例中，增益介质201通过分支光纤耦合至AWG202其中的一个分支端口，周期性滤波器203和部分反射镜204直接耦合至主干光纤，其中部分反射镜204连接在周期性滤波器203的输出端。
图3-a所示实施例的自注入激光器在工作时，增益介质201发送的光信号输入AWG202的分支端口，AWG202对该输入的光信号进行多路复用并从其公共端口输出多路复用后的光信号，周期性滤波器203则对AWG202的公共端口输出的多路复用后的光信号进行滤波，滤波之后的一部分光信号直接穿透部分反射镜204并通过主干光纤向远端设备，比如用户端的ONU或者局端的OLT传输，另外一部分滤波后光信号在部分反射镜204发生反射，反射信号沿原路返回注入至增益介质201，并多次往返形成谐振放大从而在该自注入激光器中形成波长振荡腔，最终将自注入激光器的发射光信号的波长锁定至AWG202与周期性滤波器203共同决定的透射峰波长。
当反射模块104为全反射镜时，本发明实施例提供的自注入激光器可以如图3-b所示。请参阅图3-b，自注入激光器包括：增益介质301、AWG302、周期性滤波器(比如Etalon滤波器)303和全反射镜304。其中，AWG302可以包括公共端口和多个分支端口，公共端口连接主干光纤，多个分支端口分别连接分支光纤。在本发明实施例中，增益介质301通过分支光纤耦合至AWG302其中的一个分支端口，周期性滤波器303和全反射镜304通过光分束器305耦合至所述主干光纤，其中全反射镜304连接在周期性滤波器303的输出端。
图3-b所示实施例中的自注入激光器在工作时，增益介质301发送的光信号输入AWG302的分支端口，AWG302将接收到的光信号进行多路复用，并从其公共端口输出多路复用后的光信号，光分束器304进一步对该多路复用后的光信号进行分路，分路后的一部分光信号通过主干光纤向远端设备传输，比如用户端的ONU或者局端的OLT传输，另外一部分光信号被传输至周期性滤波器303和全反射镜304，其中，周期性滤波器303对输入的光信号进行滤波，滤波后的光信号在全反射镜304发生反射，反射信号沿原路返回注入至增益介质301，并多次往返形成谐振放大从而在该自注入激光器中形成波长振荡腔，最终将自注入激光器的发射光信号的波长锁定在AWG302与周期性滤波器303共同决定的透射峰波长。
需要说明的是，在本发明实施例中，若在部分反射镜204或者全反射304前增加一个单程45度的法拉第旋转筒，可得到法拉第旋转反射镜（FRM，Faraday Rotator Mirror）。这样增益介质发出的光信号经过法拉第旋转镜反射后，其偏振方向会旋转90°。宽谱增益激光器发出来的横电（TE，transverseelectric）模式的光信号经过FRM反射回去就成为横磁（TM，transversemagnetic）模式的光信号，而发出的TM模式的光信号经过FRM反射回去就变成TE模式的光信号，基于这种原理可以减弱自注入激光器中的偏振增益相关性，也更有利于提高系统抗随机偏振干扰的能力。并且，根据上述实施例的描述可以看出，具有法拉第旋转反射镜的自注入激光器同样能解决谱线展宽的问题，并且能使自注入光纤激光器的偏振状态更加稳定，此处不再赘述。
本发明实施例提供的自注入激光器利用周期性滤波器(比如Etalon滤波器)对自注入激光器的发射光谱进行过滤，由于周期性滤波器的线谱较窄，通过该周期性滤波器的滤波作用可以对自注入激光器的发射光谱的线宽进行限制以避免随着腔长而展宽，因此，即使自注入激光器的腔长较大，比如增益介质离AWG距离较远时，自注入激光器发射的光信号的线宽还能保持在较窄的范围内，从而有效的解决了谱线展宽的问题，提高所述自注入激光器的性能。
基于上述实施例提供的自注入激光器，本发明实施例还进一步提供一种WDM-PON系统。请参阅图4，其为本发明一种实施例提供的WDM-PON系统的结构示意图，WDM-PON系统包括光线路终端(OLT)401、远端节点(Remote Node,RN)402和多个光网络单元(ONU)403。其中，远端节点402设置有远端AWG4021，所述远端AWG4021包括公共端口和N个分支端口，其中远端AWG4021的公共端口通过主干光纤连接至OLT401，远端AWG4021的分支端口通过分支光纤分别对应连接至ONU403。由于AWG4021具有N个分支端口，因此WDM-PON系统可以包括N个ONU403，分别为ONU403-1、…、ONU403-n，其中每个ONU403可以包括增益介质，比如法布里-珀罗激光二极管(FP-LD)或者反射式半导体放大器(RSOA)等宽谱增益激光器，在本发明实施例中，OLT401用于向ONU403发送下行光信号，并接收ONU403发送的上行光信号。所述RN402用于将OLT401发送的下行光信号进行波长解复用并通过分支光纤提供给相应的ONU403，以及将ONU403发送的上行光信号进行波长多路复用，并通过主干光纤将多路复用后的光信号发送给OLT401。ONU403用于接收所述OLT401发送的下行光信号并向所述OLT401发送上行光信号。
在本发明实施例中，RN402还包括相互连接的周期性滤波器4022和全反射镜4023，且二者通过主干光纤连接至AWG4021的公共端口。其中，周期性滤波器4022可以为Etalon滤波器，其可以通过光分束器4024耦合至主干光纤，全反射镜4023可以连接在周期性滤波器4022的输出端。如图1-图3提供的自注入激光器的实施例，ONU403中的增益介质以及RN402中的AWG4021、周期性滤波器4024和全反射镜4023可以构成一个外腔自注入激光器，该外腔自注入激光器在工作时，AWG4021将从其分支端口接收到的由ONU403的增益介质输入的光信号进行多路复用，并将多路复用后的光信号从其公共端口输出，其中公共端口输出的多路复用后的光信号在光分束器4024进行分路，分路后的其中一部分光信号作为上行光信号并通过主干光纤传输至OLT401，而另一部分光信号输入至周期性滤波器4022和全反射镜4023，其中，周期性滤波器4022对输入的光信号进行滤波，滤波后的光信号在全反射镜4023发生反射，反射信号沿原路返回注入至ONU403中的增益介质，并多次往返形成谐振放大从而在RN402与ONU403之间形成自注入激光器谐振腔，最终将ONU403发射的上行光信号的波长锁定至AWG4021与周期性滤波器4022共同决定的透射峰波长。
在本发明实施例中，OLT401可以包括增益介质4011、AWG4013、周期性滤波器(比如Etalon滤波器)4014和全反射镜4016。其中AWG4013包括主干端口和N个分支端口，主干端口通过主干光纤连接至RN402，分支端口分别对应连接至增益介质4011。由于所述AWG4013具有N个分支端口，因此OLT401中可包含N个增益介质4011，且增益介质4011可以为如法布里-珀罗激光二极管(FP-LD)或者反射式半导体放大器(RSOA)等宽谱增益激光器，以RSOA为例，则N个增益介质4011分别为RSOA4011-1、…、RSOA4011-n。并且，周期性滤波器4014和全反射镜4016可以通过光分束器4015耦合至主干光纤。
如图1至图3实施例所示的自注入激光器，在图4所示WDM-PON系统中，OLT401中的任意一个增益介质4011都可以与OLT401中的AWG4013、周期性滤波器4014和全反射镜4016构成一个自注入激光器。其中，OLT401内部的自注入激光器工作时，AWG4013将其从分支端口接收到的由增益介质4011输入的光信号进行多路复用，并将多路复用后的光信号从其公共端口输出，其中公共端口输出的多路复用后的光信号在光分束器4015进行分路，分路后的其中一部分光信号作为下行光信号并通过主干光纤传输至RN402，而另一部分光信号输入至周期性滤波器4014和全反射镜4016。在本发明实施例中，周期性滤波器4014对输入的光信号进行滤波，滤波后的光信号在全反射镜4016发生反射，反射信号沿原路返回并注入至增益介质4011，经多次往返形成谐振放大从而在OLT401内部形成自注入激光器谐振腔，最终将OLT401发射的下行光信号的波长锁定至AWG4013与周期性滤波器4014共同决定的透射峰波长。
在具体实施例中，所述AWG4021和4023可以为平坦型AWG或者高斯型AWG，或者半高斯型AWG，或者可以使用WGR代替该AWG。周期性滤波器4022相邻透射峰之间的频率间隔为可以为AWG4021通道的频率间隔的整数分之一倍，周期性滤波器4014相邻透射峰之间的频率间隔为可以为AWG4013通道的频率间隔的整数分之一倍。
在本发明实施例中，通过在WDM-PON系统的自注入激光器中加入法布里-珀罗标准具滤波器，使得通过AWG及该法布里-珀罗标准具滤波器过滤的信号的线宽不会随着与远端AWG的距离的增大而急剧的展开，仍能保持在较窄的范围内，改善了系统的性能。
需要说明的是，在本发明实施例中，以WDM-PON系统中自注入激光器包含的反射模块为全反射镜为例对WDM-PON系统进行介绍，在实际应用中，自注入激光器中还可以使用部分反射镜或者法拉第旋转反射镜，且可参照图3所示实施例中的相关内容获得对应的WDM-PON系统的结构图，此处不赘述。
可以理解的是，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的自注入激光器、WDM-PON系统及光线路终端进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种自注入激光器，其特征在于，包括：增益介质、阵列波导光栅AWG、周期性滤波器和反射模块；
所述增益介质耦合至所述AWG的分支端口，所述周期性滤波器耦合至所述AWG的公共端口；
所述AWG用于将其分支端口接收到的来自所述增益介质的光信号进行复用，并通过其公共端口输出复用后的光信号；
所述周期性滤波器用于对所述AWG输出的光信号进行滤波，滤波后的光信号至少一部分在所述反射模块发生反射，且反射信号返回并注入至所述增益介质，所述周期性滤波器具有多个透射峰，且所述AWG的波长通道的中心波长位于所述周期性滤波器的透射峰的波长处。
2.根据权利要求1所述的自注入激光器，其特征在于，所述周期性滤波器的相邻透射峰之间的频率间隔为所述AWG的波长通道的频率间隔的整数分之一倍。
3.根据权利要求1所述的自注入激光器，其特征在于，所述周期性滤波器的自由光谱范围与所述AWG中相邻波长通道的间隔一致。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的自注入激光器，其特征在于，所述周期性滤波器为法布里-珀罗标准具Etalon滤波器。
5.根据权利要求4所述的自注入激光器，其特征在于，所述反射模块包括部分反射镜或者法拉第旋转反射镜。
6.根据权利要求4所述的自注入激光器，其特征在于，所述反射模块包括全反射镜，且所述自注入激光器还包括光分束器，其中所述周期性滤波器和所述反射模块通过所述光分束器耦合至所述AWG的公共端口，所述全反射镜连接至所述周期性滤波器的输出端。
7.一种波分复用无源光网络WDM-PON系统，其特征在于，包括：光线路终端OLT、远端节点RN和多个具有增益介质的光网络单元ONU；
所述远端节点包括阵列波导光栅AWG、周期性滤波器和反射模块，所述AWG包括至少一个公共端口和多个分支端口，所述公共端口通过主干光纤连接至所述光线路终端，所述多个分支端口分别通过分支光纤对应连接至所述ONU，且所述周期性滤波器和反射模块通过所述主干光纤连接至所述AWG的公共端口；
其中，所述ONU的增益介质、所述AWG、所述周期性滤波器和所述反射模块构成如权利要求1至6任一项所述的自注入激光器。
8.一种光线路终端，其特征在于，包括：多个增益介质、阵列波导光栅AWG、周期性滤波器和反射模块，其中所述AWG包括至少一个公共端口和多个分支端口，所述多个增益介质分别对应耦合至所述AWG的分支端口，所述周期性滤波器耦合至所述AWG的公共端口；
所述AWG用于将其分支端口接收到的来自所述多个增益介质的光信号进行多路复用，并通过其公共端口输出多路复用后的光信号；
所述周期性滤波器用于对所述AWG输出的光信号进行滤波，滤波后的光信号至少一部分在所述反射模块发生反射，且反射信号返回并注入至其对应的增益介质，所述周期性滤波器具有多个透射峰，且所述AWG的波长通道的中心波长位于所述周期性滤波器的透射峰的波长处。
9.根据权利要求8所述的光线路终端，其特征在于，所述周期性滤波器的相邻透射峰之间的频率间隔为所述AWG的波长通道的频率间隔的整数分之一倍。
10.根据权利要求8所述的光线路终端，其特征在于，所述周期性滤波器的自由光谱范围与所述AWG中相邻波长通道的间隔一致。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的光线路终端，其特征在于，所述周期性滤波器为法布里-珀罗标准具Etalon滤波器。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011110126A2 (zh) * 2011-04-22 2011-09-15 华为技术有限公司 自注入光收发模块和波分复用无源光网络系统
US9502858B2 (en) * 2011-07-14 2016-11-22 Applied Optoelectronics, Inc. Laser array mux assembly with external reflector for providing a selected wavelength or multiplexed wavelengths
CN102725981B (zh) * 2011-12-30 2014-08-13 华为技术有限公司 波分复用/解复用器、自注入光纤激光器和光网络系统
CN102742198B (zh) * 2012-04-06 2016-05-25 华为技术有限公司 波分复用器及无源光网络系统
CN102870294B (zh) * 2012-06-30 2014-06-25 华为技术有限公司 自注入激光器和无源光网络
JP6096296B2 (ja) * 2012-07-30 2017-03-15 オプリンク コミュニケーションズ エルエルシー 外部キャビティファブリペローレーザ
US20150236809A1 (en) * 2014-02-17 2015-08-20 Alcatel-Lucent Usa Inc. Multi-Wavelength Laser Apparatus And Methods
WO2015127606A1 (zh) * 2014-02-26 2015-09-03 华为技术有限公司 无源光网络系统、无源光网络保护方法及装置
US9455782B2 (en) * 2014-08-11 2016-09-27 Applied Optoelectronics, Inc. Monitoring a multiplexed laser array in an optical communication system
US10693555B2 (en) * 2014-09-03 2020-06-23 British Telecommunications Public Limited Company Optical network faulted identification
CN106461874B (zh) * 2014-09-26 2019-09-27 华为技术有限公司 阵列波导光栅及具有该阵列波导光栅的可调谐激光器
US9806816B2 (en) * 2014-10-10 2017-10-31 Futurewei Technologies, Inc. Re-modulation crosstalk and intensity noise cancellation in wavelength-division multiplexing (WDM) passive optical networks (PONs)
ITUB20150835A1 (it) * 2015-05-18 2016-11-18 Milano Politecnico Apparato di trasmissione di segnali ottici fra un'unità centrale ed almeno un'unità remota.
CN108604932B (zh) * 2016-01-28 2020-08-07 华为技术有限公司 波长可调谐的光发射装置
WO2017132820A1 (zh) 2016-02-02 2017-08-10 华为技术有限公司 一种光反射复用芯片、激光发射芯片以及光发射机
CN107872288B (zh) * 2016-09-23 2020-04-07 上海诺基亚贝尔股份有限公司 一种wdm pon系统中上行传输方法及其装置
US9780524B1 (en) * 2016-11-02 2017-10-03 Oracle International Corporation Fast tunable hybrid laser with a silicon-photonic switch
US10522968B2 (en) * 2017-12-22 2019-12-31 Futurewei Technologies, Inc. Narrow linewidth multi-wavelength light sources
US20190204582A1 (en) * 2017-12-31 2019-07-04 Nokia Of America Corporation Mems-based optical filter
EP3576320A1 (en) * 2018-05-29 2019-12-04 Nokia Solutions and Networks Oy Multiple wavelength laser and periodic optical filter -based transmitter
CN111385027B (zh) * 2018-12-29 2022-11-08 中兴通讯股份有限公司 光收发组件，信号光的管理方法及装置，pon系统
CN112865913B (zh) * 2021-01-20 2023-03-28 重庆邮电大学 一种基于移动前传的放大饱和rsoa光源装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5465174A (en) * 1991-06-07 1995-11-07 Sprotbery; Donald E. Single light valve full-color projector display
CN1497894A (zh) * 2002-10-01 2004-05-19 使用Fabry-Perot光二极管自注入锁定的密集波分复用无源光网络系统
CN201038593Y (zh) * 2007-04-29 2008-03-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种波长可调谐外注入式增益开关激光器
CN101276982A (zh) * 2007-03-28 2008-10-01 中国科学院西安光学精密机械研究所 外注入式增益开关激光器超短脉冲的产生方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001052372A1 (en) * 2000-01-12 2001-07-19 Xtera Communications, Inc. Raman amplifier with bi-directional pumping
US6931034B2 (en) * 2003-08-15 2005-08-16 Optovia Corporation Feedback mechanisms for stabilizing a laser system
US20060239609A1 (en) * 2005-04-26 2006-10-26 Sorin Wayne V Methods and apparatuses to increase wavelength channels in a wavelength-division-multiplexing passive-optical-network
GB0623075D0 (en) * 2006-11-18 2006-12-27 Ct For Integrated Photonics Th Multiwavelength transmitter
US20080279230A1 (en) * 2007-02-23 2008-11-13 Mario Dagenais Fabry-perot laser system with phase section, and method of use thereof
US7843629B2 (en) * 2007-03-22 2010-11-30 Novera Optics, Inc. Periodically filtered broadband light source
KR100889861B1 (ko) * 2007-05-09 2009-03-24 광주과학기술원 자체 잠김을 이용한 파장분할다중 방식의 수동형 광통신시스템, 이에 사용되는 중앙 기지국 및 데이터 전송 방법
JP5193732B2 (ja) * 2008-08-07 2013-05-08 富士通株式会社 波長可変レーザモジュール、波長可変レーザ装置、及び、波長可変レーザの制御方法
JP5182058B2 (ja) * 2008-12-16 2013-04-10 富士通株式会社 Ｗｄｍ光の伝送方法およびｗｄｍ光伝送システム
KR101310455B1 (ko) * 2009-12-08 2013-09-24 한국전자통신연구원 파장 분할 다중화 방식 수동형 광가입자망
US8457165B2 (en) * 2010-05-26 2013-06-04 Google Inc. Tunable multi-wavelength semiconductor laser array for optical communications based on wavelength division multiplexing
US8472805B2 (en) * 2010-05-26 2013-06-25 Google Inc. Tunable multi-wavelength optical transmitter and transceiver for optical communications based on wavelength division multiplexing
WO2011110126A2 (zh) * 2011-04-22 2011-09-15 华为技术有限公司 自注入光收发模块和波分复用无源光网络系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5465174A (en) * 1991-06-07 1995-11-07 Sprotbery; Donald E. Single light valve full-color projector display
CN1497894A (zh) * 2002-10-01 2004-05-19 使用Fabry-Perot光二极管自注入锁定的密集波分复用无源光网络系统
CN101276982A (zh) * 2007-03-28 2008-10-01 中国科学院西安光学精密机械研究所 外注入式增益开关激光器超短脉冲的产生方法
CN201038593Y (zh) * 2007-04-29 2008-03-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种波长可调谐外注入式增益开关激光器

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