CN102334302A - 具有低噪声多波长光源的低噪声光信号传输装置、使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置、以及具有该装置的光接入网络 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有低噪声多波长光源的低噪声光信号传输装置、使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置以及具有该装置的光接入网络。本发明使用在以多波长发射激光时在各波长具有足够低的噪声的低噪声多波长光源(LMLS)。即使这种LMLS的输出光通过波分复用器/解复用器(可调滤光器或阵列波导光栅(AWG)等)，各波长的噪声也不增加。当使用LMLS时，可实现能够高速发射光信号同时发射组播信号的光接入网络。此外，当通过使用针对LMLS的增益介质的光放大器来实施时，可能在宽频带没有交叉耦合地获得增益。

Description

具有低噪声多波长光源的低噪声光信号传输装置、使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置、以及具有该装置的光接入网络
技术领域
本发明涉及具有低噪声多波长光源的低噪声光信号传输装置，使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置，以及具有该装置的光接入网络。更具体地，本发明涉及具有低噪声多波长光源的低噪声光信号传输装置，使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置，以及具有该装置的光接入网络，其中，即使在在光源发射多波长激光的同时选择相应的波长的情况中，诸如模式分配(mode partition)噪声等的噪声也足够低。
背景技术
近来，对“光纤到户”(FTTH)服务的需求不断增加，并且，对每个用户高传输速度的需求也在增加。自从1983年以来，所需要的互连网带宽以每年大约50％增加。按照互连网带宽的这种增加量，预计2010年将需要100Mbps的带宽。为了获得这种快速增加的带宽，波分复用无源光网络(WDM-PON)技术已倍受关注。为了有效地操作这种WDM-PON，必定需要便宜且能够高速传输信号的光源。
图1示出了一般的波分复用光通信网络的光传输装置的示意图。
参考图1，将N个用于输出具有特定的彼此不同的波长的光信号的传输装置(Tx：Tx1，Tx2，...，TxN)(101，102，...，103)和一个用于复用(multiplex)N个传输装置的输出信号的1×N复用器(MUX)(104)安装在发射端。将一个用于根据波长划分所接收的信号的1×N解复用器(DEMUX)(112)和N个用于将根据相应波长接收的信号转换成电信号的接收器(Rx：Rx1，Rx2，...，RxN)(113，114，...，115)安装在接收端。通过单条光纤连接发射端和接收端，并在发射端和接收端之间插入一个或多个光放大器，以当传输距离长时放大光信号。
在波分复用光通信网络和光接入网络中，因为通过使用波长来复用/解复用信号，所以，所使用的光源应以确定的波长发射激光并保持其激光作用状态。因此，需要使用每个相应确定波长具有高稳定性的昂贵光源，这种需求变成降低波分复用光通信网络和光接入网络的经济效率的最重要的因素。
根据现有技术，一种用上述昂贵光源解决问题的方法是，使用由注入非相干宽带光锁定波长的节省成本的光源。
图2示出了根据现有技术的由注入非相干宽带光锁定波长的便宜的光源以及使用其的波分复用光接入网络的示意图。在标题为“具有ASE注入Fabry-Perot半导体激光的低成本WDM源”的文章中详细地描述了图2所示的这种现有技术，该文章已由Hyun Deok Kim、Seoung-Goo Kang和Chang-Hee Lee在“IEEE光子技术学报，第12卷，第8章，第1067至1069页”中发表。
参考图2，在中心站从B频带非相干宽带光源(B-BLS)(211)发射的B频带ASE(放大自发射)光，穿过包括第一循环器(CIR1)(214)和第一WDM滤波器(WDM1)(213)的第一光学分光器以及第一阵列波导光栅(AWG1)(210)，然后被注入到CO中具有Fabry-Perot激光二极管(F-P LD)的多个光发射器(Tx)(201，202，...，203)，使得，产生锁定波长的光信号。这种锁定波长的光信号变成从CO向多个光网络单元(ONU)(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)传输的下行信号。同时，在中心站从A频带非相干宽带光源(A-BLS)(212)发射的A频带ASE光，穿过包括第二循环器(CIR2)(216)和第二WDM滤波器(WDM2)(215)的第二光学分光器、光缆(单光纤)(217)，以及远程节点(RN)内的第二AWG2(218)，然后被注入具有F-P LD的多个ONU(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的光发射器(Tx)(228，229，...，230)，使得，产生锁定波长的光信号。这种锁定波长的光信号变成从多个ONU(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)向CO传输的上行信号。这里，第一分光器和第二分光器分别通过3dB 2×2分光器实施，，第一AWG1(210)和第二AWG2(218)分别通过1×N AWG实施。
由上述非相干宽带光锁定波长的光传输装置具有可能通过使用便宜的F-P LD来体现的优点。此外，F-P LD的波长用通过AWG过滤的非相干宽带光源的波长选择，因此具有这样的优点：具有与波长无关的无色特性。然而，因为光信号的噪声特性受根据上述现有技术通过非相干宽带光锁定波长的光传输装置中注入的非相干宽带光的噪声的影响，所以，在实现光通信网络的高速传输(每个用户10Gb/s以上)方面具有一定限制，并且，其无法提出满足诸如WDM-PON中的IP-TV的广播信号的可接受性以及用户测量完整性等的各种需求的适当的替代方式。图3示出了根据现有技术的通过F-P LD的相互注入而实施的低噪声宽带光源的示图。在标题为“用于基于具有RF调制的相互注入的Fabry-Perot激光二极管的WDM-PON的低噪声宽带光源”的文章中详细地描述了图3所示的这种现有技术，该文章已由Ki Man Choi和Chang-Hee Lee在“IEEE光子技术学报，第20卷，第24章，第2072至2074页”中发表。
返回参考图3，由直接调制器(DM)(309)调制的F-P LD1(301)和非调制F-P LD2(302)通过50∶50光耦合器(OC)(303)被相互注入然后被输出。输出光束穿过光隔离器(304，305)，并具有通过偏振控制器(PC)(306，307)而彼此垂直的偏振方向。这之后，两个偏振光束通过偏振光束组合器(PBC)(308)组合，形成非偏振宽带光源。非偏振宽带光源以多个波长发射激光，并且在特定频带具有非常低的噪声特性。
然而，通过根据上述现有技术的F-P LD的相互注入所实施的低噪声宽带光源具有这样的缺点：其在除了特定频带以外的其它频带(特别是，高频带)没有低噪声特性。结果，与由根据上述现有技术的非相干宽带光锁定波长的WDM光传输装置一样，即使是通过F-P LD的相互注入所实施的低噪声宽带光源也具有这样的问题：其不适于在需要实现高速(每个用户10Gb/s以上)的光通信网络中使用。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是，解决现有技术问题，并提供具有低噪声多波长光源的低噪声光信号传输装置，使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置，以及具有该装置的光接入网络，其中，即使在当光源发射多波长激光的同时选择相应波长的情况下，诸如模式分配噪声等的噪声也足够低。
上述本发明中所使用的低噪声多波长光源可通过使用具有非均匀展宽特性的光源、通过调制的光源以及使用F-P LD的相互注入的光源等来实施。
本发明的另一目的是，放大波分复用的光信号，同时，通过使用用于本发明的针对低噪声多波长光源(LMLS)的增益介质实施光放大器，来减小噪声。
本发明的又一目的是，为WDM光通信网络提供使用光源的WDM光接入网络，并由此被设计为，实现高速传输速度并降低系统成本。
本发明的又一目的是，提供能够通过使用低噪声多波长光源来适应组播(multicast)信号传输装置的WDM光接入网络。
技术方案
为了实现以上目的，本发明使用低噪声多波长光源(LMLS)。这种LMLS的输出光具有这样的特性：即使输出光穿过波分复用器/解复用器，也不增加相应波长的噪声。
根据本发明的第一方面的低噪声光信号传输装置包括：多个低噪声多波长光源(LMLS)；以及一个分别连接至多个LMLS连接并具有一个输入端口和N个输出端口(N≥1)的波分复用器/解复用器(WDM)，其中，多个LMLS的输出光分别被输入到WDM的输出端口，然后被分谱，其中，所分谱的光信号分别在WDM被复用，然后通过输入端口被输出。
根据本发明的第二方面的具有低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络包括：中心站(CO)；远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU1，ONU 2，...，ONU N)；用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)；以及多个配电光纤(DF)，其中，CO包括：第一波分复用器/解复用器(WDM1)；多个第一WDM滤波器，被连接至第一WDM1，用于分离上行信号和下行信号；多个第一光接收器(Rx)，分别被连接至多个第一WDM滤波器连接，用于接收上行信号；以及多个第一低噪声多波长光源(LMLS)，分别被连接至多个第一WDM滤波器，其中，RN包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)，该第二波分复用器/解复用器(WDM2)用于复用从多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)输入的上行信号，以及，其中，多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)包括：多个第二WDM滤波器，被连接至RN的第二WDM2的输出端，用于分离上行信号与下行信号；多个第二光接收器(Rx)，分别被连接至多个第二WDM滤波器，用于接收下行信号；以及多个第二低噪声多波长光源(LMLS)，分别被连接至多个第二光接收器(Rx)。
根据本发明的第三方面的低噪声光信号传输装置包括：一个低噪声多波长光源(LMLS)；以及一个波分复用器/解复用器(WDM)，被连接至一个LMLS，具有一个输入端口和N个输出端口(N≥1)，其中，LMLS的输出光被输入WDM的输出端口，然后被分谱成N个光(λ1，λ2，...，λN)，以及，其中，所分谱的N个光(λ1，λ2，...，λN)分别是具有拥有不同中心波长的窄频带的低噪声光。
根据本发明的第四方面的具有低噪声光信号传输装置的波分复用光网络包括：中心站(CO)；包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)的远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)；以及用于连接RN与多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个配电光纤(DF)，其中，CO包括：多个第一光收发器(TRx)，其包括多个第一光接收器(Rx)和多个第一光发射器(Tx)；多个第一WDM滤波器，被连接至多个第一光收发器(TRx)连接；被连接至多个第一WDM滤波器的第一波分复用器/解复用器(WDM1)；在A频带发出激光的A频带LMLS；在B频带发出激光的B频带LMLS；第一分光器，被连接至B频带LMLS，用于向第一WDM1传输从B频带LMLS发射激光的第一输出光；以及第二分光器，被连接至A频带LMLS，用于向第二WDM2传输从A频带LMLS发射激光的第二输出光，其中，第一分光器包括被连接至B频带LMLS的第一循环器(CIR1)，以及分别被连接至第一CIR1和第一WDM1的第三WDM滤波器，其中，第二分光器包括分别被连接至A频带LMLS和第三WDM滤波器的第二循环器(CIR2)，以及分别被连接至第一CIR1、第二CIR2和馈电光纤(FF)的第四WDM滤波器，以及，其中，多个光网络单元(ONU1，ONU2，...，ONU N)包括：多个第二光收发器(TRx)，其包括多个第二光接收器(Rx)和多个第二光发射器(Tx)；以及多个第二WDM滤波器，被连接至多个第二光收发器(TRx)。
根据本发明的第五方面的使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置包括：低噪声多波长光源(LMLS)；以及外接调制器(EM)或直接调制器(DM)，被连接至LMLS连接，用于将LMLS的输出光光学调制成广播信号。
根据本发明的第六方面的具有使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置的波分复用光接入网络包括：中心站(CO)；远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)；以及多个用于连接RN与多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)的配电光纤(DF)，其中，CO包括：在分别与上行数据光信号和下行数据光信号不同的频带发射激光的低噪声多波长光源(LMLS)；用于将LMLS的输出光调制成广播信号的外接调制器(EM)或直接调制器(DM)；用于将复用的下行数据光信号和通过EM或DM调制成广播信号的光信号组合的WDM滤波器；用于波分解复用上行数据光信号的第一波分复用器/解复用器(WDM1)；多个第一WDM滤波器，被连接至第一WDM1，用于将上行数据光信号和下行数据光信号分离；多个第一光接收器(Rx)，分别被连接至多个第一WDM滤波器，用于接收上行数据光信号；以及多个第一光发射器(Tx)，分别被连接至多个第一WDM滤波器连接，用于输出下行数据光信号，其中，RN包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)，用于对下行数据光信号分谱然后将其传输至多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)，以及用于复用从多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)发射的上行数据光信号，并且，其中，多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)包括：多个第二WDM滤波器，被连接至第二WDM2的输出端，用于将上行数据光信号和下行数据光信号分离；两组多个第二光接收器(Rx2-1/Rx2-2)，分别被连接至多个第二WDM滤波器，用于接收下行数据光信号，以及多个第二光发射器(Tx)，分别被连接至多个第二WDM滤波器，用于输出上行数据光信号。
根据本发明的第七方面的一种用一个低噪声多波长光源(LMLS)发射下行数据光信号或广播光信号的光接入网络包括：中心站(CO)；远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)；以及用于连接RN和多个光网络单元(ONU1，ONU 2，...，ONU N)的多个配电光纤(DF)，其中，CO包括：低噪声多波长光源(LMLS)；外接调制器(EM)或直接调制器(DM)，被连接至LMLS，用于将LMLS的输出光调制成下行数据光信号或广播光信号；用于将通过EM或DM调制的下行数据光信号或广播光信号与上行数据光信号分离的第一WDM滤波器；第一波分复用器/解复用器(WDM1)，被连接至第一WDM滤波器，用于波分解复用上行数据光信号；以及多个光接收器(Rx)，被连接至第一WDM1连接，用于接收上行数据光信号，其中，RN包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)，其用于将下行数据光信号或广播光信号分谱，并将其传输至多个光网络单元(ONU 1，ONU2，…，ONU N)，以及用于复用从多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，…，ONU N)发射的上行数据光信号，以及，其中，多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)包括：多个第二WDM滤波器，被连接至第二WDM2的输出端，用于将下行数据光信号或广播光信号与下行数据光信号分开；多个第二光接收器(Rx)，其分别被连接至多个第二WDM滤波器，用于接收下行数据光信号或广播光信号；以及多个第二光发射器(Tx)，其分别被连接至多个第二WDM滤波器，用于输出上行数据光信号。
根据本发明的第八方面的用于传输上行或下行数据光信号的低噪声光信号传输装置包括：低噪声多波长光源(LMLS)；第一波分复用器/解复用器(WDM1)，被连接至LMLS连接，用于将LMLS的输出光分谱；多个外接调制器(EM)，被连接至第一WDM1的输出端，用于将所分谱的输出光调制成下行数据光信号；多个WDM滤波器，用于将多个外接调制器(EM)调制的下行数据光信号与上行数据光信号分离；多个光接收器(Rx)，被连接至多个WDM滤波器，用于接收上行数据光信号；以及第二波分复用器/解复用器(WDM2)，被连接至多个WDM滤波器，用于复用下行数据光信号。
根据本发明的第九方面的具有低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络包括：中心站(CO)；远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU1，ONU 2，...，ONU N)；用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)；以及多个用于将RN与多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)连接的配电光纤(DF)，其中，CO包括：低噪声多波长光源(LMLS)；第一波分复用器/解复用器(WDM1)，被连接至LMLS，用于将LMLS的输出光分谱；多个外接调制器(EM)，被连接至第一WDM1的输出端，用于将所分谱的输出光调制成下行数据光信号；多个第一WDM滤波器，用于将在多个外接调制器(EM)调制的下行数据光信号与上行数据光信号分离；多个第一光接收器(Rx)，被连接至多个第一WDM滤波器，用于接收上行数据光信号；以及第二波分复用器/解复用器(WDM2)，被连接至多个第一WDM滤波器，用于复用下行数据光信号，其中，RN包括第三波分复用器/解复用器(WDM3)，该第三波分复用器/解复用器(WDM3)用于解复用下行数据光信号以及复用上行数据光信号，以及，其中，多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)包括：多个第二WDM滤波器，被连接至第三WDM3的输出端；以及多个第二光收发器(TRx)，被连接至多个第二WDM滤波器。
根据本发明的第十方面的波分复用光传输装置包括：发射端，包括多个光发射器(Tx)和第一波分复用器/解复用器(WDM1)，第一波分复用器/解复用器(WDM1)被连接至多个光发射器(Tx)，用于复用从多个光发射器(Tx)输出的数据光信号；接收端，包括多个光接收器(Rx)和第二波分复用器/解复用器(WDM2)，第二波分复用器/解复用器(WDM2)被连接至多个光接收器(Rx)，用于解复用由第一WDM1复用的数据光信号；一条或多条光纤，用于连接发射端与接收端；以及光放大器(OA)，被设置在一条或多条光纤上，通过使用针对低噪声多波长光源的增益介质来实施。
根据本发明的第十一方面的波分复用光传输装置包括：发射端，包括多个光发射器(Tx)和第一波分复用器/解复用器(WDM1)，第一波分复用器/解复用器(WDM1)被连接至多个光发射器(Tx)，用于复用从多个光发射器(Tx)输出的数据光信号；接收端，包括多个光接收器(Rx)、第二波分复用器/解复用器(WDM2)、循环器(CIR)和光放大器(OA)，第二波分复用器/解复用器(WDM2)被连接至多个光接收器(Rx)，用于解复用由第一WDM1复用的数据光信号，循环器(CIR)被连接至第二WDM2，光放大器(OA)被连接至循环器(CIR)，通过使用针对低噪声多波长光源的增益介质来实施；以及用于将发射端与接收端连接的光纤，其中，在光放大器(OA)中只有一侧进行了抗反射涂覆，使得输入至光放大器(OA)中的光信号被放大，然后，再次被反射输出，以及，其中，循环器(CIR)将数据光信号传输至光放大器(OA)，将由光放大器(OA)放大的数据光信号发射传输至第二WDM2。
根据本发明，实现了以下优点：
1.当使用根据本发明的LMLS时，可产生由一个光源以彼此不同的波长发出激光的多个光(即，多波长光)，以及，当将这种多波长光应用于光通信网络和光接入网络中时，可能提高经济效益。
2.虽然，因为，在现有技术多波长光源中，由于分谱时的噪声的增加而限制传输速度，所以可适用的技术领域较窄，但是，根据本发明的LMLS显著改进了现有技术问题，并由此能够有效地实现高速，提高传输特性，并适应广播信号，等等。
3.因为根据本发明的LMLS不仅可应用于光接入网络，而且可应用于城域网，所以，本发明可能有助于降低成本并增强光传输系统。这里，术语“增强”意味着，LMLS可可应用于长距离传输，并由此可将城域网与光接入网络组合，使得可能减少中间中心站的数量。
4.在使用根据本发明的使用针对LMLS的增益介质的光放大器的情况下，可通过放大波分复用光信号来减小噪声，与现有技术光放大器不同，该信号同时以多波长发射激光。
5.在使用根据本发明的LMLS的情况下，广播信号传输装置可适用于难以更新地实施的光通信网络，由此实施有效的能够同时发射多点传送信号和通信信号的光接入网络。
参考附图，可明显地理解本发明的其它特征和优点，其中，相同或相似的参考数字表示相同的部件。
附图说明
图1示出了一般的波分复用光通信网络的光传输装置的示意图。
图2示出了根据现有技术的由注入非相干宽带光锁定波长的便宜光源及使用其的波分复用光接入网络的示意图。
图3示出了根据现有技术的通过F-P LD的相互注入而实施的低噪声宽带光源的示图。
图4示出了根据本发明第一实施方式的低噪声光信号传输装置的示意图，其中，通过使用多个低噪声多波长光源(LMLS)，即使在从多个以多波长发射激光的光中分别选择不同波长的情况下，多个所选择的光也分别具有低噪声。
图5示出了具有如图4所示根据本发明第一实施方式的低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络的示图。
图6示出了用于说明根据本发明第二实施方式的低噪声光信号传输装置的示意图，其中，通过使用低噪声多波长光源(LMLS)，即使在分谱一个以多波长发射激光的光的情况下，多个分谱光也分别具有低噪声。
图7示出了根据本发明第三实施方式的低噪声光信号传输装置的示意图，其中，从低噪声多波长光源(LMLS)输出的输出光被分谱，同时，多个所分谱的输出光分别被注入多个光发射器(Tx)的特定光源。
图8示出了具有如图7所示的根据本发明第三实施方式的低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络的一个实施方式的示意图。
图9示出了根据本发明第三实施方式的使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置的示意图。
图10示出了根据本发明第四实施方式的使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置的示意图。
图11和图12分别示出了具有使用图9和图10所示的本发明的低噪声多波长光源的广播信号传输装置的波分复用光接入网络的示图。
图13和图14分别示出了根据本发明的用一个低噪声多波长光源(LMLS)发射下行数据光信号或广播光信号的波分复用光接入网络的示图。
图15示出了根据本发明的用一个以多波长发出激光的低噪声多波长光源(LMLS)发射上行或下行数据光信号的低噪声光信号的传输装置的示意图。
图16示出了具有图15所示的低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络的一个实施方式的示图。
图17示出了根据本发明一实施方式的具有使用针对低噪声多波长光源(LMLS)的增益介质的光放大器(OA)的波分复用光传输装置的示图。
图18示出了根据本发明另一实施方式的具有使用针对低噪声多波长光源(LMLS)的增益介质的光放大器(OA)的波分复用光传输装置的示图。
具体实施方式
在下文中，将参考本发明的实施方式和附图更详细地描述本发明。
图4示出了根据本发明第一实施方式的低噪声光信号传输装置的示意图，其中，通过使用多个低噪声多波长光源(LMLS)，即使在从多个以多波长发射激光的光中分别选择不同波长的情况下，多个所选择的光也分别具有低噪声。图4所示的多个低噪声多波长光源(LMLS)可分别通过具有非均匀展宽特性的光源实施。
参考图4，根据本发明第一实施方式的低噪声光信号传输装置包括：多个低噪声多波长光源(LMLS)(422，423，...，424)；以及一个分别连接至多个LMLS(422，423，...，424)的波分复用器/解复用器(WDM)(412)。WDM(412)具有一个输入端口和N个输出端口(N≥1)。多个LMLS(422，423，...，424)的输出光被分别输入WDM(412)的输出端口，然后被分谱。所分谱的光信号(λ1，λ2，...，λN)在WDM(412)分别被复用，并通过输入端口输出。这里，所分谱的光信号(λ1，λ2，...，λN)分别是低噪声光信号。
图5示出了具有如图4所示根据本发明第一实施方式的低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络的示图。
参考图5，具有根据本发明第一实施方式的低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络包括：中心站(CO)；远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)，用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)(411)；以及多个配电光纤(DF)(413，414，...，415)。CO包括：第一波分复用器/解复用器(WDM1)(410)；多个第一WDM滤波器(407，408，...，409)，连接至第一WDM1(410)，用于分离上行信号和下行信号；多个第一光接收器(Rx)(404，405，...，406)，分别连接至多个第一WDM滤波器(407，408，...，409)，用于接收上行信号；以及多个第一低噪声多波长光源(LMLS)(401，402，...，403)，分别连接至多个第一WDM滤波器(407，408，...，409)。RN包括用于复用从多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)输入的上形信号的第二波分复用器/解复用器(WDM2)(412)。多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONUN)包括：多个第二WDM滤波器(416，417，...，418)，连接至RN的第二WDM2(412)的输出端，用于分离上行信号与下行信号；多个第二光接收器(Rx)(419，420，...，421)，分别连接至多个第二WDM滤波器(416，417，...，418)，用于接收下行信号；以及多个第二低噪声多波长光源(LMLS)(422，423，...，424)，分别连接至多个第二Rx(419，420，...，421)。
如以上详细地描述的，在根据本发明第一实施方式的波分复用光接入网络中，多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)分别通过直接调制或外部调制在上行方向上传输多个第二LMLS(422，423，...，424)的输出光(上行信号)。所传输的上行信号(具体地，上行数据光信号)被RN的第二WDM2(412)复用，然后通过馈电光纤(FF)(411)被传输至CO。复用的上行数据光信号在CO的第一WDM1(410)被解复用，然后通过多个第一WDM滤波器(407，408，...，409)过滤。所过滤的上行数据光信号分别被多个第一光接收器(Rx)(404，405，...，406)接收。在下行信号的情况下，CO的多个第一LMLS(401，402，...，403)的输出光(下行信号)通过直接调制或外部调制被调制，然后被第一WDM1(410)复用。所复用的下行信号(具体地，下行数据光信号)通过馈电光纤(FF)被传输至RN。所复用的下行数据光信号被RN的第二WDM2(412)解复用，然后通过多个第二WDM滤波器(416，417，...，418)过滤。所过滤的下行数据光信号分别被多个第二光接收器(Rx)(419，420，...，421)所接收。
如以上详细描述的，在图4和图5的实施方式中，通过分别将多个第一LMLS(401，402，...，403)和多个第二LMLS(422，423，...，424)用作下行信号和上行信号的光源，下行数据光信号和上行数据光信号被形成为低噪声光信号。
图6示出了用于说明根据本发明第二实施方式的低噪声光信号传输装置的示意图，其中，通过使用低噪声多波长光源(LMLS)，即使在分谱一个以多波长发射激光的光的情况下，多个分谱光也分别具有低噪声。
参考图6，根据本发明第二实施方式的低噪声光信号传输装置包括：一个低噪声多波长光源(LMLS)(512)；以及一个连接至该一个LMLS(512)的波分复用器/解复用器(WDM)(518)。WDM(518)具有一个输入端口和N个输出端口(N≥1)。LMLS(512)的输出光被输入到WDM(518)的输入端口，然后被分谱成N个光(λ1，λ2，...，λN)。在这种情况下，分谱的N个光(λ1，λ2，...，λN)分别是具有拥有不同中心波长的窄频带的低噪声光。因此，所分谱的N个光(λ1，λ2，...，λN)具有这样的特征：当与在通过WDM(518)之前的那些光相比时，诸如模式分配噪声等的噪声没有增加。所分谱的N个光(λ1，λ2，...，λN)分别通过WDM(518)的N个输出端口输出。
图7示出了根据本发明第三实施方式的低噪声光信号传输装置的示意图，其中，从低噪声多波长光源(LMLS)输出的输出光被分谱，同时，多个所分谱的输出光分别被注入多个光发射器(Tx)的特定光源。
参考图7，根据本发明第三实施方式的低噪声光信号传输装置包括：低噪声多波长光源(LMLS)(512)；具有一个输入端口和多个输出端口的波分复用器/解复用器(WDM)(518)，其中，LMLS(512)的输出光被输入至所述输入端口中，所述输出端口仅使输入至输入端口的输出光中所期望的波长频带通过；多个光源，设置于连接至WDM(518)的多个光发射器(Tx)(528，529，...，530)内；以及连接在LMLS(512)和WDM(518)之间的循环器(CIR)(516)。这里，例如，分多个设置于多个光发射器(Tx)(528，529，...，530)内的光源分别通过F-P LD、反射型半导体光放大器(RSOA)等实施。
在下文中，将详细地描述根据本发明第三实施方式的低噪声光信号传输装置的操作原理。
返回参考图7，LMLS(512)的输出光通过CIR(516)，然后被输入到WDM(518)。然后，根据WDM(518)的多个输出端口，按光谱划分所输入的光。通过WDM(518)按光谱划分的多个光分别是具有拥有不同中心波长的窄频带的低噪声光。与在通过WDM(518)之前的那些光相比，在这种通过WDM(518)按光谱划分的多个光中，诸如模式分配噪声等的噪声没有增加。多个具有不同中心波长的窄频带光分别被注入多个光发射器(Tx)(528，529，...，530)的多个光源，所述光发射器与WDM(518)的多个输出端口连接。分别注入多个波分低噪声光的多个光发射器(Tx)(528，529，...，530)的多个光源分别输出锁定波长的光信号，该光信号具有与所注入的低噪声光相同的波长，即，与WDM(518)的通带(pass band)的中心波长相同的波长。所输出的锁定波长的光信号再次通过WDM(518)，并被复用，然后通过CIR(516)被输出。
图8示出了具有如图7所示根据本发明第三实施方式的低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络的一个实施方式的示意图。
返回参考图8，具有根据本发明的低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络与图2所示的波分复用光接入网络相同，除了一点以外：用在A频带和B频带发射激光的低噪声多波长光源(A频带LMLS(512)和B频带LMLS(511))代替A-BLS和B-BLS。也就是说，具有根据本发明的低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络包括：中心站(CO)；包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)(518)的远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)(517)；以及用于连接RN与多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个配电光纤(DF)(519，520，...，521)。这里，CO包括：多个第一光收发器(TRx)，其包括多个第一光接收器(Rx)(504，505，...，506)和多个第一光发射器(Tx)(501，502，...，503)，其分别具有F-P LD或RSOA；多个第一WDM滤波器(507，508，...，509)，其与多个第一光收发器(TRx)连接；连接至多个第一WDM滤波器(507，508，...，509)的第一波分复用器/解复用器(WDM1)(510)；在A频带发射激光的A频带LMLS(512)；在B频带发射激光的B频带LMLS(511)；第一分光器，连接至B频带LMLS(511)，用于向第一WDM1(510)传输从B频带LMLS(511)发射(lasing)的第一输出光；以及第二分光器，连接至A频带LMLS(512)，用于向第二WDM2(518)传输从A频带LMLS(512)发射的第二输出光。这里，第一分光器包括连接至B频带LMLS(511)的第一循环器(CIR1)(514)，以及分别连接至第一CIR1(514)和第一WDM1(510)的第三WDM滤波器(513)。此外，第二分光器包括分别连接至A频带LMLS(512)和第三WDM滤波器(513)的第二循环器(CIR2)(516)，以及分别连接至第一CIR1(514)、第二CIR2(516)和馈电光纤(FF)(517)的第四WDM滤波器(515)。第一和第二分光器分别被实施为3dB 2×2分光器，第一WDM1(510)和第二WDM2(518)分别被实施为可调滤光器或1×N AWG。此外，多个光网络单元(ONU 1，ONU2，…，ONU N)包括：多个第二光收发器(TRx)，其包括多个第二光接收器(Rx)(525，526，...，527)和分别具有F-P LD或RSOA的多个第二光发射器(Tx)(528，529，...，530)；以及连接至多个第二光收发器(TRx)的多个第二WDM滤波器(522，523，...，524)。多个第二光收发器(TRx)通过多个配电光纤(DF)(519，520，...，521)被连接至第二WDM2(518)。RN的第二WDM2(518)分谱多个低噪声多波长光(其是从CO发射的下行数据光信号)，并复用从多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，…，ONU N)发射的上行数据光信号。
在下文中，将更详细地描述具有如上所述的结构的图8所示的根据本发明的波分复用光接入网络中的上行和下行数据光信号的传输。
返回参考图8，CO的A频带LMLS(512)的第二输出光通过第二分光器(第二CIR2(516)和第四WDM滤波器(515))被传输至RN内的第二WDM2(518)。所传输的第二输出光被第二WDM2(518)分谱。多个所分谱的第二输出光分别是具有拥有不同中心波长的窄频带的低噪声光。所分谱的多个第二输出光被注入多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个第二光发射器(Tx)(528，529，...，530)的光源。多个第二光发射器(Tx)(528，529，...，530)的光源的波长分别被所分谱的多个第二输出光锁定。然后，通过多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的光源分别输出的上行数据光信号在RN的第二WDM2(518)被复用，然后被传输至CO。传输至CO的上行数据光信号在第一WDM1(510)被解复用。所解复用的上行数据光信号分别被多个第一光接收器(Rx)(504，505，...，506)接收。在下行数据光信号的情况下，CO的B频带LMLS(511)的第一输出光通过第一分光器(第一CIR1(514)和第三WDM滤波器(513))被传输至第一WDM1(510)，然后被CO内的第一WDM1(510)分谱。所分谱的多个第一输出光被注入到多个第一光发射器(Tx)(501，502，...，503)的光源。所分谱的多个第一输出光分别为具有拥有不同中心波长的窄频带的低噪声光。多个第一光发射器(Tx)(501，502，...，503)的光源的波长分别被所分谱的多个第一输出光锁定。然后，由第一光发射器(Tx)(501，502，...，503)的光源输出的下行数据光信号分别被第一WDM1(510)复用，然后被传输至RN。所传输的下行数据光信号被RN内的第二WDM2(518)解复用。所解复用的下行数据光信号分别被多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个第二光接收器(Rx)(525，526，...，527)所接收。
图9示出了根据本发明第三实施方式的使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置的示意图。
参考图9，根据本发明第三实施方式的使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置包括：低噪声多波长光源(LMLS)(611)；以及外接调制器(EM)(612a)，连接至LMLS(611)，用于将LMLS(611)的输出光光学调制成广播信号。
图10示出了根据本发明第四实施方式的使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置的示意图。根据图10所示的本发明第四实施方式的使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置包括：低噪声多波长光源(LMLS)(611)；以及直接调制器(DM)(612b)，连接至LMLS(611)，用于将LMLS(611)的输出光光学调制成广播信号。
图11和图12分别示出了具有使用图9和图10所示的本发明的低噪声多波长光源的广播信号传输装置的波分复用光接入网络的示图。除了在CO内使用的光源的结构，以及分别包括第二光发射器(Tx2)和两个第二光接收器(Rx2-1/Rx2-2)的多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONUN)以外，图11和图12所示的波分复用光接入网络分别与图5所示的波分复用光接入网络基本相同。
首先，参考图11，具有使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置的波分复用光接入网络包括：中心站(CO)；远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)(614)；以及用于连接RN与多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个配电光纤(DF)(616，617，...，618)。CO包括：在分别与上行数据光信号和下行数据信号不同的频带发射激光的低噪声多波长光源(LMLS)(611)；用于将LMLS(611)的输出光调制成广播信号的外接调制器(EM)(612a)；用于将所复用的下行数据光信号和通过EM(612a)调制成广播信号的光信号组合的WDM滤波器(613)；用于波分解复用上行数据光信号的第一波分复用器/解复用器(WDM1)(610)；多个第一WDM滤波器(607，608，...，609)，连接至第一WDM1(610)，用于分离上行数据光信号和下行数据光信号；多个第一光接收器(Rx)(604，605，...，606)，分别连接至多个第一WDM滤波器(607，608，...，609)，用于接收上行数据光信号；以及多个第一光发射器(Tx)(601，602，...603)，分别连接至多个第一WDM滤波器(607，608，...，609)，用于输出下行数据光信号。
此外，RN包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)(615)，其用于对下行数据光信号分谱然后将其传输至多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)，以及用于复用从多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)发射的上行数据光信号。多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)包括：多个第二WDM滤波器(619，620，...，621)，其连接至第二WDM2(615)的输出端，用于分离上行数据光信号和下行数据光信号；两组多个第二光接收器(Rx2-1/Rx2-2)(622，625；623，626；...；624，627)，其分别连接至多个第二WDM滤波器(619，620，...，621)，用于接收下行数据光信号；以及多个第二光发射器(Tx)(628，629，...，630)，其分别连接至多个第二WDM滤波器(619，620，...，621)，用于输出上行数据光信号。
从第一光发射器(Tx)(601，602，...，603)发射的下行数据光信号被CO的第一WDM1(610)复用。所复用的下行数据光信号分别通过WDM滤波器(613)与广播信号组合。在这种情况下，用于发射广播信号的LMLS(611)在与光源(即，用于发射上行数据光信号和下行数据光信号的多个第一光发射器(Tx)(601，602，...，603)和多个第二光发射器(628，629，...，630))不同的频带发射激光。所复用的下行数据光信号和广播信号通过馈电光纤(FF)(614)在RN的第二WDM2(615)被解复用，然后被输出。所解复用的下行数据光信号和广播信号通过多个配电光纤(DF)(616，617，...，618)被传输至多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个第二WDM滤波器(619，620，...，621)。多个第二WDM滤波器(619，620，...，621)将所传输的下行数据光信号和广播信号分离。所分离的下行数据光信号被传输至第一光接收器(Rx2-1)(622，623，...，624)，所分离的广播信号被传输至第二光接收器(Rx2-2)(625，626，...，627)。从多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个第二光发射器(Tx)(628，629，...，630)输出的上行数据光信号被第二WDM2(615)复用。所复用的上行数据光信号通过馈电光纤(614)，并由CO的第一WDM1(610)解复用。所解复用的上行数据光信号通过连接至第一WDM1(610)的输出端的多个第一WDM滤波器(607，608，...，609)被多个第一光接收器(Rx)(604，605，...，606)所接收。
参考图12，已知，除了用直接调制器(612b)代替图11所示的外接调制器(612a)以外，具有使用根据本发明的低噪声多波长光源的广播信号传输装置的波分复用光接入网络与图11所示的波分复用光接入网络完全相同。因此，在本说明书中省略了对具有使用根据图12所示的本发明的低噪声多波长光源的广播信号传输装置的波分复用光接入网络的具体结构和操作的描述。
图13示出了根据本发明的用一个低噪声多波长光源(LMLS)发射下行数据光信号或广播光信号的波分复用光接入网络的示图。
参考图13，根据本发明实施方式的用一个低噪声多波长光源(LMLS)发射下行数据光信号或广播光信号的波分复用光接入网络包括：中心站(CO)；远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)(708)；以及用于连接RN与多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个配电光纤(DF)(719，720，...，721)。CO包括：低噪声多波长光源(LMLS)(701)；外接调制器(EM)(702a)，被连接至LMLS(701)，用于将LMLS(701)的输出光调制成下行数据光信号或广播光信号；第一WDM滤波器(703)，用于将在EM(702a)调制的下行数据光信号或广播光信号与上行数据光信号分离；第一波分复用器/解复用器(WDM1)(704)，被连接至第一WDM滤波器(703)，用于波分解复用上行数据光信号；以及多个光接收器(Rx)(705，706，...，707)，被连接至第一WDM1(704)，用于接收上行数据光信号。
此外，RN包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)(709)，其用于将下行数据光信号或广播光信号分谱并将其传输至多个光网络单元(ONU1，ONU 2，...，ONU N)，以及用于复用从多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)传输来的上行数据光信号。多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)包括：多个第二WDM滤波器(710，711，...712)，被连接至第二WDM2(709)的输出端，用于将下行数据光信号或广播光信号与上行数据光信号分离；多个第二光接收器(Rx)(713，714，...，715)，分别被连接至多个第二WDM滤波器(710，711，...712)，用于接收下行数据光信号或广播光信号；以及多个第二光发射器(Tx)(716，717，...，718)，被分别连接至多个第二WDM滤波器(710，711，...，712)，用于输出上行数据光信号。
被调制成下行数据光信号或广播光信号的LMLS(701)的输出光穿过第一WDM滤波器(703)，然后通过馈电光纤(FF)(708)被输入至RN的第二WDM2(709)。所输入的下行数据光信号或广播光信号在第二WDM2(709)被分谱，穿过配电光纤(DF)(719，720，...，721)，然后被多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的第二WDM滤波器(710，711，...，712)传输至多个第二光接收器(Rx)(713，714，...，715)。从多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个第二光发射器(Tx)(716，717，...，718)输出的上行数据光信号被第二WDM2(709)复用。所复用的上行数据光信号穿过馈电光纤(FF)(708)，并通过CO的第一WDM滤波器(703)与下行数据光信号或广播光信号分离，然后，被第一WDM1(704)解复用，然后被输入到多个光接收器(Rx)(705，706，...，707)。
参考图14，已知，除了用直接调制器(702b)代替图13所示的外接调制器(702a)以外，根据本发明用一个低噪声多波长光源(LMLS)发射下行数据光信号或广播光信号的波分复用光接入网络与图13所示的波分复用光接入网络完全相同。因此，在本说明书中省略了图14所示的根据本发明用一个LMLS发射下行数据光信号或广播信号的波分复用光接入网络的具体结构和操作的描述。
在图13和图14所示的实施方式中，可用低噪声多波长光源(LMLS)而不是多个第二光发射器(Tx)(716，717，...，718)来发射上行数据光信号，如图5所示。
图15示出了根据本发明的用一个以多波长发射激光的低噪声多波长光源(LMLS)发射上行或下行数据光信号的低噪声光信号传输装置的示意图。
参考图15，用一个低噪声多波长光源(LMLS)发射上行或下行数据光信号的低噪声光信号传输装置包括：低噪声多波长光源(LMLS)(801)；第一波分复用器/解复用器(WDM1)(802)，被连接至LMLS(801)，用于对LMLS(801)的输出光分谱；多个外接调制器(EM)(803，804，...，805)，被连接至第一WDM1(802)的输出端，用于将所分谱的输出光调制成下行数据光信号；多个WDM滤波器(809，810，...，811)，用于将在多个外接调制器(EM)(803，804，...，805)调制的下行数据光信号与上行数据光信号分离；多个光接收器(Rx)(806，807，...，808)，被连接至多个WDM滤波器(809，810，...，811)，用于接收上行数据光信号；以及第二波分复用器/解复用器(WDM2)(812)，被连接至多个WDM滤波器(809，810，...，811)，用于复用下行数据光信号。
返回参考图15，LMLS(801)的输出光被第一WDM1(802)分谱。所分谱的光分别是具有拥有不同中心波长的窄频带的低噪声光。所分谱的光被多个外接调制器(EM)(803，804，...，805)调制成下行数据光信号。所调制的下行数据光信号穿过多个WDM滤波器(809，810，...，811)，然后在第二WDM2(812)被复用并被传输。此外，上行数据光信号被第二WDM2(812)解复用。所解复用的上行数据光信号分别穿过多个WDM滤波器(809，810，...，811)，然后由多个光接收器(Rx)(806，807，...，808)接收。
图16示出了具有图15所示的低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络的一个实施方式的示图。
参考图16，根据本发明的一个实施方式的具有低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络包括：中心站(CO)；远程节点(RN)；多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；用于连接CO和RN的馈电光纤(FF)(813)；以及用于连接RN与多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)的多个配电光纤(DF)(815，816，...，817)。在这里，CO包括：低噪声多波长光源(LMLS)(801)；第一波分复用器/解复用器(WDM1)(802)，被连接至LMLS(801)，用于对LMLS(801)的输出光分谱；多个外接调制器(EM)(803，804，...，805)，被连接至第一WDM1(802)的输出端，用于将所分谱的输出光调制成下行数据光信号；多个第一WDM滤波器(809，810，...，811)，用于将在多个外接调制器(EM)(803，804，...，805)调制的下行数据光信号与上行数据光信号分离；多个第一光接收器(Rx)(806，807，...，808)，被连接至多个第一WDM滤波器(809，810，...，811)，用于接收上行数据光信号；以及第二波分复用器/解复用器(WDM2)(812)，被连接至多个第一WDM滤波器(809，810，...，811)，用于复用下行数据光信号。
此外，RN包括第三波分复用器/解复用器(WDM3)(814)，其用于解复用下行数据光信号，以及复用上行数据光信号。此外，多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)包括：被连接至第三WDM3(814)的输出端的多个第二WDM滤波器(818，819，...，820)；以及被连接至多个第二WDM滤波器(818，819，...，820)的多个第二光收发器(TRx)。多个第二光收发器(TRx)包括多个第二光接收器(Rx)(821，822，...，823)和多个第二光发射器(Tx)(824，825，...，826)。
在下文中，将更详细地描述分别在图15和图16中所示的低噪声光信号传输装置及具有其的波分复用光接入网络的结构和操作。
首先，CO的LMLS(801)的输出光被第一WDM1(802)分谱。所分谱的低噪声输出光分别被多个外接调制器(EM)(803，804，...，805)调制。所调制的下行数据光信号穿过馈电光纤(FF)(813)，并在RN的第三WDM3(814)被解复用。所解复用的下行数据光信号穿过多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...ONU N)的多个第二WDM滤波器(818，819，...，820)，并被传输至多个第二光接收器(Rx)(821，822，...，823)。同时，分别从多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...ONU N)的第二光发射器(Tx)(824，825，...，826)输出的上行数据光信号穿过多个第二WDM滤波器(818，819，...，820)，并被RN的第三WDM3(814)复用。然后，所复用的上行数据光信号穿过馈电光纤(FF)(813)，并被输入到CO的第二WDM2(812)。所输入的上行数据光信号被第二WDM2(812)解复用，然后，穿过多个第一WDM滤波器(809，810，...，811)，被多个第一光接收器(Rx)(806，807，...，808)接收。
图17示出了根据本发明一实施方式的具有使用针对低噪声多波长光源(LMLS)的增益介质的光放大器(OA)的波分复用光传输装置的示图。
更具体地，图17所示的根据本发明一实施方式的波分复用光传输装置包括：发射端，包括多个光发射器(Tx)(901，902，...，903)和第一波分复用器/解复用器(WDM1)(904)，第一波分复用器/解复用器(WDM1)(904)被连接至多个光发射器(Tx)(901，902，...，903)，用于复用从多个光发射器(Tx)(901，902，...，903)输出的数据光信号；接收端，包括多个光接收器(Rx)(910，911，...，912)和第二波分复用器/解复用器(WDM2)(909)，第二波分复用器/解复用器(WDM2)(909)被连接至多个光接收器(Rx)(910，911，...，912)，用于将由第一WDM1(904)复用的数据光信号解复用；一条或多条光纤(905，907)，用于连接发射端与接收端；以及光放大器(OA)(906a)，设置在一条或多条光纤(905，907)上，通过使用针对低噪声多波长光源的增益介质来实施。
返回参考图17，从发射端的多个光发射器(Tx)(901，902，...，903)输出的多个数据光信号被第一WDM1(904)复用，然后通过光纤(905)传输。然后，所复用的数据光信号在使用针对低噪声多波长光源的增益介质的OA(906a)处被放大。所放大的数据光信号通过光纤(907)被传输至接收端。然后，被发射至接收端的放大的数据光信号被第二WDM2(909)解复用，并被多个光接收器(Rx)(910，911，...，912)接收。
在使用OA(906a)(使用如上所述的根据图17所示的本发明一实施方式的针对LMLS的增益介质)的情况下，可能放大以多波长发射激光的波分复用光信号，同时减小噪声。
图18示出了根据本发明另一实施方式的具有使用针对低噪声多波长光源(LMLS)的增益介质的光放大器(OA)的波分复用光传输装置的示图。
更具体地，根据图18所示的本发明的另一实施方式的波分复用光传输装置包括：发射端，包括多个光发射器(Tx)(901，902，...，903)和第一波分复用器/解复用器(WDM1)(904)，第一波分复用器/解复用器(WDM1)(904)被连接至多个光发射器(Tx)(901，902，...，903)，用于复用从多个光发射器(Tx)(901，902，...，903)输出的数据光信号；接收端，包括多个光接收器(Rx)(910，911，...，912)、第二波分复用器/解复用器(WDM2)(909)、循环器(CIR)(908)和光放大器(OA)(906b)，第二波分复用器/解复用器(WDM2)被连接至多个光接收器(Rx)(910，911，...，912)，用于将由第一WDM1(904)复用的数据光信号解复用，循环器(CIR)(908)被连接至第二WDM2(909)，光放大器(OA)(906b)被连接至循环器(CIR)(908)，并通过使用针对低噪声多波长光源的增益介质来实施；以及光纤(905)，用于连接发射端与接收端。在这里，仅有OA的一侧涂覆有抗反射材料。因此，OA(906b)被构造为，在所输入的数据光信号被放大之后，再次被反射、输出。此外，循环器(CIR)(908)将数据光信号传输至OA(906b)，然后将OA(906b)放大的数据光信号传输至第二WDM2(909)。
返回参考图18，从多个光发射器(Tx)(901，902，...，903)输出的多个数据光信号被第一WDM1(904)复用，然后通过光纤(905)传输。然后，所复用的数据光信号穿过循环器(CIR)(908)，然后被输入至OA(906b)。所输入的数据光信号被OA(906b)放大，然后被反射。从OA(906b)反射并输出的所放大的数据光信号再次穿过循环器(CIR)(908)，然后被输入至第二WDM2(909)。所输入的放大的数据光信号被第二WDM2(909)解复用，然后被多个光接收器(Rx)(910，911，...，912)接收。
在使用OA(906b)(使用如上所述根据图18所示的本发明一实施方式的针对LMLS的增益介质)的情况下，可能放大以多波长发出激光的波分复用光信号，同时减小噪声。
工业实用性
在概念上，如以上详细描述的根据本发明实施方式的波分复用光接入网络包括在波分复用光通信网络中。
更具体地，可以考虑，波分复用光通信网络的光发射和接收端的一侧与波分复用光接入网络的中心站(CO)相对应，波分复用光通信网络的光发射和接收端的另一侧与波分复用光接入网络的远程节点(RN)和多个光网络单元(ONU)相对应。在这种情况下，波分复用光通信网络不包括波分复用光接入网络的配电光纤(DF)。因此，虽然本发明示意性地描述了波分复用光接入网络，但是，本领域的任何技术人员可能充分理解，本发明可应用于波分复用光通信网络。
因为，在不背离本发明的范围的前提下，可对本文中所描述和示出的结构和方法进行各种修改，所以，意图是，应将所有包含在以上说明书中或在附图中示出的内容解释为是示意性的而不是限制性的。因此，本发明的广度和范围不应被任何上述实例性实施方式所限制，而是仅应根据这里所附的以下权利要求及其等价物来限定。

Claims (18)

1.一种低噪声光信号传输装置，包括：
多个低噪声多波长光源(LMLS)；以及
一个波分复用器/解复用器(WDM)，被分别连接至所述多个低噪声多波长光源(LMLS)，具有一个输入端口和N个输出端口(N≥1)，
其中，所述多个低噪声多波长光源(LMLS)的输出光分别被输入到所述波分复用器/解复用器(WDM)的所述输出端口，然后被分谱，以及
其中，所分谱的所述光信号在所述波分复用器/解复用器(WDM)分别被复用，并通过所述输入端口被输出。
2.根据权利要求1所述的低噪声光信号传输装置，
其中，所述多个低噪声多波长光源(LMLS)的所述输出光分别在宽波长频带发射激光，所分谱的所述光信号具有当与分谱之前的那些信号相比时噪声不大幅度增加的特征。
3.一种具有低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络，包括：
中心站(CO)；
远程节点(RN)；
多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；
馈电光纤(Feeder Fiber，FF)，用于连接所述中心站(CO)和所述远程节点(RN)；以及
多个配电光纤(Distribution Fiber，DF)，
其中，所述中心站(CO)包括：
第一波分复用器/解复用器(WDM1)；
多个第一WDM滤波器，被连接至所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)，用于分离上行信号和下行信号；
多个第一光接收器(Rx)，分别被连接至多个第一WDM滤波器，用于接收所述上行信号；以及
多个第一低噪声多波长光源(LMLS)，分别被连接至所述多个第一WDM滤波器，
其中，所述远程节点(RN)包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)，所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)用于复用从所述多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)输入的所述上行信号，以及
其中，所述多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)包括：
多个第二WDM滤波器，被连接至所述远程节点(RN)的第二波分复用器/解复用器(WDM2)的输出端，用于分离所述上行信号与所述下行信号；
多个第二光接收器(Rx)，分别被连接至所述多个第二WDM滤波器，用于接收所述下行信号；以及
多个第二低噪声多波长光源(LMLS)，分别被连接至所述多个第二光接收器(Rx)。
4.根据权利要求3所述的具有低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络，
其中，从所述多个第一低噪声多波长光源(LMLS)输出的所述下行信号通过直接调制或外部调制在下行方向上被传输，以及
其中，从所述多个第二低噪声多波长光源(LMLS)输出的所述上行信号通过直接调制或外部调制在上行方向上被传输。
5.根据权利要求3或4所述的具有低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络，
其中，从所述多个第一低噪声多波长光源(LMLS)输出的所述下行信号分别在宽波长频带发射激光，被所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)分谱的所述下行信号具有当与分谱之前的那些信号相比时噪声不大幅度增加的特征，以及
其中，从所述多个第二低噪声多波长光源(LMLS)输出的所述上行信号分别在宽波长频带发射激光，被所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)分谱的所述上行信号具有当与分谱之前的那些信号相比时噪声不大幅度增加的特征。
6.一种低噪声光信号传输装置，包括：
一个低噪声多波长光源(LMLS)；以及
一个波分复用器/解复用器(WDM)，被连接至所述一个低噪声多波长光源(LMLS)，具有一个输入端口和N个输出端口(N≥1)，
其中，所述低噪声多波长光源(LMLS)(512)的输出光被输入到所述波分复用器/解复用器(WDM)的所述输入端口，然后被分谱成N个光(λ1，λ2，...，λN)，以及
其中，所分谱的所述N个光(λ1，λ2，...，λN)分别是具有拥有不同中心波长的窄频带的低噪声光。
7.一种低噪声光信号传输装置，包括：
低噪声多波长光源(LMLS)；
波分复用器/解复用器(WDM)，具有一个输入端口和多个输出端口，所述低噪声多波长光源(LMLS)的输出光被输入到所述输入端口，所述多个输出端口仅使输入至所述一个输入端口的所述输出光中期望的波长频带通过；
多个光源，被设置在连接至所述波分复用器/解复用器(WDM)的多个光发射器(Tx)内；以及
循环器(CIR)，被连接在所述低噪声多波长光源(LMLS)和所述波分复用器/解复用器(WDM)之间，
其中，所述低噪声多波长光源(LMLS)的输出光被所述波分复用器/解复用器(WDM)分谱成多个光，以及
其中，所分谱的所述多个光被注入所述多个光源。
8.根据权利要求7所述的低噪声光信号传输装置，其中，所述多个光源分别通过Fabry-Perot激光二极管(F-P LD)或反射型半导体光放大器(RSOA)实施。
9.一种具有低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络，包括：
中心站(CO)；
远程节点(RN)，包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)；
多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；
馈电光纤(FF)，用于连接所述CO和所述RN；以及
多个配电光纤(DF)，用于连接所述RN和所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)，
其中，所述中心站(CO)包括：
多个第一光收发器(TRx)，包括多个第一光接收器(Rx)和多个第一光发射器(Tx)；
多个第一WDM滤波器，被连接至所述多个第一光收发器(TRx)；
第一波分复用器/解复用器(WDM1)，被连接至所述多个第一WDM滤波器；
A频带LMLS(A-Band LMLS)，在A频带发射激光；
B频带LMLS(B-Band LMLS)，在B频带发射激光；
第一分光器，被连接至所述B频带LMLS(B-BandLMLS)，用于向所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)传输从B频带LMLS(B-Band LMLS)发射激光的第一输出光；以及
第二分光器，被连接至所述A频带LMLS(A-BandLMLS)，用于向所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)传输从A频带LMLS(A-Band LMLS)发射激光的第二输出光，
其中，所述第一分光器包括被连接至所述B频带LMLS(B-Band LMLS)的第一循环器(CIR1)，以及分别被连接至所述第一循环器(CIR1)和所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)的第三WDM滤波器，
其中，所述第二分光器包括分别被连接至所述A频带LMLS(A-Band LMLS)和所述第三WDM滤波器的第二循环器(CIR2)，以及分别被连接至所述第一循环器(CIR1)、所述第二循环器(CIR2)和所述馈电光纤(FF)的第四WDM滤波器，以及
其中，所述多个光网络单元(ONU 1，ONU2，...，ONU N)包括：
多个第二光收发器(TRx)，包括多个第二光接收器(Rx)和多个第二光发射器(Tx)；以及
多个第二WDM滤波器，被连接至所述多个第二光收发器(TRx)。
10.根据权利要求9所述的具有低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络，
其中，所述多个第一光发射器(Tx)和所述多个第二光发射器(Tx)分别具有Fabry-Perot激光二极管(F-P LD)或反射型半导体光放大器(RSOA)，
其中，所述第一和第二分光器分别被实施为3dB 2×2分光器，以及
其中，所述第一和第二波分复用器/解复用器(WDM1，WDM2)分别被实施为可调滤波器或1×N阵列波导光栅(AWG)。
11.一种使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置，包括：
低噪声多波长光源(LMLS)；以及
外接调制器(EM)或直接调制器(DM)，被连接至所述低噪声多波长光源(LMLS)，用于将所述低噪声多波长光源(LMLS)的输出光光学调制成广播信号。
12.一种具有使用低噪声多波长光源的广播信号传输装置的波分复用光接入网络，包括：
中心站(CO)；
远程节点(RN)；
多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；
馈电光纤(FF)，用于连接所述中心站(CO)和所述远程节点(RN)；以及
多个配电光纤(DF)，用于连接所述远程节点(RN)和所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)，
其中，所述中心站(CO)包括：
低噪声多波长光源(LMLS)，在分别与上行数据光信号和下行数据光信号不同的频带发射激光；
外接调制器(EM)或直接调制器(DM)，用于将所述低噪声多波长光源(LMLS)的输出光调制成广播信号；
WDM滤波器，用于将复用的所述下行数据光信号和通过所述外接调制器(EM)或所述直接调制器(DM)调制成所述广播信号的光信号组合；
第一波分复用器/解复用器(WDM1)，用于波分解复用所述上行数据光信号；
多个第一WDM滤波器，被连接至所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)，用于分离所述上行数据光信号和所述下行数据光信号；
多个第一光接收器(Rx)，分别被连接至所述多个第一WDM滤波器，用于接收所述上行数据光信号；以及
多个第一光发射器(Tx)，分别被连接至所述多个第一WDM滤波器，用于输出所述下行数据光信号，
其中，所述远程节点(RN)包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)，用于对所述下行数据光信号分谱然后将其传输至所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)，以及用于复用从所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)发射的所述上行数据光信号，以及
其中，所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)包括：
多个第二WDM滤波器，被连接至所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)的输出端，用于分离所述上行数据光信号和所述下行数据光信号；
两组多个第二光接收器(Rx2-1/Rx2-2)，分别被连接至所述多个第二WDM滤波器，用于接收所述下行数据光信号；以及
多个第二光发射器(Tx)，分别被连接至多个第二WDM滤波器，用于输出所述上行数据光信号。
13.一种使用一个低噪声多波长光源发射下行数据光信号或广播光信号的波分复用光接入网络，包括：
中心站(CO)；
远程节点(RN)；
多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)；
馈电光纤(FF)，用于连接所述中心站(CO)和所述远程节点(RN)；以及
多个配电光纤(DF)，用于连接所述RN和所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)，
其中，所述中心站(CO)包括：
低噪声多波长光源(LMLS)；
外接调制器(EM)或直接调制器(DM)，被连接至所述低噪声多波长光源(LMLS)，用于将所述低噪声多波长光源(LMLS)的输出光调制成下行数据光信号或广播光信号；
第一WDM滤波器，用于将通过所述外接调制器(EM)或所述直接调制器(DM)调制的所述下行数据光信号或广播光信号与上行数据光信号分离；
第一波分复用器/解复用器(WDM1)，被连接至所述第一WDM滤波器，用于波分解复用所述上行数据光信号；以及
多个光接收器(Rx)，被连接至所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)，用于接收所述上行数据光信号，
其中，所述远程节点(RN)包括第二波分复用器/解复用器(WDM2)，所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)用于对所述下行数据光信号或所述广播光信号分谱，并将其传输至所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)，以及用于复用从所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)发射的所述上行数据光信号，以及
其中，所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，...，ONU N)包括：
多个第二WDM滤波器，被连接至所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)的输出端，用于将所述下行数据光信号或所述广播光信号与所述下行数据光信号分离；
多个第二光接收器(Rx)，分别被连接至所述多个第二WDM滤波器，用于接收所述下行数据光信号或所述广播光信号；以及
多个第二光发射器(Tx)，分别被连接至多个第二WDM滤波器，用于输出所述上行数据光信号。
14.一种用于传输上行或下行数据光信号的低噪声光信号传输装置，包括：
低噪声多波长光源(LMLS)；
第一波分复用器/解复用器(WDM1)，被连接至所述低噪声多波长光源(LMLS)，用于对所述低噪声多波长光源(LMLS)的输出光分谱；
多个外接调制器(EM)，被连接至所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)的输出端，用于将所分谱的输出光调制成下行数据光信号；
多个WDM滤波器，用于将在所述多个外接调制器(EM)调制的所述下行数据光信号与所述上行数据光信号分离；
多个光接收器(Rx)，被连接至所述多个WDM滤波器，用于接收所述上行数据光信号；以及
第二波分复用器/解复用器(WDM2)，被连接至所述多个WDM滤波器，用于复用所述下行数据光信号。
15.根据权利要求14所述的用于传输上行或下行数据光信号的低噪声光信号传输装置，其中，所分谱的光分别是具有拥有不同中心波长的窄频带的低噪声光。
16.一种具有低噪声光信号传输装置的波分复用光接入网络，包括：
中心站(CO)；
远程节点(RN)；
多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，…，ONU N)；
馈电光纤(FF)，用于连接所述中心站(CO)和所述远程节点(RN)；以及
多个配电光纤(DF)，用于连接所述远程节点(RN)与所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，…，ONU N)，
其中，所述中心站(CO)包括：
低噪声多波长光源(LMLS)；
第一波分复用器/解复用器(WDM1)，被连接至所述低噪声多波长光源(LMLS)，用于对所述低噪声多波长光源(LMLS)的输出光分谱；
多个外接调制器(EM)，被连接至所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)的输出端，用于将所分谱的输出光调制成下行数据光信号；
多个第一WDM滤波器，用于将在所述多个外接调制器(EM)调制的所述下行数据光信号与所述上行数据光信号分离；
多个第一光接收器(Rx)，被连接至所述多个第一WDM滤波器，用于接收所述上行数据光信号；以及
第二波分复用器/解复用器(WDM2)，被连接至所述多个第一WDM滤波器，用于复用所述下行数据光信号，
其中，所述远程节点(RN)包括第三波分复用器/解复用器(WDM3)，所述第三波分复用器/解复用器(WDM3)用于解复用所述下行数据光信号以及复用所述上行数据光信号，以及
其中，所述多个光网络单元(ONU 1，ONU 2，…，ONU N)包括：
多个第二WDM滤波器，被连接至所述第三WDM3的输出端；以及
多个第二光收发器(TRx)，被连接至所述多个第二WDM滤波器。
17.一种波分复用光传输装置，包括：
发射端，包括多个光发射器(Tx)和第一波分复用器/解复用器(WDM1)，所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)被连接至所述多个光发射器(Tx)，用于复用从所述多个光发射器(Tx)输出的数据光信号；
接收端，包括多个光接收器(Rx)和第二波分复用器/解复用器(WDM2)，所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)被连接至所述多个光接收器(Rx)，用于解复用由所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)复用的数据光信号；
一条或多条光纤，用于连接所述发射端和所述接收端；以及
光放大器(OA)，被设置在所述一条或多条光纤上，通过使用针对低噪声多波长光源的增益介质来实施。
18.一种波分复用光传输装置，包括：
发射端，包括多个光发射器(Tx)和第一波分复用器/解复用器(WDM1)，所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)被连接至所述多个光发射器(Tx)，用于复用从所述多个光发射器(Tx)输出的数据光信号；
接收端，包括多个光接收器(Rx)、第二波分复用器/解复用器(WDM2)、循环器(CIR)和光放大器(OA)，所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)被连接至所述多个光接收器(Rx)，用于解复用由所述第一波分复用器/解复用器(WDM1)复用的所述数据光信号，所述循环器(CIR)被连接至所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)，所述光放大器(OA)被连接至所述循环器(CIR)，通过使用针对低噪声多波长光源的增益介质来实施；以及
光纤，用于连接所述发射端和所述接收端，
其中，在所述光放大器(OA)中只有一侧进行了抗反射涂覆，使得输入到所述光放大器(OA)的光信号被放大，然后，再次被反射输出，以及
其中，所述循环器(CIR)将所述数据光信号传输至所述光放大器(OA)，将由所述光放大器(OA)放大的所述数据光信号传输至所述第二波分复用器/解复用器(WDM2)。
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