CN103503339B - 光发射机、信号传输方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光发射机、信号传输方法以及系统，用于减少串扰，提高传输质量。其中，包括发射机阵列，复用器、第一放大器、第二放大器、偏振合波器；发射机阵列包括2N个发射端，复用器包括2N个输入端、第一输出端和第二输出端，第一输出端与第一放大器的输入端相连，第二输出端与第二放大器的输入端相连，N为正整数；复用器，用于将发射机阵列的发射端发出的信号复用到第一输出端和第二输出端上；第一放大器，用于对第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，第二放大器用于对第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；偏振合波器，用于对第一信号和第二信号进行偏振合波，以使将合波后的信号复用到光纤上。

Description

光发射机、信号传输方法以及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种光发射机、信号传输方法以及系统。

背景技术

目前，在时分波分混合复用（TWDM，TimeWavelengthDivisionMultiplexing）无源光网络（PON，PassiveOpticalNetwork）中，光线路终端（OLT，OpticalLineTerminal）包括有四个独立工作的发射机，频率间隔为100千兆赫兹GHz，每个发射机发射一个波长信号，四个波长信号通过一个复用器复用到一根光纤，经光纤和分束器传输到各个光网络单元（ONU，OpticalNetworkUnit），ONU端的接收波长为可调，从而可以挑选出对应波长的信号进行探测。

在TWDM-PON中，OLT发出的光信号经过一个波分复用器复用到同一个通道里，再通过一个放大器进行放大，以满足系统对光发射机输出功率的要求。由于该放大器的饱和功率有限，在放大多路光信号时，该放大器的输出功率已经接近饱和功率，信号之间产生较为严重的串扰，严重影响信号传输质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种光发射机、信号传输方法以及系统，用于减少串扰，提高传输质量。

有鉴于此，本发明第一方面提供一种光发射机，可包括：

发射机阵列，复用器、第一放大器、第二放大器、偏振合波器；

所述发射机阵列包括2N个发射端，所述复用器包括2N个输入端、第一输出端和第二输出端，所述复用器的第一输出端与所述第一放大器的输入端相连，所述复用器的第二输出端与所述第二放大器的输入端相连，所述N为正整数；

所述复用器，用于将所述发射机阵列的发射端发出的信号复用到所述第一输出端和所述第二输出端上；

所述第一放大器，用于对所述第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，所述第二放大器用于对所述第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；

所述偏振合波器，用于对所述第一信号和所述第二信号进行偏振合波，以使将合波后的信号复用到光纤上。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述偏振合波器包括第一输入端，所述偏振合波器的第一输入端与所述第一放大器的输出端对准；

所述光发射机还包括偏振旋转器，所述偏振旋转器设置于所述第一放大器的输出端和偏振合波器的第一输入端之间，所述偏振旋转器用于将所述第一信号的偏振态旋转M度，并输入至所述偏振合波器的第一输入端，所述M为90的奇数倍。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述光发射机还包括反射装置，所述反射装置包括入射端和反射端，所述偏振合波器还包括第二输入端，所述反射装置的入射端与第二放大器的输出端对准，所述反射装置的反射端与偏振合波器的第二输入端对准；

所述反射装置用于对所述第二信号进行反射，并输入至所述偏振合波器的第二输入端。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述复用器，具体用于针对所述发射机阵列的发射端发出的信号中每两路相邻的信号，对其中一路信号进行反射，对另一路信号进行滤波，并对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，以使将合波后的信号复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述复用器，具体用于针对所述发射机阵列的发射端发出的信号中每两路非相邻的信号，将其复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

本发明第二方面提供一种信号传输方法，应用于如上第一方面所述的光发射机，所述方法可以包括：

将所述光发射机中发射机阵列的发射端发出的信号复用到所述光发射机中复用器的第一输出端和第二输出端上；

对所述第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号；

对所述第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；

对所述第一信号和所述第二信号进行偏振合波，以使将合波后的信号复用到光纤上。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述对所述第一信号和所述第二信号进行偏振合波之前，还包括：

将所述第一信号的偏振态旋转M度，并输入至偏振合波器的第一输入端，所述M为90的奇数倍；

对所述第二信号进行反射，并输入至偏振合波器的第二输入端。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述将所述光发射机中发射机阵列的发射端发出的信号复用到所述光发射机中复用器的第一输出端和所述第二输出端上，具体为：

针对所述发射机阵列的发射端发出的信号中每两路相邻的信号，对其中一路信号进行反射，对另一路信号进行滤波，并对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，以使将合波后的信号复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述将所述光发射机中发射机阵列的发射端发出的信号复用到所述光发射机中复用器的第一输出端和所述第二输出端上，具体为：

针对所述发射机阵列的发射端发出的信号中每两路非相邻的信号，将其复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

本发明第三方面还提供一种无源光网络系统，所述系统包括：光线路终端和光网络单元，其中，所述光线路终端和/或光网络单元包括：如上第一方面所述光发射机。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例提供的光发射机、信号传输方法以及系统，相对于现有的OLT光发射模块，采用了两步复用，至少两个放大器进行放大的结构，以减少放大器中不同信号之间的串扰，提高了单通道输出功率，而且传输过程中采用了偏振复用技术，能减小复用器的损耗，降低对放大器增益的要求。

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为本发明实施例提供的一种光发射机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光发射机的另一结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光发射机的另一结构示意图；

图4为本发明实施例提供的光发射机的另一结构示意图；

图5为本发明实施例提供的光发射机的另一结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的信号传输方法的另一流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种无源光网络系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种光发射机、信号传输方法以及系统，用于减少串扰，提高传输质量。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

以下分别进行详细说明。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种光发射机1的结构示意图，其中，该光发射机1包括：

发射机阵列101，复用器102、第一放大器103、第二放大器104、偏振合波器105；

所述发射机阵列101包括2N个发射端，所述复用器102包括2N个输入端、第一输出端和第二输出端，所述复用器102的第一输出端与所述第一放大器103的输入端相连，所述复用器102的第二输出端与所述第二放大器104的输入端相连，所述N为正整数；

所述复用器102，用于将所述发射机阵列101的发射端发出的信号复用到所述第一输出端和所述第二输出端上；

所述第一放大器103，用于对所述第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，所述第二放大器104用于对所述第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；

所述偏振合波器105，用于对所述第一信号和所述第二信号进行偏振合波，以使将合波后的信号复用到光纤106上。

可以理解的是，复用器（MUX，Mutiplexer）是将来自若干单独分信道的独立信号复合起来，在一公共信道的同一方向上进行传输的设备；本发明实施例中，所述复用器102包括2N个输入端和两个输出端，即所述复用器102将2N路光信号复用到两个输出端上并输出。另外，所述偏振合波器105也可以认为是复用器的一种，本发明实施例中，所述偏振合波器105用于偏振合波，相对于波分复用器，能够减少由于制作工艺控制的精度问题而产生的损耗。

所述发射机阵列101包括2N个发射端，发射机阵列101发出的2N路光信号，经过所述复用器102复用到其两个输出端（即第一输出端和第二输出端）上，也就是将发射机阵列101发出的N路光信号复用到第一输出端上，将另外的N路光信号复用到第二输出端上；然后再对所述复用器102两个输出端输出的信号分别进行放大，在该实施方式中，所述第一放大器103对所述复用器102第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，所述第二放大器104对所述复用器102第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；最后通过所述偏振合波器105，对所述第一放大器103输出的第一信号和所述第二放大器104输出的第二信号进行偏振合波，可具体地，输出的第一信号和第二信号均是N路的信号，也就是说将通过所述偏振合波器105偏振合波得到的2N路信号复用到同一光纤106上。

另容易想到的是，此处仅以图1所示偏振合波器105的设置进行示意说明，本发明实施例中所述偏振合波器105目的是将第一放大器103和第二放大器104输出的2N路信号合波复用到同一光纤106上，对所述偏振合波器105的设置位置不作具体限定。

可以理解的是，本发明实施例中，所述第一放大器103和第二放大器104均可以为助推放大器，如半导体光放大器（SOA，SemiconductorOpticalAmplifier）；而且根据不同的应用实例，所述第一放大器103和第二放大器104的驱动电流可以相同，也可以不同，用于功率均衡；其驱动可以采用两个分立的助推放大器芯片，也可以采用一个芯片上集成两个助推放大器的集成芯片。

需要说明的是，所述复用器102、第一放大器103和第二放大器104并不限定输入端和输出端，在本发明实施例中，为方便描述，将所述复用器102、第一放大器103和第二放大器104中信号输入的端口称为输入端，信号输出的端口称为输出端，但并不能作为对本发明的限定。

由上述可知，本发明实施例提供的光发射机1，相对于现有的OLT光发射模块，采用了两步复用，至少两个放大器进行放大的结构，以减少放大器中不同信号之间的串扰，提高了单通道输出功率，而且传输过程中采用了偏振复用技术，即通过偏振合波器，能减小复用器的损耗，降低对放大器增益的要求。

以下在图1所示的光发射机1基础上，对所述光发射机1中第一放大器103和第二放大器104分别与偏振合波器105连接的位置关系进行详细介绍。请参见图2，图2为本发明实施例提供的光发射机1的另一结构示意图，该光发射机1包括：

发射机阵列101，复用器102、第一放大器103、第二放大器104、偏振合波器105；

所述发射机阵列101包括2N个发射端，所述复用器102包括2N个输入端、第一输出端和第二输出端，所述复用器102的第一输出端与所述第一放大器103的输入端相连，所述复用器102的第二输出端与所述第二放大器104的输入端相连，所述N为正整数；

进一步地，在该实施方式中，所述偏振合波器105包括第一输入端，所述偏振合波器105的第一输入端与所述第一放大器103的输出端对准；所述光发射机1还包括偏振旋转器107，所述偏振旋转器107设置于所述第一放大器103的输出端和偏振合波器105的第一输入端之间，所述偏振旋转器107用于将所述第一信号的偏振态旋转M度，并输入至所述偏振合波器105的第一输入端，所述M为90的奇数倍。

可以理解的是，在实际操作应用中，所述M通常取值为1，即所述偏振旋转器107将所述第一信号的偏振态旋转90度；由于偏振旋转器107是一个一定长度的晶体材料，光束通过偏振旋转器107是偏振态会发生旋转，加上光束偏振态转过的角度和偏振旋转器107的长度称正比，因此在本方法实施例中将所述第一信号的偏振态旋转90度，偏振旋转器107所需要的长度最小。

更进一步地，所述光发射机1还包括反射装置108，所述反射装置108包括入射端和反射端，所述偏振合波器105还包括第二输入端，所述反射装置108的入射端与第二放大器104的输出端对准，所述反射装置108的反射端与偏振合波器105的第二输入端对准；所述反射装置108用于对所述第二信号进行反射，并输入至所述偏振合波器105的第二输入端。

另外，在某些实施方式中，所述复用器102，可以具体用于针对所述发射机阵列101的发射端发出的信号中每两路相邻的信号，对其中一路信号进行反射，对另一路信号进行滤波，并对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，以使将合波后的信号复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。或者，在某些实施方式中，所述复用器102，可以具体用于针对所述发射机阵列101的发射端发出的信号中每两路非相邻的信号，将其复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

可以理解的是，本发明该实施例中，所述复用器102可以以两种方式将发射机阵列101的发射端发出的信号复用到所述第一输出端和所述第二输出端上，一是针对所述发射机阵列101的发射端发出的信号中每两路相邻的信号，二是针对所述发射机阵列101的发射端发出的信号中每两路非相邻的信号，此处不作具体限定。

本实施例提供的光发射机1，发射机阵列101发出的2N路光信号，经过复用器102，将发射机阵列101发出的N路光信号复用到第一输出端上，将另外的N路光信号复用到第二输出端上；然后第一放大器103对所述复用器102第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，所述偏振旋转器107将第一放大器103输出的第一信号的偏振态旋转90度（或90的奇数倍），并输入至偏振合波器105的第一输入端；第二放大器104对复用器102第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；所述第二信号从反射装置108的入射端输入，经过反射，从反射装置108的反射端输出，并输入至所述偏振合波器105的第二输入端，偏振合波器105将从第一输入端输入的N路信号和从第二输入端输入的N路信号进行偏振合波，并将得到的2N路信号复用到同一光纤106上。

可以理解的是，本发明实施例中，所述第一放大器103和第二放大器104均可以为助推放大器，如半导体光放大器SOA。而且根据不同的应用实例，所述第一放大器103和第二放大器104的驱动电流可以相同，也可以不同，用于功率均衡；其驱动可以采用两个分立的助推放大器芯片，也可以采用一个芯片上集成两个助推放大器的集成芯片。

需要说明的是，所述复用器102、第一放大器103、第二放大器104和偏振合波器105并不限定输入端和输出端，在本发明实施例中，为方便描述，将所述复用器102、第一放大器103、第二放大器104和偏振合波器105中信号输入的端口称为输入端，信号输出的端口称为输出端；同理，反射装置108也并不限定入射端和反射端，在本发明实施例中，将反射装置108中信号输入的端口称为入射端，经过反射后输出的端口称为反射端，但并不能作为对本发明的限定。

由上述可知，本发明实施例提供的光发射机1，相对于现有的OLT光发射模块，采用了两个放大器（SOA）对信号进行放大，由于每个放大器只放大N路信号，在达到同样的单路输出功率前提下，总的输出功率可以减小一半，同时由于每个放大器所需要放大的信道数减少了，因此可以大大减少放大器中不同信号之间的串扰，提高了单通道输出功率；另外，偏振旋转器107将其中N路信号偏振态转过90度（或90的奇数倍），另外N路信号经过反射装置108反射后与改变偏振态的N路信号通过偏振合波器105复用到同一根光纤106里，由于经过反射装置108反射后的N路信号与改变偏振态的N路信号的偏振垂直，因此经过偏振合波后，可以无损的复用到同一根光纤106里，能减小复用器的损耗，降低对放大器增益的要求。并且，偏振复用所需的偏振旋转器和偏振合波器对安装位置的容差大，因此可以实现无源对准，降低封装成本。

接下来，在图2所示的光发射机1基础上，以一具体应用场景为示例，详细介绍本发明提供的光发射机1的结构和工作原理。为方便理解和描述，在该应用场景下，所述N为2；

请参见图3，图3为本发明实施例提供的光发射机1的另一结构示意图，该光发射机1可以包括：

发射机阵列101，复用器102、第一放大器103、第二放大器104、偏振合波器105；

当N为2时，所述光发射机1可以认为是40GTWDM-PONOLT发射光模块结构，所述复用器102为4×2复用器，其中，所述发射机阵列101包括4个发射端，所述复用器102包括4个输入端、第一输出端和第二输出端，所述复用器102的第一输出端与所述第一放大器103的输入端相连，所述复用器102的第二输出端与所述第二放大器104的输入端相连；

本发明实施例中，所述复用器102包括4个输入端和两个输出端，即所述复用器102将发射机阵列101发射端出射的4路光信号复用到两个输出端上；则所述复用器102，用于将所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中两路相邻的信号复用到所述第一输出端上，将另外两路相邻的信号复用到所述第二输出端上。

在该应用场景的一种具体实现方式中，N为2，所述复用器102中可以包括两个反射镜和两个薄膜滤波片（TFF，ThinFilmFilter），可一并参考图4，图4为本发明实施例中所述光发射机1的另一结构示意图，在该具体实现方式中，两个反射镜和两个薄膜滤波片分别设置于发射机阵列101发射端输出的光信号的传输通道上，以使得针对所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中两路相邻的信号，所述复用器102，具体用于通过一个反射镜对其中一路信号进行反射，通过一个薄膜滤波片对另一路信号进行滤波，以使薄膜滤波片对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，复用到所述第一输出端上；针对所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中另外两路相邻的信号，所述,复用器102还用于通过另一个反射镜对其中一路信号进行反射，通过另一个薄膜滤波片对另一路信号进行滤波，以使薄膜滤波片对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，复用到所述第二输出端上。在该具体实现方式中，所述复用器102中采用两个薄膜滤波片作为合波器，可以进一步降低损耗，减小对SOA增益的要求。

为方便理解和描述，如图3和图4中所示，按照从上到下的顺序，可以将发射机阵列101发射的4路光信号依次认为是第一路光信号、第二路光信号、第三路光信号和第四路光信号；在该应用场景中，将这4路信号中，第一路光信号和第二路光信号这两路相邻的信号复用到所述第一输出端上，将另外两路相邻的信号（即第三路光信号和第四路光信号）这两路相邻的信号复用到所述第二输出端上；在如图4所示的该具体实现方式中，针对所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中第一路和第二路这两路相邻的信号，所述复用器102具体用于通过一个反射镜对第一路信号进行反射，通过一个薄膜滤波片对第二路信号进行滤波，以使薄膜滤波片对反射后的第一路信号和滤波后的第二路信号进行合波，复用到所述第一输出端上；针对所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中另外两路相邻的信号，所述复用器102还用于通过另一个反射镜对第三路信号进行反射，通过另一个薄膜滤波片对第四路信号进行滤波，以使薄膜滤波片对反射后的第三路信号和滤波后的第四路信号进行合波，复用到所述第二输出端上。

在所述复用器102对4路信号复用输出后，第一放大器103对复用器102第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，所述偏振旋转器107将第一放大器103输出的第一信号的偏振态旋转90度（或90的奇数倍），并输入至偏振合波器105的第一输入端；第二放大器104对复用器102第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；所述第二信号从反射装置108的入射端输入，经过反射，从反射装置108的反射端输出，并输入至所述偏振合波器105的第二输入端，偏振合波器105将从第一输入端输入的两路信号和从第二输入端输入的两路信号进行偏振合波，并将得到的4路信号复用到同一光纤106上。

可以理解的是，本发明实施例中，所述第一放大器103和第二放大器104均可以为助推放大器，如半导体光放大器SOA；而且根据不同的应用实例，所述第一放大器103和第二放大器104的驱动电流可以相同，也可以不同，用于功率均衡；其驱动可以采用两个分立的助推放大器芯片，也可以采用一个芯片上集成两个助推放大器的集成芯片。

另容易想到的是，在某些实施例中，所述N可以为其他正整数，如N为4时，即OLT光发射模块1中发射机阵列101包括8个发射端，所述复用器102为8×2复用器，将八路光信号复用到第一输出端和第二输出端，本实施例中的图3和图4仅以N为2对光发射机1的结构和工作原理进行分析，并不作为对本发明的限定。

由上述可知，本发明实施例提供的光发射机1，相对于现有的OLT光发射模块，采用了两个放大器（SOA）对信号进行放大，由于每个放大器只放大两路信号，在达到同样的单路输出功率前提下，总的输出功率可以减小一半，同时由于每个放大器所需要放大的信道数减少了，因此可以大大减少放大器中不同信号之间的串扰，提高了单通道输出功率；另外，偏振旋转器107将其中两路信号偏振态转过90度（或90的奇数倍），另外两路信号经过反射装置108反射后与改变偏振态的两路信号通过偏振合波器105复用到同一根光纤106里，由于经过反射装置108反射后的两路信号与改变偏振态的两路信号的偏振垂直，因此经过偏振合波后，可以无损的复用到同一根光纤106里，能减小复用器的损耗，降低对放大器增益的要求。并且，偏振复用所需的偏振旋转器和偏振合波器对安装位置的容差大，因此可以实现无源对准，降低封装成本。

接下来，在图2所示的光发射机1基础上，以另一具体应用场景为示例，详细介绍本发明提供的光发射机1的结构和工作原理。为方便理解和描述，在该应用场景下，所述N为2；

请参见图5，图5为本发明实施例提供的光发射机1的另一结构示意图，该光发射机1可以包括：

发射机阵列101，复用器102、第一放大器103、第二放大器104、偏振合波器105；

其中，所述发射机阵列101包括4个发射端，所述复用器102包括4个输入端、第一输出端和第二输出端，所述复用器102的第一输出端与所述第一放大器103的输入端相连，所述复用器102的第二输出端与所述第二放大器104的输入端相连；

本发明实施例中，所述复用器102包括4个输入端和两个输出端，即所述复用器102将发射机阵列101发射端出射的4路光信号复用到两个输出端上；则所述复用器102，用于将所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中两路非相邻的信号复用到所述第一输出端上，将另外两路非相邻的信号复用到所述第二输出端上。也就是说，该应用场景下，所述复用器102是采用交叉复用方式，该种复用方式相对于上一实施例，由于进入同一个放大器进行放大的两个信号频率间隔更大，因而信号间的串扰也可以进一步减小。

为方便理解和描述，如图5中所示，按照从上到下的顺序，可以将发射机阵列101发射的4路光信号依次认为是第一路光信号、第二路光信号、第三路光信号和第四路光信号；在该应用场景中，将这4路信号中，第一路光信号和第三路光信号这两路非相邻的信号复用到所述第一输出端上，将另外两路非相邻的信号（即第三路光信号和第四路光信号）这两路非相邻的信号复用到所述第二输出端上；

在所述复用器102对4路信号复用输出后，第一放大器103对复用器102第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，所述偏振旋转器107将第一放大器103输出的第一信号的偏振态旋转90度（或90的奇数倍），并输入至偏振合波器105的第一输入端；第二放大器104对复用器102第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；所述第二信号从反射装置108的入射端输入，经过反射，从反射装置108的反射端输出，并输入至所述偏振合波器105的第二输入端，偏振合波器105将从第一输入端输入的两路信号和从第二输入端输入的两路信号进行偏振合波，并将得到的4路信号复用到同一光纤106上。

可以理解的是，本发明实施例中，所述第一放大器103和第二放大器104均可以为助推放大器，如半导体光放大器SOA；而且根据不同的应用实例，所述第一放大器103和第二放大器104的驱动电流可以相同，也可以不同，用于功率均衡；其驱动可以采用两个分立的助推放大器芯片，也可以采用一个芯片上集成两个助推放大器的集成芯片。

另容易想到的是，在某些实施例中，所述N可以为其他正整数，如N为4时，即OLT光发射模块1中发射机阵列101包括8个发射端，所述复用器102为8×2复用器，将八路光信号复用到第一输出端和第二输出端，本实施例中的图5仅以N为2对OLT光发射机1的结构和工作原理进行分析，并不作为对本发明的限定。

由上述可知，本发明实施例提供的光发射机1，相对于现有的OLT光发射模块，采用了两个放大器（SOA）对信号进行放大，由于每个放大器只放大两路信号，在达到同样的单路输出功率前提下，总的输出功率可以减小一半，同时由于每个放大器所需要放大的信道数减少了，因此可以大大减少放大器中不同信号之间的串扰，提高了单通道输出功率；偏振旋转器107将其中两路信号偏振态转过90度（或90的奇数倍），另外两路信号经过反射装置108反射后与改变偏振态的两路信号通过偏振合波器105复用到同一根光纤106里，由于经过反射装置108反射后的两路信号与改变偏振态的两路信号的偏振垂直，因此经过偏振合波后，可以无损的复用到同一根光纤106里，能减小复用器的损耗，降低对放大器增益的要求。并且，偏振复用所需的偏振旋转器107和偏振合波器105对安装位置的容差大，因此可以实现无源对准，降低封装成本。另外，该实现方式中复用器102采用交叉复用方式，由于进入同一个放大器进行放大的两个信号频率间隔更大，因而信号间的串扰也可以进一步减小。

为便于更好的实施本发明实施例提供的光发射机1，本发明实施例还提供一种基于上述光发射机1的信号传输方法及无源光网络系统。其中名词的含义与上述光发射机1中相同，具体实现细节可以参考装置实施例中的说明。

请参考图6，图6为本发明实施例提供的一种信号传输方法的流程示意图，其中，该方法应用于上述实施例中所述的光发射机1，所述信号传输方法包括：

S601、将所述光发射机1中发射机阵列101的发射端发出的信号复用到所述光发射机1中复用器102的第一输出端和第二输出端上；

S602、对所述第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号；

S603、对所述第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；

S604、对所述第一信号和所述第二信号进行偏振合波，以使将合波后的信号复用到光纤106上。

可以理解的是，所述信号传输方法的执行主体是光发射机1，如光线路终端OLT，并且由外部终端向OLT的发射机阵列中的每一个发射机发送发射信号指令。

可一并参考如图1所示的光发射机1，所述发射机阵列101包括2N个发射端，发射机阵列101发出的2N路光信号，经过所述复用器102复用到其两个输出端（即第一输出端和第二输出端）上，也就是将发射机阵列101发出的N路光信号复用到第一输出端上，将另外的N路光信号复用到第二输出端上；然后再对复用器102两个输出端输出的信号进行放大，在该实施方式中，第一放大器103对复用器102第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，第二放大器104对复用器102第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；最后通过偏振合波器105，对第一放大器103输出的第一信号和第二放大器104输出的第二信号进行偏振合波，可具体地，输出的第一信号和第二信号均是N路的信号，也就是说将通过偏振合波器105偏振合波得到的2N路信号复用到同一光纤106上。

可以理解的是，本发明实施例中，所述第一放大器103和第二放大器104均可以为助推放大器，如半导体光放大器SOA；而且根据不同的应用实例，所述第一放大器103和第二放大器104的驱动电流可以相同，也可以不同，用于功率均衡；其驱动可以采用两个分立的助推放大器芯片，也可以采用一个芯片上集成两个助推放大器的集成芯片。

由上述可知，本发明实施例提供的应用于光发射机1的信号传输方法，所述光发射机1采用了两步复用，至少两个放大器进行放大的结构，以减少放大器中不同信号之间的串扰，提高了单通道输出功率，而且传输过程中采用了偏振复用技术，即通过偏振合波器，能减小复用器的损耗，降低对放大器增益的要求。

进一步地，所述对所述第一信号和所述第二信号进行偏振合波（步骤S604）之前，还可以包括S6031和S6032，可参考图7，图7为本发明实施例提供的信号传输方法的另一流程示意图；

S6031、将所述第一信号的偏振态旋转M度，并输入至偏振合波器105的第一输入端，所述M为90的奇数倍；

S6032、对所述第二信号进行反射，并输入至偏振合波器105的第二输入端。

可一并参考如图2所示的光发射机1，所述光发射机1还包括偏振旋转器107和反射装置108，所述偏振合波器105的第一输入端与所述第一放大器103的输出端对准，所述偏振旋转器107设置于第一放大器103的输出端和偏振合波器105的第一输入端之间；所述反射装置108的入射端与第二放大器104的输出端对准，所述反射装置108的反射端与偏振合波器105的第二输入端对准；所述偏振旋转器107用于将所述第一信号的偏振态旋转90度（或90的奇数倍），所述反射装置108用于对所述第二信号进行反射，分别将旋转偏振态的第一信号和经反射后的第二信号输入偏振合波器105的第一输入端和第二输入端。

可选的，在某些实施方式中，所述将所述光发射机1中发射机阵列101的发射端发出的信号复用到所述光发射机1中复用器102的第一输出端和所述第二输出端上（步骤S601）可以具体为：针对所述发射机阵列101的发射端发出的信号中每两路相邻的信号，对其中一路信号进行反射，对另一路信号进行滤波，并对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，以使将合波后的信号复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

在某些实施方式中，所述将所述光发射机1中发射机阵列101的发射端发出的信号复用到所述光发射机1中复用器102的第一输出端和所述第二输出端上（步骤S601）可以具体为：针对所述发射机阵列101的发射端发出的信号中每两路非相邻的信号，将其复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

可以理解的是，本发明该实施例中，所述复用器102可以以两种方式将发射机阵列101的发射端发出的信号复用到所述第一输出端和所述第二输出端上，一是针对所述发射机阵列101的发射端发出的信号中每两路相邻的信号，二是针对所述发射机阵列101的发射端发出的信号中每两路非相邻的信号，此处不作具体限定。

如图2所示的光发射机1，发射机阵列101发出的2N路光信号，经过所述复用器102，将发射机阵列101发出的N路光信号复用到第一输出端上，将另外的N路光信号复用到第二输出端上；然后第一放大器103对复用器102第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，所述偏振旋转器107将第一放大器103输出的第一信号的偏振态旋转90度（或90的奇数倍），并输入至偏振合波器105的第一输入端；第二放大器104对所述复用器102第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；所述第二信号从反射装置108的入射端输入，经过反射，从反射装置108的反射端输出，并输入至所述偏振合波器105的第二输入端，偏振合波器105将从第一输入端输入的N路信号和从第二输入端输入的N路信号进行偏振合波，并将得到的2N路信号复用到同一光纤106上。

由上述可知，本发明实施例提供的应用于光发射机1的信号传输方法，采用了两个放大器（SOA）对信号进行放大，由于每个放大器只放大N路信号，在达到同样的单路输出功率前提下，总的输出功率可以减小一半，同时由于每个放大器所需要放大的信道数减少了，因此可以大大减少放大器中不同信号之间的串扰，提高了单通道输出功率；另外，偏振旋转器107将其中N路信号偏振态转过90度（或90的奇数倍），另外N路信号经过反射装置108反射后与改变偏振态的N路信号通过偏振合波器105复用到同一根光纤106里，由于经过反射装置108反射后的N路信号与改变偏振态的N路信号的偏振垂直，因此经过偏振合波后，可以无损的复用到同一根光纤106里，能减小复用器的损耗，降低对放大器增益的要求。并且，偏振复用所需的偏振旋转器和偏振合波器对安装位置的容差大，因此可以实现无源对准，降低封装成本。

更进一步地，当所述N为2时，即所述光发射机1可以认为是40GTWDM-PONOLT发射光模块结构，其中，所述发射机阵列101包括4个发射端，所述复用器102为4×2复用器，所述复用器102包括4个输入端、第一输出端和第二输出端，所述复用器102的第一输出端与所述第一放大器103的输入端相连，所述复用器102的第二输出端与所述第二放大器104的输入端相连；

在一种实现方式中，可参考如图3所示的光发射机1，所述将所述光发射机1中发射机阵列101的发射端发出的信号复用到所述光发射机1中复用器102的第一输出端和所述第二输出端上（步骤S601）可以具体为：将所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中两路相邻的信号复用到所述第一输出端上，将另外两路相邻的信号复用到所述第二输出端上。

可具体地，请一并参考如4所示的光发射机1，N为2，所述复用器102中包括两个反射镜和两个薄膜滤波片，所述将所述光发射机1中发射机阵列101的发射端发出的信号复用到所述光发射机1中复用器102的第一输出端和所述第二输出端上（步骤S601）可以具体为：针对所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中两路相邻的信号，通过一个反射镜对其中一路信号进行反射，通过一个薄膜滤波片对另一路信号进行滤波，以使薄膜滤波片对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，复用到所述第一输出端上；针对所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中另外两路相邻的信号，通过另一个反射镜对其中一路信号进行反射，通过另一个薄膜滤波片对另一路信号进行滤波，以使薄膜滤波片对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，复用到所述第二输出端上。在该具体实现方式中，所述复用器102中采用两个薄膜滤波片作为合波器，可以进一步降低损耗，减小对SOA增益的要求。

当所述N为2，在另一种实现方式中，可参考如图5所示的光发射机1，所述将所述光发射机1中发射机阵列101的发射端发出的信号复用到所述光发射机1中复用器102的第一输出端和所述第二输出端上（步骤S601）可以具体为：将所述发射机阵列101的发射端发出的4路信号中两路非相邻的信号复用到所述第一输出端上，将另外两路非相邻的信号复用到所述第二输出端上。

另容易想到的是，在某些实施例中，所述N可以为其他正整数，如N为4时，即OLT光发射模块1中发射机阵列101包括8个发射端，所述复用器102为8×2复用器，将八路光信号复用到第一输出端和第二输出端，本实施例中的图3、图4和图5仅以N为2对光发射机1的结构和工作原理进行分析，并不作为对本发明的限定。

可以理解的是，本发明方法实施例中发射机阵列101，复用器102、第一放大器103、第二放大器104、偏振合波器105、光纤106、偏振旋转器107和反射装置108之间的结构连接和各个功能模块的功能可以参考前述光发射机1实施例中的相关内容进行具体实现，此处不再赘述。

由上述可知，本发明实施例提供的应用于基于光发射机1的信号传输方法，采用了两个放大器（SOA）对信号进行放大，由于每个放大器只放大两路信号，在达到同样的单路输出功率前提下，总的输出功率可以减小一半，同时由于每个放大器所需要放大的信道数减少了，因此可以大大减少放大器中不同信号之间的串扰，提高了单通道输出功率；另外，偏振旋转器107将其中两路信号偏振态转过90度（或90的奇数倍），另外两路信号经过反射装置108反射后与改变偏振态的两路信号通过偏振合波器105复用到同一根光纤106里，由于经过反射装置108反射后的两路信号与改变偏振态的两路信号的偏振垂直，因此经过偏振合波后，可以无损的复用到同一根光纤106里，能减小复用器的损耗，降低对放大器增益的要求。并且，偏振复用所需的偏振旋转器107和偏振合波器105对安装位置的容差大，因此可以实现无源对准，降低封装成本。

本发明实施例还提供一种无源光网络系统，请参考图8，图8为本发明实施例提供的无源光网络系统的结构示意图，所述系统包括：光线路终端OLT和光网络单元ONU，其中，所述光线路终端和/或光网络单元包括：如上述实施例所述光发射机1。

优选地，所述无源光网络系统可以为TWDM-PON系统，具体如下：

TWDM-PON由局侧的OLT、用户侧的ONU或者光网络终端（ONT，OpticalNetworkTerminal）以及光分配网络（ODN，OpticalDistributionNetwork）组成。无源光网络一般采用树型的拓扑结构，典型的TWDM-PON网络架构如图8所示，下面以该架构为例进行说明。其中，所述OLT或者ONU中采用上述实施例图示1至5所述的光发射机1的结构。

OLT为PON系统提供网络侧接口，连接一个或多个ODN。ODN是无源分光器件，用于连接OLT设备和ONU或者光网络终端（ONT，OpticalNetworkTerminal）设备，用于分发或复用OLT和ONU或者ONT之间的数据信号。ONU为PON系统提供用户侧接口，与ODN相连。如果ONU直接提供用户端口功能，如PC上网用的以太网用户端口，则称为ONT。无特殊说明，下文提到的ONU统指ONU和ONT。图8以OLT包含有4个光发射机Tx1～Tx4及4个接收机Rx1～Rx4为例。

在TWDM-PON系统中，从OLT到ONU称为下行；反之，从ONU到OLT为上行。上行方向和下行方向各有多个（≥1）波长，图8中假设上行和下行各有4个波长，以WDM方式共存，互相不干扰。

在下行方向上，OLT的4个光发射机Tx1～Tx4，分别以不同波长的光信号广播下行数据，通过波长复用器/解复用器、WDM耦合器后输出到ODN的主干光纤，经ODN传输到各个ONU，ONU使用可调接收机，在其中一个下行波长上接收下行广播数据信号。

在上行方向上，ONU的可调发射机使用其中一个上行波长，以时分多址（TDMA，TimeDivisionMultipleAccess）方式发射突发光信号，经过ODN的主干光纤到达OLT，经OLT的WDM耦合器和波长解复用器，不同波长的光信号分别由4个不同的接收机Rx1～Rx4接收。同一上行波长上的各个ONU，采用TDMA方式传输数据，即通过OLT为每个ONU分配时隙，各个ONU必须严格按照OLT分配的时隙发送数据，从而保证上行数据不发生冲突。

实际TWDM-PON网络中，可能的网络拓扑结构可以为：有一个OLT机架（chassis），多个PON口（port）都在一块板卡（linecard）上，通过波长复用器件与ODN连接；或者，有一个OLT机架及多块板卡，每块板卡有至少一个PON口，多个PON口通过波长复用器件与ODN连接；，又或者，有至少两个OLT机架，每个OLT机架有多块板卡，每块板卡有至少一个PON口，多个PON口通过波长复用器件与ODN连接。

OLT板卡有两种端口，一种是网络侧端口，与以太网（ETH，Ethernet）或者IP网络或者异步传输模式（ATM，AsynchronousTransferMode）/同步数字体系（SDH，synchronousdigitalhierarchy）网络连接；另一种是PON口，通过ODN与各ONU连接。同一个OLT板卡上的不同PON口，可以通过OLT板卡内部总线进行通信；同一个OLT机架上的不同OLT板卡之间，可以通过其网络侧端口，通过机架的背板总线通信；不同OLT机架的OLT板卡，可以通过与机架连接的ETH网络或者IP网络ATM网络等络通信。

由上述可知，本发明实施例提供的无源光网络系统，所述系统中的光线路终端和光网络单元包括光发射机1，或者，所述光线路终端包括光发射机1或者所述光网络单元包括光发射机1，通过所述光发射机1采用了两步复用，至少两个放大器进行放大的结构，以减少放大器中不同信号之间的串扰，提高了单通道输出功率，而且传输过程中采用了偏振复用技术，即通过偏振合波器，能减小复用器的损耗，降低对放大器增益的要求。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置及装置中的单元模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccessMemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的一种光发射机、信号传输方法及无源光网络系统进行了详细介绍，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 (10)

1.一种光发射机，包括：发射机阵列，复用器，其特征在于，还包括：

第一放大器、第二放大器、偏振合波器；

所述发射机阵列包括2N个发射端，所述复用器包括2N个输入端、第一输出端和第二输出端，所述复用器的第一输出端与所述第一放大器的输入端相连，所述复用器的第二输出端与所述第二放大器的输入端相连，所述N为正整数；

所述复用器，用于将所述发射机阵列的发射端发出的信号复用到所述第一输出端和所述第二输出端上；

所述第一放大器，用于对所述第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号，所述第二放大器用于对所述第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；

所述偏振合波器，用于对所述第一信号和所述第二信号进行偏振合波，以使将合波后的信号复用到光纤上。

2.根据权利要求1所述光发射机，其特征在于，所述偏振合波器包括第一输入端，所述偏振合波器的第一输入端与所述第一放大器的输出端对准；

所述光发射机还包括偏振旋转器，所述偏振旋转器设置于所述第一放大器的输出端和偏振合波器的第一输入端之间，所述偏振旋转器用于将所述第一信号的偏振态旋转M度，并输入至所述偏振合波器的第一输入端，所述M为90的奇数倍。

3.根据权利要求2所述光发射机，其特征在于，所述光发射机还包括反射装置，所述反射装置包括入射端和反射端，所述偏振合波器还包括第二输入端，所述反射装置的入射端与第二放大器的输出端对准，所述反射装置的反射端与偏振合波器的第二输入端对准；

所述反射装置用于对所述第二信号进行反射，并输入至所述偏振合波器的第二输入端。

4.根据权利要求1至3任一项所述光发射机，其特征在于，

所述复用器，具体用于针对所述发射机阵列的发射端发出的信号中每两路相邻的信号，对其中一路信号进行反射，对另一路信号进行滤波，并对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，以使将合波后的信号复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

5.根据权利要求1至3任一项所述光发射机，其特征在于，

所述复用器，具体用于针对所述发射机阵列的发射端发出的信号中每两路非相邻的信号，将其复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

6.一种信号传输方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的光发射机，所述方法包括：

将所述光发射机中发射机阵列的发射端发出的信号复用到所述光发射机中复用器的第一输出端和第二输出端上；

对所述第一输出端输出的信号进行放大并输出第一信号；

对所述第二输出端输出的信号进行放大并输出第二信号；

对所述第一信号和所述第二信号进行偏振合波，以使将合波后的信号复用到光纤上。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述第一信号和所述第二信号进行偏振合波之前，还包括：

将所述第一信号的偏振态旋转M度，并输入至偏振合波器的第一输入端，所述M为90的奇数倍；

对所述第二信号进行反射，并输入至偏振合波器的第二输入端。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述将所述光发射机中发射机阵列的发射端发出的信号复用到所述光发射机中复用器的第一输出端和所述第二输出端上，具体为：

针对所述发射机阵列的发射端发出的信号中每两路相邻的信号，对其中一路信号进行反射，对另一路信号进行滤波，并对反射后的信号和滤波后的信号进行合波，以使将合波后的信号复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述将所述光发射机中发射机阵列的发射端发出的信号复用到所述光发射机中复用器的第一输出端和所述第二输出端上，具体为：

针对所述发射机阵列的发射端发出的信号中每两路非相邻的信号，将其复用到所述第一输出端或所述第二输出端上。

10.一种无源光网络系统，所述系统包括：光线路终端和光网络单元，其特征在于，所述光线路终端和/或光网络单元包括：如权利要求1至5任一项所述光发射机。