CN104378171A

CN104378171A - 光线路终端、光网络单元以及光通信系统

Info

Publication number: CN104378171A
Application number: CN201310354302.4A
Authority: CN
Inventors: 昌庆江; 黄喜
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2033-08-14
Also published as: CN104378171B

Abstract

现有TWDM-PON中的ONU使用可调激光器，成本高，另外，在将来需要支持长距离的40Gb/s对称的TWDM-PON。本发明提供了一种光线路终端，包括：种子光源，用于光网络单元端外部注入的种子光源，以产生上行波长(λ_Ui)；以及解偏器，用于对该种子光进行解偏，从而消除该种子光源的偏振依赖性。本发明还提供了一种光网络单元，包括：反射式光放大器，用于放大所接收的上行波长(λ_Ui)上的种子光和承载了下行通信的下行光信号，并将放大的光信号分别反射到光网络单元的上行发射机和下行接收机；波分解复用单元，用于解复用被放大的该下行光信号和该种子光；下行接收机(Rx)，用于接收被解复用的该下行光信号并恢复该下行通信；上行发射机，被解复用的该种子光外部注入锁模后，产生该上行波长(λ_Ui)上的、被调制了上行通信的上行光信号以输出。

Description

光线路终端、光网络单元以及光通信系统

技术领域

本发明涉及光网络，尤其涉及基于无源光网络的波分复用光网络。

背景技术

随着高级多媒体的广泛应用，例如3D电视、远程医疗服务、在线游戏，互动视频学习等应用的开发，对带宽的需求有了巨大的增长。下一代PON2(NG-PON2)作为长期演进的PON解决方案，正作为一个热点议题，由国际电信联盟电信部(ITU-T)和全业务接入网(Full Service Access Network，简称FSAN)所商讨。大多数的运营商希望NG-PON2能够提供更大的带宽、更高的分光比(splitting ratio)、更长的传输距离以及更好的接入能力。目前，ITU-T和FSAN正在最终确定NG-PON2的需求，以将可用带宽增加至40Gb/s速率。

在已经提出的技术方案中，TWDM-PON已于2012年4月被FSAN所考虑作为对NG-PON2的主要解决方案，其中，10G-PON(XGPON)被堆叠在一起，通过多对波长来增加聚合的PON速率。通过四对波长，可以获得下行方向40Gbps与上行方向10G Gbps的速率。这满足了NG-PON2的要求。在单个波长中，TWDM-PON重用了XG-PON的下行复用以及上行接入技术、时隙颗粒度、多播能力、以及带宽分配机制。

但是，在TWDM-PON中，ONU发射机必须有能力将上行信息调制至四个上行波长中的任意一个波长上。ONU接收机也必须有能力从到四个下行波长中的任一个波长上检测出下行信息。因此，设计低成本的可调ONU成为了一个关键的技术问题。

目前，波长可调技术是现有的用于实现无色ONU的最佳方案，其中，一个可调光滤波器用于下行信号波长选择性，并且一个可调激光器用于上行信号发射机，如图1所示。具体地说，在下行方向，在光线路终端OLT中，四个下行波长λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4被复用器MUX汇聚后，再经过波分复用器(WDM)输出。经由光纤传输到远程节点RN。远程节点RN包括分光器将被复用的四个下行波长分为n路，其中每一路都带有四个下行波长的信号。分光器输出的各路复用信号达到光网络单元ONU(图1中仅示出了一个ONU)，该光网络单元ONU是对应于下行波长λ_D1。其包括可调滤光器将对应于该ONU1的波长λ_D1的信号从复用的四个下行波长的信号中选出，并提供给接收机Rx进行检测。而在上行方向，ONU中的可调激光器将输出被调制了上行信号的波长为λ_U1的上行信号。该上行信号被提供至RN。RN中的分光器将各个ONU提供的不同波长的上行信号λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4合成在一起，通过光纤发送回OLT。OLT中解复用器(DEMUX)将上行信号解复用，并分别提供给相应的上行接收机Rx1、Rx2、Rx3、Rx4。

发明内容

为了实现TWDM-PON系统，有一些重要的需求必须被满足：

1)由于可调激光器的价格是非常昂贵的，所以在ONU中设置可调激光器将会使ONU的成本激增，因此，需要设计其他结构的低成本的可调ONU。

2)传输距离需要增加，目前对传输距离的要求是达到20公里，在未来传输距离的要求将会增加至长达60至100公里。为了满足这个需求，业界提出的一个方案是在远程节点之中设置光放大器，例如图1的RN中的斜划线所示的放大器所示。但是，这将会改变RN的结构，将RN改为一个有源器件，不得不去改造已经部署好的RN和ODN(光分布网络)，因此该方案推广受到了一定限制。

3)需要支持至少1∶64的分光比，在未来还会要求更高的分光比。

4)运营商希望能够提供40Gb/s的上行带宽，以实现对称的40Gb/sTWDM-PON。因此，需要实现10Gb/s的可调ONU发射机，这有一定的技术难度。

本方案关注于能够提供低成本、高速率的可调ONU，并且还关注于为长距离传输或更多ONU用户提高功率预算(power budget)，以及对称的40Gb/s速率。本发明的发明构思包括如下至少一项：

1.在OLT端使用DFB阵列来提供种子光源，外部注入到ONU处的FP-LD，FP-LD工作在外部注入锁模模式下，产生四个上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)。

2.ONU处的FP-LD工作在外部注入锁模模式下，通过接收由可调滤光器选择出的某个种子光，FP-LD能够输出单模的该种子光波长的光信号，以产生调制了上行通信的、相同上行波长上的上行光信号。

3.在OLT端使用解偏器将四个上行波长的光信号进行解偏，去除各个光信号的偏振依赖。在ONU处，去除偏振相关后的种子光注入到FP-LD，得到的单纵模光可以调制10Gb/s的上行信号。而如果不进行解偏，那么FP-LD的调制速率将受到很大限制，这是因为具有偏振依赖的光信号无法被以较高的速率调制(会出现误码率高等问题)

4.在ONU处，使用一个光放大器来对下行光信号和种子光进行放大，提高了下行信号的功率预算，这样能够在RN和ODN保持不变的基础上延伸传输距离。并且也为FP-LD外部注入锁模的种子光提供了所需的光功率。

5.在ONU处，所使用的可调滤光器不仅选择所需的下行光信号和上行波长的种子光来提供给光放大器，也滤除放大信号中的光放大器产生的ASE(放大自发辐射)噪声。

基于以上发明构思，本发明的第一个方面提供了一种光线路终端(OLT)，包括如下部件：下行发射部分，用于发射承载下行通信的、下行波长(λ_Di)上的下行光信号；上行接收部分，用于接收承载上行通信的、上行波长(λ_Ui)上的上行光信号，并恢复出该上行通信；还包括：种子光源，用于光网络单元端外部注入的种子光源，以产生上行波长(λ_Ui)；解偏器，用于对该种子光进行解偏，从而消除该种子光源的偏振依赖性；波分复用单元，用于将该下行光信号和经解偏的该种子光源复用在一起以输出，并将来自外部的该上行光信号提供给该上行接收部分。

在该方面中，首先，由OLT提供上行波长上的种子光，ONU端可以使用该种子光外部注入到FP-LD来产生上行光信号，避免使用价格昂贵的可调激光器来产生上行光信号，因此降低了ONU的成本。第二，OLT端消除了种子光的偏振依赖性，因此允许了ONU中的FP-LD可以调制10Gb/s的上行光信号，使得10Gb/s的ONU能够得以实现，进而允许以很低的成本来实现对称的40Gb/s TWDM-PON。

在一个优选的实施方式中，所述种子光源作为外部注入的种子光产生所需的上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)；所述上行接收部分进一步包括：解复用器，将波分复用的上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)上的上行光信号进行解复用；多个上行接收机(Rx1，Rx2，Rx3，Rx4)，分别一一接收解复用出的相应上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)的上行光信号并进行检测。

在该优选的实施方式中，能够复用多个上行波长，进一步提供了对TWDM-PON的支持。

在一个优选的实施方式中，所述种子光源进一步包括：DFB阵列或多个DFB单元，用于产生所述所需的上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)的种子光；复用器，用于将所述不同波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)的多个种子光复用在一起以提供给该波分复用单元。

该实施方式使用DFB阵列来实现种子光源，成本较低。

在一个优选的实施方式中，所述下行发射部分进一步包括：多个下行发射机(Tx1，Tx2，Tx3，Tx4)，分别提供不同下行波长(λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4)上的下行光信号；复用器，将该多个下行波长(λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4)上的下行光信号复用在一起提供给所述波分复用单元。

在该优选的实施方式中，能够复用多个下行波长，进一步提供了对TWDM-PON的支持。

基于以上发明构思，本发明的第二个方面提供了一种光网络单元(ONU-i)，接收来自光线路终端的产生上行波长(λ_Ui)所需的种子光和承载了下行通信的、下行波长(λ_Di)上的下行光信号，包括如下部件：反射式光放大器，用于放大该下行光信号和该种子光，并将放大的光信号分别反射到光网络单元的上行发射机和下行接收机；波分解复用单元，用于解复用被放大的该下行光信号和该种子光；下行接收机(Rx)，用于接收被解复用的该下行光信号并恢复该下行通信；上行发射机，被解复用的该种子光外部注入锁模后，产生该上行波长(λ_Ui)上的、被调制了上行通信的上行光信号以输出。

在该方面中，在ONU中设置了反射式光放大器，因此增加了下行信号的功率预算，并且也增大了种子光的功率从而允许上行发射机通过外部注入锁模来产生功率强的上行光信号，因此提供了对长距离传输和多ONU用户的支持。并且，ONU端选择接收上行波长上的种子光，使用该种子光来产生上行光载波，避免使用价格昂贵的可调激光器来调制上行光信号，因此降低了ONU的成本。

在一个优选的实施方式中，所述光放大器包括：反射式半导体光放大器(RSOA)，该反射式半导体光放大器的放大波长范围覆盖该上行波长(λ_Ui)和该下行波长(λ_Di)。

在该实施方式中，RSOA的价格较低，因此降低了ONU的成本，利于ONU的部署。

在一个优选的实施方式中，所述上行发射机包括：法布里-珀罗激光器(FP-LD)，工作在外部注入锁模方式下，以产生所需的上行波长(λ_Ui)，并将上行信号调制于该上行波长上。

在该优选的实施方式中，使用价格较低的FP-LD，降低了ONU的成本，并且保证了上行调制的性能。

在一个优选的实施方式中，该光网络单元能同时接收不同下行波长(λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4)的下行光信号和来自光线路终端的产生上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)所需的种子光，该光网络单元还包括：可调光滤波器(TOF)，用于从被复用的不同下行波长(λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4)的上行光信号和被复用的不同波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)的种子光中滤出产生上行波长(λ_Ui)所需的种子光和所需的该下行波长(λ_Di)上的下行光信号，并将滤出的光信号提供给该光放大器。

在该优选的实施方式中，能够对多个下行波长和上行波长进行可调节的选择，提供了对TWDM-PON的支持。

进一步优选的，该可调光滤波器(TOF)还接收来自被该反射式光放大器反射回的放大信号，同时滤除该放大信号中的、该反射式光放大器产生的自发辐射噪声，并将经放大的该下行光信号和该种子光提供给该波分解复用单元。

在一个优选的实施方式中，该可调光滤波器(TOF)包括：标准具滤波器，其传输频谱的谱峰与该需要进行波长选择的下行光信号的该下行波长(λ_Di)和该种子光的波长(λ_Ui)对准，且其传输频谱的谱峰与其它不需要进行波长选择的下行波长及种子光的波长错开。

在该优选的实施方式中，仅使用单个标准具滤波器就能够同时对下行波长和上行波长进行选择，简化了光网络单元的结构以及波长管理操作。而现有技术中，下行和上行波长选择是分别进行的，因此使得波长管理的复杂度较高。

在一个优选的实施方式中，所述外部注入的种子光是已由解偏器去除偏振依赖的，所述法布里-珀罗激光器(FP-LD)经过去除偏振相关的种子光外部注入锁模后得到的单纵模光源，能够调制速率为10G/s的上行信号。

在该实施方式中，由于所接收的种子光的偏振依赖性已被消除，因此允许了ONU以高达10Gb/s的数据率来调制上行光信号，使得10Gb/s的ONU能够得以实现，进而允许以很低的成本来实现对称的40Gb/s TWDM-PON。

根据本发明的第三个方面，提供了一种光通信系统，其中包括：根据本发明的第一个方面的光线路终端(OLT)；一个或多个根据本发明的第二个方面的光网络单元(ONU-i)；远程节点(RN)，与该光线路终端(OLT)和该光网络单元(ONU-i)通过光纤耦接，该远程节点包括：分光器，用于将来自该光线路终端(OLT)的下行光信号和种子光信号分光给各光网络单元(ONU-i)，并将来自各光网络单元(ONU-i)的上行光信号合路后，传输到该光线路终端(OLT)。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1是现有的TWDM-PON的结构框图；

图2是根据本发明的实施方式的TWDM-PON的结构框图，包括根据本发明的实施方式的光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)；

图3是图2中的光网络单元所使用的可调光滤波器的传输谱与各下行波长和各上行波长的相对关系的示意图；

图4是图2所示的TWDM-PON中不同位置处的光谱的示意图；

图5是图2中的光网络单元所使用的反射式光放大器的增益和波长曲线，该光放大器可以是反射式半导体光放大器(RSOA)；

图6是图2中的光网络单元所使用的上行发射机所能够选择性地产生的可调上行光信号的频谱图，该上行发射机可以是工作在外部注入锁模模式下的FP-LD。

具体实施方式

如图2所示，光线路终端OLT包括下行发射机，上行接收机，种子光源，以及解偏器。图2以使用多个波长来实现TWDM为例对本发明的实施方式进行详述，即包括多个下行波长和多个上行波长，如所示例地是四个下行波长λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4和四个上行波长λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4。可以理解，其他数量的上行波长和下行波长也可以适用，甚至该实施方式也可以被简化为仅使用单波长，即使用单个下行波长和单个上行波长。

更加具体的，下行发射机包括发射机Tx1、Tx2、Tx3和Tx4，它们分别产生调制了下行通信的、下行波长上λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4的下行光信号。四个下行光信号被复用器MUX复用在一路中，提供给波分复用模块WDM通过光纤输出。

上行接收机包括接收机Rx1、Rx2、Rx3和Rx4，它们分别接受调制了上行通信的、上行波长λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4上的上行光信号，并从中恢复上行通信。在上行通信方向，在接收机之前，OLT的波分复用模块WDM接收通过光纤输入的被复用在一起的这些上行波长λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4上的上行光信号，并通过环路器(Circulator)将这些上行波长的上行光信号提供给解复用器DEMUX。该解复用器DEMUX将这些上行波长一一解复用为单独波长的光信号以分别提供给前述接收机Rx1、Rx2、Rx3和Rx4。

特别地，在本发明的实施方式中；除了前述上下行通信所需的接收机和发射机之外，还包括种子光源，以提供用于在ONU处产生上行光信号的种子光，以及包括解偏器，以消除种子光的偏振依赖从而使得能够调制10Gb/s的上行信号。

具体的，如图2所示，该种子光源例如是DFB阵列，它产生与上行光信号的上行波长λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4相同波长的种子光。替代的，该种子光源可以是分别对应于相应上行波长的多个DFB单元，或者是任何其他能够产生上行波长的激光源。

复用器MUX将四个波长为λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4的种子光复用成一路。

解偏器消除各个上行波长的种子光的偏振依赖，从而有利于ONU进行高速率的调制，这将在下文中参照ONU的操作进行更加详细地说明。

经解偏器解偏的种子光通过环路器后达到波分复用模块WDM。该波分复用模块WDM将种子光和前述的下行光信号复用在一路光信号中，并馈入光纤发送到远程节点RN。

远程节点RN的结构与现有的光分布网络ODN中的远程节点是相同的，具体的，它包括一个1∶N的分光器，在下行方向，该分光器用于将来自OLT的下行光信号和种子光信号分光至N个端口以分别发送到多个ONU；在上行方向，该分光器将从N个端口输入的ONU的上行光信号复用在一路中以发送给OLT。远程节点RN是本领域的常规设备，本发明的实施方式的优点就是可以无缝地重用ODN中已有的RN，不需要对ODN进行改动。

根据本发明的实施方式的光网络单元包括可调光滤波器TOF、下行接收机Rx，其中，可调光滤波器TOF从来自OLT的光信号中滤出所需下行波长的下行光信号，例如ONU1滤出波长为λ_D1的下行光信号，更一般地，ONUi滤出波长为λ_Di的下行光信号(在图2的实施方式中i等于1至4中的任一)。下行接收机Rx获得该下行波长λ_Di上的下行光信号，从中恢复出下行通信。这里描述的滤出所需下行波长的下行光信号并提供给接收机的操作是现有ONU的常见操作，在此不再赘述。

本发明的实施方式所提出的ONU与现有ONU相比，在下行接收和上行发送两方面都有改进，下面将详细说明书本发明的实施方式的ONU的改进细节。

一方面，可调光滤波器并不仅仅滤出所需下行波长λ_Di的下行光信号，它还滤出产生上行波长λ_Ui所需的种子光。

如图3所示，在目前的TWDM-PON规范中，一般设定多个上行波长和多个下行波长之间的波长间距是相同的。可调光滤波器的传输谱一般是周期性的，传输谱的峰值的间距称为自由频谱范围(FSR)。因此，可以根据上行波长和下行波长，设计出一个合适的FSR，该FSR与上下行的波长间距不相同，并且正好能够选择出一对所需的下行波长和上行波长(即传输谱的谱峰与该需要进行波长选择的下行波长和上行波长对准)，而其他的下行波长和上行波长则位于传输谱的低增益位置，以仅仅选择所需要的波长。每个ONU都使用该类型的可调光滤波器，且分别根据所需的下行波长和上行波长而灵活地调整该可调光滤波器的传输谱。如图3所示，在ONU1中，它的可调光滤波器(以TOFONU1所示)的传输谱的一个谱峰与下行波长λ_D1对准，而其他谱峰与其他下行波长错开；且其传输谱的另一个谱峰与所需的上行波长λ_U1对准，而其他谱峰与其他上行波长错开。

参照图4，在图3中的光信号(a)的光谱由图4中的(a)图所示，该光谱中包括所有下行波长的下行光信号和上行波长的种子光。仍以ONU1为例说明，该光谱通过环回器的端口1到达端口2，经TOF滤波后，得到的光信号(b)的光谱由图4中的(b)图所示，前述的可调光滤波器TOFONU1滤出了上行波长λ_U1和下行波长λ_D1，其他波长均被滤除。同样的原理能够推广到其他ONU2、ONU3和ONU4中的可调光滤波器，如图3中的TOFONU2、TOFONU3和TOFONU4所示，其中，ONU2选择上行波长λ_U2下行波长λ_D2，ONU3选择上行波长λ_U3下行波长λ_D3，而ONU4选择上行波长λ_U4下行波长λ_D4。可以理解，以上各ONU对上行波长和下行波长的选择仅仅是一个示例，该示例可以被修改为其他任何波长选择。

能够用来实现可调光滤波器的一个具体器件是标准具(etalon)滤波器。可以理解，其他类型的光滤波器也可以适用。

经过可调光滤波器TOF滤波后的被选出的下行光信号和种子光被馈入给反射式光放大器。在本发明的实施方式中，该反射式光放大器的作用是放大被选择出的下行波长的下行光信号以及种子光信号，以ONU1为例说明，就是放大波长为波长λ_U1的种子光和波长为波长λ_D1的下行光信号，其中，对下行光信号进行放大提高了下行的功率预算，因而ONU的灵敏度能够被有效地提高(相比于直接检测)，所以更远的传输距离和更高的分光比能够得到支持。对种子光信号进行放大能使得FP-LD的外部注入锁模更好地工作。

在2013年2月在中国福州举行的FSAN会议中，C-/L+波长被选为TWDM-PON主要的波长方案，其中，下行和上行信号的波长分别位于1530-1540nm与1600-1610nm。如图5所示，商用的反射式半导体光放大器(RSOA)在峰值下降3dB的光增益带宽是80nm左右(如图5中的84nm所示)，因此这个带宽能够覆盖前述的下行和上行信号所处的波长，所以使用反射式半导体光放大器能够满足要求。

反射式光放大器将经过功率放大后的λ_D1下行信号和λ_U1种子光反射回来，其光谱如图4(c)中所示，比较图4(b)和图4(c)，可见图4(c)中光谱的幅度因放大而被提高了。

在实际情况中，光放大器在进行放大时，可能会产生宽谱的自发辐射噪声，该宽谱噪声可能在一定程度上影响下行信号和上行信号的性能。因此，本发明的实施方式中，优选地，反射式光放大器产生的信号将再次通过可调光放大器TOF。可调光放大器TOF滤除该放大信号中的、该反射式光放大器产生的自发辐射噪声。

放大信号接着通过环回器，从端口2达到端口3。

解复用器WDM将放大信号中的下行光信号与种子光解复用出来，并分别提供给下行接收机Rx和作为上行发射机的FP-LD。其中，提供给下行接收机的光谱(d)如图4(d)所示，提供给FP-LD的光谱(e)如图4(e)所示。

下行接收机Rx对下行光信号进行检测，获得所承载的下行通信。该操作是本领域所熟知的，因此在此不再赘述。下面将详细描述作为上行发射机的FP-LD使用种子光来产生上行光信号的过程。

在本实施方式中，连续波长(CW)的种子光外部注入锁模的FP-LD作为ONU发射机，而避免使用昂贵的可调激光器。在外部注入锁模中，FP-LD输出稳定的单模波长的光信号，该波长与种子光的波长相同。由于种子光的波长是由前述的可调光滤波器TOF进行选择，因此可调光滤波器与FP-LD一起实现了可调的ONU激光器。

图6示出了外部注入锁模FP-LD能够选择性地产生的可调上行光信号的频谱图，如果输入的种子光的波长是λ_U1，那么FP-LD产生的上行光信号是实线所示的波长λ_U1的光信号；类似地，如果输入的种子光是其他λ_U2，λ_U3或λ_U4，那么FP-LD产生的上行光信号是虚线所示的波长λ_U2，λ_U3或λ_U4的光信号。

并且，由于输入的种子光已经被消除了偏振依赖性，传统外部注入锁模的偏振依赖性被消除，并且由于来自连续波长的外部输入波长具有很好的相关特性，因此FP-LD能够调制高达10Gb/s或以上的上行数据(Zhaowen Xu，et.al.，“High-speed WDM-PON using injection-locked Fabry-Perot laser diodes，”Optics Express，2007，Vol.15.No.6.)，进而能够实现对称的40Gb/s的TWDM-PON。FP-LD所输出的上行光信号(f)的频谱如图4(f)所示。该上行光信号经过WDM到达环路器的端口3，并从端口3达到端口1，最后通过光纤输出到RN，输出的频谱(g)如图4(g)所示。

之后，远程节点RN分光器将来自多个ONU的上行光信号合路后，传输到该光线路终端。之后的上行接收过程已在前文中予以描述，因此这里不再赘述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims

1.一种光线路终端(OLT)，包括如下部件：

-下行发射部分，用于发射承载下行通信的、下行波长(λ_Di)上的下行光信号；

-上行接收部分，用于接收承载上行通信的、上行波长(λ_Ui)上的上行光信号，并恢复出该上行通信；

还包括：

-种子光源，用于光网络单元端外部注入的种子光源，以产生上行波长(λ_Ui)；

-解偏器，用于对该种子光进行解偏，从而消除该种子光源的偏振依赖性；

-波分复用单元，用于将该下行光信号和经解偏的该种子光源复用在一起以输出，并将来自外部的该上行光信号提供给该上行接收部分。

2.根据权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述种子光源作为外部注入的种子光产生所需的上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)；

所述上行接收部分进一步包括：

-解复用器，将接收的上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)上的上行光信号进行解复用；

-多个上行接收机(Rx1，Rx2，Rx3，Rx4)，分别一一接收解复用出的相应上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)的上行光信号并进行检测。

3.根据权利要求2所述的光线路终端，其特征在于，所述种子光源进一步包括：

-DFB阵列或多个DFB单元，用于产生所述所需的上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)的种子光；

-复用器，用于将所述上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)的种子光复用在一起以提供给该波分复用单元。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光线路终端，其特征在于，所述下行发射部分进一步包括：

-多个下行发射机(Tx1，Tx2，Tx3，Tx4)，分别提供不同下行波长(λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4)上的下行光信号；

-复用器，将该多个下行波长(λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4)上的下行光信号复用在一起提供给所述波分复用单元。

5.一种光网络单元(ONU-i)，接收来自光线路终端的产生上行波长(λ_Ui)所需的种子光和承载了下行通信的、下行波长(λ_Di)上的下行光信号，包括如下部件：

-反射式光放大器，用于放大该下行光信号和该种子光，并将放大的光信号分别反射到光网络单元的上行发射机和下行接收机；

-波分解复用单元，用于解复用被放大的该下行光信号和该种子光；

-下行接收机(Rx)，用于接收被解复用的该下行光信号并恢复该下行通信；

-上行发射机，被解复用的该种子光外部注入锁模后，产生该上行波长(λ_Ui)上的、被调制了上行通信的上行光信号以输出。

6.根据权利要求5所述的光网络单元，其特征在于，所述反射式光放大器包括：

-反射式半导体光放大器(RSOA)，该反射式半导体光放大器的放大波长范围覆盖该上行波长(λ_Ui)和该下行波长(λ_Di)。

7.根据权利要求5或6所述的光网络单元，其特征在于，所述上行发射机包括：

-法布里-珀罗激光器(FP-LD)，工作在外部注入锁模方式下，以产生该种子光的上行波长(λ_Ui)，并将上行信号调制于该上行波长上。

8.根据权利要求5或6所述的光网络单元，其特征在于，该光网络单元能同时接收不同下行波长(λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4)的下行光信号和产生上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)所需的种子光，该光网络单元还包括：

-可调光滤波器(TOF)，用于从被复用的不同下行波长(λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4)的上行光信号和被复用的产生上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)所需的种子光中滤出所需的产生上行波长(λ_Ui)所需的种子光和所需的该下行波长(λ_Di)上的下行光信号，并将滤出的光信号提供给该反射式光放大器。

9.根据权利要求8所述的光网络单元，其特征在于，该可调光滤波器(TOF)还接收来自被该反射式光放大器反射回的放大信号，滤除该放大信号中的、该反射式光放大器产生的自发辐射噪声，并将经放大的该下行光信号和该种子光提供给该波分解复用单元。

10.根据权利要求8所述的光网络单元，其特征在于，该可调光滤波器(TOF)包括：

-标准具滤波器(etalon filter)，其传输频谱的谱峰与需要进行波长选择的该下行光信号的该下行波长(λ_Di)和该种子光的该上行波长(λ_Ui)对准，且其传输频谱的谱峰与被复用的不同下行波长(λ_D1，λ_D2，λ_D3，λ_D4)中不需要进行波长选择的下行波长及被复用的不同上行波长(λ_U1，λ_U2，λ_U3，λ_U4)中不需要进行波长选择的上行波长错开。

11.根据权利要求7所述的光网络单元，其特征在于，所述外部注入的种子光是已由解偏器去除偏振依赖的，采用去除偏振相关性的外部种子光注入到所述法布里-珀罗激光器(FP-LD)得到的单纵模光源，能够调制速率为10G/s的上行信号。

12.一种光通信系统，其中包括：

-根据权利要求1至4中任一项所述的光线路终端(OLT)；

-一个或多个根据权利要求5至11中任一项所述的光网络单元(ONU-i)；

-远程节点(RN)，与该光线路终端(OLT)和该光网络单元(ONU-i)通过光纤耦接，包括：

分光器，用于将来自该光线路终端(OLT)的下行光信号和种子光信号分光给各光网络单元(ONU-i)，并将来自各光网络单元(ONU-i)的上行光信号合路后，传输到该光线路终端(OLT)。