CN104768087A - 生成多波长光波的方法和设备,及中心局传输方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生成多波长光波的方法及设备，以及一种在具有多运营商的TWDM-PON中用于传输下行数据的方法及中心局设备。根据本发明的一个方面公开了一种多波长生成器，其包括：反射增益介质、1×2的光耦合器以及SFBG。该方案可以被部署以用于在多运营商之间共享有限的波长资源，并且可以极大地降低网络成本。根据本发明的另一个方面公开了一种中心局设备，其包括：多波长生成器、分光器、N个运营商调制模块以及N×N的阵列波导光栅。该方案可以在TWDM-PON中灵活的为任一ONU提供接入至多种运营商的服务以及实现基于波长通道的开放接入。

Description

生成多波长光波的方法和设备,及中心局传输方法和设备

技术领域

本发明主要涉及光通信技术领域，特别的，涉及一种生成多波长光波的方法及设备，以及一种在具有多运营商的TWDM-PON中用于传输下行数据的方法及中心局设备。

背景技术

最近，TWDM-PON已经吸引了全球供应商的大量支持，并且其已经被选定为NGPON2(下一代PON)的一个主要的技术。通过多对波长来堆叠XG-PON，TWDM-PON增加了PON的系统容量。例如，一个具有4对波长的TWDM-PON系统在下行方向上能够提供总计40Gb/s的传输容量。在单波长中，TWDM-PON可以再使用XG-PON的下行复用和上行接入技术，时隙粒度，广播性能以及带宽分配机制。我们希望TWDM-PON可以与现有的PON透明地共存于现有光纤设施上，以实现例如，增加分光率，最大化地扩展覆盖范围，并逐步升级到满足日益增长的带宽需求，等更高性能。

除了增加TWDM-PON系统容量，网络运行商也希望有一个可以实现开放式接入的方案，在该方案中所有的运营商可以共享网络设施资源并因此能够极大地减少资本支出费用。更重要的是，根据FSAN运营商白皮书中对于NGPON2的要求，每一个光网络单元(ONU)应该可以接收所有运营商的服务和任意地选择合适的运营商，所以整个网络资源对所有用户应是开放的，并且运营商可以以一个公平的方式互相竞争。

然而，如图1所示，在一个传统的GPON或XGPON网络中，每个运营商在各自的中心局管理自己的光线路终端(OLT)并且部署互相分开的主干光纤。在此方案中，在相同光配线网络(ODN)中的ONU仅仅接收一个运营商的服务。用户无法各自选择所需要的运营商。

如图2所示，当GPON或XGPON被演进到TWDM-PON时，每一个运营商可以简单的通过TWDM-PON中对应的具有堆叠多波长的OLT的Tx/Rx(发射机/接收机)替代现有的OLT的Tx/Rx从而增加中心局的网络容量。之前对TWDM-PON的多数研究只考虑了网络中只有一个运营商。尽管使用TWDM-PON技术极大地增强了ODN的系统容量，但是当存在多运营商时，存在着如下所示的一些问题：

首先，运营商需要过度地部署OLT收发机，并且每一个运营商不得不复制具有与其他运营商的基础设施相同波长的Tx/Rx。例如在图2中，运营商1部署带有波长λ1，λ2，λ3，λ4...的Tx/Rx，同时运营商2也不得不再次部署带有波长λ1，λ2，λ3，λ4...的Tx/Rx。这将不可避免的浪费有限的激光硬件资源。由于OLT的花费随着激光二极管的数量成比例的增加，OLT中的光学元件以及最终整个中心局的花费将变得很昂贵。当波长扩展到更大规模时，这一问题将变得更明显。

其次，用户在一个ODN网络中只可以接入至一个运营商，该ONU无法与其他运营商连接。

从OLT的可靠性和保护性的角度看，由于OLT中增加了堆叠激光器资源，发射机的发生故障的可能性增加了。为了保护运行中的发射机，每个运营商不得不储备备用激光二极管，并且为了提供完全的保护，在中心局的激光器资源的数量应是双倍的，这将导致中心局的费用过高。同样由于每个运营商不得不分别管理堆叠的激光二极管(例如为了波长的稳定而控制温度等)，运营商会增加额外的运营费用。

因此，为了未来的TWDM-PON的灵活部署，必须设计出一种低成本的中心局的网络架构以实现在多运营商环境中的开放接入。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种生成多波长光波的方法及设备，以及一种在具有多运营商的TWDM-PON中用于传输下行数据的方法及中心局设备。

根据本发明的一个方面公开了一种多波长生成器，其中，所述多波长由不同波长的光波组成，其包括：反射增益介质、1×2的光耦合器以及SFBG，所述光耦合器的第一端口与所述反射增益介质相连接，所述光耦合器的第二端口与所述多波长生成器的输出端相连接，所述光耦合器的第三端口与所述SFBG相连接；所述反射增益介质生成宽带放大自发辐射光，并从所述光耦合器的第一端口输入至所述光耦合器；所述反射增益介质放大并反射从所述第一端口输入的光，并从所述光耦合器的第一端口输回至所述光耦合器；所述光耦合器把从所述第一端口输入的光从所述第三端口输出至所述SFBG中；所述光耦合器把从所述第三端口输入的光按预定的耦合比分成第一部分光和第二部分光，所述第一部分光从所述第一端口输出至所述反射增益介质中，所述第二部分光作为生成的多波长光波从所述第二端口输出；所述SFBG根据预定的多信道反射波长对从所述第三端口输入的光进行切割，并把切割后的光输入至所述第三端口中。

特别的，所述1×2的光耦合器为具有1个输入端和2个输出端的光耦合器，所述第三端口为输入端，所述第一端口和所述第二端口为输出端。

特别的，所述1×2的光耦合器为具有1个输出端和2个输入端的光耦合器，所述第三端口为输出端，所述第一端口和所述第二端口为输入端。

特别的，所述反射增益介质为RSOA。

特别的，根据光在所述多波长生成器中的损耗率确定所述预定的耦合比。

特别的，所述SFBG是振幅或相位采样的FBG。

根据本发明的另一个方面公开了一种生成多波长的方法，所述多波长光波由不同波长的光波组成，其中：A.通过反射增益介质生成宽带放大自发辐射光，并把所述宽带放大自发辐射光输入至光耦合器中；B.所述光耦合器把从所述反射增益介质输入的光输入到SFBG中；C.所述SFBG根据预定的多信道反射波长对从所述光耦合器接收到的光进行切割，把所述切割后的光输入至所述光耦合器中；D.所述光耦合器按照预定的耦合比把所述从SFBG输入的光分成第一部分光和第二部分光，所述第一部分光输入至所述反射增益介质中；E.所述反射增益介质把所述第一部分光放大，并输入至所述光耦合器中，重复步骤B、C、D，当所述第一部分光放大到所述反射增益介质增益饱和时，所述第二部分光为所要获得的多波长光波。

特别的，所述反射增益介质为RSOA。

特别的，根据所述第一部分光和所述第二部分光的损耗率确定所述预定的耦合比。

根据本发明的另一个方面公开了一种在具有多运营商的TWDM-PON中用于传输下行数据的中心局设备，其包括：多波长生成器、分光器、N个运营商调制模块以及N×N的阵列波导光栅，其中所述N为大于1的整数；所述多波长生成器产生下行多波长光波，并把所述下行多波长光波输入至所述分光器中，所述下行多波长光波由不同波长的光波组成；所述分光器把所述下行多波长光波平均分路至所述N个运营商调制模块中；所述运营商模块把发送给不同ODN的下行数据调制到所述下行多波长光波的不同光波中；所述N×N的阵列波导光栅根据循环传输特性把从各个端口输入的经调制的下行多波长光波传输到不同的ODN中；其中，所述多波长生成器为根据权利要求1-6中任一项所述的多波长生成器。

特别的，所述运营商调制模块包括：光学环形器、下行数据调制器阵列、1×N的阵列波导光栅；所述光学环形器，把所述下行多波长光传输至所述1×N的阵列波导光栅内，把所述经调制的下行多波长光波传输至所述N×N的阵列波导光栅的输入端；所述1×N的阵列波导光栅，把所述下行多波长光波中不同波长的光波分别滤出并传输至所述下行数据调制器阵列中，把从所述下行数据调制器阵列发送的经调制数据的各个不同波长的光波汇聚成所述经调制的下行多波长光波并传输至所述光学环形器中；所述下行数据调制器阵列把发送到不同ODN中的下行数据调制到所述下行多波长光波中的不同光波中并输回所述1×N的阵列波导光栅中。

特别的，所述下行数据调制器阵列由多个反射调制器组成。

根据本发明的另一个方面公开了一种在具有多运营商的TWDM-PON中的中心局实施传输下行数据的方法，其中：I.生成多波长光波以作为下行多波长光波，其中所述生成多波长的方法为根据权利要求7-9任一项所述的方法；II.把所述多波长光波分路给各个运营商以实施下行数据的调制；III.所述各个运营商把发送到不同ODN中的下行数据调制到所述不同波长的光波中；IV.把来自所述各个运营商的调制有下行数据的下行多波长光波经由N×N的阵列波导光栅分别发送至所对应的ODN中。

特别的，在步骤III中：通过1×N的阵列波导光栅把所述下行多波长光波过滤成所述不同波长的光波并分别发送给每个下行数据调制器，其中所述每个下行数据调制器分别为一个ODN调制下行数据；所述每个下行数据调制器把发送到不同ODN中的下行数据调制到所述不同波长的光波中，并发送回所述1×N的阵列波导光栅；所述1×N的阵列波导光栅把从各个所述下行数据调制器发送的调制后的光波汇聚成所述调制有下行数据的下行多波长光波，并发送至所述N×N的阵列波导光栅中。

本发明所公开的方案具有如下优点：

1.实现了在具有多运营商的TWDM-PON中的开放式接入。所有运营商可以共享多波长生成器产生的波长资源。所有的ODN中能共存来自各个运营商的下行多波长光波，因此所有相应的ONU都可以接入到所有运营商的业务中。

2.通过在多个运营商之间共享波长池可以节省设备的花费。一个统一的波长池可以向所有运营商提供所有所需的波长。每个运营商不需要过度地复制多波长发射机从而节省了成本。本发明所公开的基于反射增益介质和SFBG的多波长生成器可以作为所述的波长池，该多波长生成器价格十分低廉。

3.具有集中提供波长资源和简化波长控制的效果。多波长可以在波长池中被集中管理(例如，波长稳定性、温度控制，等)。每个运营商不用独自维护波长。

4.降低了光线路终端的保护成本。由于在波长池集中提供激光器资源，为了保护光线路终端而设的备用激光器的数量可以极大地降低。

5.可以灵活地升级成具有更高容量的系统。本发明所提出的方案可以通过增加波长信道以及支持“按需付费”来增加系统容量。

综上，本发明为中心局提出了一个新颖的网络架构和装置以实现在TWDM-PON中低成本的开放式接入。所提出的方案可以被部署以用于在多运营商之间共享有限的波长资源，并且因此极大地降低了网络成本。其也能在TWDM-PON中灵活的向任一ONU提供向多种运营商的接入。因此本方案对于供应商和运营商十分具有吸引力。

附图说明

通过下文对结合附图所示出的实施例进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同或相似的标号表示相同或相似的步骤；

图1示出了一个在具有多运营商的GPON/XGPON系统中通常的网络构架的示意图；

图2示出了一个在具有多运营商的TWDM-PON系统中通常的网络构架的示意图；

图3示出了根据本发明所公开的一种在具有多运营商的TWDM-PON系统中用于开放式接入的中心局架构图；

图4示出了根据本发明所公开的一种多波长生成器的模块框图；

图5示出了根据本发明所公开的一种生成多波长光波的方法的流程图；

图6示出了在不同位置(a)-(d)上，所产生的多波长光波的频谱演变示意图；

图7(a)、(b)分别示出了具有4个通道(a)和具有10个通道(b)的采样光纤布拉格光栅(SFBG)的反射频谱；

图8示出了根据本发明所公开的一种在具有多运营商的TWDM-PON中的中心局设备的架构示意图；

图9示出了根据本发明所公开的一种在具有多运营商的TWDM-PON中的中心局实施传输下行数据的方法的流程图；

图10示出了N×N的阵列波导光栅传输来自不同运营商的经调制的下行多波长光波的示意图；以及

图11示出了本发明所公开的架构方案与现存PONs架构共存的示意图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。需要说明的是，尽管本文中以特定顺序描述了本发明中有关方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，本文中所描述的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

图3示出了根据本发明所公开的一种在具有多运营商的TWDM-PON系统中用于开放式接入的中心局架构图。为了能在TWDM-PON中向任一ONU灵活的提供多种运营商的接入。本发明基本的思路如下：

假设存在N个运营商，通过波长池集中向所有运营商提供多波长资源；所有运营商共享这些多波长资源，并把传输至不同ODN中的下行数据调制到多波长资源中的不同波长中；通过一个N×N的AWG(阵列波导光栅)路由器把来自不同运营商的经调制的下行多波长光波传输至对应的ODN接入端口，从而在一个ODN中实现多运营商的开放式接入。如图3所示，波长池生成具有多个波长的光波，所述多个波长分别为λ1、λ2、λ3、λ4...λn，经由1∶N的分光器把该光波平均分配给N个运营商，不同的运营商把发送给不同ODN的数据调制到具有不同波长的光波中，例如，运营商1把发送给ODN1的下行数据调制到波长为λ1的光波中，把发送给ODN2的下行数据调制到波长为λ2的光波中；而运营商2把发送给ODN1的下行数据调制到波长为λ2的光波中，把发送给ODN2的下行数据调制到波长为λ3的光波中；以此类推，运营商N把发送给ODN1的下行数据调制到波长为λn的光波中，把发送给ODN2的下行数据调制到波长为λ1的光波中。每个运营商把发送给各个ODN的具有不同波长的光波会聚成一个光波发送到所述N×N的AWG中，所述N×N的AWG把具有不同波长的光波滤出并发送至对应的ODN中。如图，载有运营商1的数据且波长为λ1的光波、载有运营商2的数据且波长为λ2的光波、...，载有运营商N的数据且波长为λn的光波被发送至ODN1中。根据本方案每个ODN中的ONU可以接入到所有运营商的OLT(光线路终端)中。

在本方案中，波长池中的多波长资源是必不可少的，为此本发明公开了一种生成多波长的方法及其设备。图4示出了根据本发明所公开的一种多波长生成器的模块框图，图5示出了根据本发明所公开的一种生成多波长光波的方法的流程图，以下将结合图4中的模块框图和图5中的流程图详细介绍生成多波长的方法和步骤。

图4示出了一种多波长生成器400，其用于生成具有多波长的光波，所述多波长生成器400包括：反射增益介质402，1×2光耦合器404以及采样光纤布拉格光栅(sampled FBG或SFBG)406。

当所述1×2光耦合器404是具有一个输入端两个输出端的光耦合器时：端口1、2为输出端，端口3为输入端，该反射增益介质402与1×2光耦合器404的一个输出端(端口1)连接，该采样光纤布拉格光栅406与光耦合器404的输入端(端口3)连接。当所述1×2光耦合器404是具有一个输出端两个输入端的光耦合器时：端口1、2为输入端，端口3为输出端，该反射增益介质402与1×2光耦合器404的一个输入端(端口1)连接，该采样光纤布拉格光栅406与光耦合器404的输出端(端口3)连接。

如图5所示，在步骤502中反射增益介质402在直流偏置电流的作用下产生宽带放大自发辐射光(broadband amplified spontaneousemission light)，并发送至光耦合器404。在图6中示出了在(a)处的所述宽带放大自发辐射光的频谱图，在一个优选的实施例中，所述反射增益介质402为反射式半导体光放大器(RSOA)。

在步骤504中，光耦合器404，把从所述反射增益介质402发送来的宽带放大自发辐射光输入到采样光纤布拉格光栅406中。

光耦合器404的耦合率由光在反射增益介质402，1×2光耦合器404以及采样光纤布拉格光栅406之间传输的损耗确定。出于简化说明的目的，在本实施例中我们假定耦合率为50∶50，即当端口3有光波输入时，端口1和2将各获得该光波的50％。需要指出的是：虽然本发明假定耦合率为50∶50，但本领域内技术人员可以知道，其他耦合率也适用本发明。

由于端口1与端口3是不同类型的端口，即在1入2出的光耦合器中，端口1为输出端，端口3为输入端，在1出2入的光耦合器中，端口1为输入端，端口3为输出端，因此，从端口1输入的光会全部从端口3输入到采样光纤布拉格光栅406中。

在步骤506中，采样光纤布拉格光栅406根据预定的多信道反射波长对从端口3接收到的宽带放大自发辐射光实施切割。所述切割为通过采样光纤布拉格光栅406的滤波和反射功能把宽带光分割成具有所需要的多波长的光波。当预定的多信道反射波长为λ1、λ2、λ3、λ4...λn时，采样光纤布拉格光栅406会把宽带放大自发辐射光切割成具有波长为λ1、λ2、λ3、λ4...λn的多波长光波，并反射回端口3中。图6中示出了在(b)处经切割后的宽带放大自发辐射光的频谱。切割后的波长间间隔可以是相同的。切割后获得的光波的波长符合采样光纤布拉格光栅406的布拉格波长。

图7(a)显示了具有100GHz信道间隔的4信道sinc函数采样光纤布拉格光栅406的反射频谱。采样光纤布拉格光栅的反射信道数量可以相应的增加以满足升级扩展系统容量的需要。图7(b)显示了具有10个信道的采样光纤布拉格光栅的反射频谱。信道间隔和带宽可以通过采样周期、占空比以及实际制作中的光栅长度来调节。

在一个优选的实施例中，所述采样光纤布拉格光栅406可以是振幅采样FBG或相位采样FBG。

在步骤508中，光耦合器404根据耦合率把从端口3输入的光分成两部分，并分别把第一部分光从所述端口1输出至所述反射增益介质402中，把第二部分光从端口2输出至所述多波长生成器的输出端。在本示例中，所述耦合率为50∶50，因此，从端口3输入的一半的光将被从端口1输入到反射增益介质402中，另一半将作为所述多波长生成器400的输出从端口2输出。

在步骤509中，如果经切割后的具有多波长的光已经被反射增益介质402放大，并且对所述切割后的具有多波长的光的放大已经达到反射增益介质402的增益饱和时，则从端口2输出的光波为所要获得的多波长光波。因此在初始阶段，未经反射增益介质402饱和放大的多波长光波还不是所需要的多波长光波。

在步骤510中，反射增益介质402接收到从端口1输入的所述第一部分光，并对其进行放大，放大后的光再输回至所述光耦合器的端口1中。并重复步骤504、506、508，即：所述放大后的光会经由耦合器再次输入至采样光纤布拉格光栅406中，采样光纤布拉格光栅406对该放大后的光又进行切割，切割完的光再被反射回光耦合器中实施分光。如果在步骤510中对所述第一部分光的放大已经达到了增益饱和，那么在重复步骤504、506、508之后又一次在光耦合器的分光后得到的第二部分光为所需要的多波长光波。图6中示出了在(c)处经放大后的多波长光波的频谱。

之后，各运营商在获得所述多波长光波后会对其进行调制，图6中还示出了在图3的(d)处经调制数据后的多波长光波的频谱。

在说明完了多波长生成的方法和设备之后，接下来将结合示意图图8和方法流程图图9，具体介绍在具有多运营商的TWDM-PON中实施传输下行数据的方法以及中心局设备。

图8示出了一种在具有多运营商的TWDM-PON中用于传输下行数据的中心局设备800，其包括：多波长生成器400、分光器802、N×N的阵列波导光栅(AWG)804、运营商调制模块810。

所述多波长生成器400与所述分光器802的输入端相连接，所述分光器802的输出端与运营商调制模块810的输入端相连接，运营商调制模块810的输出端与N×N的阵列波导光栅804的输入端相连接。

在步骤902中，多波长生成器400产生下行多波长光波并发送至所述分光器中，所述下行多波长光波由具有不同波长的未调制数据的光波组成(例如，λ1、λ2、λ3、λ4...λn)。

在步骤904中，分光器802把所述下行多波长光波平均地分路至各个运营商调制模块中。由于是无源功率分路，因此每一个运营商将平均地获得下行多波长光波。在本实施例中，运营商调制模块的数量为N，N为大于1的整数。因此，在本实施例中所述分光器为1∶N的分光器，其把下行多波长光波平均分成N份，并发送给各个运营商调制模块。在一个优选实施例中，本分光器为功率分光器。

在步骤906中，运营商调制模块810在所述下行多波长光波的每个波长中调制下行数据。

具体的，所述运营商调制模块810包括：光学环形器812、1×N的阵列波导光栅814以及下行数据调制器816。多个下行数据调制器816构成下行数据调制器阵列，每个下行数据调制器分别负责在不同波长的光波上调制发往不同ODN的下行数据。

当运营商调制模块810的输入端获得所述下行多波长光波之后经由环形器发送至1×N的阵列波导光栅814中的输入端，通过1×N的阵列波导光栅814把所述下行多波长光波过滤成不同波长的光波，并经由N个输出端分别发送至各个下行数据调制器816中以实施下行数据调制。

各个下行数据调制器816把发送到特定的ODN中的下行数据调制到具有特定波长的光波中，并发送回所述1×N的阵列波导光栅中。例如，在运营商调制器1中，下行数据调制器1把发送到ODN1中的下行数据调制到波长为λ1的光波上，下行数据调制器2把发送到ODN2中的下行数据调制到波长为λ2的光波上，下行数据调制器n把发送到ODNn中的下行数据调制到波长为λn的光波上。

需要指出的是，在运营商调制器2中，发送至ODN1的下行数据不能被调制到λ1中，而需使用其他波长的光波，例如λ2。这样在ODN中就可以依据波长来区别不同的运营商，例如如图3所示，在ODN1(光配线网络1)中λ1是来自于运营商1的下行数据，λ2是来自于运营商2的下行数据，λn是来自于运营商n的下行数据。

因此在本方案中，对于下行数据的调制需要满足以下条件：运营商把发送给不同ODN的下行数据调制到不同波长的光波中，并且在一个ODN中，一个波长的光波只对应一个特定的运营商。

在一个优选的实施例中，所述下行数据调制器为反射调制器。

1×N的阵列波导光栅814把从各个所述下行数据调制器816发送的调制后的光波汇聚成所述调制有下行数据的下行多波长光波，并经由光学环形器812发送至N×N的阵列波导光栅804中。

在步骤908中，N×N的阵列波导光栅804根据循环传输性能把从各个运营商调制模块输出的经调制的下行多波长光波传输到不同的ODN中。

具体的，使用一个N×N的阵列波导光栅804以合并来自于不同运营商的经调制的下行多波长光波。每个运营商的经调制的下行多波长光波中不同波长的光波将被输出至N×N的阵列波导光栅804的N个输出口中的一个。由于阵列波导光栅的循环传输特性，源于不同运营商的不同的波长将被路由至阵列波导光栅的相同的输出端口。例如源于运营商1的λ^op1 ₁的波长(OP表示运营商)，源于运营商2的λ^op2 ₂，以及源于运营商n的λ^opN _N，将被从N×N的阵列波导光栅804的端口1输出，同时源于运营商1的λ^op1 _N，源于运营商2的λ^op2 ₁，以及源于运营商N的λ^opN _N-1，将被从N×N的阵列波导光栅804的端口N输出，以此类推。所有源于不同运营商的不同的波长在一个相同的输出口被输入至每个ODN的光纤入口中，以服务于相关的ONU。在一个相同ODN中，由于每个ONU的接收器可以获得各个运营商的一个下行波长，因此，所有的ONU可以开放的接入到所有运营商的网络中。

图10示出了N×N的阵列波导光栅传输来自不同运营商的经调制的下行多波长光波的示意图。如图所示，运营商1(对应于运营商调制模块1)发出的下行多波长光波被分成波长分别为λ1、λ2、λ3、λ4...λn的经调制光波，并分别被发送至对应的ODN中。

远程节点和ONU的结构与传统的一样。在ONU侧，通过适当的调节可调滤波器来选择需要的波长，ONU可以灵活的接入到目标运营商并检测到所需的下行信号。

如NGPON2中所要求的：“TWDM-PON应该与现存的PON诸如GPON、XGPON、RF video以及OTDR共存”。图11示出了本发明所公开的架构方案与现存PON架构共存的示意图。在N×N的阵列波导光栅的每一个输出端口，一个共存滤波器(CEx：coexistenceelement filter)用于合并来自于不同运营商的TWDM-PON波长，或GPON，XGPON等的波长。可以通过组合具有不同波段响应的WDM滤波器来设计CEx。不同PON的波长的组合可以被直接导入相同的馈线光纤以传输和服务相应的ONU，从而实现开放式接入。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (14)

1.一种多波长生成器，其中，所述多波长由不同波长的光波组成，其包括：

反射增益介质、1×2的光耦合器以及SFBG，所述光耦合器的第一端口与所述反射增益介质相连接，所述光耦合器的第二端口与所述多波长生成器的输出端相连接，所述光耦合器的第三端口与所述SFBG相连接；

所述反射增益介质生成宽带放大自发辐射光，并从所述光耦合器的第一端口输入至所述光耦合器；所述反射增益介质放大并反射从所述第一端口输入的光，并从所述光耦合器的第一端口输回至所述光耦合器；

所述光耦合器把从所述第一端口输入的光从所述第三端口输出至所述SFBG中；所述光耦合器把从所述第三端口输入的光按预定的耦合比分成第一部分光和第二部分光，所述第一部分光从所述第一端口输出至所述反射增益介质中，所述第二部分光作为生成的多波长光波从所述第二端口输出；

所述SFBG根据预定的多信道反射波长对从所述第三端口输入的光进行切割，并把切割后的光输入至所述第三端口中。

2.根据权利要求1所述的多波长生成器，其特征在于：所述1×2的光耦合器为具有1个输入端和2个输出端的光耦合器，所述第三端口为输入端，所述第一端口和所述第二端口为输出端。

3.根据权利要求1所述的多波光生成器，其特征在于：所述1×2的光耦合器为具有1个输出端和2个输入端的光耦合器，所述第三端口为输出端，所述第一端口和所述第二端口为输入端。

4.根据权利要求2或3所述的多波长生成器，其特征在于：所述反射增益介质为RSOA。

5.根据权利要求2或3所述的多波长生成器，其特征在于：根据光在所述多波长生成器中的损耗率确定所述预定的耦合比。

6.根据权利要求4所述的多波长生成器，其特征在于：所述SFBG是振幅或相位采样的FBG。

7.一种生成多波长的方法，所述多波长光波由不同波长的光波组成，其中：

A.通过反射增益介质生成宽带放大自发辐射光，并把所述宽带放大自发辐射光输入至光耦合器中；

B.所述光耦合器把从所述反射增益介质输入的光输入到SFBG中；

C.所述SFBG根据预定的多信道反射波长对从所述光耦合器接收到的光进行切割，把所述切割后的光输入至所述光耦合器中；

D.所述光耦合器按照预定的耦合比把所述从SFBG输入的光分成第一部分光和第二部分光，所述第一部分光输入至所述反射增益介质中；

E.所述反射增益介质把所述第一部分光放大，并输入至所述光耦合器中，重复步骤B、C、D，当所述第一部分光放大到所述反射增益介质增益饱和时，所述第二部分光为所要获得的多波长光波。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述反射增益介质为RSOA。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，根据所述第一部分光和所述第二部分光的损耗率确定所述预定的耦合比。

10.一种在具有多运营商的TWDM-PON中用于传输下行数据的中心局设备，其包括：

多波长生成器、分光器、N个运营商调制模块以及N×N的阵列波导光栅，其中所述N为大于1的整数；

所述多波长生成器产生下行多波长光波，并把所述下行多波长光波输入至所述分光器中，所述下行多波长光波由不同波长的光波组成；

所述分光器把所述下行多波长光波平均分路至所述N个运营商调制模块中；

所述运营商模块把发送给不同ODN的下行数据调制到所述下行多波长光波的不同光波中；

所述N×N的阵列波导光栅根据循环传输特性把从各个端口输入的经调制的下行多波长光波传输到不同的ODN中；

其中，所述多波长生成器为根据权利要求1-6中任一项所述的多波长生成器。

11.根据权利要求10所述的中心局设备，其特征在于，所述运营商调制模块包括：光学环形器、下行数据调制器阵列、1×N的阵列波导光栅；

所述光学环形器，把所述下行多波长光传输至所述1×N的阵列波导光栅内，把所述经调制的下行多波长光波传输至所述N×N的阵列波导光栅的输入端；

所述1×N的阵列波导光栅，把所述下行多波长光波中不同波长的光波分别滤出并传输至所述下行数据调制器阵列中，把从所述下行数据调制器阵列发送的经调制数据的各个不同波长的光波汇聚成所述经调制的下行多波长光波并传输至所述光学环形器中；

所述下行数据调制器阵列把发送到不同ODN中的下行数据调制到所述下行多波长光波中的不同光波中并输回所述1×N的阵列波导光栅中。

12.根据权利要求11所述的中心局设备，其特征在于，所述下行数据调制器阵列由多个反射调制器组成。

13.一种在具有多运营商的TWDM-PON中的中心局实施传输下行数据的方法，其中：

I.生成多波长光波以作为下行多波长光波，其中所述生成多波长的方法为根据权利要求7-9任一项所述的方法；

II.把所述多波长光波分路给各个运营商以实施下行数据的调制；

III.所述各个运营商把发送到不同ODN中的下行数据调制到所述不同波长的光波中；

IV.把来自所述各个运营商的调制有下行数据的下行多波长光波经由N×N的阵列波导光栅分别发送至所对应的ODN中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在步骤III中：

通过1×N的阵列波导光栅把所述下行多波长光波过滤成所述不同波长的光波并分别发送给每个下行数据调制器，其中所述每个下行数据调制器分别为一个ODN调制下行数据；

所述每个下行数据调制器把发送到不同ODN中的下行数据调制到所述不同波长的光波中，并发送回所述1×N的阵列波导光栅；

所述1×N的阵列波导光栅把从各个所述下行数据调制器发送的调制后的光波汇聚成所述调制有下行数据的下行多波长光波，并发送至所述N×N的阵列波导光栅中。