CN105122681A

CN105122681A - 一种光发射器及发射方法、光接收器及接收方法

Info

Publication number: CN105122681A
Application number: CN201380002299.8A
Authority: CN
Inventors: 周小平; 胡菁; 文玥; 王磊; 潘旭; 徐成植
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2015-12-02
Also published as: EP3079274A4; WO2015100658A1; EP3079274B1; EP3079274A1; US9831946B2; US20160315698A1

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种光发射器及发射方法、光接收器及接收方法，N个激光器中的第一激光器切换到M个激光器中空闲的第二激光器时，所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长从第一波长调整成第二波长，所述第二波长不同于所述N个波长；同理，N个光接收器中的第一光接收器切换到M个光接收器中空闲的第二光接收器时，所述第一光接收器所耦合的波长选择性光学元件的波长从第一波长调整成第二波长，所述第二波长不同于所述N个波长。通过以上技术方案，本发明实施例降低了光发射器、光接收器的复杂度、降低了额外功率损耗，及提高了出光功率。

Description

一种光发射器及发射方法、光接收器及接收方法技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种光发射器及发射方法、光接收器及接收方法、光线路终端及系统。背景技术

随着通信技术的发展， PON ( Passive Optical Network, 无源光网络）系统由于具有带宽大、可扩展性好、节省主干光纤、覆盖范围广等优点，在宽带接入领域的应用越来越广泛。

PON系统如图 1A所示，一般包括： OLT ( Optical Line Terminal, 光线路终端）、 ONU ( Optical Network Unit, 光网络单元） /ONT ( Optical Network Terminal, 光网络终端），及 ODN ( Optical Distribution Network, 光分配网络）， ODN包括 Splitter (无源光分路器）、主干光纤和分支光纤。

PON系统在传输过程中，釆用单纤双向传输机制，在一根光纤里传两个方向相反、波长不同的波，每个波承载一个方向的数字信号。为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号， PON系统釆用以下两种复用技术传输数字信号，在下行传输方向：参阅图 1B所示；在上行传输方向：参阅图 1C 所示。

随着通信技术的发展，为了提升带宽，在 PON系统的基础上扩充的 TWDM ( Time Wavelength Division Multiplexing, 时分 /波分混合复用） PON系统应运而生，具体如图 1D所示，其中， TWDM是 TDM ( Time Division Multiplexing, 时分复用）和 WDM ( Wavelength Division Multiplexing, 波分复用）的缩写。 TWDM-PON系统与 PON系统的相同点是整个 ODN网络结构不变；主要不同点是上下行的光对应波长的种类由一种增加至两种以上。

TWDM-PON系统传输数字信号的过程如下（以光对应波长的种类由一种增力 P至四种为例）：在下行传输方向： OLT 的四个激光器分别发出四种不同波长对应的光，经过合波器，进入主干光纤，然后再到达 ONU; 对 ONU的光接收器，只选择其中一种波长对应的光进行接收，因此，需要在光接收器前加一个可调滤波器；由于要选择四种波长中的一种波长对应的光，因此，不同的 ONU, 可以准备四种不同的滤波器；也可以选用可调滤波器，根据实际需要，配置到不同的波长，从而减小滤波器的种类；

在上行传输方向：任一 ONU也可以发出四种不同波长中的一种波长对应的光，同时， ONU可以选用四种不同的激光器，也可以釆用一种激光器，根据需要，调节到特定的波长，从而减少 ONU的种类。上行的四种不同波长分别对应的光进入 ODN后，到达 OLT的分波器，该分波器把四种不同波长分别对应的光分开，进入到不同的光接收器。

在实际应用中，在 TWDM-PON系统中，为了减少 OLT模块的尺寸，降低总功耗，提高线卡的端口密度，通过光子集成技术（包括单片集成和混合集成），将所有的激光器与合波器集成在一起，形成一个小型化的集成光发射器，或者，把所有的光接收器与分波器集成在一起，形成一个小型化的光接收器。但是，上述光发射器或者光接收器存在如下问题：当光发射器中的一路激光器发生故障后，为了保障系统性能，必须把整个光发射器换掉，同理，光接收器中的任何一路光接收器发生故障后 , 也需要把整个光接收器替换掉，因此， TWDM-PON系统中集成模块的稳定性较低、运营成本较高。

为了解决上述问题，现有技术中，在正常工作的通道之外，增加一些保护通道。以光发射器为例，见图 1E所示，通道 1至 N是用于正常工作的激光器，彼此发出不同波长的光，通过一个光合波器把所有的发射的光合在一起； 1至 M是用于发射保护用的光的激光器； 1至 N通道发射的光和保护用的 1 至 M通道发射的光通过一个合光器件合在一起后，从右端的公共端口输出。当通道 1至 N正常工作时，保护通道 1至 M处在关闭状态，整个器件的输出，就是 1至 N通道发射的光的输出；当 1至 N通道中，有一路通道发生故障时，保护通道 1至 M中，就开通一路通道发射光，该路信号的波长以及信息，与发生故障的通道发射的光完全一致。如果有多路通道发生故障，就开通多路保护通道。

以上技术方案中的光发射器中，要设置多个用于发射保护用的光的激光器，因此，复杂度较高，同时，该光发射器由于釆用的合光器件会带来额外的损耗，并且无论保护通道是否起作用，所有的正常工作通道都要承受合光器件带来的额外功率损耗，降低了整个模块的出光效率。发明内容

本发明实施例提供一种光发射器及发射方法、光接收器及接收方法，用以解决现有技术中无源光网络系统中集成模块额外功率损耗过大、出光效率较低的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，提供一种光发射器，所述光发射器包括：

M个激光器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输入端，所述 M个激光器与所述 M个波长选择性光学元件——对应；

其中，所述 M个波长选择性光学元件的 M个输出端耦合成一路；所述 M个激光器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M ；

所述 N个激光器对应 N个不同波长；

所述 N个激光器中的第一激光器切换到 M个激光器中空闲的第二激光器时，所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长从第一波长调整成第二波长，所述第二波长不同于所述 N个波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述第二激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长设置成所述第一波长。

结合第一方面或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，所述波长选择性元件是薄膜滤波器，所述 M个薄膜滤波器通过反射镜耦合成一路。结合第一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，所述波长选择性元件是为微环谐振器， M个微环谐振器通过光波导耦合成一路。

结合第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述光发射器还包括：

控制逻辑，用于控制所述 N个激光器中的第一激光器切换到 M个激光器中空闲的第二激光器。

在该方案中，当光发射器某一个出去工作状态的激光器发生故障，某个处于空闲状态的激光器被激活，同时，更改故障的激光器耦合的光学元件的波长，使得其波长不等同于处于工作状态的激光器发射的光的波长。本技术方案与现有技术中使用的合光器（比如 Splitter )相比，功率损耗更小，因此，该方案还可以降低功率损耗，提高出光效率。

第二方面，提供一种光接收器，所述光接收器包括：

M个光接收器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输出端，所述 M 个光接收器与所述 M个波长选择性光学元件——对应；

其中，所述 M个波长选择性光学元件的输入端由一路光分波成 M个输入端；

所述 M个光接收器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M;

所述 N个光接收器对应 N个不同波长；

所述 N个光接收器中的第一光接收器切换到 M个光接收器中空闲的第二光接收器时，所述第一光接收器所耦合的波长选择性光学元件的波长从第一波长调整成第二波长，所述第二波长不同于所述 N个波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述第二光接收器所耦合的波长选择性光学元件的波长设置成所述第一波长。

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，所述波长选择性元件是薄膜滤波器，所述 M个薄膜滤波器通过反射镜将一路光分波成 M个输入端。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述波长选择性元件是为微环谐振器， M个微环谐振器通过光波导将一路光分波成 M个输入端。

结合第二方面或第二方面的任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述光接收器还包括：

第三方面，提供一种光网络设备，包括光发射器和光接收器，所述光发射器通过 WDM与光接收器相连，所述光发射器包括如第一方面，或者第一方面的第一至第四种种可能的实现方式中任意一所述的光发射器。

第四方面，提供一种光网络设备，包括光发射器和光接收器，所述光发射器通过 WDM与光接收器相连，所述光接收器包括如第二方面，或者第二方面的第一至第四种可能的实现方式中任意一所述的光接收器。

第五方面，提供一种无源光网络 PON系统，包括光线路终端 OLT, 至少一个光网络单元 ONU或者光网络终端 ONT,所述 OLT通过光分配网络 ODN 与所述至少一个 ONU或 ONT相连 , 所述 OLT或所述 ONU为如第三方面所述的装置，或者如第四方面所述的装置。

第六方面，提供一种光发射器发射光的方法，

所述光发射器包括 M个激光器，所述 M个激光器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输入端，所述 M个激光器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，所述 M个激光器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M, 其特征在于，包括：

切换 N个激光器中的第一激光器到 M个激光器中空闲的第二激光器；调整所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长从第一波长调整至第二波长，所述第二波长不同于所述 N个波长；其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。结合第六方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

调整所述第二激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长变为所述第一波长。

结合第六方面，或者第六方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能所述方法在切换 N个激光器中的第一激光器到 M个激光器中空闲的第二激光器之前，还包括：

确认所述 N个激光器中的第一激光器发生故障，关闭所述第一激光器。第七方面，提供一种光接收器接收光的方法，

所述光接收器包括 M个光接收器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M 个输出端，所述 M个光接收器与所述 M个波长选择性光学元件——对应；其中，所述 M个波长选择性光学元件的输入端由一路光分波成 M个输入端；所述 M个光接收器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M, 其特征在于，所述方法包括：

切换 N个光接收器中的第一光接收器到 M个光接收器中空闲的第二光接收器；

调整所述第一光接收器所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长从第一波长调整至第二波长，所述第二波长不同于所述 N个波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。

结合第七方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：调整所述第二光接收器所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长变为所述第一波长。

结合第七方面，或者第七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，

所述方法在切换 N个光接收器中的第一光接收器到 M个光接收器中空闲的第二光接收器之前，还包括：确认所述 N个光接收器中的第一光接收器发生故障，关闭所述第一激光器。

本发明有益效果如下：

本发明实施例中光发射器包括 M个激光器， N个处于工作状态， N<M; 当 N个激光器的第一激光器切换到 M个激光器中处于空闲状态的第二激光器时，调整所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得其从第一波长改变为第二波长，所述第二波长不能等同于所述 N个激光器所发射的 N种光波长；同理，接收机原理亦如此。通过在 M个激光器中设置部分处于空闲状态，使得当 N个激光器中出现故障时，切换到空闲的激光器，同时更改该故障激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长，以使得光发射器正常发光。这种技术方案，可以降低现有技术中存在的光发射器复杂度较高、额外功率损耗较大、出光率较低的问题。附图说明

图 1A为现有技术中 PON系统的网络架构示意图；

图 1B为现有技术中 PON系统下行传输的示意图；

图 1C为现有技术中 PON系统上行传输的示意图；

图 1D为现有技术中 TWDM-PON系统的功能结构示意图；

图 1E为现有技术中光发射器模块的结构示意图；

图 2为本发明实施例中光发射器中激光器发生故障的示意图；

图 3为本发明实施例中光发射器中激光器发生故障的示意图；

图 4为本发明实施例中光接收器中光接收器发生故障的示意图；图 5为本发明实施例中光接收器中光接收器发生故障的示意图；图 6为本发明实施例中装置的第一结构示意图；

图 7为本发明实施例中装置的第二结构示意图

图 8为本发明实施例中 PON的结构示意图；

图 9为本发明实施例中一种光发射器发射光的详细流程；图 10为本发明实施例中一种光接收器接收光的详细流程。具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

另外，本文中术语"系统，，和"网络"在本文中常被可互换使用。本文中术语

"和 /或"，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如， A和 /或 B, 可以表示：单独存在 A, 同时存在 A和 B, 单独存在 B这三种情况。另外，本文中字符" /", 一般表示前后关联对象是一种"或"的关系。

为了降低额外的光功率损耗，提高出光效率，本发明实施例中，提供一种光发射器和光接收器，其中，光发射器包括：

M个激光器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输入端，所述 M个激光器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的激光器的波长一致；

所述 N个激光器对应 N个不同波长；

所述 N个激光器中的第一激光器切换到 M个激光器中空闲的第二激光器时，所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长从第一波长调整成第二波长，所述第二波长不同于所述 N个激光器的波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。在该方案中，当光发射器某一个出去工作状态的激光器发生故障，某个处于空闲状态的激光器被激活，同时，更改故障的激光器耦合的光学元件的波长，使得其波长不等同于处于工作状态的激光器发射的光的波长。本技术方案与现有技术中使用的合光器 (比如 Splitter )相比，功率损耗更小，因此，该方案还可以降低功率损耗，提高出光效率；

本发明还提供一种光接收器，光接收器包括：

M个光接收器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输出端，所述 M 个光接收器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的光接收器的波长一致；

所述 M个光接收器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M;

所述 N个光接收器对应 N个不同波长；

所述 N个光接收器中的第一光接收器切换到 M个光接收器中空闲的第二光接收器时，所述第一光接收器所耦合的波长选择性光学元件的波长从第一波长调整成第二波长，所述第二波长不同于所述 N个光接收器的波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

实施例一：

参阅图 2所示，本发明第一个实施例的光发射器如下：

第一个实施例的光发射器包括： M个激光器，以及与 M个激光器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输入端，所述 M个激光器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的激光器的波长一致。

在该实施例中，以 Μ=5 , N=4为例进行说明，即该光发射器包括 5个激光器，其中光发射器 1~4个处于工作状态，光发射器 5处于空闲状态。该波长选择性光学元件为可调节波长的 TFF ( Thin Film Filter, 薄膜滤波器），所述 M个 TFF的 M个输出端通过反射镜耦合成一路；所述 M个激光器包含 N 个处于工作状态的激光器， N<M ；所述 N个激光器对应 N个不同波长，分别对应 ^、 4、 ^、 ₄四种波长不同的光。可选地，光发射器还包括控制逻辑，所述控制逻辑用于控制所述 N个激光器中的第一激光器切换到 M个激光器中的空闲的第二激光器。

例如，以图 2所示，光发射器有 4个工作的激光器 1~4 , 一个空闲的激光器 5 , 4个与工作的激光器 1~4耦合的 TFF1 4和一个与空闲激光器 5耦合的 TFF5 , 4个工作的激光器分别发射 ^、 4、 ^、 λ_Λ 四种不同波长的光，对应的 4个 TFF分别只可以透射 ^、 ^、 ^、四种不同波长的光，对其他波长的光全反射，即与激光器 2对应的 TFF2只可以透射 ^波长的光，对其他波长的光全反射，依次类推。图 2所示的装置的作用是将 4个工作的激光器分别发射的 ^、 ^、 ^、 ^四种不同波长的光最终合成为一路光。

其中，当第二个激光器 2发生故障时（第二个激光器 2在发生故障前，发射的光的波长为 ^ ), 设置激光器 5发射与发生故障的激光器 2同样波长的光，并调整其对应的 TFF2透射的波长，使得其由调整为不同于 ^、 4、 4、 ^的任意一种的波长，即该 TFF2其对 ^、 4、 ^、波长的光都全反射，设置激光器 5对应的 TFF5透射的波长调整为 ^ ,以确保激光器 5发射的 ^的光可以被 TFF5透射。

在该实施例中，若发生故障的激光器 2对应的 TFF2仍对波长为的光进行透射，则 TFF5透射的波长为的光经过发生故障的激光器 2对应的 TFF2 时，再次被透射，那么，分别对应的光将不能全部重合，也就无法合成一路光；若发生故障的激光器 2对应的主用 TFF2对波长为^ 1^ ₄的光均不进行透射，则 TFF5透射的波长为的光经过发生故障的激光器 2对应的 TFF2 时，将被全反射，而不是被透射， ^ l^A分别对应的光将全部重合，最终合为一路光。

可选地，在另一个具体应用中，当第二个激光器 2发生故障时（第二个激光器 2在发生故障前，发射的光的波长为 ^ ), 还可以设置激光器 5发射不同于 ^、 4、 ^、的任意一种波长的光，并且不等于所述 TFF2调整后的波长，并调整激光器 5对应的 TFF5的波长等于该激光器 5调整后的波长。

可选地，所述检测第二个激光器 2发生故障，可以由所述控制逻辑来实现，还可以由与光发射器所连接的外部控制器实现。

可选地，设置激光器 5发射波长与发生故障的激光器 2同样波长的光，并调整其对应的 TFF2透射的波长，可以由所述光发射器内部的控制逻辑来实现，还可以由与光发射器连接的外部控制器实现。

可选地，设置激光器 5对应的 TFF5透射的波长调整为 4 , 可以由所述控制逻辑来实现，还可以由与光发射器所连接的外部控制器实现。

可选地，设置激光器 2对应的 TFF2的波长由调整为不同于任意一种的波长，可以由所述控制逻辑来实现，还可以由与光发射器所连接的外部控制器实现。

进一步地，调整 TFF2的波长可以通过改变温度或改变 TFF2的角度来实现。

综上所述，为了确保激光器 5在任意一激光器 1~4发生故障的情况下，能够替代该发生故障的激光器 2发射光，且激光器 5发射的光最终能够与所有未发生故障的激光器发射的光进行重合，合为一路光，不仅要使激光器 5 发射与发生故障的激光器 2同样波长的光，还要使发生故障的激光器 2对应的 TFF2的波长进行调整，确保其对来自任意一个未发生故障的激光器及激光器 5发射的光不进行透射，而是全反射。

实施例二：

参阅图 3所示，本发明第二个实施例的光发射器如下： M个激光器，以及与 M个激光器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M 个输入端，所述 M个激光器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的激光器的波长一致。

在该实施例中，以 Μ=5 , N=4为例进行说明，即该光发射器包括 5个激光器，其中光发射器 1~4个处于工作状态，光发射器 5处于空闲状态。该波长选择性光学元件为可调节波长的 MRR( Micor-Ring Resonator,微环谐振器），所述 M个 MRR的 M个输出端通过光波导耦合成一路；所述 M个激光器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M ；所述 N个激光器对应 N个不同波长，分别对应 ^、 4、 ^、 ₄四种波长不同的光。

可选地，光发射器还包括控制逻辑，所述控制逻辑用于控制所述 N个激光器中的第一激光器切换到 M个激光器中的空闲的第二激光器。

例如，以图 3 所示，光发射器有 4 个工作的激光器 1~4及分别耦合的 MRR1-4, 一个空闲激光器 5及耦合的 MRR5。其中， 4个激光器 1~4分别发送 λ， λ₂， λ₃， λ₄四种不同波长的光。若从上往下排序的第二个激光器 2发生故障时 (第二个激光器 2在发生故障前，发射的光的波长为 ^ ), 则将激光器 5 发射波长为 ^的光，同时，将 MRR5的谐振波长调整为 4 , 以确保激光器 5 发射的波长为 ^的光路可以被用 MRR5 进行光路偏转，比如逆时针旋转转 90。，从下往上传输。此时，还要调整与发生故障的第二个激光器 2 对应的 MRR2的波长，使得其波长不同于 λ， λ₂， λ₃， λ₄任意一种的波长，以使得与发生故障的第二个激光器 2对应的 MRR2对波长为 λ， λ₂， λ₃， λ₄的光对不产生任何光路转折作用，因为，若第二个激光器 2对应的 MRR2仍对波长为 ^的的传播方向进行调整， MRR5 将光路进行调整后的波长为 ^的光经过第二个激光器 2对应的 MRR2, 光路将再次被转折，那么^ 分别对应的光将不能全部重合；若发生故障的第二个激光器 2对应的 MRR2对^ 的光不产生任何光路转折作用，则 MRR5将光路调整后的波长为 ^的光经过第二个激光器 2对应的 MRR2时，光路不会发生变化，也就是，传播方向不改变，仍从下往上进行传播，则最终分别对应的光将全部重合，合为一路光。可选地，在另一种具体应用中，当第二个激光器 2发生故障时（第二个激光器 2在发生故障前，发射的光的波长为 ^ ), 还可以调整激光器 5发射波长为不同于 λ， λ₂， λ₃， λ₄任意一种的波长的光，并且不能等同于 MRR2调整后的波长，同时，将 MRR5的谐振波长调整为等于该激光器 5调整后的波长。

可选地，设置激光器 5发射波长与发生故障的激光器 2同样波长的光，并调整其对应的 MRR2透射的波长，可以由所述光发射器内部的控制逻辑来实现，还可以由与光发射器连接的外部控制器实现。

可选地，设置激光器 5对应的 MRR5透射的波长调整为 ^，可以由所述控制逻辑来实现，还可以由与光发射器所连接的外部控制器实现。

可选地，调整激光器 2耦合的 MRR2的波长，可以由所述控制逻辑来实现，还可以由与光发射器所连接的外部控制器实现。

进一步地，调整 MRR2的波长，可以通过改变 MRR2的温度或注入电流的方式。

综上所述，为了确保激光器 5在第二个激光器 2发生故障的情况下，能够替代第二个激光器 2发射光，且激光器 5发射的光最终能够与其他未发生故障的激光器发射的光进行重合，则必须对第二个激光器 2对应的 MRR2的波长进行调整，确保其对来自任意一个激光器发射的光不产生任何光路转折作用，使任意一个激光器发射的光经过第二个激光器 2对应的 MRR2时，光路不发生变化，即传播方向不变化，仍按照原来的传播方向进行传播。

实施例三：

参阅图 4所示，本发明第一个实施例的光接收器如下：

M个光接收器，以及 M个光接收器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输出端，所述 M个光接收器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的光接收器的波长一致。

在该实施例中，以 Μ=5 , N=4为例进行说明，即该光接收器包括 5个光接收器，其中光接收器 1~4个处于工作状态，光接收器 5处于空闲状态。该波长选择性光学元件为可调节波长的 TFF ( Thin Film Filter, 薄膜滤波器），所述 M个 TFF的输入端由一路光分波成 M个输入端；所述 N个光接收器对应 N个不同波长，分别对应 ^、 4、 ^、四种波长不同的光。

可选地，所述光接收器还包括控制逻辑，用于控制所述 N个光接收器中的第一光接收器切换到 M个光接收器中空闲的第二光接收器。

例如，以图 4所示，从上往下排序的第二个光接收器 2发生故障时（第二个光接收器 2在发生故障前，接收的光的波长为 ^ ), 则将光接收器 5接收的光的波长调整为 4 , 同时，将光接收器 5对应的 TFF5 的波长调整为 4 , 以确保光接收器 5接收的的光可以被对应的 TFF5透射。

此时，调整与发生故障的第二个光接收器 2对应 TFF2的波长，使得 TFF2 的波长不等同于 ^、 ^、 ^、任意一种波长，以使得与发生故障的第二个光接收器 2对应的 TFF2对波长为 ^、 4、 ^、的光全反射，因为若第二个光接收器 2对应的 TFF2仍对波长为的光进行透射，则光接收器 5对应的 TFF5 无法接收到波长为 ^的光，也就不能对波长为 ^的光进行透射，因此，光接收器 5不能接收到波长为的光，虽然第二个光接收器 2对应的 TFF2仍对波长为 ^的光进行透射，但是第二个光接收器 2发生故障，无法接收波长为的光，因此，光接收器 2无法接收波长为的光。可选地，当第二个光接收器 2发生故障时（第二个光接收器 2在发生故障前，接收的光的波长为 ^ ), 还可以将光接收器 5接收的光的波长调整为不同于 ^、 4、 ^、任意一种波长，并且不能等于 TFF2调整后的波长，同时，将光接收器 5对应的 TFF5的波长调整为等于光接收器 5的波长。

可选地，所述检测第二个光接收器 2发生故障，可以由所述控制逻辑来实现，还可以由与光接收器所连接的外部控制器实现。

可选地，设置光接收器 5接收与发生故障的光接收器 2同样波长的光，并调整其对应的 TFF2透射的波长，可以由所述光接收器内部的控制逻辑来实现，还可以由与光接收器连接的外部控制器实现。

可选地，设置光接收器 5对应的 TFF5透射的波长调整为 , 可以由所述控制逻辑来实现，还可以由与光接收器所连接的外部控制器实现。

可选地，设置光接收器 2对应的 TFF2的波长由调整为不同于 4 1^ ₄任意一种的波长，可以由所述控制逻辑来实现，还可以由与光接收器所连接的外部控制器实现。

综上所述，为了确保光接收器 5及其对应的 TFF5在第二个光接收器发生故障的情况下，能够替代第二个光接收器 2接收波长为 ^的光，则必须对第二个光接收器 2对应的 TFF2透射的波长进行调整，确保不对波长为 ^、 4、 4、 ^的光进行透射，而是进行全反射。

实施例四：

参阅图 5A所示，本发明第二个实施例的光接收器如下：

M个光接收器，以及 M个光接收器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输出端，所述 M个光接收器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的光接收器的波长一致。在该实施例中，以 Μ=5 , N=4为例进行说明，即该光接收器包括 5个光接收器，其中光接收器 1~4个处于工作状态，光接收器 5处于空闲状态。该波长选择性光学元件为可调节波长的 MRR ( Micor-Ring Resonator, 微环谐振器），所述 M个 MRR的输入端由一路光分波成 M个输入端；所述 N个光接收器对应 N个不同波长，分别对应 ^、 ^、 ^、 ₄四种波长不同的光。

例如，以图 5所示，从上往下排序的第二个光接收器 2发生故障时（第二个光接收器 2在发生故障前，接收的光的波长为 ^ ), 则将光接收器 5调整为接收波长为 4的光，同时，将 MRR5的谐振波长调整为 4 , 以确保光接收器 5接收的的光可以被 MRR5产生光路转折作用，比如顺时针旋转 90。。

此时，调整与发生故障的第二个光接收器 2对应 MRR2 的波长，使得 MMR2 的波长不等同于 ^、 4、 ^、任意一种波长，以使得与发生故障的第二个光接收器 2对应的 MRR2对波长为 ^、 ^、 ^、的光不产生任何光路转折作用，因为若第二个光接收器 2对应的 MRR2仍对波长为 ^的光产生光路转折作用，那么 MRR5接收到的一路光中不包括波长为 ^的光，也就无法进行光路转折，则光接收器 5也不能接收到波长为 ^的光，虽然第二个光接收器 2对应的 MRR2仍对波长为 ^的光产生光路转折作用，但是第二个光接收器 2发生故障，无法接收光，因此，波长为 ^的光无法被光接收器包括的光接收器 2进行接收。为此，为了确保光接收器 5在第二个光接收器 2发生故障的情况下，能够替代第二个光接收器 2接收光，则必须对第二个光接收器 2对应的 MRR2的谐振波长进行调整，确保其对波长为 ^、 ^、 ^、的光不产生光路转折作用，经过的光仍按照原来的传播方向进行传播。

可选地，当第二个光接收器 2发生故障时（第二个光接收器 2在发生故障前，接收的光的波长为 ^ ),则将光接收器 5调整为接收波长为不等同于 4、 4、 ^、任意一种波长，并且不能等于所述 MRR2调整后的波长，同时，将 MRR5的谐振波长调整等于光接收器 5的波长。

实施例五

本发明实施例中，如图 6 所示，还提供一种光网络设备，包括光发射器 600和光接收器 610, 光发射器通过 WDM与光接收器相连，其中，光发射器为如实施例一或如实施例二的光发射器。

具体地，光网络设备可以是 OLT, 或 ONU, 或 ONT。

实施例六

如图 7所示，还提供一种光网络设备，包括光发射器 700和光接收器 710, 光发射器通过 WDM与光接收器相连，其中，光接收器为如实施例三或如实施例四的光接收器。

具体地，光网络设备可以是 OLT, 或 ONU, 或 ONT。

实施例七

本发明实施例中，如图 8所示，还提供一种 PON系统，包括 OLT, 至少一个 ONU或者 ONT, OLT通过 ODN与至少一个 ONU或 ONT相连， OLT 或 ONU为如图 6或图 7所示的光网络设备。

实施例八

如图 9所示，本发明实施例提供一种光发射器发射光的方法，所述光发射器为如实施例一或实施例二所述的光发射器；光发射器包括 M个激光器，所述 M个激光器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输入端，所述 M个激光器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的激光器的波长一致，所述 M个激光器包含 N 个处于工作状态的激光器， N<M, 其特征在于，包括：

步骤 910: 切换 N个激光器中的第一激光器到 M个激光器中空闲的第二激光器；

步骤 920: 调整所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长从第一波长调整至第二波长，所述第二波长不同于所述 N个波长；其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。

可选地，所述方法还包括：

调整所述第二激光器以及其所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长变为所述第一波长。

可选地，所述方法还包括：

设置所述第二激光器以及其所耦合的波长选择性光学元件的波长不同于所述 N个激光器的波长，且不同于所述第二波长。可选地，所述方法在切换 N个激光器中的第一激光器到 M个激光器中空闲的第二激光器之前，还包括：确认所述 N个激光器中的第一激光器发生故障，关闭所述第一激光器。具体地，调整所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长的方式有多种，例如：当所述波长选择性光学元件为为 TFF时，釆用旋转角度，或改变温度来调整 TFF的波长；

当所述波长选择性光学元件为 MRR时，釆用改变温度，或注入电流的方式来调整 MRR的波长。在实际应用中，还有多种其他实现方式，在此不再进行详述。实施例九

如图 10所示，本发明实施例提供一种光接收器接收光的方法，所述光接收器为如实施例三或实施例四所述的光接收器；所述光接收器包括 M个光接收器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输出端，所述 M个光接收器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的光接收器的波长一致；其中，所述 M个波长选择性光学元件的输入端由一路光分波成 M个输入端；所述 M个光接收器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M, 所述方法包括：

步骤 1100:切换 N个光接收器中的第一光接收器到 M个光接收器中空闲的第二光接收器；

步骤 1200:调整所述第一光接收器所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长从第一波长调整至第二波长，所述第二波长不同于所述 N个波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。

可选地，所述方法还包括：

调整所述第二光接收器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长变为所述第一波长。

可选地，所述方法还包括：

设置所述第二接收器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长不同于所述 N个光接收器的波长且不同于所述第二波长。

可选地，所述方法在切换 N个光接收器中的第一光接收器到 M个光接收器中空闲的第二光接收器之前，还包括：

确认所述 N个光接收器中的第一光接收器发生故障，关闭所述第一激光器。

具体地，调整所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长的方式有多种，例如：当所述波长选择性光学元件为为 TFF时，釆用旋转角度，或改变温度来调整 TFF的波长；当所述波长选择性光学元件为 MRR时，釆用改变温度，或注入电流的方式来调整 MRR的波长。在实际应用中，还有多种其他实现方式，在此不再进行详述。

综上所述，本发明实施例中提供的光发射器或光接收器，当某一个工作中的激光器发生故障时，设置空闲中的激光器发射同故障的激光器同样波长的光，并调整与故障激光器耦合的光学元件的波长，使得其波长与原工作的激光器发射的光波长不同，以便于其对原工作的激光器发射的光进行全反射。

通过以上的技术方案，解决了现有技术中功率损耗过大、出光效率较低的问题。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和 /或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和 /或方框、以及流程图和 /或方框图中的流程和 /或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的上述实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括上述实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

权利要求

1、一种光发射器，其特征在于，所述光发射器包括：

M个激光器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输入端，所述 M个激光器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的激光器的波长一致；

其中，所述 M个波长选择性光学元件的 M个输出端耦合成一路；所述 M个激光器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M ；

所述 N个激光器对应 N个不同波长；

所述 N个激光器中的第一激光器切换到 M个激光器中空闲的第二激光器时，所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长从第一波长调整成第二波长，所述第二波长不同于所述 N个激光器的波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。
2、如权利要求 1所述的光发射器，其特征在于，所述第二激光器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长设置成所述第一波长；或者所述第二激光器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长设置成不同于所述 N个激光器的波长且不同于所述第二波长。

3、如权利要求 1或 2所述的光发射器，其特征在于，所述波长选择性元件是薄膜滤波器 , 所述 M个薄膜滤波器通过反射镜耦合成一路。
4、如权利要求 1或 2所述的光发射器，其特征在于，所述波长选择性元件是为微环谐振器， M个微环谐振器通过光波导耦合成一路。
5、如权利要求 1~4任意一项所述的光发射器，其特征在于，所述光发射器还包括：

控制逻辑，用于控制所述 N个激光器中的第一激光器切换到 M个激光器中空闲的第二激光器。
6、一种光接收器，其特征在于，所述光接收器包括：

M个光接收器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输出端，所述 M 个光接收器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的光接收器的波长一致；

其中，所述 M个波长选择性光学元件的输入端由一路光分波成 M个输入端；

所述 M个光接收器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M;

所述 N个光接收器对应 N个不同波长；

所述 N个光接收器中的第一光接收器切换到 M个光接收器中空闲的第二光接收器时，所述第一光接收器所耦合的波长选择性光学元件的波长从第一波长调整成第二波长，所述第二波长不同于所述 N个光接收器的波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。
7、如权利要求 6所述的光接收器，其特征在于，所述第二光接收器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长设置成所述第一波长；或者所述第二光接收器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长设置成不同于所述 N个光接收器的波长且不同于所述第二波长。
8、如权利要求 6或 7所述的光接收器，其特征在于，所述波长选择性元件是薄膜滤波器，所述 M个薄膜滤波器通过反射镜将一路光分波成 M个输入端。
9、如权利要求 6或 7所述的光接收器，其特征在于，所述波长选择性元件是为微环谐振器， M个微环谐振器通过光波导将一路光分波成 M个输入端。
10、如权利要求 6~9任意一项所述的光接收器，其特征在于，所述光接收器还包括：

控制逻辑，用于控制所述 N个光接收器中的第一光接收器切换到 M个光接收器中空闲的第二光接收器。
11、一种光网络设备，包括光发射器和光接收器，所述光发射器通过波分复用器 WDM与光接收器相连，其特征在于，光发射器包括如权利要求 1~5 任意一项所述的光发射器。
12、一种光网络设备，包括光发射器和光接收器，所述光发射器通过波分复用器 WDM与光接收器相连，其特征在于，所述光接收器包括如权利要求 6~10任意一项所述的光接收器。

13、一种无源光网络 PON系统，包括光线路终端 OLT, 至少一个光网络单元 ONU或者光网络终端 ONT, 所述 OLT通过光分配网络 ODN与所述至少一个 ONU或 ONT相连 , 其特征在于 , 所述 OLT或所述 ONU为如权利要求 11所述的光网络设备，或者如权利要求 12所述的光网络设备。

14、一种光发射器发射光的方法，应用于包括 M个激光器和 M个波长选择性光学元件的光发射器上，其中，所述 M个激光器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输入端，所述 M个激光器与所述 M个波长选择性光学元件 ——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的激光器的波长一致；其中，所述 M个波长选择性光学元件的 M个输出端耦合成一路；所述 M个激光器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M, 所述方法包括：

切换 N个激光器中的第一激光器到 M个激光器中空闲的第二激光器；调整所述第一激光器所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长从第一波长调整至第二波长，所述第二波长不同于所述 N个激光器的波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。
15、如权利要求 14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：调整所述第二激光器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长变为所述第一波长；或者调整所述第二激光器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长设置成不同于所述 N个激光器的波长且不同于所述第二波长。
16、如权利要求 13或 14所述的方法，其特征在于，所述方法在切换 N 个激光器中的第一激光器到 M个激光器中空闲的第二激光器之前，还包括：确认所述 N个激光器中的第一激光器发生故障，关闭所述第一激光器。

17、一种光接收器接收光的方法，应用于包括 M个光接收器和 M个波长选择性光学元件的光接收器，其中，所述 M个光接收器耦合到 M个波长选择性光学元件的 M个输出端，所述 M个光接收器与所述 M个波长选择性光学元件——对应，且每个所述波长选择性光学元件的波长设置为与所耦合的光接收器的波长一致；其中，所述 M个波长选择性光学元件的输入端由一路光分波成 M个输入端；所述 M个光接收器包含 N个处于工作状态的激光器， N<M, 所述方法包括：

切换 N个光接收器中的第一光接收器到 M个光接收器中空闲的第二光接收器；

调整所述第一光接收器所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长从第一波长调整至第二波长，所述第二波长不同于所述 N个光接收器的波长；

其中，所述 M, N均为大于等于 1的整数。
18、如权利要求 17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：调整所述第二光接收器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长，使得所述波长选择性光学元件的波长变为所述第一波长；或者所述第二光接收器及其所耦合的波长选择性光学元件的波长设置成不同于所述 N个光接收器的波长且不同于所述第二波长。
19、如权利要求 17或 18所述的方法，其特征在于，所述方法在切换 N 个光接收器中的第一光接收器到 M个光接收器中空闲的第二光接收器之前，还包括：

确认所述 N个光接收器中的第一光接收器发生故障，并关闭所述第一激光器。