CN107710647A - 用于在中央单元和至少一个远程单元之间传输光信号的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在中央单元(1)与至少一个远程单元(2)之间传输光信号的装置，所述中央单元包括：光信号的至少一个放大自发辐射源(11、110)；第一构件(17、170)，该第一构件适于通过形成第一偏振光信号(POS)而将来自所述放大自发辐射源的光信号偏振化到第一偏振面。所述装置包括第二构件(24)，该第二构件被配置为，接收所述第一偏振光信号，以便通过在所述第一构件中形成第二光信号(SOS)而将第一偏振光信号偏振化到与第一偏振面正交的第二偏振面，所述第二光信号相对于所述第一光信号(17)是正交偏振的。

Description

用于在中央单元和至少一个远程单元之间传输光信号的装置
技术领域
本发明涉及用于在中央单元和至少一个远程单元之间传输光信号的装置。
背景技术
现有技术中已知的是，无源光网络(PON)是特殊类型的接入网，例如，允许多个用户连接至中央网络节点的网络。
PON通常包括光路终端(OLT)和光分布式网络(ODN)，包括：被布置为形成“点到多点”结构的多个光连接和无源光器件。OLT通常设置在服务提供商的中央局中。
OLT的每个光连接可在其最远端终止于相应的光网络单元(ONU)，该光网络单元可位于用户家中、位于几个建筑物附近的人行道旁边，等等。
在波分复用(WDM)类型的无源光网络(PON)中，每个ONU可以使用各自的一对波长与OLT进行通信，所述一对波长包括上行波长(用于从ONU到OLT传输)和下行波长(用于从OLT到ONU传输)。
在WDM PON中，ODN通常包括所谓的“远程节点”、将所述远程节点连接至OLT的馈线光纤，以及从所述远程节点辐射的给定数量的分布式光纤。每个分布式光纤可以在其远端上终止于ONU或终止于馈送分光器，馈送分光器通过多个光纤将分布式光纤连接至多个ONU。
远程节点通常是无源节点，即，仅包括不需要电源的无源器件(通常是阵列波导光栅(AWG)、耦合器等)。
根据WDM技术，在下行方向中，OLT产生波长与ONU相关的光信号(这是本领域技术人员知晓的)，并且沿着馈线光纤将它们传输至远程节点。在远程节点处，下行信号被多路分配，并且每一路信号沿着各自的分布式光纤并以各自的波长被转发至各自的ONU。
在上行方向中，每个ONU产生各自的具有相关波长的上行信号，并且将该信号沿着各自的分布式光纤传输至远程节点。远程节点根据已知的WDM技术将接收自不同ONU的全部上行信号进行复用，并通过馈线光纤将它们转发至OLT。上行信号在OLT处被多路分配并且经历后续处理。
Kim等人的“400Gb/s(40×10Gb/s)ASE injection seeded WDM-PON based onSOA-REAM”的文章对具有高速连接的WDM-PON类型的网络作了描述，该文章发表在2013年美国光学学会的OFC/NFOEC技术文摘中。
100GHz信道间隔的两个1×40循环AWG用在光路终端(OLT)上且用在远程节点处，以便用单个光纤以双向方式传输信号，所述光路终端设置在服务提供商的中央局。宽带光源(BLS)的输出光谱被远程节点处的AWG进行切片，并且涉及输出信道的部分被注入到ONU。光网络终端的SOA-REAM(半导体光放大器-反射式电吸收调制器)模块利用电吸收调制来进行光放大。SOA-REAM模块的输出经过两个AWG及一光纤被发送到接收器。
在OLT处使用色散补偿光纤(DCF)，以改善传输的误码率，从而补偿光纤的色散。
对设置在中央局的OLT中的环形器的使用不允许过滤来自ONU的光。
通常，无源光网络(PON)不是无色型(无色意味着ONU处的器件不是颜色敏感的，而是通用的：这提供了在减少库存产品方面的优点)；已经针对可以被插入PON网络的无色模块进行了不同的尝试。
Martinelli等人在“Polarization in Retracing Circuits for WDM-PON”的文章中描述了具有无色光网络单元(ONU)的WDM-PON类型的网络，该文于2012年7月15日发表在IEEE光子技术快报的第24卷、第14期、第1191至1193页。该文章提出了一种自调谐腔发射器STCT光路，其包括：法拉第镜(设置在远程节点处，具有旋转能力)、AWG、分布式光纤和法拉第旋转器，以及设置在ONU中的反射式半导体光放大器或RSOA；直接调制的激光腔设置在RSOA(设置在ONU中)的镜与法拉第旋转镜(设置在远程节点处)之间。
发明内容
鉴于现有技术的现状，本发明的目的是提供一种用于在中央单元和至少一个远程单元之间传输光信号的装置，其具有上述现有技术的传输装置的优点。
根据本发明，这样的目标通过在中央单元和至少一个远程单元之间传输光信号的装置来实现，所述装置包括：
-光信号的至少一个放大自发辐射源，
-第一构件，该第一构件被配置为通过形成第一偏振光信号而将来自所述放大自发辐射源的光信号偏振化到第一偏振面，其特征在于，所述装置包括第二构件，该第二构件被配置为，接收所述第一偏振光信号，以便通过在所述第一构件中形成第二光信号而将第一偏振光信号偏振化到与第一偏振面正交的第二偏振面，所述第二光信号相对于所述第一光信号是正交偏振的。
附图说明
本发明的特征和优点将通过下文的具体实施方式及其实践性的实施例而变得显而易见，通过附图中非限定性的示例的形式示出，其中：
图1是根据本发明实施例的用于在中央单元与至少一个远程单元之间传输光信号的装置的示意图；
图2是根据本发明实施例的变型的用于在中央单元与至少一个远程单元之间传输光信号的装置的示意图；
图3至图4示出了根据本发明实施例的另一变型的用于在中央单元与至少一个远程单元之间传输光信号的装置的示意图。
具体实施方式
图1描述了根据本发明实施例的用于在中央单元1与至少一个远程单元2之间传输光信号的装置的示意图。中央单元1包括放大自发辐射源或ASE 11，其辐射光信号，优选的是在给定中心波长λ1处的混沌光。
中央单元1包括第一构件17，第一构件17适于通过形成第一偏振光信号POS而将来自ASE 11的光信号偏振化到第一偏振面，优选是竖直偏振面；第一构件17优选地包括偏振分束器或PBS。
装置包括第二构件24，第二构件被配置为：接收所述第一偏振光信号POS，并将其以与入射偏振正交的偏振方式进行反射，也就是说，通过在所述第一构件17中形成第二光信号SOS(其相对于第一光信号POS是正交偏振的)而将第一偏振光信号POS偏振化到与第一偏振面正交的第二偏振面，优选是水平偏振面；第二构件24优选地包括法拉第旋转镜24，例如具有45°的旋转能力。这样，信号SOS完全从信号POS中解耦。第二构件24被配置为，不仅反射信号POS，还改变信号POS的偏振态。
优选地，可变的吸收器23与法拉第旋转镜24相关；所述可变的吸收器23作用在第一偏振光信号POS上，并且优选是由脉冲信号D控制的半导体光放大器或SOA。
在上行光信号传输装置(图1所示)的情况下，PBS 17无损地反射第一光信号POS并将其发送到馈线光纤3。
馈线光纤3的第一光信号POS被位于远程单元2附近的AWG 21拦截。AWG 21是循环类型且是多路复用器/多路分配器，优选地具有两个不同波长(对应于上行波长和下行波长)处的两个带宽。AWG 21产生两个不同的波长并且呈现出由这两个波长标记的若干输出/输入信道。
AWG 21允许第一光信号POS以给定波长λ1通向远程单元2；第一光信号POS通向另一光纤4，该光纤4通往SOA 23并通往法拉第旋转镜24(SOA 23和法拉第旋转镜24均设置在远程单元2中)。到达SOA 23的第一光信号POS通过信号D进行调制；SOA 23对低偏振敏感。
通过法拉第旋转镜24，从远程单元2返回PBS 17的光信号相对于到达远程单元2的第一光信号POS正交偏振；第二光信号SOS(相对于第一光信号是正交偏振的，例如是水平偏振的，以保证在第一和第二光信号之间没有损耗且完全解耦)以此方式形成在PBS 17中。
中央单元1优选包括第二光信号SOS的光放大器122及另一AWG14，AWG 14接收第二放大的光信号并将其发送至接收器16。
优选地，在中央单元1和远程单元2之间光纤连接非常长的情况下，中央单元1包括色散补偿滤波器或DCF 7。DCF 7可解决色散问题；因此，进入AWG 14的第二光信号SOS被无损地发送至接收器16。
根据本发明实施例的变型，在中央单元1和至少一个远程单元2之间下行传输光信号的情况下(如图2所示)，PBS 17无损地反射第一光信号POS并且将其发送至设置在中央单元1中的第二构件24。来自PBS 17的第一光信号POS被位于中央单元1附近的AWG 14拦截。
AWG 14允许第一光信号POS在给定波长λ1处通向第二构件24，优选是法拉第旋转镜，具有45°的旋转能力；优选地，第一光信号POS在可变的吸收器23(优选是SOA)中通过，接着通向法拉第旋转镜24，可变的吸收器和法拉第旋转镜均设置在中央单元1中。到达SOA 23的第一光信号POS通过信号D进行调制；SOA 23对偏振不是非常敏感。
通过法拉第旋转镜，从中央单元1返回PBS17的光信号相对于到达中央单元1的第一光信号POS正交偏振；第二光信号SOS(相对于第一光信号是正交偏振的，例如是水平偏振的，以保证在第一和第二光信号之间没有损耗且完全解耦)以此方式形成在PBS 17中。
第二光信号SOS被发送到馈线光纤3中并且被AWG 21拦截，所述AWG 21允许第一光信号POS以给定波长λ1通向远程单元2；第一光信号POS通向另一光纤4，所述另一光纤将所述第一光信号输送到接收器25。
在用于传输光信号以便下行工作和上行工作(如图3和图4所示)的装置的情况下，根据本发明实施例的变型的用于在中央单元1和至少一个远程单元2之间传输光信号的装置包括设置在中央单元1和远程单元2中的第二构件24。优选地，第一光信号POS的可变的吸收构件23(优选是SOA)也设置在中央单元1和远程单元2中且与第二构件24相关。
设置了两个放大的自发辐射源或ASE 11、110，其在两个给定的中心波长λ1和λ2处辐射各自的光信号(优选是混沌光)。独特之处在于：源11、110设置在中央单元1中，即使通信是双向通信。
在上行光信号传输(如图3所示)的情况下，PBS 17无损地反射来自ASE 11的波长λ1的第一光信号POS，并且将其发送至馈线光纤3；ASE源110和PBS 170(如图3的虚线所示)在这种情况下并未使用。
来自馈线光纤3的第一光信号POS被位于远程单元2附近的AWG 21拦截。AWG 21是循环类型且是多路复用器/多路分配器，优选地具有两个不同波长λ1和λ2(对应于所使用的上行和下行波长)处的两个带宽。
AWG 21允许第一光信号POS以给定波长λ1通向远程单元2；第一光信号POS通向另一光纤4，该光纤4通往SOA 23并通往法拉第旋转镜24(SOA 23和法拉第旋转镜24均设置在远程单元2中)。到达SOA 23的第一光信号POS通过信号D进行调制；SOA 23对低偏振敏感。
通过法拉第旋转镜，从远程单元2返回PBS17的光信号相对于到达远程单元2的第一光信号POS正交偏振；第二光信号SOS(相对于第一光信号POS是正交偏振的，例如是水平偏振的，以保证在第一和第二光信号之间没有损耗且完全解耦)以此方式形成在PBS 17中。
中央单元1优选地包括另一AWG 14，所述AWG 14接收第二放大的光信号并将其发送至接收器16。
在下行光信号传输(如图4所示)的情况下，PBS 170无损地反射来自ASE 110的波长λ2的第一光信号POS，并将其发送至设置在中央单元1中的第二构件24；ASE源11和PBS 17(如图4的虚线所示)在这种情况下并未使用。来自PBS 170的第一光信号POS被位于中央单元1附近的AWG 14拦截。
AWG 14允许第一光信号POS在给定波长λ1处通向第二构件24，优选是法拉第旋转镜，具有45°的旋转能力；优选地，第一光信号POS在可变的吸收器23(优选是SOA)中通过，接着通向法拉第旋转镜24，可变的吸收器和法拉第旋转镜均设置在中央单元1中。到达SOA 23的第一光信号POS通过信号D进行调制；SOA 23对低偏振敏感。
AWG 14也是循环类型且是多路复用器/多路分配器，优选地具有两个不同波长λ1和λ2(对应于所使用的上行和下行波长)处的两个带宽。
通过法拉第旋转镜，从中央单元1返回PBS 170的光信号相对于到达中央单元1的第一光信号POS正交偏振；第二光信号SOS(相对于第一光信号POS是正交偏振的，例如是水平偏振的，以保证在第一和第二光信号之间没有损耗且完全解耦)以此方式形成在PBS 170中。
第二光信号SOS被发送到馈线光纤3中并且被AWG 21拦截，所述AWG 21允许第一光信号POS以给定波长λ2通向远程单元2；第一光信号POS通向另一光纤4，所述另一光纤将所述第一光信号输送到接收器25。
优选地，图3和图4的用于在中央单元1与至少一个远程单元2之间传输光信号的装置包括一对移波器或WDM分光器22，该移波器或WDM分光器将上行模式(其在给定的波长范围内发生)与下行模式(其在另一波长范围内发生)解耦；一个WDM分光器22设置在中央单元1中，而另一个设置在远程单元2中。
接收器16、25中的每个接收器可以是给定的光接收器，例如，PIN二极管或光电二极管。
在用于在中央单元1与至少一个远程单元2之间传输光信号的装置中使用PBS允许阻断馈线光纤3的返回色散光，以提高信噪比。
在用于在中央单元1与至少一个远程单元2之间传输光信号的装置中使用法拉第旋转镜24允许将第一光信号POS(即，起始光信号)与第二光信号SOS(即，返回光信号)解耦。
优选地，来自ASE 11的光信号通过调制器12(由同步性或时钟信号ck(t)控制)进行过调制，以允许在所有分布式网络上共享共同的时钟信号。
优选地，远程单元包括分束器26，以监控第一光信号POS和时钟信号ck(t)。
对根据本发明的用于发射和接收电磁信号的装置的应用涉及电话网络。无线电接入网的远程单元天线(RU)由基带宽单元(BBU)集中控制。基带宽单元与远程单元之间的连接通过无线电连接上的上行信号(从远程单元到基带宽单元)或下行信号(从基带宽单元到远程单元)而建立。

Claims (10)

1.一种用于在中央单元(1)与至少一个远程单元(2)之间传输光信号的装置，所述装置包括所述中央单元(1)和所述远程单元(2、21)，所述中央单元包括：
-光信号的至少一个放大自发辐射源(11、110)，
-第一构件(17、170)，该第一构件被配置为通过形成第一偏振光信号(POS)而将来自所述放大自发辐射源的光信号偏振化到第一偏振面，其特征在于，所述装置包括第二构件(24)，该第二构件被配置为，接收所述第一偏振光信号，以便通过在所述第一构件中形成第二光信号(SOS)而将第一偏振光信号偏振化到与第一偏振面正交的第二偏振面，所述第二光信号相对于所述第一光信号是正交偏振的。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一构件(17、170)包括偏振分束器。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二构件包括法拉第旋转镜。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括所述第一偏振光信号(POS)的、与所述第二构件相关的可变的吸收构件(23)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，第一偏振光信号(POS)的所述可变的吸收构件(23)是半导体光放大器。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一偏振面是竖直平面，而所述第二偏振面是水平平面。
7.如前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述第二构件设置在所述中央单元中。
8.如权利要求1至6中任意一项所述的装置，其特征在于，所述第二构件设置在所述远程单元中。
9.如前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述第二构件设置在所述中央单元和所述远程单元中，所述中央单元包括两个第一构件(17、170)以及光信号的在两个不同的中心波长(λ1、λ2)处的两个放大自发辐射源(11、110)，所述两个不同的中心波长分别用于上行传输和下行传输，所述两个第一构件适于在两个不同的波长处将光信号偏振化到所述第一偏振面，所述中央单元和所述远程单元中的每一个包括WDM分光器(22)，所述WDM分光器被配置为将上行模式与下行模式解耦。
10.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述法拉第旋转镜具有45度的旋转能力。
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