TWI445345B - 光分波節點 - Google Patents

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TWI445345B TW100141980A TW100141980A TWI445345B TW I445345 B TWI445345 B TW I445345B TW 100141980 A TW100141980 A TW 100141980A TW 100141980 A TW100141980 A TW 100141980A TW I445345 B TWI445345 B TW I445345B
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Hsing Yu Chen
Jye Hong Chen
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Description

光分波節點
本案係為一種應用訊號光源傳輸技術之裝置，尤指一種應用於光纜終端設備(OLT)及複數個光網路單元(ONU)間之光分波節點。
正交分頻多址被動光纖網路(OFDMA-PON)係為一種能提高傳輸速率並節省成本的訊號傳輸技術，其利用高階正交振幅調變(high order QAM)配合OFDM訊號，以低傳輸頻寬的元件來傳輸高傳輸量的訊號，例如以10GHz頻寬的元件傳送40Gbps的訊號。但此技術的限制係在於高階正交振幅調變會伴隨著較高的信號雜訊比(SNR)，進而必須具備較高的接收能量(received power)始能支援此種調變。
而分頻多址(FDMA)是讓使用者在傳輸過程中以區分頻率來達成多址(多重接取)，亦即每個光網路單元(ONU)會區分所使用的頻帶，因此使各個光網路單元均能同時傳送資料。惟，在一般樹狀架構下使用分頻多址技術，在訊號上傳時可能伴隨著光差頻干擾(OBI)的問題。另外，於不同的光網路單元(ONU)間，假設選用相同波長的載波但卻沒有進行溫度控制，亦容易發生嚴重的干擾(interference)情形。因此，一般的樹狀架構在使用分頻多址(FDMA)技術時，傳送上傳訊號需要使用分波多工雷射(WDM laser)，但分波多工雷射設備卻會大幅提高訊號傳輸成本，而若欲維持精準的波長，還需要額外對分波多工雷射進行溫控，且無法隨著光網路單元之搬遷進行移動。
第20090097852號美國專利係揭示所謂的正交分頻多址被動光纖網路(OFDMA-PON)技術，其訊號上傳係採用分頻多工(FDM)的形式。然而，此專利所揭露之技術若選擇相同的波長傳送上傳訊號，仍會造成光纜終端設備(OLT)產生光差頻干擾(OBI))。為了避免光差頻干擾，此專利於傳送上傳訊號時仍需要借助分波多工雷射(WDM laser)，但於使用分波多工雷射的同時，卻又無法避免光網路單元成本提高及使用彈性不足的缺失。
第20100215368號美國專利所揭露者係為了避免光差頻干擾與分波多工雷射的問題，而採用無色光源(colorless)之應用架構。具體來說，此專利係把光網路單元須使用的雷射源(laser source)放在光纜終端設備，以使雷射隨著訊號一起傳到光網路單元，再用光濾波器、光放大器、及特殊之光調變器達到無色光源(colorless)之目的。惟，光濾波器、光放大器和特殊之光調變器會大幅增加光網路單元(ONU)之成本，造成較高的實施難度。
故如何解決上述習知技術之缺失，實為本領域技術人員之重要課題。
鑑於現有技術之種種缺失，本案之主要目的之一即在於提供一種能維持光網路單元(ONU)之成本，同時避免光差頻干擾(OBI)之訊號光源傳輸技術。
為了達到上述目的及其它目的，本案遂提供一種光分波節點，係連結並設置於光纜終端設備(OLT)及複數個光網路單元(ONU)之間，包括：光分路器(splitter)，係接收由該光纜終端設備傳送之單一波長之下傳訊號光源，並將接收之下傳訊號光源區分離為第一路訊號光源及第二路訊號光源俾予以傳送；複數個光循環器，係依序對應連結於該複數個光網路單元(ONU)，其中，第一順位之光循環器係接收該光分路器(splitter)傳送之第一路訊號光源並將由該光分路器(splitter)接收之第一路訊號光源傳送至第一順位之光網路單元(ONU)，以接收該第一順位之光網路單元(ONU)傳送之回傳訊號，並將由該第一順位之光網路單元(ONU)接收之回傳訊號傳送至次一順位之光循環器，進而令最後一順位之光循環器接收最後一順位之光網路單元(ONU)傳送之回傳訊號，並傳送由該最後一順位之光網路單元接收之回傳訊號；以及無色光源模組(colorless module)，係接收該光分路器(splitter)傳送之第二路訊號光源及該最後一順位之光循環器傳送之回傳訊號，以利用該第二路訊號光源調變由該最後一順位之光循環器接收之回傳訊號，從而產生上傳訊號光源並透過該光分路器將該上傳訊號光源回傳至該光纜終端設備(OLT)。
其次，本案還提供一種光分波節點，係連結並設置於光纜終端設備(OLT)及複數個光網路單元(ONU)之間，包括：過濾器(filter)，係接收由該光纜終端設備傳送之相異波長之下傳訊號光源及無訊號光源，並分開傳送由光纜終端設備接收之該下傳訊號光源及無訊號光源；複數個光循環器，係依序對應連結於該複數個光網路單元(ONU)，其中，第一順位之光循環器係接收該過濾器(filter)傳送之下傳訊號光源，並將由該過濾器(filter)接收之下傳訊號光源傳送至第一順位之光網路單元(ONU)，以接收該第一順位之光網路單元(ONU)傳送之回傳訊號，並將由該第一順位之光網路單元(ONU)接收之回傳訊號傳送至次一順位之光循環器，進而令最後一順位之光循環器接收最後一順位之光網路單元(ONU)傳送之回傳訊號，並傳送由最後一順位之光網路單元(ONU)接收之回傳訊號；以及無色光源模組(colorless module)，係接收該過濾器(filter)傳送之無訊號光源及該最後一順位之光循環器傳送之回傳訊號，以利用該無訊號光源調變由該最後一順位之光循環器接收之回傳訊號，從而產生上傳訊號光源，並透過該過濾器(filter)將該上傳訊號光源回傳至該光纜終端設備(OLT)。
相較於習知技術，本案之光分波節點具備能協同運作之無色光源模組(colorless module)、複數個光循環器、及光分路器(splitter)，或可採用能協同運作之無色光源模組(colorless module)、複數個光循環器、及過濾器(filter)，所以無論接收到之訊號係為單一波長或相異波長者，皆能解決現有分波多工(WDM)之限制，同時在不提高光網路單元(ONU)之成本的前提下使用無色光源技術。
以下藉由特定的具體實施形態說明本案之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本案之其他優點與功效。當然，本案亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。
請先一併參閱第1圖及第2圖，以瞭解本案提供之光分波節點之第一實施例，其中，第1圖係為本案之光分波節點之應用配置圖，第2圖係為本案之光分波節點之一系統架構圖。
如圖所示，光分波節點1係連結於光纜終端設備(OLT)2及複數個光網路單元(ONU)3a～3n間，且包括光分路器(splitter)10、複數個光循環器11a~11n、及無色光源模組(colorless module)12。具體來說，光纜終端設備(OLT)2係可透過陣列波導光柵濾波器(AWG)4、5與光分波節點1進行光源傳送與接收。而於第1圖所示之架構中，第一區域、第二區域、第K區域、第W-1區域至第W區域皆可規劃有光分波節點1及複數個光網路單元3a～3n，而不同區域的規劃，即代表採用不同之接收及傳送之光源波長。
光分路器10係接收由光纜終端設備2經由陣列波導光柵濾波器4、5傳送之單一波長之下傳訊號光源，並將接收之下傳訊號光源區分為第一路訊號光源及第二路訊號光源俾予以傳送。於本實施例中，光分路器10係可設計為一分二之光分路器。
複數個光循環器11a~11n，係依序對應連結於複數個光網路單元3a~3n，其中，第一順位之光循環器11a係接收光分路器10傳送之第一路訊號光源，並將由光分路器10接收之第一路訊號光源傳送至第一順位之光網路單元3a，以於第一順位之光網路單元3a處理完成後，再接收第一順位之光網路單元3a傳送之回傳訊號，並將由第一順位之光網路單元3a接收之回傳訊號傳送至次一順位之光循環器11b，而依此類推進行傳輸，最後，令最後一順位之光循環器11n接收最後一順位之光網路單元3n傳送之回傳訊號，而最後一順位之光循環器11n則會再將接收之回傳訊號予以傳送。為了簡化說明，前述行進傳輸方式的詳細實施方式，可參照第099142524號台灣專利申請案，於此將不再贅述。
無色光源模組12係接收光分路器10傳送之第二路訊號光源以及最後一順位之光循環器11n傳送之回傳訊號，以利用由光分路器10接收之第二路訊號光源調變由最後一順位之光循環器11n接收之回傳訊號，從而產生上傳訊號光源，進而再透過光分路器10將該上傳訊號光源選擇性地透過陣列波導光柵濾波器4、5回傳至光纜終端設備2。
於本實施例中，無色光源模組12可包括至少二無色光源收發器(CLT)120a與120b、連結無色光源收發器120a、120b及最後一順位之光循環器11n之第一切換器121a、以及連結無色光源收發器120a、120b及光分路器10之第二切換器121b，透過此種設計方式，當無色光源收發器120a、120b之任一者發生異常時，亦能主動切換至另一正常之無色光源收發器，提高系統的可靠度。
再者，如第4圖所示，無色光源收發器120a、120b還可具備二半導體光放大器(SOA)1202與1203、連結並設置於半導體光放大器1202輸入端及第二切換器121b之間之第一光循環器1201、連結於半導體光放大器1203之輸出端之第二光循環器1204、及連結並設置於第二光循環器1204及第一切換器121a之間之反射式半導體光放大器(RSOA)1205，而第二光循環器1204復連結至第一光循環器1201，藉此完成其預定的處理及調變。
相較於本案提供之技術，由於傳統之分波多工技術的光網路單元(ONU)皆須要設計成高成本之無色光源光網路單元(colorless ONU)，而本案之複數個光網路單元(ONU)卻無需建置成無色光源形式，僅統一由光分波節點1進行處理，不但能大幅節省實施成本，亦能增加實施彈性。同時，由於本案同一區域中之多個光網路單元可使用單一光源，故可在沒有光差頻干擾的限制下使用分頻多址技術。
需補充說明者，前述實施例係利用下傳的光源來進行調變，而若考量到下傳的光源無法完全消除所載訊號(干擾)，可能形成對上傳光源之雜訊之情形，因此可在下傳光源時多給一道沒有載訊號的光源以供後續之調變，而此實施例與前述實施例之差別在於，光分波節點1從光纜終端設備2接收到的光源波長會增加成兩倍。
具體來說，於此實施例中，光分波節點1之設計可更改成如第3圖所示之光分波節點1’，如圖所示，光分波節點1’係包括過濾器(filter)10’、複數個光循環器11a～11n、及無色光源模組(colorless module)12。
過濾器10’係接收由光纜終端設備2傳送之相異波長之下傳訊號光源及無訊號光源，並緊接著分開傳送該下傳訊號光源及無訊號光源。當然，光纜終端設備2亦可透過陣列波導光柵濾波器(AWG)4、5進行傳送。
複數個光循環器11a~11n同樣係依序對應連結於複數個光網路單元(ONU)3a~3n，其中，第一順位之光循環器11a係接收該過濾器(filter)10’傳送之下傳訊號光源，並將由過濾器(filter)10’接收之下傳訊號光源傳送至第一順位之光網路單元(ONU)3a，以於光網路單元3a完成處理後，再接收第一順位之光網路單元3a傳送之回傳訊號，並將由第一順位之光網路單元3a接收之回傳訊號傳送至次一順位之光循環器11b，同樣地，進而會令最後一順位之光循環器11n接收到最後一順位之光網路單元3n傳送之回傳訊號，並傳送由最後一順位之光網路單元(ONU)3n接收之回傳訊號。
而無色光源模組12則接收過濾器10’傳送之無訊號光源及最後一順位之光循環器11n傳送之回傳訊號，以利用無訊號光源調變由最後一順位之光循環器11n接收之回傳訊號，從而產生上傳訊號光源並透過過濾器10’將上傳訊號光源回傳至光纜終端設備2。當然，過濾器10’同樣可透過陣列波導光柵濾波器4、5將上傳訊號光源回傳至光纜終端設備2。而於此實施例中，無色光源模組12之設計與前述實施例並無不同，故不再贅述。
綜上所述，由於本案之光分波節點可具備能協同運作之無色光源模組(colorless module)、複數個光循環器、及光分路器(splitter)，或是可具備能協同運作之無色光源模組(colorless module)、複數個光循環器、及過濾器(filter)，所以無論接收到之下傳光源係為單一波長或相異波長者，本案之光分波節點皆能有效解決現有分波多工(WDM)之技術限制，同時在不提高光網路單元(ONU)之成本的前提下，照常使用無色光源技術。
惟，上述實施形態僅例示性說明本案之原理及其功效，而非用於限制本案。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本案之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。因此，本案之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
1、1’．．．光分波節點
10．．．光分路器
10’．．．過濾器
11a~11n．．．光循環器
12．．．無色光源模組
120a、120b．．．無色光源收發器
121a．．．第一切換器
121b．．．第二切換器
1201．．．第一光循環器
1202、1203．．．半導體光放大器
1204．．．第二光循環器
1205．．．反射式半導體光放大器
2．．．光纜終端設備
3a~3n．．．光網路單元
4、5．．．陣列波導光柵濾波器
第1圖係為本發明之光分波節點之應用配置圖；
第2圖係為本案之光分波節點之一系統架構圖；
第3圖係為本案之光分波節點之另一系統架構圖；以及
第4圖係為本案之無色光源收發器之系統架構圖。
1．．．光分波節點
2．．．光纜終端設備
3a~3n．．．光網路單元
4、5．．．陣列波導光柵濾波器

Claims (9)

  1. 一種光分波節點，係連結並設置於光纜終端設備及複數個光網路單元之間，包括：光分路器，係接收由該光纜終端設備傳送之單一波長之下傳訊號光源，並將所接收之下傳訊號光源分離為第一路訊號光源及第二路訊號光源；複數個光循環器，係依序對應連結於該複數個光網路單元，其中，第一順位之光循環器係接收該光分路器傳送之第一路訊號光源，並將由該光分路器接收之第一路訊號光源傳送至第一順位之光網路單元，以接收該第一順位之光網路單元傳送之回傳訊號，並將由該第一順位之光網路單元接收之回傳訊號傳送至次一順位之光循環器，進而令最後一順位之光循環器接收最後一順位之光網路單元傳送之回傳訊號，並傳送由該最後一順位之光網路單元接收之回傳訊號；以及無色光源模組，係接收該光分路器傳送之第二路訊號光源及該最後一順位之光循環器傳送之回傳訊號，以利用該第二路訊號光源調變由該最後一順位之光循環器接收之回傳訊號，從而產生上傳訊號光源並透過該光分路器將該上傳訊號光源回傳至該光纜終端設備。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光分波節點，其中，該光分路器係為一分二之光分路器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光分波節點，其中，該無色光源模組係包括至少二無色光源收發器、第一切換器及第二切換器，其中，該第一切換器連結該二無色光源收發器及該最後一順位之光循環器，且該第二切換器連結該二無色光源收發器及該光分路器。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光分波節點，其中，該無色光源收發器係具備二半導體光放大器、第一光循環器、第二光循環器及反射式半導體光放大器，其中，該第一光循環器連結並設置於該二半導體光放大器之一端及該第二切換器之間，該第二光循環器連結於該二半導體光放大器之另一端，且該反射式半導體光放大器連結並設置於該第二光循環器及該第一切換器之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光分波節點，其中，該光纜終端設備係透過至少二陣列波導光柵濾波器與該光分波節點進行光源傳送與接收。
  6. 一種光分波節點，係連結並設置於光纜終端設備及複數個光網路單元之間，包括：過濾器，係接收由該光纜終端設備傳送之相異波長之下傳訊號光源及無訊號光源，並分開傳送由該光纜終端設備接收之該下傳訊號光源及無訊號光源；複數個光循環器，係依序對應連結於該複數個光網路單元，其中，第一順位之光循環器係接收該過濾器傳送之下傳訊號光源並將由該過濾器接收之下傳訊號光源傳送至第一順位之光網路單元，以接收該第一順位之光網路單元傳送之回傳訊號，並將由該第一順位之光網路單元接收之回傳訊號傳送至次一順位之光循環器，進而令最後一順位之光循環器接收最後一順位之光網路單元傳送之回傳訊號，並傳送由最後一順位之光網路單元接收之回傳訊號；以及無色光源模組，係接收該過濾器傳送之無訊號光源及該最後一順位之光循環器傳送之回傳訊號，以利用該無訊號光源調變由該最後一順位之光循環器接收之回傳訊號，從而產生上傳訊號光源，並透過該過濾器將該上傳訊號光源回傳至該光纜終端設備。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光分波節點，其中，該無色光源模組係包括至少二無色光源收發器、第一切換器及第二切換器，其中，該第一切換器連結該二無色光源收發器及該最後一順位之光循環器，且該第二切換器連結該二無色光源收發器及該過濾器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光分波節點，其中，該無色光源收發器係具備二半導體光放大器、第一光循環器、第二光循環器及反射式半導體光放大器，其中，該第一光循環器連結並設置於該二半導體光放大器之一端及該第二切換器之間，該第二光循環器連結於該二半導體光放大器之另一端，且該反射式半導體光放大器連結並設置於該第二光循環器及該最後一順位之光循環器之間。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之光分波節點，其中，該光纜終端設備係透過至少二陣列波導光柵濾波器與該光分波節點進行光源傳送與接收。
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