一種基于瑞利散射效應實現無色onu上行波長的裝置及方法
【專利摘要】本發明提供一種基于瑞利散射效應實現無色ONU上行波長的裝置，涉及波分復用無源光網絡（WDM-PON）【技術領域】。所述裝置包括波長控制單元、波長可調諧激光器、光環形器、光功率計和光纖；光功率計、波長控制單元和波長可調諧激光器依次連接，波長可調諧激光器連接光環形器的第一端口，光纖連接光環形器的第二端口，光功率計連接光環形器的第三端口；本發明還公開了一種基于瑞利散射效應設定無色ONU上行波長的方法及一種WDM-PON系統。本發明避免了現行波長可調諧激光器方案中的復雜交互控制問題；是一種ONU獨立實施上行波長的設定，自主控制實現ONU無色性的裝置及方法，進一步簡化了ONU的運行控制和安裝維護，降低系統運行成本。
【專利說明】-種基于瑞利散射效應實現無色ONU上行波長的裝置及方 法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及波分復用無源光網絡（WDM-P0N)【技術領域】，尤其涉及一種基于瑞利散 射效應實現無色0NU上行波長的裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 無源光接入網絡（Passive Optical Access Network)已經成為實現FTTx的主推 技術。業內已經為一系列無源光接入網（如GP0N和ΕΡ0Ν)建立了相關標準，并部署商用。 這些方案采用時分復用的方式，在0LT與0NU之間使用光分/合路器這種無源的遠端節點 實現組網，成本較低，因此成為當前光接入的主要解決方案。但隨著寬帶接入業務的迅猛發 展，現有TDM(Time Division Multiplexing)P0N的系統容量越來越不能滿足需求，而采用 波分復用（Wavelength Division Multiplexing)方式的無源光網絡為每個0NU用戶單元 提供專用的波長，這將極大的提升可用帶寬，被認為是下一代Ρ0Ν的理想解決方案。由于 WDM-P0N系統中需要為每個0NU配置不同的波長，無色0NU技術是WDM-P0N實施的關鍵技 術，采用無色0NU技術能夠實現0NU的一致性，便于批量生產，這將有效降低0NU成本，并且 使得網絡的安裝和管理維護十分便利，降低運營成本。
[0003] 目前實現無色0NU方案主要有包括：基于光譜分割技術的無色0NU，基于波長重用 技術的無色0NU，基于種子光源陣列下發的無色0NU和基于波長可調諧激光器的無色0NU。 由于縮短了光源與調制器間的距離，提高了進入調制器的光載波的線寬、偏振穩定性與功 率穩定性等的質量，基于波長可調諧激光器的無色0NU被認為是最理想的方案之一。但當 前基于波長可調諧激光器的無色0NU方案中，各0NU無法獨立實施上行波長的設定，需要 0LT統一控制并增加額外的波長選擇控制模塊的方式來實現0NU端波長可調諧激光器波長 的配置，這種方式無疑增加了系統的復雜程度提升了系統成本。
[0004] 瑞利散射（Rayleigh scattering)是由英國物理學家瑞利的名字命名的。是指散 射光波長等于入射光波長，而且散射粒子遠遠小于入射光波長，沒有頻率位移(無能量變 化，波長相同)的彈性光散射。入射光在線度小于光波長的微粒上散射后散射光和入射光波 長相同的現象。本發明充分利用了光纖能夠產生瑞利散射效應提供了一種實現無色0NU上 行波長配置裝置及其方法。
【發明內容】
[0005] (一）要解決的技術問題
[0006] 針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于瑞利散射效應實現無色0NU上行波 長配置裝置及其方法。0NU裝置上電啟動時，波長控制單元波長可調諧激光器進行逐波長 掃描，利用不同波長的近端瑞利散射功率大小，確定上行波長，實現無色0NU的上行波長配 置。
[0007] (二）技術方案
[0008] 為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：
[0009] -種基于瑞利散射效應實現無色0NU上行波長的裝置，包括波長控制單元、波長 可調諧激光器、光環形器、光功率計和光纖；光功率計、波長控制單元和波長可調諧激光器 依次連接，波長可調諧激光器連接光環形器的第一端口，光纖連接光環形器的第二端口，光 功率計連接光環形器的第三端口。
[0010] 其中波長可調諧激光器采用直接調制的方式加載上行業務，發射波長為λ的連 續光CW Light經光環形器第一端口至第二端口輸出至光纖。
[0011] 作為一種變形，基于瑞利散射效應實現無色0NU上行波長的裝置還包括光調節 器，波長可調諧激光器連接光調節器，波長可調諧激光器發射波長為λ的連續光CW Light 并通過光調節器加載上行業務經光環形器第一端口至第二端口輸出至光纖。
[0012] 其中所述光纖為波分復用無源光網絡的分支光纖。
[0013] 本發明還提供了 一種基于瑞利散射效應無色0NU上行波長的方法，包含以下步 驟：
[0014] SI. 0NU裝置上電，波長控制單元和波長可調諧激光器開始工作；
[0015] S2.在波長控制單元控制下波長可調諧激光器逐個輸出不同光波長，波長可調諧 激光器發出的連續光CW Light在光纖中產生反向同波長的瑞利散射光RB Light;
[0016] S3.光功率計逐個測量不同光波長所對應的瑞利散射光RB Light功率，并將測量 結果告知波長控制單元；
[0017] S4.波長控制單元存儲所述光功率計測量結果，并在波長可調諧激光器逐個輸出 不同光波長結束后對各波長所對應的瑞利散射光RB Light功率進行比較，確定最大功率對 應波長；
[0018] S5.波長控制單元通知波長可調諧激光器在所述最大功率對應波長工作。
[0019] 另外，本發明還提供了一種WDM-P0N系統，其特征是包含以上所述的基于瑞利散 射效應實現無色0NU上行波長的裝置。
[0020] (三）有益效果
[0021] 本發明避免了現行基于0LT統一配置無色0NU波長可調諧激光器方案中的復雜交 互控制問題；是一種0NU獨立實施上行波長的設定，自主控制實現0NU無色性的裝置及方 法，進一步簡化了 0NU的運行控制和安裝維護，降低系統運行成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發明中WDM-P0N系統一種實施方式的結構示意圖；
[0023] 圖2(a)為本發明提出基于瑞利散射效應實現無色0NU裝置的一種實施方式結構 示意圖；
[0024] 圖2(b)為本發明提出基于瑞利散射效應實現無色0NU裝置的另一種實施方式結 構示意圖；
[0025] 圖3為本發明提出基于瑞利散射效應實現無色0NU裝置配置上行波長方法的一種 實施方式流程圖；
[0026] 圖4 (a)為本發明提出的無色0NU裝置確定上行波長過程一；
[0027] 圖4(b)為本發明提出的無色0NU裝置確定上行波長過程二；
[0028] 圖4(c)為本發明提出的無色0NU裝置確定上行波長過程三。
【具體實施方式】
[0029] 下面對于本發明所提出的一種基于瑞利散射效應實現無色0NU上行波長配置的 裝置及方法，結合附圖和實施例詳細說明。
[0030] 圖1為本發明提出的一種WDM-P0N系統實施例的結構示意圖，具體包括：光線路終 端0LT101，饋線光纖FF102,遠端節點RN103,分支饋線光纖DF104和光網絡單元0NU105。
[0031] 光線路終端0LT101由光發射機模塊1011，光接收機模塊1012和光波分復用/解 復用模塊1013組成。光波分復用/解復用器1013通帶波長分別為λ 1 λ 2··· λ 2η-1 λ 2n， 光發射機模塊1011工作波長分別為λ 1 λ 3··· λ 2n_l λ 2n+l，光接收機模塊1012分別與 1013通帶波長λ 2λ 4··· λ 2η_2λ2η通道相連。下行傳輸方向，1013將各光發射機下行業 務信號復用為一路送入FF102;上行傳輸方向，1013接收FF102上行業務信號并解復用后送 入各光接收機模塊1012。
[0032] 饋線光纖FF102接收1013復用的下行業務信號，將其饋入RN103 ;同時接收103復 用的上行業務信號，將其饋入1013。
[0033] 遠端節點RN103由光波分復用/解復用器構成，與1013對應，通帶波長分別為 λ 1 λ 2... λ 2η-1 λ 2η。下行傳輸方向，接收FF102饋入業務信號并進行波分解復用后送入 DF104;上行傳輸方向，接收DF104饋入信號并進行波分復用后，送入FF102。
[0034] 分支饋線光纖DF104連接RN103和0NU105。
[0035] 光網絡單元0NU105由光接收機模塊1051和光發射機模塊1052組成，其中1051 分別與103通帶波長λ 1 λ 3... λ 2η-1 λ 2η+1通道相連，接收下行業務信號；1052與103波 長λ 2 λ 4··· λ 2η_2 λ 2η通道相連，發射上行業務信號。
[0036] 圖2 (a)為本發明提出的一種基于瑞利散射效應實現無色0NU上行波長配置的發 射機裝置實施例的結構示意圖，具體包括：光環形器，光功率計，波長控制單元和波長可調 諧激光器。波長可調諧激光器同時作為調制器，采用直接調制的方式，發射波長為λ的連 續光CWLight經光環形器第一端口至第二端口輸出至分支饋線光纖，在分支饋線光纖中傳 輸時，由于瑞利散射效應會產生與之方向相反的瑞利散射光RB Light,經光環形器端口至 第三端口輸出至光功率計；光功率計對該RB Light功率進行測量；波長控制單元通知波長 可調諧激光器輪詢改變發射波長，存儲不同波長RB Light功率，對比不同波長功率大小，確 定最大功率RB Light對應波長，并通知波長可調諧激光器在此波長工作。
[0037] 本發明還提供了另一種基于瑞利散射效應實現無色0NU上行波長配置的發射機 裝置，實施例的結構示意圖如圖2(b)所示，和上實施例的區別是波長可調諧激光器發射波 長為λ的連續光CW Light并通過光調節器加載上行業務經光環形器第一端口至第二端口 輸出至光纖。
[0038] 圖3為本發明提出的一種基于瑞利散射效應實現無色0NU發射機配置上行波長實 施例的流程圖，以0NU1為例，具體描述如下：
[0039] SI. 0NU裝置上電，波長控制單元和波長可調諧激光器開始工作；
[0040] S2.在波長控制單元通知下波長可調諧激光器輪詢改變發射波長，發射連續光CW Light在光纖中產生反向同波長的瑞利散射光RBLight ;
[0041] S3.光功率計逐個測量不同光波長所對應的瑞利散射光RBLight功率，并將測量 結果告知波長控制單元；
[0042] S4.波長控制單元存儲光功率計測量結果，并在波長可調諧激光器輪詢發射結束 后，對各波長對應瑞利散射光RB Light功率進行比較，確定最大功率對應波長，該波長與 0NU1發射機1052所對應RN103 λ 2波長通道一致；
[0043] S5.波長控制單元通知波長可調諧激光器在波長λ 2工作。
[0044] 圖4 (a) (b) (c)所示為本實施例提出的無色發射機0NU確定上行波長過程，該0NU 發射機與RN波長1540. 50nm通道相連，實驗結果表明，僅當波長可調諧激光器發射波長與 之匹配時，獲得RB Light功率最大，比不匹配獲得的RB功率高10dB以上，這說明該機制具 備可實現性。
[0045] 以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關【技術領域】的普通 技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1. 一種基于瑞利散射效應實現無色ONU上行波長的裝置，包括波長控制單元、波長可 調諧激光器、光環形器、光功率計和光纖；其特征在于：光功率計、波長控制單元和波長可 調諧激光器依次連接，波長可調諧激光器連接光環形器的第一端口，光纖連接光環形器的 第二端口，光功率計連接光環形器的第三端口。
2. 如權利要求1所述的一種基于瑞利散射效應實現無色0NU上行波長的裝置，其特征 在于：波長可調諧激光器采用直接調制的方式加載上行業務，發射波長為λ的連續光CW Light經光環形器第一端口至第二端口輸出至光纖。
3. 如權利要求1所述的一種基于瑞利散射效應實現無色0NU上行波長的裝置，其特 征在于：還包括光調節器，波長可調諧激光器連接光調節器，波長可調諧激光器發射波長為 λ的連續光CW Light并通過光調節器加載上行業務經光環形器第一端口至第二端口輸出 至光纖。
4. 如權利要求1所述的一種基于瑞利散射效應實現無色0NU上行波長的裝置，其特征 在于：所述光纖為波分復用無源光網絡的分支光纖。
5. -種利用權利要求1?4中任一權利要求所述的裝置實現基于瑞利散射效應無色 0NU上行波長的方法，其特征在于，包含以下步驟： 51. 0NU裝置上電，波長控制單元和波長可調諧激光器開始工作；
52. 在波長控制單元控制下波長可調諧激光器逐個輸出不同光波長，波長可調諧激光 器發出的連續光CW Light在光纖中產生反向同波長的瑞利散射光RB Light;
53. 光功率計逐個測量不同光波長所對應的瑞利散射光RBLight功率，并將測量結果 告知波長控制單元；
54. 波長控制單元存儲所述光功率計測量結果，并在波長可調諧激光器逐個輸出不同 光波長結束后對各波長所對應的瑞利散射光RBLight功率進行比較，確定最大功率對應波 長；
55. 波長控制單元通知波長可調諧激光器在所述最大功率對應波長工作。
6. -種WDM-P0N系統，其特征在于：包含權利要求1?4中任一權利要求所述的基于 瑞利散射效應實現無色0NU上行波長的裝置。
【文檔編號】H04B10/2537GK104065415SQ201310086215
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月18日 優先權日:2013年3月18日
【發明者】張治國, 許 鵬, 陳雪, 王立芊, 張民 申請人:北京郵電大學