自注入锁定光源、光源自注入锁定方法和系统的制作方法

专利名称：自注入锁定光源、光源自注入锁定方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种自注入锁定光源、光源自注入锁定方 法和系统，以及一种波分复用无源光网络系统。
背景技术：
通常而言，无源光网络(Passive Optical Network, PON)系统包括一个位于中心 局的0LT(0ptical Line Terminal，光线路终端)，一个用于分支/耦合或者复用/解复用的 ODN(Optical Distribution Network，光纤配线网)以及若干ONU(Optical Network Unit, 光网络单元)。根据实现方式的不同，无源光网络可以分成不同的类型，其中 WDM-PON(WaveDivision Multiplexing Passive Optical Network，波分复用无源光网络) 以其巨大的带宽容量、类似点对点的信息安全性等优点而备受关注。但是与其他类型的无 源光网络相比，WDM-PON成本较高，其中，光源是WDM-PON中对成本影响最大的因素。图1是WDM-PON的系统结构图。如图1所示，由于WDM-PON在远端结点采用的是 AffG (Array Waveguide Grating，阵列波导光栅)或 WGR (Waveguide Grating Router，波导 光栅路由器)，因此，每个ONU收发模块所连接的AWG或WGR端口上的波长是不同的，这就使 得不同的ONU收发模块需要采用不同波长的激光器，也就是说系统中每个ONU收发模块的 激光器各不相同。这在光通信领域称为有色光模块。ONU采用有色光模块会导致一系列的 有色问题，例如各用户的ONU各不相同，无法通用，ONU的仓储问题，业务发放问题等。为了解决WDM-PON系统中的有色问题，业界提出了无色光源的概念。所谓无色光 源，即是指ONU收发模块是与波长无关的，其收发模块激光器的发射波长可以自动适应所 连接的AWG或WGR的端口波长。为了实现低成本的WDM-PON无色光源，业界提出了各种解 决方案，如DFB LA (Distributed Feedback Laser Array，分布反馈激光器阵列)，谱线分割 光源，MFL (Multi-Frequency Laser,多模激光器)，非相干光的注入锁定FP-LD (法布里-珀 罗)激光器，RSOA (Reflective Semiconductor Optical Amplifier，反射半导体放大器)， 可调激光器，重使用下行光信号等。除此之外，业界还提出了一种自注入锁定或自种子无色 光源技术。不过，目前业界所提出的自注入锁定或自种子无色光源技术都存在偏振相关性、 成本高、调制速率比较低等缺点。

发明内容
本发明实施例提供一种低成本且可实现偏振无关的自注入锁定光源、一种光源自 注入锁定方法和系统，以及一种波分复用无源光网络系统。本发明实施例采用以下技术方案一种自注入锁定光源，包括偏振分光器，以及与所述偏振分光器耦合连接的第一 自注入锁定激光器和第二自注入锁定激光器；所述偏振分光器用于对所述第一、第二自注入锁定激光器提供的偏振光进行偏振耦合，并对接收到的反射光进行偏振分光并分别提供 至所述第一、第二自注入锁定激光器；其中，所述第一自注入锁定激光器和所述第二自注入 锁定激光器的偏振方向分别与所述偏振分光器的两个偏振方向对准。一种光源自注入锁定方法，包括将具有第一偏振方向的第一偏振光和具有第二 偏振方向的第二偏振光偏振耦合后输出；接收所述第一偏振光经过偏振旋转并反射回的第 一反射光及所述第二偏振光经过偏振旋转并反射回的第二反射光；将所述第一反射光和 第二反射光进行偏振分光，并分别注入到用于发射所述第二偏振光和所述第一偏振光的模 块。本发明实施例采用如下技术方案一种光源自注入锁定系统，包括自注入锁定光源和偏振旋转及反射单元；其中， 所述自注入锁定光源，用于产生具有第一偏振方向的第一偏振光和具有第二偏振方向的第 二偏振光，将所述第一偏振光和第二偏振光进行偏振耦合并输出，且接收来自所述偏振旋 转和反射单元的第一反射光和第二反射光，并将分别注入到用于产生所述第二偏振光和所 述第一偏振光的模块；所述偏振旋转及反射单元，用于分别对所述第一偏振光和第二偏振 光进行偏振旋转处理并反射，以生成对应的第一反射光和第二反射光。一种波分复用无源光网络系统，包括光线路终端子系统，光纤配线网，至少一个 光网络单元；其中，所述光线路终端子系统包括第一自注入锁定光源、第一波分复用/解 复用器和第一旋转反射镜；所述第一波分复用/解复用器的一端连接有所述第一自注入锁 定光源，另一端连接所述第一旋转反射镜，且经所述光纤配线网连接到所述光网络单元；所 述第一自注入锁定光源为如权利要求1至4中任一项所述的自注入锁定光源，所述第一波 分复用/解复用器用于对所述自注入锁定光源发射的偏振光进行滤波处理，所述第一旋转 发射镜用于对滤波后的偏振光进行偏振旋转并反射回所述第一自注入锁定光源。本发明实施例提供的方案通过将自注入锁定光源内部两个自注入锁定激光器分 别发射的偏振光经过偏振旋转并反射，使发射前后的光偏振方向分别与另一个自注入锁定 激光器相一致，因此可实现每个自注入锁定激光器的反射光能够全部注入到另一自注入锁 定激光器，而与偏振光具体的偏振方向无关。并且，本发明实施例提供的装置和系统方案简 单，可有效降低成本。


为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。图1为现有技术中WDM-PON的系统示意图；图2为本发明实施例一的激光器的示意图；图3为本发明实施例一的激光器的具体示意图；图4为本发明实施例二形成无色光源的装置的示意图；图5为本发明实施例二形成无色光源的装置的结构图；图6(1)和图6( 为本发明实施例所述的形成无色光源的装置的具体应用图；图7为本发明实施例三形成无色光源的方法的流程图8为本发明实施例三中形成无色光源的示意图；图9(1)-(6)为形成无色光源时的波长自适应过程的示意图；图10为本发明实施例WDM-PON系统示意图；图11-图14为图10的WDM-PON系统的具体示意图；图15为本发明实施例双纤WDM-PON系统的示意图；图16为图15的双纤WDM-PON系统的具体示意图；图17为本发明实施例双纤WDM-PON系统的另一示意图；图18为图17的双纤WDM-PON系统的另一具体示意图。
具体实施例方式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，所描述的实施例仅仅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。为解决无色光源的偏振相关性问题并降低其实现成本，本发明实施例一提供了一 种自注入锁定光源。如图2所示，本发明实施例一所述的自注入锁定光源包括偏振分光器 21，以及与所述偏振分光器21耦合连接的第一自注入锁定激光器22和第二自注入锁定激 光器23ο其中，所述偏振分光器21用于对所述第一自注入锁定激光器22、第二自注入锁定 激光器23提供的偏振光进行偏振耦合并输出，对接收到与所述第一自注入锁定激光器22、 第二自注入锁定激光器23提供的偏振光对应的反射光进行偏振分光并分别提供至所述第 二自注入锁定激光器23、第一自注入锁定激光器22。其中，所述第一自注入锁定激光器 21和所述第二自注入锁定激光器22的偏振方向分别与所述偏振分光器的两个偏振方向对 准。具体的，所述第一自注入锁定激光器22用于产生具有第一偏振方向的第一偏振 光；所述第二自注入锁定激光器23用于产生具有第二偏振方向的第二偏振光；所述偏振分 光器21具体用于将所述第一偏振光和第二偏振光进行偏振耦合并输出，并且接收第一反 射光及第二反射光并对其进行偏振分光，并将所述第一反射光提供至所述第二自注入锁定 激光器23，将所述第二反射光注入至所述第一自注入锁定激光器22，其中所述第一反射光 和第二反射光分别为所述第一偏振光和第二偏振光经过偏振旋转并反射回的反射光。另外，所述偏振分光器21具有分别与所述第一偏振方向和第二偏振方向相对准 的两个预设偏振方向，且所述两个预设偏振方向相互垂直。所述第一反射光与所述第一偏 振光的偏振方向相互垂直，所述第二反射光与所述第二偏振光的偏振方向也相互垂直。其中，所述第一和第二自注入锁定激光器是个相对的概念，也即在具体应用中其 中任何一个自注入锁定激光器都可为第一自注入锁定激光器，而另外一个相应的为第二自 注入锁定激光器。以下实施例中描述的相同。在具体应用中，所述偏振分光器可以为PBS(polarization beam splitter，偏振 束分光器)。所述自注入锁定激光器可以均为法布里-珀罗激光器(FP-LD)；或者所述第一 自注入锁定激光器为法布里-珀罗激光器(FP-LD)，第二自注入锁定激光器为反射半导体放大器(Reflective Semiconductor Optical Amplifier, RSOA)；或者所述第二自注入锁 定激光器为法布里-珀罗激光器(FP-LD)，第一自注入锁定激光器为反射半导体放大器；或 者所述两个自注入锁定激光器均为反射半导体放大器。其中，所述偏振束分光器是一个六面的正方体型。它与两个自注入锁定激光器的 结构图如图3所示。以两个自注入锁定激光器均为FP-LD激光器为例，在图中，用双向箭头
表示FP-LDl的偏振方向，用圆点“·”表示FP-LD2的偏振方向。如图3所示，FP-LDl与PBS的一个偏振方向(其中一个预设偏振方向)对准， FP-LD2与PBS的另一个偏振方向(另外一个预设偏振方向)对准。而各个FP-LD与PBS之 间既可以通过自由空间耦合，也可以通过保偏光纤或波导耦合。由于所述两个自注入锁定 激光器的偏振方向相互垂直，且与所述偏振分光器的两个偏振方向分别对准，因此，当所述 一个自注入锁定激光器的输出光经所述偏振分光器输出后，该输出光中一部分光线可经外 部器件的滤波、偏振旋转及反射(比如经过法拉第旋转反射镜FRM的偏射旋转及反射)后， 得到与该输出光的原偏振方向相互垂直的反射光。由此，该反射光可进一步地全部注入到 第二自注入锁定激光器中，从而实现该第一、第二自注入锁定激光器之间的光线相互注入 与偏振方向无关。具体可参考图3，FP-LDl输出光在经PBS偏振耦合，并结合其他设备滤波、偏振旋 转和反射，比如通过阵列波导光栅AWG进行滤波，并滤波后的输出光其中一部分进一步通 过法拉第旋转镜FRM进行偏转旋转和反射，产生的反射光可反射回所述PBS。在偏振旋转并 反射的过程中，可以先后对所述滤波后的输出光进行两次45度的旋转，即总共旋转90度， 使得反射回来的反射光到达PBS时，其偏振方向刚好与FP-LD2的偏振方向相同。因此，经 过此PBS偏振分光后，FP-LDl的反射光会全部注入到FP-LD2。同理，FP-LD2反射回来的光 的偏振方向也刚好与FP-LDl的偏振方向相同，因此FP-LD2的反射光会全部注入到FP-LDl 中。从而FP-LDl和FP-LD2之间，通过PBS、外部滤波、偏振旋转和反射，可以形成与波长无 关(即无色)及偏振无关的互注入锁定。因此，本发明实施例提供的自注入锁定光源能够 解决无色光源的偏振相关性问题，且实现简单，降低了成本。本发明实施例二提供了一种光源自注入锁定系统如图4所示，包括自注入锁定 光源41，滤波单元42，偏振旋转及反射单元43。应当理解，图4只是一种逻辑功能示意图， 自注入锁定光源41和偏振旋转及反射单元43之间的连线并不代表另外一条不同于自注入 锁定光源41、波长单元42和偏振旋转及反射单元43所构成的光纤路径的光纤路径。所述自注入锁定光源41的结构与实施例一中描述的相同。其中，所述激光器41 内部可设置有偏振分光器及第一、第二自注入锁定激光器，其中所述偏振分光器可用于将 第一自注入锁定激光器的输出光进行偏振耦合处理后输出；所述滤波单元42，用于对所述 偏振耦合后的输出光进行滤波；所述偏振旋转单元43，用于对所述滤波后的输出光进行偏 振旋转并反射，以生成偏振方向与所述输出光相互垂直的反射光；所述自注入锁定光源41 的偏振分光器还将所述反射光经偏振分光后注入到第二自注入锁定激光器中。同理，所述第二自注入锁定激光器的输出光经滤波、偏振旋转及反射后，也会注入 到所述第一自注入锁定激光器。从而，第一自注入激光器和第二自注入激光器形成互注入 锁定。需要说明的是，在经所述滤波单元滤波后，滤波后的第一自注入锁定激光器和第二自注入锁定激光器的输出光的波长相一致。此外，为了能使第一自注入锁定激光器和第二自注入锁定激光器互注入锁定后的 光能够输出，如图5所示，所述光源自注入锁定系统还可包括分光单元44，用于在经互注 入锁定形成输出光后，将所述滤波单元42滤波后的输出光分成两路光线，其中第一路光线 作为数据光输出至对端接收设备，另一部分作为注入光提供给所述偏振旋转及反射单元 43。所述注入光经所述偏振旋转和反射单元43进行偏振旋转和反射处理后沿原光路反射 回所述自注入锁定光源41并注入到其中一个自注入锁定激光器中。在具体应用中，对于图4或图5所示的装置，所述滤波单元可以为波分复用/解复 用器，如AWG或WGR;所述偏振旋转单元可为法拉第旋转反射镜(Faraday Rotator Mirror, FRM)，分光单元可为分支耦合器。进一步地，所述光源自注入锁定系统的具体应用示意图如 图6(1)所示，并且在图中的自注入锁定光源只示出了第一和第二自注入锁定激光器均为 FP-LD的情形。当采用其他形式的激光器时，其结构相同。另外，对于图4所示的光源自注入锁定系统，在具体应用中，所述滤波单元还可以 为波分复用/解复用器，如AWG或WGR，而所述偏振旋转单元则可为在线法拉第旋转反射镜 (in-line FRM)。其中，所述在线法拉第旋转反射镜包括半透半反镜和45度旋转镜两种功 能，其半透半反镜功能可将50%的输出光输出，并将50%的输出光反射。也就是说，当采用 在线法拉第旋转镜的时候，可以不需要分支耦合器，而是由所述在线法拉第旋转反射镜实 现了偏振旋转反射以及输出光的功能。此时，所述装置的具体应用示意图如图6(2)所示， 并且在图中的自注入锁定光源只示出了第一和第二自注入锁定激光器均为RSOA的情形。 当采用其他形式的激光器时，其结构相同。由本发明实施例二可以看出，本发明实施例所述的光源自注入锁定系统，自注入 锁定光源中的两个自注入锁定激光器分别与偏振分光器的两个偏振方向对准，在将第一自 注入锁定激光器的输出光经偏振分光、滤波、偏振旋转及反射后，使得反射前的输出光的偏 振方向与反射后的光的反射光的偏振方向相互垂直，因此，该自注入锁定激光器输出光的 反射光能够全部注入到第二自注入锁定激光器中，而与偏振方向无关，即不管其中以自注 入锁定激光器的输出光的偏振方向如何，其对应的反射光总能注入到另一自注入锁定激光器。下面，结合实施例三，以偏振分光器为PBS，自注入锁定激光器为FP-LDl、FP-LD2， 滤波单元为AWG，偏振旋转单元为FRM，输出单元为分支耦合器为例，描述一下本发明实施 例二所述的光源自注入锁定系统的工作过程。请一并参阅图7和图8，本发明实施三提供一种光源自注入锁定方法，其包括步骤51、自注入锁定光源中的PBS将第一自注入锁定激光器FP-LDl的输出光经偏 振耦合后输出到AWG。如前所述，由于FP-LDl的输出光的偏振方向与PBS的一个偏振方向对准，因此，其 输出光是可以通过PBS耦合到光纤中并传输出去的。步骤52、AffG对所述偏振耦合后的输出光进行滤波。在此，由于AWG的端口具有滤波功能，只允许通过该输出光中具有某特定波长(如 λ)的光，因此，AWG可以对自注入锁定光源中的两个自注入锁定激光器FP-LD的波长进行 选择，实现自注入锁定光源与所连接AWG端口的自适应对准，从而实现无色化(即波长无关)。步骤53、FRM对所述滤波后的输出光其中一部分光线进行偏振旋转并反射得到反 射光，使得光纤路径中任一点上所述输出光和所述反射光的偏振方向相互垂直(正交)。根据FRM的工作原理，在PBS和FRM之间的光纤中的任一个点上，反射前的光(输 出光)的偏振方向和经FRM反射后的光(反射光)的偏振方向之间是正交的，也就是说输 出光的偏振方向与反射光的偏振方向是相互垂直的。步骤54、PBS将所述反射光经偏振分光后注入到第二自注入锁定激光器中。根据所述步骤53，由于输出光的偏振方向与反射光的偏振方向是相互垂直的，因 此FP-LDl经FRM的反射光经过PBS后可以全部注入到FP-LD2中，而与偏振方向无关，解决 了输出光经反射后偏振方向不可控制的问题。同样的道理，FP-LD2的输出光经FRM的反射光也可全部注入到FP-LDl中。这样， FP-LDl的反射光注入到FP-LD2，对FP-LD2进行注入锁定，FP-LD2的输出光经FRM反射后 又注入回FP-LDl，不断循环往复，光功率不断得到加强，从而在FP-LDl和FP-LD2之间形成 了一个与偏振方向无关的、波长为所连AWG端口决定的激光源。此外，为了便于信号传输，可通过设置在光纤上的分光单元，比如分支耦合器，将 第一自注入锁定激光器和第二自注入锁定激光器互注入锁定后的输出光经滤波后的一部 分光输出至对端接收设备，而另一部分输出光经FRM偏振旋转及反射后，沿原光路传输回 所述激光器并注入其中某个自注入锁定FP-LD。由于在步骤52中已经进行一次滤波，而在 经FRM反射后，反射光的波长并没有发生变化，因此，沿原光路径反方向传输时，反射光可 全部通过AWG或WGR。图8示意性地表示无色光源的形成过程。在图8中，PBS的A点处，FP-LDl输出 光的偏振方向为 ,反射光的偏振方向为·。B表示FP-LDl的输出光，C表示经FRM的反射 光，D表示FP-LDl经分支耦合器向对端(接收端)接收设备输出的光。以下，结合图9对形成无色光源时的波长自适应过程进行描述。在图9中，波形图 (1)是FP-LD2的反射光未注入FP-LDl时，FP-LDl的输出光光谱。由波形图(1)可以看出， FP-LDl各个模之间的竞争势钧力敌，边模抑制比非常差。波形图( 是FP-LDl的反射光 未注入到FP-LD2前，FP-LD2的输出光光谱，同样地，此时FP-LD2各个模之间的竞争势钧力 敌，边模抑制比也非常差。由于FP-LDl和FP-LD2是相互注入的，以下以FP-LDl先发光为例来介绍。波形图 (3)示出了 AWG某一端口上的滤波曲线(图中用粗线表示)，并假设AWG此端口的滤波曲线 刚好与FP-LDl诸多纵模中的波长为λ 1纵模对准。FP-LDl的输出光经PBS传输到所连接 的AWG端口时，由于AWG具有滤波功能，经过AWG滤波之后，其它的纵模都被滤除，只有波长 为λ 1的纵模得以通过。波形图(4)示出了 FRM输入光即滤波后的输出光的光谱和FRM反 射光的光谱。经FRM反射的反射光经原光路径传输回PBS，经PBS的偏振分光，全部注入到 FP-LD2。由于注入光的波长λ 1与FP-LD2的纵模λ 1，波长非常接近，FP-LD2的纵模λ 1， 在注入光的作用下光功率得以增强，而FP-LD2的其它纵模则被相对抑制，如波形图(5)所 示。然后FP-LD2的输出光又按照上述同样的过程，经FRM反射注入FP-LD1，使得FP-LDl的 波长为λ 1的光功率得以增强，从而来回往复，不断相互注入与锁定，波长为λ 1的纵模得 以不断增强，而其它模则不断被抑制，形成很高的边模抑制比，最终被FP-LDl和FP-LD2的波长被锁定在由AWG的端口滤出来的λ 1波长上，如波形图(6)所示。这样，按照上述过程 实现了 FP-LDl和FP-LD2与AWG端口波长的自动适应。应当理解，虽然上例是以两个自注入锁定激光器都为FP-LD为例进行描述的，不 过实际上在自注入锁定光源中的两个自注入锁定激光器可以为FP-LD、RSOA或者二者的组 合。当两个自注入锁定激光器为其他情形时，形成无色光源的原理相同。由本发明实施例三可以看出，本发明实施例所述的光源自注入锁定方法，自注入 锁定光源中的两个自注入锁定激光器分别与偏振分光器的两个偏振方向对准，在将第一自 注入锁定激光器的输出光经偏振分光、滤波、偏振旋转及反射后，使得反射前的输出光的偏 振方向与反射后的光的反射光的偏振方向相互垂直，因此，该自注入锁定激光器输出光的 反射光能够全部注入到第二自注入锁定激光器中而与偏振方向无关。此外，本发明实施例还提供了一种WDM-PON系统。所述系统包括光线路终端子系 统，光纤配线网，至少一个光网络单元；其中，所述光线路终端子系统包括第一自注入锁 定光源、第一波分复用/解复用器和第一旋转反射镜；所述第一波分复用/解复用器的一端 连接有所述第一自注入锁定光源，另一端连接所述第一旋转反射镜，且经所述光纤配线网 连接到所述光网络单元。所述第一自注入锁定光源为如实施例一所述的自注入锁定光源， 所述第一波分复用/解复用器用于对所述自注入锁定光源发射的偏振光进行滤波处理，所 述第一旋转发射镜用于对滤波后的偏振光进行偏振旋转并反射回所述第一自注入锁定光 源。在具体应用中，所述的WDM-PON系统可如图10_18所示。如图10所示，本发明实施例的WDM-PON系统包括光线路终端子系统71，光纤配 线网72，至少一个光网络单元73。在图10中，只示出了本发明实施例的系统与现有技术 的WDM-PON系统不同的部分。例如，图10中只示出了自注入锁定光源，而没有示出现有的 WDM-PON系统中的WDM(粗波分复用器)以及收发模块(Rx)。其中，所述光线路终端子系统71包括第一波分复用/解复用器711，所述第一波 分复用/解复用器711的一端连接有至少一个光线路终端收发模块712，并经所述光纤配线 网72连接到所述光网络单元73，另一端连接有具有偏振旋转功能的反射镜713 ；所述光线 路终端收发模块中的自注入锁定光源采用如实施例一的自注入锁定光源。所述光纤配线网72包括光纤720，具有偏振旋转功能的反射镜723以及第二波 分复用/解复用器721 ；所述第二波分复用/解复用器721的一端经所述光纤720连接到 所述光网络单元73，另一端连接有具有偏振旋转功能的反射镜723，并经所述光纤720连接 到所述光线路终端子系统71。所述光网络单元73包括光网络单元收发模块732，其中所述光网络单元收发模块 732的自注入锁定光源采用如实施例一的自注入锁定光源。下行方向，在所述光线路终端子系统侧，下行数据调制在所述激光器产生的无色 光源光信号中，经所述光纤配线网传输到所述光网络单元的光网络单元收发模块。具体的，在所述光线路终端子系统侧，所述自注入锁定光源的一个自注入锁定激 光器的输出光经偏振分光器偏振耦合后输出到所述第一波分复用/解复用器，由所述第一 波分复用/解复用器对所述偏振耦合后的输出光进行滤波，并将所述经滤波后的输出光其 中一部分输出到所述具有偏振旋转功能的反射镜进行偏振旋转并反射得到反射光，所述反射光传输回所述偏振分光器，并经所述偏振分光器偏振分光后注入到第二自注入锁定激光 器中。两个自注入锁定激光器的输出光不断互相注入，形成下行无色光源。下行数据调制 在所述激光器产生的无色光信号中，经所述光线路终端收发模块中的粗波分复用器、所述 第一波分复用/解复用器、所述光纤配线网传输到所述光网络单元73的光网络单元收发模 块。上行方向，在所述光网络单元侧，上行数据调制在所述自注入锁定光源产生的无 色光源光信号中，经所述光纤配线网传输到光线路终端子系统中的光线路终端收发模块。具体的，在所述光网络单元侧的自注入锁定光源的一个自注入锁定激光器的输出 光经偏振分光器偏振耦合后输出到所述第二波分复用/解复用器，由所述第二波分复用/ 解复用器对所述偏振耦合后的输出光进行滤波，并将所述经滤波后的输出光其中一部分输 出到所述具有偏振旋转功能的反射镜进行偏振旋转并反射得到反射光；所述具有偏振旋转 功能的反射镜再将所述反射光传输到所述偏振分光器，并经所述偏振分光器偏振分光后注 入到第二自注入锁定激光器中。两个自注入锁定激光器的输出光不断互相注入，形成上行 无色光源。上行数据调制在所述激光器产生的无色光信号中，经所述光网络单元收发模块 中的粗波分复用器、所述光纤配线网、第一波分复用/解复用器传输到光线路终端子系统 中的光线路终端收发模块。图10所示的WDM-PON系统中，所述光线路终端收发模块712和所述光网络单元 73的光网络单元收发模块中的自注入锁定光源都采用无色光源，只是分别工作在不同的波 段，例如，所述光线路终端收发模块的FP-LDl和FP-LD2可以工作在C-band，所述光网络单 元收发模块的FP-LD1’和FP-LD2’可以工作在L-band。其中，为了使所述光线路终端收发 模块的发射波长(即所述光网络单元收发模块的接收波长)和接收波长(即所述光网络单 元收发模块的发射波长)都能从AWG的同一个端口输出，本实施例中可以采用具有周期性 特性的AWG。在光线路终端子系统侧71和光纤配线网72中还都包括分支耦合器(未图示)。 其中所述分支耦合器可以为一个三端口器件，以下实施例中相同。在所述光线路终端子系统中的分支耦合器，其一端与所述第一波分复用/解复用 器711连接，用于接收经过所述第一波分/解复用器711滤波处理后的下行输出光；另一端 连接到所述具有偏振旋转功能的反射镜713，用于将所述下行输出光其中一部分光线输出 到所述具有偏振旋转功能的反射镜713 ；第三端连接到所述光纤配线网72，用于将所述第 一波分复用/解复用器711处理后的下行输出光经所述光纤配线网输出至所述光网络单元 73。在所述光纤配线网中的分支耦合器，其一端与所述第二波分复用/解复用器721连接， 用于接收经过所述第二波分/解复用器721滤波处理后的上行输出光；另一端连接到所述 具有偏振旋转功能的反射镜723，用于将所述上行输出光其中一部分光线输出到所述具有 偏振旋转功能的反射镜723 ；第三端经所述光纤720连接到所述光线路终端子系统71，用于 将所述第二波分复用/解复用器721处理后的上行输出光经所述光纤输出到所述光线路终 端子系统71。当图10所示的系统包括有分支耦合器时，所述具有偏振旋转功能的反射镜为法 拉第旋转反射镜，所述波分复用解复用器为阵列波导光栅或者波导光栅路由器。进一步地，在其他替代实施例中，如图11所示，所述具有偏振旋转功能的反射镜还可为在线法拉第旋转反射镜；所述波分复用解复用器可以为阵列波导光栅或者波导光栅 路由器。此时，所述在线法拉第旋转反射镜还可以用于输出经第一或第二波分复用/解复 用器处理后的输出光。在此实施例中，所述WDM-PON系统不需要在光线路终端子系统侧和 光纤配线网设置以上所述的分支耦合器。另外，自注入锁定光源中的自注入锁定激光器可以采用不同的形式，如均为 FP-LD ；均为RSOA ；或者一为FD-LD另一为RS0A。图12-图14分别示出了在此情况下采用 不同形式的激光器时的WDM-PON系统图。图中的黑点表示分支耦合器。在图中，光线路终 端子系统位于中心局中，光网络单元位于用户端。此外，本发明实施例还提供了一种双纤WDM-PON系统。如图15所示，所述系统包 括光线路终端子系统81，光纤配线网82，至少一个光网络单元83。其中，所述光线路终端子系统81包括第一波分复用/解复用器811，第二波分复 用/解复用器812，具有偏振旋转功能的反射镜814，第一粗波分复用器815 ；所述第一波分 /解复用器811的一端连接有至少一个光线路终端发射模块813，另一端分别连接有具有偏 振旋转功能的反射镜814和第一粗波分复用器815 ；所述第二波分复用/解复用器812的 一端连接有至少一个光线路终端接收模块816，另一端与所述第一粗波分复用器815连接； 所述第一粗波分复用器815经所述光纤配线网连接到所述光网络单元83。所述光线路终端 发射模块中的自注入锁定光源采用如实施例一的自注入锁定光源。其中，所述光纤配线网82包括光纤820，第三波分复用/解复用器821，第四波分 复用/解复用器822，具有偏振旋转功能的反射镜824，第二粗波分复用器825 ；所述第三波 复用分/解复用器821的一端经所述光纤820连接到所述光网络单元83，另一端连接有具 有偏振旋转功能的反射镜拟4和第二粗波分复用器825 ；所述第四波分复用/解复用器822 的一端所述光纤820连接到所述光网络单元83，另一端与所述第二粗波分复用器825连接； 所述第二粗波分复用器825经所述光纤连接到所述光线路终端子系统81。所述光网络单元83包括光网络单元收发模块833。所述光网络单元收发模块833 中的自注入锁定光源采用如实施例一的自注入锁定光源。下行方向，在所述光线路终端子系统侧，下行数据调制在所述自注入锁定光源产 生的无色光源光信号中，经所述光纤配线网传输到所述光网络单元中的光网络单元收发模 块；上行方向，在所述光网络单元侧，上行数据调制在所述自注入锁定光源产生的无色光源 光信号中，经所述光纤配线网传输到光线路终端子系统中的光线路终端接收模块。此外，在图15所示系统的基础上，在所述光线路终端子系统侧还包括分支耦合器 (未图示)，其一端与所述第一波分复用/解复用器811连接，另一端连接到所述第一粗波 分复用器815，第三端连接所述具有偏振旋转功能的反射镜814。在所述光纤配线网中还包 括分支耦合器(未图示)，其一端与所述第三波分复用/解复用器821连接，另一端连接到 所述第二粗波分复用器825，第三端连接所述具有偏振旋转功能的反射镜824。在具体应用中，本发明实施例的系统可采用如图16所示的系统，图中的黑点表示 分支耦合器。在图中，光线路终端子系统位于中心局中，光网络单元位于用户端。进一步地，在其他替代实施例中，所述具有偏振旋转功能的反射镜还可以为在线 法拉第旋转反射镜；所述第一和第三波分复用/解复用器为阵列波导光栅或者波导光栅路 由器；所述在线法拉第旋转反射镜还用于输出经第一或第三波分复用/解复用器处理后的输出光。当包括有分支耦合器时，所述具有偏振旋转功能的反射镜为法拉第旋转反射镜，所 述第一、第二、第三、第四波分复用解复用器为阵列波导光栅或者波导光栅路由器。此外，由 于采用了双纤系统，所以AWG或WGR可以采用普通的AWG或WGR。此外，本发明实施例还提供了一种双纤WDM-PON系统。如图17所示，所述系统包 括光线路终端子系统91，光纤配线网92，至少一个光网络单元93。其中，所述光线路终端子系统91包括第一波分复用/解复用器911，第二波分复 用/解复用器912，具有偏振旋转功能的反射镜914 ；所述第一波分/解复用器的一端连接 有至少一个光线路终端发射模块913，另一端分别连接有具有偏振旋转功能的反射镜914， 并经所述光纤配线网92连接到所述光网络单元93 ；所述第二波分复用/解复用器916的 一端连接有至少一个光线路终端接收模块916，另一端经通过所述光纤配线网92连接到所 述光网络单元93。所述光线路终端发射模块913中的自注入锁定光源采用如实施例一的自 注入锁定光源。其中，所述光纤配线网92包括光纤920，第三波分复用/解复用器921，第四波分 复用/解复用器922，具有偏振旋转功能的反射镜924 ；所述第三波复用分/解复用器921 的一端经所述光纤920连接到所述光网络单元93，另一端经通过所述光纤920连接到所述 第一波分复用/解复用器911 ；所述第四波分复用/解复用器922的一端经所述光纤920连 接到所述光网络单元93，另一端分别连接到所述具有偏振旋转功能的反射镜924，经所述 光纤920连接到所述第二波分复用/解复用器912 ；所述光网络单元93包括光网络单元收发模块933。所述光网络单元收发模块933 中的自注入锁定光源采用如实施例一的自注入锁定光源。下行方向，在所述光线路终端子系统中，下行数据调制在所述自注入锁定光源产 生的无色光源光信号中，经所述第一波分复用/解复用器后，由光纤配线网、传输到所述光 网络单元的光网络单元收发模块；上行方向，在所述光网络单元中，上行行数据调制在所述 自注入锁定光源产生的无色光源光信号中，经所述第四波分复用/解复用器后，由光纤配 线网传输到所述光线路终端接收模块。此外，在图17所示系统的基础上，在所述光线路终端子系统侧还包括分支耦合器 (未图示)，所述分支耦合器的一端连接到所述第一波分复用/解复用器911，另一端连接 到所述具有偏振旋转功能的反射镜914，第三端经所述光纤920连接到所述第三波分复用/ 解复用器921。在所述光纤配线网中还包括分支耦合器(未图示)，所述分支耦合器的一端 连接到所述第四波分复用/解复用器922，另一端连接到所述具有偏振旋转功能的反射镜 924，第三端经所述光纤920连接到所述第二波分复用/解复用器912。图18为本实施例在具体应用时的示意图，图中分支耦合器用黑点表示。在图中， 光线路终端子系统位于中心局中，光网络单元位于用户端。进一步地，在其他替代实施例中，所述具有偏振旋转功能的反射镜还可以为在线 法拉第旋转反射镜；所述第一和第三波分复用/解复用器为阵列波导光栅或者波导光栅路 由器；所述在线法拉第旋转反射镜还用于输出经第一或第三波分复用/解复用器处理后的 输出光。在系统中包括有分支耦合器时，所述具有偏振旋转功能的反射镜为法拉第旋转反 射镜，所述第一、第二、第三、第四波分复用解复用器为阵列波导光栅或者波导光栅路由器。 此外，由于采用了双纤系统，所以AWG或WGR可以采用普通的AWG或WGR。
由上可以看出，以上实施例的系统，由于采用了由自注入锁定光源、波分复用/解 复用器以及具有偏振旋转功能的反射镜所生成的无色光源，而该无色光源偏振无关，并且 成本低，因此，该系统实现方便，部署简单。并且，在图15-18所示的系统中，由于AWG是普 通的AWG，因此，与图10-14的系统相比，其降低了成本。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种自注入锁定光源，其特征在于，包括偏振分光器，以及与所述偏振分光器耦合 连接的第一自注入锁定激光器和第二自注入锁定激光器；所述偏振分光器用于对所述第一、第二自注入锁定激光器提供的偏振光进行偏振耦合 并输出，对接收到与所述第一、第二自注入锁定激光器提供的偏振光对应的反射光进行偏 振分光并分别提供至所述第二、第一自注入锁定激光器；其中，所述第一自注入锁定激光器和所述第二自注入锁定激光器的偏振方向分别与所 述偏振分光器的两个偏振方向对准。
2.根据权利要求1所述的自注入锁定光源，其特征在于，所述第一自注入锁定激光器用于产生具有第一偏振方向的第一偏振光； 所述第二自注入锁定激光器用于产生具有第二偏振方向的第二偏振光； 所述偏振分光器具体用于将所述第一偏振光和第二偏振光进行偏振耦合并输出，并且 接收第一反射光及第二反射光并对其进行偏振分光，并将所述第一反射光提供至所述第二 自注入锁定激光器，将所述第二反射光注入至所述第一自注入锁定激光器，其中所述第一 反射光和第二反射光分别为所述第一偏振光和第二偏振光经过偏振旋转并反射回的反射 光。
3.根据权利要求1所述的自注入锁定光源，其特征在于，所述偏振分光器具有分别与 所述第一偏振方向和第二偏振方向相对准的两个预设偏振方向，且所述两个预设偏振方向相互垂直。
4.根据权利要求3所述的自注入锁定光源，其特征在于，所述第一反射光与所述第一 偏振光的偏振方向相互垂直，所述第二反射光与所述第二偏振光的偏振方向也相互垂直。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的自注入锁定光源，其特征在于，所述第一自注入 锁定激光器和第二自注入锁定激光器均为法布里-珀罗激光器；或者所述第一自注入锁定 激光器和第二自注入锁定激光器中的其中一个为法布里-珀罗激光器，另一个为反射半导 体放大器；或者所述第一自注入锁定激光器和第二自注入锁定激光器均为反射半导体放大ο
6.一种光源自注入锁定方法，其特征在于，包括将具有第一偏振方向的第一偏振光和具有第二偏振方向的第二偏振光偏振耦合后输出；接收所述第一偏振光经过偏振旋转并反射回的第一反射光及所述第二偏振光经过偏 振旋转并反射回的第二反射光；将所述第一反射光和第二反射光进行偏振分光，并分别注入到用于发射所述第二偏振 光和所述第一偏振光的模块。
7.如权利要求6所述的光源自注入锁定方法，其特征在于，所述第一偏振光和第二偏 振光的偏振方向相互垂直，且所述第一反射光与所述第二反射光的偏振方向也相互垂直。
8.如权利要求6或7所述的光源自注入锁定方法，其特征在于，所述经过偏振旋转后反 射回的第一反射光的偏振方向与所述第一偏振光相互垂直，且所述经过偏振旋转后反射回 的第二反射光的偏振方向与所述第二偏振光相互垂直。
9.一种光源自注入锁定系统，其特征在于，包括自注入锁定光源和偏振旋转及反射 单元；其中，所述自注入锁定光源，用于产生具有第一偏振方向的第一偏振光和具有第二偏 振方向的第二偏振光，将所述第一偏振光和第二偏振光进行偏振耦合并输出，且接收来自 所述偏振旋转和反射单元的第一反射光和第二反射光，并将分别注入到用于产生所述第二 偏振光和所述第一偏振光的模块；所述偏振旋转及反射单元，用于分别对所述第一偏振光和第二偏振光进行偏振旋转处 理并反射，以生成对应的第一反射光和第二反射光。
10.如权利要求9所述的光源自注入锁定系统，其特征在于，还包括滤波单元，用于在对所述第一偏振光和第二偏振光进行偏振旋转之前进行滤波处理， 且滤波后的第一偏振光和第二偏振光的波长相一致。
11.如权利要求10所述的光源自注入锁定系统，其特征在于，还包括分光单元，用于 对所述滤波后的第一偏振光进行分光处理，并将分光后的一部分光线提供至所述偏振旋转 及反射单元，将另一部分光线输出至接收设备。
12.如权利要求9或10所述的光源自注入锁定系统，其特征在于，所述偏振旋转及反射 单元为法拉第旋转反射镜或在线法拉第旋转发射镜。
13.一种波分复用无源光网络系统，其特征在于，所述系统包括光线路终端子系统， 光纤配线网，至少一个光网络单元；其中，所述光线路终端子系统包括第一自注入锁定光 源、第一波分复用/解复用器和第一旋转反射镜；所述第一波分复用/解复用器的一端连接 有所述第一自注入锁定光源，另一端连接所述第一旋转反射镜，且经所述光纤配线网连接 到所述光网络单元；所述第一自注入锁定光源为如权利要求1至4中任一项所述的自注入锁定光源，所述 第一波分复用/解复用器用于对所述自注入锁定光源发射的偏振光进行滤波处理，所述第 一旋转发射镜用于对滤波后的偏振光进行偏振旋转并反射回所述第一自注入锁定光源。
14.如权利要求13所述的波分复用无源光网络系统，其特征在于，所述光纤配线网包 括光纤，第二旋转反射镜和及第二波分复用/解复用器；所述第二波分复用/解复用器的 一端连接到所述光网络单元，另一端连接到所述第二旋转反射镜，且经所述光纤连接到所 述光线路终端子系统；所述光网络单元包括第二自注入锁定光源；其中，所述第二自注入锁定光源为如权利要求1至4中任一项所述的自注入锁定光源， 所述第二波分复用/解复用器用于对所述第二收发模块的自注入锁定光源发射的偏振光 进行滤波处理，所述第二旋转发射镜用于对经所述第二波分复用/解复用器滤波后的偏振 光进行偏振旋转并反射回所述第二自注入锁定光源。
15.根据权利要求13或14所述的波分复用无源光网络系统，其特征在于，所述光线路 终端子系统还包括第一分支耦合器，其一端与所述第一波分复用/解复用器连接，用于接 收经所述第一波分复用/解复用器滤波后的偏振光；另一端连接到所述第一旋转反射镜， 用于将所述滤波后的偏振光中一部分光线提供至所述第一旋转反射镜；第三端连接到所述 光纤配线网，用于通过所述光纤配线网将所述滤波后的偏振光中另一部分光线输出至所述 光网络单元。
16.根据权利要求13或14所述的波分复用无源光网络系统，其特征在于，所述第一旋 转反射镜为在线法拉第旋转反射镜，其连接在所述第一波分复用/解复用器和所述光配线 网络之间。
全文摘要
本发明实施例公开了一种自注入锁定光源，包括偏振分光器，以及与所述偏振分光器耦合连接的第一自注入锁定激光器和第二自注入锁定激光器；所述偏振分光器用于对所述第一、第二自注入锁定激光器提供的偏振光进行偏振耦合，并对接收到的反射光进行偏振分光并分别提供至所述第一、第二自注入锁定激光器；其中，所述第一自注入锁定激光器和所述第二自注入锁定激光器的偏振方向分别与所述偏振分光器的两个偏振方向对准。本发明实施例还提供一种光源自注入锁定方法和系统，以及一种波分复用无源光网络系统。
文档编号G02B27/28GK102082610SQ200910204589
公开日2011年6月1日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者徐之光, 林华枫 申请人:华为技术有限公司