一种基于瑞利散射效应实现无色onu上行波长的装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种基于瑞利散射效应实现无色ONU上行波长的装置，涉及波分复用无源光网络（WDM-PON）【技术领域】。所述装置包括波长控制单元、波长可调谐激光器、光环形器、光功率计和光纤；光功率计、波长控制单元和波长可调谐激光器依次连接，波长可调谐激光器连接光环形器的第一端口，光纤连接光环形器的第二端口，光功率计连接光环形器的第三端口；本发明还公开了一种基于瑞利散射效应设定无色ONU上行波长的方法及一种WDM-PON系统。本发明避免了现行波长可调谐激光器方案中的复杂交互控制问题；是一种ONU独立实施上行波长的设定，自主控制实现ONU无色性的装置及方法，进一步简化了ONU的运行控制和安装维护，降低系统运行成本。
【专利说明】-种基于瑞利散射效应实现无色ONU上行波长的装置及方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及波分复用无源光网络（WDM-P0N)【技术领域】，尤其涉及一种基于瑞利散 射效应实现无色0NU上行波长的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 无源光接入网络（Passive Optical Access Network)已经成为实现FTTx的主推 技术。业内已经为一系列无源光接入网（如GP0N和ΕΡ0Ν)建立了相关标准，并部署商用。 这些方案采用时分复用的方式，在0LT与0NU之间使用光分/合路器这种无源的远端节点 实现组网，成本较低，因此成为当前光接入的主要解决方案。但随着宽带接入业务的迅猛发 展，现有TDM(Time Division Multiplexing)P0N的系统容量越来越不能满足需求，而采用 波分复用（Wavelength Division Multiplexing)方式的无源光网络为每个0NU用户单元 提供专用的波长，这将极大的提升可用带宽，被认为是下一代Ρ0Ν的理想解决方案。由于 WDM-P0N系统中需要为每个0NU配置不同的波长，无色0NU技术是WDM-P0N实施的关键技 术，采用无色0NU技术能够实现0NU的一致性，便于批量生产，这将有效降低0NU成本，并且 使得网络的安装和管理维护十分便利，降低运营成本。
[0003] 目前实现无色0NU方案主要有包括：基于光谱分割技术的无色0NU，基于波长重用 技术的无色0NU，基于种子光源阵列下发的无色0NU和基于波长可调谐激光器的无色0NU。 由于缩短了光源与调制器间的距离，提高了进入调制器的光载波的线宽、偏振稳定性与功 率稳定性等的质量，基于波长可调谐激光器的无色0NU被认为是最理想的方案之一。但当 前基于波长可调谐激光器的无色0NU方案中，各0NU无法独立实施上行波长的设定，需要 0LT统一控制并增加额外的波长选择控制模块的方式来实现0NU端波长可调谐激光器波长 的配置，这种方式无疑增加了系统的复杂程度提升了系统成本。
[0004] 瑞利散射（Rayleigh scattering)是由英国物理学家瑞利的名字命名的。是指散 射光波长等于入射光波长，而且散射粒子远远小于入射光波长，没有频率位移(无能量变 化，波长相同)的弹性光散射。入射光在线度小于光波长的微粒上散射后散射光和入射光波 长相同的现象。本发明充分利用了光纤能够产生瑞利散射效应提供了一种实现无色0NU上 行波长配置装置及其方法。
【发明内容】
[0005] (一）要解决的技术问题
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于瑞利散射效应实现无色0NU上行波 长配置装置及其方法。0NU装置上电启动时，波长控制单元波长可调谐激光器进行逐波长 扫描，利用不同波长的近端瑞利散射功率大小，确定上行波长，实现无色0NU的上行波长配 置。
[0007] (二）技术方案
[0008] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
[0009] -种基于瑞利散射效应实现无色0NU上行波长的装置，包括波长控制单元、波长 可调谐激光器、光环形器、光功率计和光纤；光功率计、波长控制单元和波长可调谐激光器 依次连接，波长可调谐激光器连接光环形器的第一端口，光纤连接光环形器的第二端口，光 功率计连接光环形器的第三端口。
[0010] 其中波长可调谐激光器采用直接调制的方式加载上行业务，发射波长为λ的连 续光CW Light经光环形器第一端口至第二端口输出至光纤。
[0011] 作为一种变形，基于瑞利散射效应实现无色0NU上行波长的装置还包括光调节 器，波长可调谐激光器连接光调节器，波长可调谐激光器发射波长为λ的连续光CW Light 并通过光调节器加载上行业务经光环形器第一端口至第二端口输出至光纤。
[0012] 其中所述光纤为波分复用无源光网络的分支光纤。
[0013] 本发明还提供了 一种基于瑞利散射效应无色0NU上行波长的方法，包含以下步 骤：
[0014] SI. 0NU装置上电，波长控制单元和波长可调谐激光器开始工作；
[0015] S2.在波长控制单元控制下波长可调谐激光器逐个输出不同光波长，波长可调谐 激光器发出的连续光CW Light在光纤中产生反向同波长的瑞利散射光RB Light;
[0016] S3.光功率计逐个测量不同光波长所对应的瑞利散射光RB Light功率，并将测量 结果告知波长控制单元；
[0017] S4.波长控制单元存储所述光功率计测量结果，并在波长可调谐激光器逐个输出 不同光波长结束后对各波长所对应的瑞利散射光RB Light功率进行比较，确定最大功率对 应波长；
[0018] S5.波长控制单元通知波长可调谐激光器在所述最大功率对应波长工作。
[0019] 另外，本发明还提供了一种WDM-P0N系统，其特征是包含以上所述的基于瑞利散 射效应实现无色0NU上行波长的装置。
[0020] (三）有益效果
[0021] 本发明避免了现行基于0LT统一配置无色0NU波长可调谐激光器方案中的复杂交 互控制问题；是一种0NU独立实施上行波长的设定，自主控制实现0NU无色性的装置及方 法，进一步简化了 0NU的运行控制和安装维护，降低系统运行成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明中WDM-P0N系统一种实施方式的结构示意图；
[0023] 图2(a)为本发明提出基于瑞利散射效应实现无色0NU装置的一种实施方式结构 示意图；
[0024] 图2(b)为本发明提出基于瑞利散射效应实现无色0NU装置的另一种实施方式结 构示意图；
[0025] 图3为本发明提出基于瑞利散射效应实现无色0NU装置配置上行波长方法的一种 实施方式流程图；
[0026] 图4 (a)为本发明提出的无色0NU装置确定上行波长过程一；
[0027] 图4(b)为本发明提出的无色0NU装置确定上行波长过程二；
[0028] 图4(c)为本发明提出的无色0NU装置确定上行波长过程三。
【具体实施方式】
[0029] 下面对于本发明所提出的一种基于瑞利散射效应实现无色0NU上行波长配置的 装置及方法，结合附图和实施例详细说明。
[0030] 图1为本发明提出的一种WDM-P0N系统实施例的结构示意图，具体包括：光线路终 端0LT101，馈线光纤FF102,远端节点RN103,分支馈线光纤DF104和光网络单元0NU105。
[0031] 光线路终端0LT101由光发射机模块1011，光接收机模块1012和光波分复用/解 复用模块1013组成。光波分复用/解复用器1013通带波长分别为λ 1 λ 2··· λ 2η-1 λ 2n， 光发射机模块1011工作波长分别为λ 1 λ 3··· λ 2n_l λ 2n+l，光接收机模块1012分别与 1013通带波长λ 2λ 4··· λ 2η_2λ2η通道相连。下行传输方向，1013将各光发射机下行业 务信号复用为一路送入FF102;上行传输方向，1013接收FF102上行业务信号并解复用后送 入各光接收机模块1012。
[0032] 馈线光纤FF102接收1013复用的下行业务信号，将其馈入RN103 ;同时接收103复 用的上行业务信号，将其馈入1013。
[0033] 远端节点RN103由光波分复用/解复用器构成，与1013对应，通带波长分别为 λ 1 λ 2... λ 2η-1 λ 2η。下行传输方向，接收FF102馈入业务信号并进行波分解复用后送入 DF104;上行传输方向，接收DF104馈入信号并进行波分复用后，送入FF102。
[0034] 分支馈线光纤DF104连接RN103和0NU105。
[0035] 光网络单元0NU105由光接收机模块1051和光发射机模块1052组成，其中1051 分别与103通带波长λ 1 λ 3... λ 2η-1 λ 2η+1通道相连，接收下行业务信号；1052与103波 长λ 2 λ 4··· λ 2η_2 λ 2η通道相连，发射上行业务信号。
[0036] 图2 (a)为本发明提出的一种基于瑞利散射效应实现无色0NU上行波长配置的发 射机装置实施例的结构示意图，具体包括：光环形器，光功率计，波长控制单元和波长可调 谐激光器。波长可调谐激光器同时作为调制器，采用直接调制的方式，发射波长为λ的连 续光CWLight经光环形器第一端口至第二端口输出至分支馈线光纤，在分支馈线光纤中传 输时，由于瑞利散射效应会产生与之方向相反的瑞利散射光RB Light,经光环形器端口至 第三端口输出至光功率计；光功率计对该RB Light功率进行测量；波长控制单元通知波长 可调谐激光器轮询改变发射波长，存储不同波长RB Light功率，对比不同波长功率大小，确 定最大功率RB Light对应波长，并通知波长可调谐激光器在此波长工作。
[0037] 本发明还提供了另一种基于瑞利散射效应实现无色0NU上行波长配置的发射机 装置，实施例的结构示意图如图2(b)所示，和上实施例的区别是波长可调谐激光器发射波 长为λ的连续光CW Light并通过光调节器加载上行业务经光环形器第一端口至第二端口 输出至光纤。
[0038] 图3为本发明提出的一种基于瑞利散射效应实现无色0NU发射机配置上行波长实 施例的流程图，以0NU1为例，具体描述如下：
[0039] SI. 0NU装置上电，波长控制单元和波长可调谐激光器开始工作；
[0040] S2.在波长控制单元通知下波长可调谐激光器轮询改变发射波长，发射连续光CW Light在光纤中产生反向同波长的瑞利散射光RBLight ;
[0041] S3.光功率计逐个测量不同光波长所对应的瑞利散射光RBLight功率，并将测量 结果告知波长控制单元；
[0042] S4.波长控制单元存储光功率计测量结果，并在波长可调谐激光器轮询发射结束 后，对各波长对应瑞利散射光RB Light功率进行比较，确定最大功率对应波长，该波长与 0NU1发射机1052所对应RN103 λ 2波长通道一致；
[0043] S5.波长控制单元通知波长可调谐激光器在波长λ 2工作。
[0044] 图4 (a) (b) (c)所示为本实施例提出的无色发射机0NU确定上行波长过程，该0NU 发射机与RN波长1540. 50nm通道相连，实验结果表明，仅当波长可调谐激光器发射波长与 之匹配时，获得RB Light功率最大，比不匹配获得的RB功率高10dB以上，这说明该机制具 备可实现性。
[0045] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1. 一种基于瑞利散射效应实现无色ONU上行波长的装置，包括波长控制单元、波长可 调谐激光器、光环形器、光功率计和光纤；其特征在于：光功率计、波长控制单元和波长可 调谐激光器依次连接，波长可调谐激光器连接光环形器的第一端口，光纤连接光环形器的 第二端口，光功率计连接光环形器的第三端口。
2. 如权利要求1所述的一种基于瑞利散射效应实现无色0NU上行波长的装置，其特征 在于：波长可调谐激光器采用直接调制的方式加载上行业务，发射波长为λ的连续光CW Light经光环形器第一端口至第二端口输出至光纤。
3. 如权利要求1所述的一种基于瑞利散射效应实现无色0NU上行波长的装置，其特 征在于：还包括光调节器，波长可调谐激光器连接光调节器，波长可调谐激光器发射波长为 λ的连续光CW Light并通过光调节器加载上行业务经光环形器第一端口至第二端口输出 至光纤。
4. 如权利要求1所述的一种基于瑞利散射效应实现无色0NU上行波长的装置，其特征 在于：所述光纤为波分复用无源光网络的分支光纤。
5. -种利用权利要求1?4中任一权利要求所述的装置实现基于瑞利散射效应无色 0NU上行波长的方法，其特征在于，包含以下步骤： 51. 0NU装置上电，波长控制单元和波长可调谐激光器开始工作；
52. 在波长控制单元控制下波长可调谐激光器逐个输出不同光波长，波长可调谐激光 器发出的连续光CW Light在光纤中产生反向同波长的瑞利散射光RB Light;
53. 光功率计逐个测量不同光波长所对应的瑞利散射光RBLight功率，并将测量结果 告知波长控制单元；
54. 波长控制单元存储所述光功率计测量结果，并在波长可调谐激光器逐个输出不同 光波长结束后对各波长所对应的瑞利散射光RBLight功率进行比较，确定最大功率对应波 长；
55. 波长控制单元通知波长可调谐激光器在所述最大功率对应波长工作。
6. -种WDM-P0N系统，其特征在于：包含权利要求1?4中任一权利要求所述的基于 瑞利散射效应实现无色0NU上行波长的装置。
【文档编号】H04B10/2537GK104065415SQ201310086215
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】张治国, 许 鹏, 陈雪, 王立芊, 张民 申请人:北京邮电大学