一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM-PON发射机制造技术

本发明专利技术公开了一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM‑PON发射机，包括依次与微波源相连的激光器、衰减器和第一1×8耦合器，自第一1×8耦合器之后分成有八路信道，所有信道通过第二8×1耦合器汇聚于光纤；激光器为锁模激光器；第一、三、五、七路信道为奇数信道，第二、四、六和八路信道为偶数信道，采用奇数信道作为下行光载波携带下行数据，偶数信道作为上行链路光载波方式完成用户信息的发送，以锁模激光器产生的光频梳作为波长基准，对多个DFB激光器进行注入锁定完成波长基准的分离，解决接入网中波长同步问题；对分离后的多路信道进行选择性调制，实现对锁模激光器波长基准的跟踪，保证了接入网中微小信道间隔的稳定性。

A UDWDM-PON transmitter based on automatic wavelength locking and tracking technology

The present invention discloses a UDWDM_PON transmitter based on wavelength auto-locking and tracking technology, which comprises a laser, attenuator and a first 1*8 coupler connected to a microwave source in turn. After the first 1*8 coupler, the transmitter is divided into eight channels, all channels converge on the optical fiber through the second 8*1 coupler, and the laser is a mode-locked laser. The first, third, fifth and seventh channels are odd channels, the second, fourth, sixth and eighth channels are even channels, odd channels are used as downlink optical carriers to carry downlink data, even channels are used as uplink optical carriers to complete the transmission of user information, and the optical frequency comb generated by mode-locked laser is used as wavelength reference. In order to solve the problem of wavelength synchronization in the access network, the injection locking of multiple DFB lasers is used to separate the wavelength reference, and the selective modulation of the separated multi-channel is used to track the wavelength reference of the mode-locked laser, which ensures the stability of the micro-channel interval in the access network.

【技术实现步骤摘要】
一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM-PON发射机
本专利技术涉及一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM-PON发射机。
技术介绍
在当今社会，网络规模的迅速扩大和网络容量需求的持续增长使得大规模接入网技术研究成为了热点。其中被广泛采用的技术有时分复用无源光网络(TDM-PON)技术，该技术通过为用户划分时隙来满足容量需求。另一被广泛采用的技术是密集波分复用无源光网络(DWDM-PON)技术，且该技术避免了TDM-PON中接收机与发送机带宽必须匹配的麻烦。而超密集波分复用无源网络(UDWDM-PON)技术的出现将DWDM-PON中100-200GHz的信道间隔减少到GHz量级，因此UDWDM-PON技术有望低成本，低功耗满足下一代接入网的巨大容量需求。然而，UDWDM-PON中GHz量级的波长间隔使我们不得不考虑用户间的波长同步问题。传统UDWDM-PON方案中的信道均由独立光源提供，信道间的稳定性问题难以得到保证。因此为了保证UDWDM-PON网络的实际可行性，可以在接入网中建立波长基准使全网波长保持同步，为用户提供高效的接入服务。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提供了一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM-PON发射机，不但解决了因信道间隔不稳定而导致的网络中波长难以同步问题，而且克服了因外界环境造成的波长不确定性影响，并且完成了网络中基准分配的自动化。本专利技术的系统结构简单易实现，可以作为一种自适应UDWDM-PON发射机应用于大规模接入网。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM-PON发射机，包括依次与微波源相连的激光器、衰减器和第一1×8耦合器，自所述第一1×8耦合器之后分成有八路信道，分别记为第一路信道、第二路信道、第三路信道、第四路信道、第五路信道、第六路信道、第七路信道和第八路信道，所有信道通过第二8×1耦合器汇聚于光纤；所述激光器为锁模激光器；所述第一路信道、第三路信道、第五路信道和第七路信道为奇数信道，第二路信道、第四路信道、第六路信道和第八路信道为偶数信道；所述奇数信道的结构相同，均包括第一偏振控制器和第一环形器，所述第一环形器的1端口与所述第一偏振控制器相连，所述第一环形器的2端口连接有第一DFB激光器；所述第一环形器的3端口连接有第一1×2耦合器；所述第一1×2耦合器的一路连接有第一光电探测器，自所述第一光电探测器至所述第一DFB激光器依次连接有第一微波放大器、第一包络检波器、第一微处理器和第一激光器驱动电路；所述第一1×2耦合器的另一路依次连接有第二偏振控制器和马赫增德尔调制器，所述马赫增德尔调制器还连接有一误码仪，所述误码仪为所述马赫增德尔调制器提供基带信号；所述偶数信道的结构相同，均包括第三偏振控制器和第二环形器，所述第二环形器的1端口与所述第三偏振控制器相连；所述第二环形器的2端口连接有第二DFB激光器；所述第二环形器的3端口连接有第二1×2耦合器；所述第二1×2耦合器的一路连接第二光电探测器，自所述第二光电探测器至所述第二DFB激光器依次连接有第二微波放大器、第二包络检波器、第二微处理器和第二激光器驱动电路；所述第二1×2耦合器的另一路连接至所述第二8×1耦合器。进一步讲，本专利技术提出的一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM-PON发射机，其中，所述第一微处理器和所述第二微处理器均为STM32。所述第一微波放大器和所述第二微波放大器增益均为10dB～30dB。所述第一微波放大器和所述第二微波放大器增益优选为20dB。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：由于该UDWDM-PON发射机中的信道基准是由同一光源锁模激光器提供的，信道间的间隔始终保持不变并由驱动锁模激光器的微波源决定。信道基准的建立解决了独立光源间的相对波长漂移问题。与传统的UDWDM-PON发射机方案相比，本专利技术中用户信道均应用了波长自动锁定与跟踪技术，通过检测注入锁定DFB激光器后产生拍频信号的功率变化实时反馈控制DFB激光器的波长，实现了DFB激光器对锁模激光器基准的自动锁定与跟踪，进一步保证了UDWDM系统中用户波长同步。附图说明图1为本专利技术基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM-PON发射机装置图；图2为实施例一12min内DFB激光器波长的波动情况；图3为实施例一12min内对应拍频信号功率的波动情况；图4为实施例二12min内UDWDM-PON发射机中八路信道的波动情况。图中：1-微波源，2-锁模激光器，3-衰减器，4-第一1×8耦合器，5-第一偏振控制器，6-第一环形器，7-第一1×2耦合器，8-第一DFB激光器，9-第一光电探测器，10-第一微波放大器，11-第一包络检波器，12-第一微处理器，13-第一激光器驱动模块，14-第二偏振控制器，15-马赫增德尔调制器，16-误码仪，17-第二8×1耦合器，18-光纤，19-第三偏振控制器，20-第二环形器，21-第二1×2耦合器，22-第二DFB激光器，23-第二光电探测器，24-第二微波放大器，25-第二包络检波器，26-第二微处理器，27-第二激光器驱动模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本专利技术进行解释说明，并不用以限制本专利技术。如图1所示，本专利技术提出的一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM-PON发射机，包括依次与微波源1相连的激光器、衰减器3和第一1×8耦合器4，所述激光器为锁模激光器2；自所述第一1×8耦合器4之后分成有八路信道，所有信道通过第二8×1耦合器17汇聚于光纤18，上述八路信道分别记为第一路信道、第二路信道、第三路信道、第四路信道、第五路信道、第六路信道、第七路信道和第八路信道。本专利技术中，所述第一路信道、第三路信道、第五路信道和第七路信道为奇数信道，第二路信道、第四路信道、第六路信道和第八路信道为偶数信道。本专利技术发射机采用奇数信道作为下行光载波携带下行数据，偶数信道作为上行链路光载波方式完成用户信息的发送，网络中奇数和偶数信道均由同一个多波长光源提供。所述奇数信道的结构相同，以第一路信道为例，该路信道包括第一偏振控制器5和第一环形器6，所述第一环形器6的1端口与所述第一偏振控制器5相连，所述第一环形器6的2端口连接有第一DFB激光器8；所述第一环形器3的3端口连接有第一1×2耦合器7；所述第一1×2耦合器7的一路连接有第一光电探测器9，自所述第一光电探测器9至所述第一DFB激光器8依次连接有第一微波放大器10、第一包络检波器11、第一微处理器12和第一激光器驱动电路13；所述第一1×2耦合器7的另一路依次连接有第二偏振控制器14和马赫增德尔调制器15，所述马赫增德尔调制器15还连接有一误码仪16，所述误码仪16为所述马赫增德尔调制器15提供基带信号。所述偶数信道的结构相同，以第二路信道为例，该路信道包括第三偏振控制器19和第二环形器20，所述第二环形器20的1端口与所述第三偏振控制器19相连；所述第二环形器20的2端口连接有第二DFB激光器22；所述第二环形器20的3端口连接有第二1×2耦合器21；所述第二1×2耦合器21的一路连接第二光电探测器23，自所述第二光电探测器23至所述第二DFB激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM‑PON发射机，包括依次与微波源(1)相连的激光器、衰减器(3)和第一1×8耦合器(4)，自所述第一1×8耦合器(4)之后分成有八路信道，分别记为第一路信道、第二路信道、第三路信道、第四路信道、第五路信道、第六路信道、第七路信道和第八路信道，所有信道通过第二8×1耦合器(17)汇聚于光纤(18)；其特征在于：所述激光器为锁模激光器(2)；所述第一路信道、第三路信道、第五路信道和第七路信道为奇数信道，第二路信道、第四路信道、第六路信道和第八路信道为偶数信道；所述奇数信道的结构相同，均包括第一偏振控制器(5)和第一环形器(6)，所述第一环形器(6)的1端口与所述第一偏振控制器(5)相连，所述第一环形器(6)的2端口连接有第一DFB激光器(8)；所述第一环形器(3)的3端口连接有第一1×2耦合器(7)；所述第一1×2耦合器(7)的一路连接有第一光电探测器(9)，自所述第一光电探测器(9)至所述第一DFB激光器(8)依次连接有第一微波放大器(10)、第一包络检波器(11)、第一微处理器(12)和第一激光器驱动电路(13)；所述第一1×2耦合器(7)的另一路依次连接有第二偏振控制器(14)和马赫增德尔调制器(15)，所述马赫增德尔调制器(15)还连接有一误码仪(16)，所述误码仪(16)为所述马赫增德尔调制器(15)提供基带信号；所述偶数信道的结构相同，均包括第三偏振控制器(19)和第二环形器(20)，所述第二环形器(20)的1端口与所述第三偏振控制器(19)相连；所述第二环形器(20)的2端口连接有第二DFB激光器(22)；所述第二环形器(20)的3端口连接有第二1×2耦合器(21)；所述第二1×2耦合器(21)的一路连接第二光电探测器(23)，自所述第二光电探测器(23)至所述第二DFB激光器(22)依次连接有第二微波放大器(24)、第二包络检波器(25)、第二微处理器(26)和第二激光器驱动电路(27)；所述第二1×2耦合器(21)的另一路连接至所述第二8×1耦合器(17)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于波长自动锁定与跟踪技术的UDWDM-PON发射机，包括依次与微波源(1)相连的激光器、衰减器(3)和第一1×8耦合器(4)，自所述第一1×8耦合器(4)之后分成有八路信道，分别记为第一路信道、第二路信道、第三路信道、第四路信道、第五路信道、第六路信道、第七路信道和第八路信道，所有信道通过第二8×1耦合器(17)汇聚于光纤(18)；其特征在于：所述激光器为锁模激光器(2)；所述第一路信道、第三路信道、第五路信道和第七路信道为奇数信道，第二路信道、第四路信道、第六路信道和第八路信道为偶数信道；所述奇数信道的结构相同，均包括第一偏振控制器(5)和第一环形器(6)，所述第一环形器(6)的1端口与所述第一偏振控制器(5)相连，所述第一环形器(6)的2端口连接有第一DFB激光器(8)；所述第一环形器(3)的3端口连接有第一1×2耦合器(7)；所述第一1×2耦合器(7)的一路连接有第一光电探测器(9)，自所述第一光电探测器(9)至所述第一DFB激光器(8)依次连接有第一微波放大器(10)、第一包络检波器(11)、第一微处理器(12)和第一激光器驱动电路(13)；所述第一1×2耦合器(7)的另一路依次连接有第二偏振控制器(14)和马赫增德尔调制器(15)，所述马赫增德尔调制器(15)还连接有一误码仪(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王菊，王帅帅，李天宇，马闯，谢田园，于洋，于晋龙，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12