基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统及光放大方法技术方案

本申请公开了一种基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统及光放大方法，涉及光通信技术领域，包括在ODN侧配置第一无源模块和第二无源模块，在ONU侧配置第一有源模块和第一有源模块。通过第一有源模块向第一无源模块发送第一泵浦光，通过第二有源模块向第二无源模块发送第二泵浦光。第一有源模块利用第一泵浦光对待放大下行光信号进行放大得到放大后下行光信号，第二有源模块利用第二泵浦光对待放大上行光信号进行放大得到放大后上行光信号。本申请通过将两个集中式拉曼光纤放大器的有源部分和无源部分分别设在ODN侧和ONU侧，在适用于PON系统的同时，对上下行信号进行放大，提升系统载入功率，从而获得更高的系统功率预算。从而获得更高的系统功率预算。从而获得更高的系统功率预算。

【技术实现步骤摘要】
基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统及光放大方法


[0001]本申请涉及光通信
，具体涉及一种基于集中式拉曼光纤放大器的PON(Passive Optical Network，无源光网络)系统及光放大方法。

技术介绍

[0002]21世纪是一个高度信息化的时代，信息的传输、处理和存储将要求空前的规模和速度，达到太比特(1Tb/s)量级。近年来，随着社会信息化程度的不断提升，尤其是基于IP(Internet Protocol，网际互连协议)的数据业务呈爆炸式增长，对于信息传输的基础即光纤骨干传输网来说，单信道传输速率从40Gbit/s提高至100Gbit/s甚至1Tbit/s已经成为必然趋势。
[0003]随着中、长距离骨干网的传输容量越来越大，接入网也承受了越来越大的压力。传统的无源光网络接入技术受限于技术、器件和成本等因素，其传输容量和性能已经越来越无法满足用户对通讯带宽日益加速的增长需求且提升潜力非常有限，因此，传统的无源光网络已经成为了制约整个光通信网络承载能力的瓶颈。
[0004]传统无源光网络技术作为现在主流商用的接入技术得到广泛研究，其主要结构是经典的点到多点的传输架构，且整个系统架构中没有任何有源放大器件，从而降低了系统成本。
[0005]现阶段广泛采用的EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)和GPON(Gigabit
‑
Capable Passive Optical Networks，吉比特无源光网络)技术主要采用TDM(Time division multiplexing，时分复用)方式，基于结构简单的直调直检技术，其成本和复杂度较低，但是受限于OOK调制格式和器件性能，该方案的接入速率普遍较低，如果强行增加调制速率则又面临着色散和接收灵敏度不足的双重物理损伤，难满足未来日益增长的接入容量需求。
[0006]相干检测技术的引入，大幅提升了同等速率下接收机的灵敏度，更彻底解决了色散损伤的问题。然而，传统PON系统中缺乏光放大手段的缺点限制了系统功率预算的进一步提升。
[0007]为了在PON系统架构中实现光放大，最大限度的提升系统功率预算，业界已经尝试将掺稀土光纤放大器(典型的如掺铒光纤放大器)或SOA(semiconductor optical amplifier，半导体光放大器)引入PON系统。例如，在OLT(optical line terminal，光线路终端)或每个ONU(Optical Network Unit，光网络单元)增加一个EDFA(Erbium Doped Fiber Application Amplifier，掺铒光纤放大器)或半导体光放大器，提升系统载入功率，从而获得更高的系统功率预算。
[0008]然而，掺稀土光纤放大器的工作波长范围完全依赖于掺杂稀土元素的物理性质，因此工作波长范围十分受限，且会导致较高的非线性效应，而且体积较大和功耗皆较大，基本无法用于ONU。
[0009]而另一方面，半导体激光器虽然可以提供较大的工作波长范围，且体积和功耗较
小，但是其提供的饱和输出增益较小，且噪声指数较大。
[0010]RFA(Raman Fiber Amplifier，拉曼光纤放大器)，具有噪声指数低、非线性效应较小且可以提供较大的工作波长范围等一系列优点。拉曼光纤放大器具有两种类型，即集中式和分布式，各有其特点。集中式拉曼光纤放大器是将拉曼光纤放大器与传输光纤分开，作为独立元件。集中式所用增益光纤相对较短，泵浦功率很高，可产生40dB以上的高增益，尤其更加灵活不依赖于链路长度的特点，更适合应用在距离较短的接入网系统。分布式拉曼光纤放大器使用传输光纤本身作增益介质，具有更低的噪声系数，但是过于依赖光纤介质，不能根据不同链路长度灵活配置。
[0011]将传统的集中式拉曼光纤放大器分为有源部分和无源部分。有源部分主要包含拉曼泵浦光源及其控制电路。无源部分则包含依次连接的第一隔离器、波长耦合器、以及第二隔离器，第一隔离器通过拉曼增益介质光纤连接波长耦合器。无源部分与有源部分之间通过传输介质光纤连接。由于存在有源部分，传统的集中式拉曼光纤放大器无法应用到PON系统中。

技术实现思路

[0012]针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统及光放大方法。
[0013]为达到以上目的，采取的技术方案是：
[0014]本申请第一方面提供一种基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统，包括：
[0015]ONU侧，其包括多个ONU模块、第一有源模块、以及第二有源模块，ONU模块用于发送待放大上行光信号，第一无源模块和第二无源模块均为集中式拉曼光纤放大器的有源部分，且分别用于发送第一泵浦光和第二泵浦光；
[0016]ODN侧，其包括光分束器，光分束器分别连接第一无源模块和第二无源模块，第一无源模块和第二无源模块均为集中式拉曼光纤放大器的无源部分；第一无源模块利用第一泵浦光将外部发送的待放大下行光信号放大得到放大后下行光信号，光分束器将放大后下行光信号分光后发送至多个ONU模块；光分束器还用于将多个待放大上行光信号合光后发送至第二无源模块，第二无源模块利用第二泵浦光将多个待放大上行光信号放大得到放大后上行光信号。
[0017]一些实施例中，所述第一无源模块和所述第一有源模块通过第一拉曼泵浦传输介质光纤连接，第二无源模块和第二有源模块通过第二拉曼泵浦传输介质光纤连接。
[0018]一些实施例中，所述第一有源模块包括顺序连接的第一控制电路和第一拉曼泵浦光源，第一拉曼泵浦光源用于通过第一拉曼泵浦传输介质光纤向第一无源模块发送第一泵浦光；
[0019]所述第二有源模块包括顺序连接的第二控制电路和第二拉曼泵浦光源，第二拉曼泵浦光源用于通过第二拉曼泵浦传输介质光纤向第二无源模块发送第二泵浦光。
[0020]一些实施例中，所述系统还包括：
[0021]OLT侧，其用于向ONU侧发送待放大下行光信号、以及接收ONU侧发送的放大后上行光信号。
[0022]一些实施例中，所述OLT侧包括：
[0023]OLT发送端，其用于发送待放大下行光信号；
[0024]OLT接收端，其用于接收放大后上行光信号；
[0025]第一光环形器，其用于通过其输入端口接收OLT发送端发送的待放大下行光信号，并通过其输入输出端口将待放大下行光信号发送至ODN侧；还用于通过其输入输出端口接收ODN侧发送的放大后上行光信号，并通过其输出端口将放大后上行光信号发送至OLT接收端。
[0026]一些实施例中，所述第一无源模块包括顺序连接的下行第一隔离器、第一拉曼增益介质光纤、第一波长耦合器、以及下行第二隔离器；
[0027]所述第二无源模块包括顺序连接的上行第一隔离器、第二拉曼增益介质光纤、第二波长耦合器、以及上行第二隔离器。
[0028]一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统，其特征在于，包括：ONU侧，其包括多个ONU模块、第一有源模块、以及第二有源模块，ONU模块用于发送待放大上行光信号，第一无源模块和第二无源模块均为集中式拉曼光纤放大器的有源部分，且分别用于发送第一泵浦光和第二泵浦光；ODN侧，其包括光分束器，光分束器分别连接第一无源模块和第二无源模块，第一无源模块和第二无源模块均为集中式拉曼光纤放大器的无源部分；第一无源模块利用第一泵浦光将外部发送的待放大下行光信号放大得到放大后下行光信号，光分束器将放大后下行光信号分光后发送至多个ONU模块；光分束器还用于将多个待放大上行光信号合光后发送至第二无源模块，第二无源模块利用第二泵浦光将多个待放大上行光信号放大得到放大后上行光信号。2.基于权利要求1所述的基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统，其特征在于，所述第一无源模块和所述第一有源模块通过第一拉曼泵浦传输介质光纤连接，第二无源模块和第二有源模块通过第二拉曼泵浦传输介质光纤连接。3.基于权利要求2所述的基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统，其特征在于，所述第一有源模块包括顺序连接的第一控制电路和第一拉曼泵浦光源，第一拉曼泵浦光源用于通过第一拉曼泵浦传输介质光纤向第一无源模块发送第一泵浦光；所述第二有源模块包括顺序连接的第二控制电路和第二拉曼泵浦光源，第二拉曼泵浦光源用于通过第二拉曼泵浦传输介质光纤向第二无源模块发送第二泵浦光。4.基于权利要求1所述的基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统，其特征在于，所述系统还包括：OLT侧，其用于向ONU侧发送待放大下行光信号、以及接收ONU侧发送的放大后上行光信号。5.基于权利要求3所述的基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统，其特征在于，所述OLT侧包括：OLT发送端，其用于发送待放大下行光信号；OLT接收端，其用于接收放大后上行光信号；第一光环形器，其用于通过其输入端口接收OLT发送端发送的待放大下行光信号，并通过其输入输出端口将待放大下行光信号发送至ODN侧；还用于通过其输入输出端口接收ODN侧发送的放大后上行光信号，并通过其输出端口将放大后上行光信号发送至OLT接收端。6.基于权利要求1所述的基于集中式拉曼光纤放大器的PON系统，其特征在于，所述第一无源模块包括顺序连接的下行第一隔离器、第一拉曼增益介质光纤、第一波长耦合器、以及下行第二隔离器；所述第二无源模块包括顺序连接的上行第一隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗鸣，贺志学，邱英，李婕，曾韬，张旭，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：