无源光分路器和无源光网络系统技术方案

本发明专利技术提供一种无源光分路器和无源光网络系统。其中，无源光分路器包括：至少两根分路单模波导、至少一根合路单模波导以及至少一根锥形波导，其中，锥形波导的一端分别与至少两根分路单模波导耦合，锥形波导的另一端与至少一根合路单模波导耦合；锥形波导的芯层由光致折射率变化材料制成。采用本发明专利技术提供的无源光分路器和无源光网络系统，采用光致折射率变化材料制作无源光分路器的锥形波导的芯层，当有光信号传输时，通过增大芯层中光场强弱不同的位置之间的折射率差对光传输进行限制，降低光信号的泄露损耗，提高上行传输效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术实施例涉及光通信技术，尤其涉及一种无源光分路器(Passive Optical Splitter，简称 P0S)和无源光网络系统(Passive Optical Network，简称 PON)。
技术介绍
随着用户对网络带宽需求的增长，传统的铜线宽带接入网面临着带宽瓶颈，而光纤接入网成为下一代宽带接入网的有力竞争者。在各种光纤接入网中，无源光网络 (Passive Optical Network，简称 PO N)系统最具竞争力。图1为现有的PON系统的结构示意图。如图1所示，现有的PON系统包括一个位于中心局的光线路终端(Optical Line Terminal，简称0LT)，至少一个无源光分路器 (Passive Optical Splitter，简称P0S)以及位于用户端的至少一个光网络单元(Optical Network Unit，简称0NU)。其中，从OLT到ONU的方向为下行方向，POS在下行方向用于将来自OLT的下行信号功率分割为多个信号并分别发送到至少一个ONU ；从ONU到OLT的方向为上行方向，POS在上行方向采用时分复用方式令来自至少一个ONU的至少一个上行信号依次通过并发送到0LT。现有的POS包括光纤熔融拉锥(Fused Biconical Taper，简称FBT)型和平面光波导(Planar Lig htwave Circuit，简称PLC)型。以1 2的POS为例，在下行方向，POS 将光功率一分为二，每一支路上的损耗为50%，即3dB。在上行方向，其中一分支输入的光将有50%泄露掉，只有50%能通过，也即3dB损耗。以1 32的商用化PLC型POS为例， 上行方向和下行方向的损耗实测均为17dB左右，进而导致96%的光被泄露掉了，这样对于 ONU而言就需要较大的功率才能穿透POS进行信号传输。因此，在上行方向，现有的POS在传输过程中大量光被泄露，进而导致严重的光损耗的问题，使得上行传输效率很低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种P0S，以及一种Ρ0Ν，用以解决现有技术中无源光分路器在上行方向存在的光泄露进而导致光损耗的问题，以降低上行传输的光损耗，从而提高上行传输效率。本专利技术实施例提供一种P0S，包括至少两根分路单模波导、至少一根合路单模波导和至少一根锥形波导，其中，所述锥形波导的一端耦合到至少两根分路单模波导，所述锥形波导的另一端耦合到至少一根合路单模波导；所述锥形波导的芯层由光致折射率变化材料制成，所述光致折射率变化材料的非线性折射率系数高于二氧化硅的折射率系数。本专利技术实施例还提供一种Ρ0Ν，包括一个光线路终端0LT、一个第一波分复用器 WDM、一个第一无源光分路器P0S、至少一个第二 WDM和至少一个光网络单元ONU ；每个所述ONU连接一个所述第二 WDM，将上行光信号传送给对应的所述第二 WDM ；每个第二 WDM的一侧连接一个所述0NU，另一侧连接所述第一 P0S，将来自对应的 ONU的上行光信号传送给所述第一 POS ； 所述第一 POS包括至少两根分路单模波导、至少一根合路单模波导以及至少一根锥形波导，其中，所述锥形波导的一端耦合到至少两根分路单模波导，所述锥形波导的另一端耦合到至少一根合路单模波导，所述锥形波导的芯层由光致折射率变化材料制成；所述光致折射率变化材料的非线性折射率系数高于二氧化硅的折射率系数；每根分路单模波导连接一个第二 WDM，接收来自所述第二 WDM的上行光信号，所述合路波导连接所述第一 WDM， 将来自所述第二 WDM的上行光信号传送给所述第一 WDM ； 所述第一 WDM的一侧连接所述第一 P0S，另一侧连接所述0LT，将来自所述第一 POS 的上行光信号传送给所述0LT。由上述技术方案可知，本专利技术实施例采用光致折射率变化材料制作POS的锥形波导的芯层，当有光信号传输时，该光信号导致该芯层的折射率按光场分布变化，光场强的地方折射率变化大，光场弱的地方折射率变化小，因此能够对传输光进行限制，降低上行传输的光信号的泄露损耗，提高上行传输效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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为现有的PO N系统的结构示意图；图2A为本专利技术实施例一的POS的结构示意图的俯视图；图2B为本专利技术实施例一的POS的结构示意图的左视图；图2C为本专利技术实施例一的POS的结构示意图的实例；图3为本专利技术实施例一的POS的输出效率与芯层折射率变化的关系示意图；图4为本专利技术实施例二的PON系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例三的PON系统的结构示意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图2A为本专利技术实施例一的POS的结构示意图的俯视图。图2B为本专利技术实施例一的POS的结构示意图的左视图。以图2A为例，图2A所示，该POS可以为一种低损无源光分路器(Loss-low Passive Optical Splitter，简称LP0S)，该POS的结构包括至少两根分路单模波导31、至少一根合路单模波导32以及至少一个锥形波导30。其中，该锥形波导30 一端耦合到上述至少两根分路单模波导31，另一端耦合到上述至少一根合路单模波导32， 以及该POS置于硅衬底33上。该锥形波导30的芯层由光致折射率变化材料制成。光致折射率变化材料是一种非线性材料，当光通过该材料时会导致该材料的折射率发生变化。所述光致折射率变化材料的非线性折射率系数高于二氧化硅的折射率系数，一般所述光致折射率变化材料的非线性折射率系数是二氧化硅的折射率系数的100000倍。优选地，该光致折射率变化材料可以采用三阶非线性材料，如ASxSy、Ge25k75_x、TeO2等，但是并不局限于以上三种材料。该锥形波导30的长度可以根据实际需要设置，也可以根据选取的材料不同而不同，例如，可以设置该锥形波导的长度范围为1500纳米至2500纳米。该锥形波导30的宽度也跟选择的光致折射率变化材料的具体材料有关，一般的单模传输，可以根据该锥形波导30的芯层和该锥形波导30的包层(或下包层)的折射率之差来确定该锥形波导30 的尺寸，具体的结构示意图的实例如图2C所示。在上述技术方案的基础上，除了锥形波导30可以采用光致折射率变化材料，分路单模波导31和合路单模波导32中任何一个也可以采用光致折射率变化材料。即可以有如下任一情况上述分路单模波导31以及锥形波导30的芯层由光致折射率变化材料制成； 上述合路单模波导32以及锥形波导30的芯层由光致折射率变化材料制成；上述分路单模波导31、合路单模波导32、以及锥形波导30的芯层均由光致折射率变化材料制成。具体地，本专利技术实施例一的POS为Y分支型，包括如下部分至少两根分路单模波导31、一根合路单模波导3本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无源光分路器ＰＯＳ，其特征在于，包括：至少两根分路单模波导、至少一根合路单模波导和至少一根锥形波导，其中，所述锥形波导的一端耦合到至少两根分路单模波导，所述锥形波导的另一端耦合到至少一根合路单模波导；所述锥形波导的芯层由光致折射率变化材料制成，所述光致折射率变化材料的非线性折射率系数高于二氧化硅的折射率系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无源光分路器P0S，其特征在于，包括至少两根分路单模波导、至少一根合路单模波导和至少一根锥形波导，其中，所述锥形波导的一端耦合到至少两根分路单模波导， 所述锥形波导的另一端耦合到至少一根合路单模波导；所述锥形波导的芯层由光致折射率变化材料制成，所述光致折射率变化材料的非线性折射率系数高于二氧化硅的折射率系数。2.根据权利要求1所述的P0S，其特征在于，所述光致折射率变化材料包括三阶非线性材料。3.根据权利要求1或2所述的P0S，其特征在于，所述光致折射率变化材料包括 AsxSy、Ge25Se75-x 或 Te02o4.根据权利要求1所述的P0S，其特征在于，所述分路单模波导的芯层由光致折射率变化材料制成。5.根据权利要求1所述的P0S，其特征在于，所述合路单模波导的芯层由光致折射率变化材料制成。6.一种无源光网络系统Ρ0Ν，其特征在于，包括一个光线路终端0LT、一个第一波分复用器WDM、一个第一无源光分路器P0S、至少一个第二 WDM和至少一个光网络单元ONU ；每个所述ON U连接一个所述第二 WDM，将上行光信号传送给对应的所述第二 WDM ； 每个第二 WDM的一侧连接一个所述0NU，另一侧连接所述第一 P0S，将来自对应的ONU 的上行光信号传送给所述第一 POS ；所述第一 POS包括至少两根分路单模波导、至少一根合路单模波导以及至少一根锥形波导，其中，所述锥形波导的一端耦合到至少两根分路单模波导，所述锥形波导的另一端耦合到至少一根合路单模波导，所述锥形波导的芯层由光致折射率变化材料制成；所述光致折射率变化材料的非线性折射率系数高于二氧化硅的折射率系数；每根分路单模波导连接一个第二 WDM，接收来自所述第二 WDM的上行光信号，所述合路波导连接所述第一 WDM，将来自所述第二 WDM的上行光信号传送给所述第一 WDM ；所述第一 WDM的一侧连接所述第一 P0S，另一侧连接所述0LT，将来自所述第一 POS的上行光信号传送给所述OLT。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈聪，周小平，赵峻，王卫阳，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94