本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于WDM-PON下行通信系統(tǒng)中基于FFP濾波器和FFP-SOA的超窄帶譜切分非相干光源的傳輸裝置。

背景技術(shù)：

無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）被認(rèn)為是解決接入網(wǎng)中“最后一公里”的最關(guān)鍵的技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)FTTX中發(fā)揮重要的作用。“無源”是指光分配節(jié)點(diǎn)（ODN）中沒有任何有源器件，只有耦合器、波分復(fù)用/解復(fù)用器、環(huán)形器等光無源器件組成，大大降低了管理維護(hù)的成本。

PON按信號分配可分為功率分割型無源光網(wǎng)絡(luò)（PSPON）和波分復(fù)用型無源光網(wǎng)絡(luò)（WDM-PON）。APON、BPON、EPON、GPON均屬于PSPON。PSPON采用星型耦合器分路，上行、下行傳送采用TDMA/TDM方式，實(shí)現(xiàn)信道帶寬共享，光分路器將OLT發(fā)出的信號分配到各個光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit，ONU）上。WDM-PON則是充分運(yùn)用波分復(fù)用技術(shù)，通過波分復(fù)用解復(fù)用器（比如陣列波導(dǎo)光柵AWG）將不同波長的信號光分開，每個波長都可以單獨(dú)的調(diào)制信號，實(shí)現(xiàn)完全意義上的帶寬獨(dú)享。

雖然PSPON較為成熟，特別是EPON、GPON在北美、日本已經(jīng)有較大規(guī)模的部署，但PSPON仍然存在關(guān)鍵問題需要解決，比如快速比特同步、動態(tài)帶寬分配、基線漂移、ONU的測距與延時補(bǔ)償、突發(fā)模式光收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)等。雖然一些問題得到了解決，但成本較高。而WDM-PON則采用波長作為用戶端標(biāo)識，利用波分復(fù)用技術(shù)，提供較寬工作帶寬，實(shí)現(xiàn)對稱寬帶接入。除此之外，還可以避免時分多址技術(shù)中ONU的測距、快速比特同步等諸多技術(shù)難點(diǎn)，在系統(tǒng)升級性能等方面具有明顯優(yōu)勢。

但是，隨著WDM-PON系統(tǒng)接入距離的增加，光纖色散和陣列波導(dǎo)的色散效應(yīng)會導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率的增加。目前認(rèn)為能夠比較好地解決色散效應(yīng)的方法是色散補(bǔ)償光纖光柵，通過在AWG中加入補(bǔ)償光纖光柵改善色散特性。色散補(bǔ)償?shù)谋举|(zhì)是對頻率的二次相移所造成的脈沖展寬進(jìn)行壓縮補(bǔ)償。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于WDM-PON下行通信系統(tǒng)中基于FFP濾波器和FFP-SOA的超窄帶譜切分非相干光源的傳輸裝置，有效抑制強(qiáng)度噪聲影響，適用于遠(yuǎn)距離DWDM-PON通信系統(tǒng)。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種用于WDM-PON下行通信系統(tǒng)中基于FFP濾波器和FFP-SOA的超窄帶譜切分非相干光源的傳輸裝置，包括中心站（CO），傳輸光纖，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)（RN）和光網(wǎng)絡(luò)終端（ONU），所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)通過傳輸光纖與中心站連接，所述光網(wǎng)絡(luò)終端與遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)連接，所述中心站包括依次連接的用于入射到下行信號的寬譜非相干光源、FFP濾波器（法布里-珀羅濾波器）、FFP-SOA（法布里-珀羅半導(dǎo)體光放大器）、第一級陣列波導(dǎo)光柵（AWG1）、多個光調(diào)制器和第二級陣列波導(dǎo)光柵（AWG2），所述多個光調(diào)制器的兩端分別與第一級陣列波導(dǎo)光柵和第二級陣列波導(dǎo)光柵連接，其中，F(xiàn)FP濾波器用于切割寬譜非相干光源信號，產(chǎn)生并輸出多波長超窄帶譜切分非相干光源，F(xiàn)FP-SOA具有低飽和功率，需要工作于飽和工作區(qū)域，用于非線性放大不同波長的超窄帶譜切分非相干光源，并同時利用非線性放大特性壓縮多波長超窄帶譜切分非相干光源的強(qiáng)度噪聲，多個光調(diào)制器用于將信號調(diào)制到噪聲受抑制的各個波長的超窄帶譜切分非相干光源上，可通過偏振不敏感電吸收光調(diào)制器來增強(qiáng)3-dB系統(tǒng)傳輸性能。利用具有超窄帶寬的FFP濾波器將寬譜非相干光源切分獲得多波長超窄帶譜切分非相干光源信號，處于飽和工作區(qū)域的FFP-SOA將多波長超窄帶譜切分非相干光源信號放大并利用非線性放大特性壓縮多波長超窄帶譜切分非相干光源中的強(qiáng)度噪聲，之后通過第一級陣列波導(dǎo)光柵（AWG1）分配超窄帶譜切分非相干光源的不同光波長對應(yīng)到相應(yīng)的波長信道中，并調(diào)制加載各路數(shù)據(jù)信息，再通過第二級陣列波導(dǎo)光柵（AWG2）實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用，然后由傳輸光纖向遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)RN傳輸，在遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)波分解復(fù)用，最后將數(shù)據(jù)分發(fā)到光網(wǎng)絡(luò)終端ONU。光網(wǎng)絡(luò)終端實(shí)現(xiàn)下行數(shù)據(jù)的解調(diào)和上行數(shù)據(jù)的發(fā)送。

所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)包括第三級陣列波導(dǎo)光柵（AWG3）或者薄膜濾波器，通過傳輸光纖連接到中心站，從中心站CO發(fā)出的光信號經(jīng)過AWG3波分解復(fù)用后，輸出到分布式的光學(xué)通信線路。

所述光網(wǎng)絡(luò)終端包括與遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)連接的多個光接收器。光接收器與第三多路分解器/波分復(fù)用器（比如AWG3）相連。所述光接收器包含光電二極管， 第一帶通濾波器和解碼器。

所述寬譜非相干光源通過高功率摻鉺光纖放大器、發(fā)光二極管、超輻射發(fā)光二極管或法布里-珀羅激光二極管光譜光源實(shí)現(xiàn)。

所述FFP濾波器和FFP-SOA的頻道間隔需要都和WDM-PON系統(tǒng)的通信信道間隔一致。

所述FFP-SOA工作于飽和工作區(qū)域， 利用飽和工作區(qū)域的非線性放大特性達(dá)到壓縮光源中強(qiáng)度噪聲的目的。

所述FFP濾波器和FFP-SOA的溫度由TEC進(jìn)行控制。

所述多個光調(diào)制器采用對強(qiáng)度噪聲有較好抗性的通斷鍵控調(diào)制方式。

所述光調(diào)制器前設(shè)有前置糾錯編碼，光網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)有前置糾錯解碼來增強(qiáng)系統(tǒng)的噪聲抗性。

本實(shí)用新型中FFP濾波器（法布里-珀羅濾波器）是一種超窄帶帶通濾波器，還可以采用高斯濾波器或者具有洛侖茲形狀的光纖光柵濾波器。

本實(shí)用新型中可以在發(fā)射端采用前置糾錯編碼，并在接收端的自反饋閾值判決電路之后采用前置糾錯解碼來增強(qiáng)系統(tǒng)的噪聲抗性。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：本實(shí)用新型的超窄帶譜切分非相干光源是利用FFP濾波器對摻餌光纖放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA)產(chǎn)生的寬譜放大自發(fā)輻射光源(Amplified Spontaneous Emission, ASE)進(jìn)行濾波，并通過FFP-SOA放大得到，其線寬小于700MHz，經(jīng)過FFP-SOA放大之后的超窄帶譜切分非相干光源可以實(shí)現(xiàn)多通道的譜切分非相干光源強(qiáng)度噪聲的壓縮，有效抑制色散影響，適用于遠(yuǎn)距離密集波分復(fù)用光無源網(wǎng)絡(luò)（DWDM-PON）通信系統(tǒng)。

附圖說明

圖1 為基于FFP濾波器和FFP-SOA的超窄帶譜切分非相干光源的WDM-PON視圖；

圖2 為WDM-PON系統(tǒng)中采用超窄帶譜切分光源經(jīng)過FFP-SOA之前和之后的相對強(qiáng)度噪聲頻譜圖；

圖3 為利用工作在飽和工作區(qū)域的FFP-SOA壓縮光源中強(qiáng)度噪聲的原理圖；

圖4為利用FFP 濾波器和FFP-SOA的WDM-PON系統(tǒng)里，位于1542nm波長通道傳輸25-Gb/s OOK信號的誤碼率和傳輸距離的關(guān)系圖；

圖5為基于FFP濾波器和FFP-SOA的超窄帶譜切分非相干光源的WDM-PON系統(tǒng)里，在背靠背系統(tǒng)中不同波長通道的誤碼率性能。

具體實(shí)施方式

為了加深對本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型的作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限定。

如圖1所示，一種用于WDM-PON下行通信系統(tǒng)中基于FFP濾波器和FFP-SOA的超窄帶譜切分非相干光源的傳輸裝置，包括中心站（CO），傳輸光纖（選用單模光纖），遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)（RN）和光網(wǎng)絡(luò)終端（ONU），遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)通過傳輸光纖與中心站連接，光網(wǎng)絡(luò)終端與遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)連接。

中心站包括用于入射到下行信號的寬譜非相干光源BLS，本實(shí)施例中選取了高功率摻鉺光纖放大器來產(chǎn)生的自發(fā)放大發(fā)散光源；用于切分寬譜非相干光源的超窄帶帶通光濾波器，本實(shí)施例中選取了FFP濾波器（法布里-珀羅濾波器）；用于將不同波長的超窄帶譜切分非相干光源信號非線性放大并利用非線性放大特性壓縮不同波長光源中強(qiáng)度噪聲的FFP-SOA（法布里-珀羅半導(dǎo)體光放大器）；將不同波長超窄帶譜切分非相干光源分離到對應(yīng)通道的第一多路分離耦合裝置，本實(shí)施例中選用第一級陣列波導(dǎo)光柵（AWG1）；多個光調(diào)制器，用于將信號調(diào)制到噪聲受抑制的各個波長的超窄帶譜切分非相干光源上，可通過偏振不敏感電吸收光調(diào)制器來增強(qiáng)信號信噪比，增強(qiáng)3-dB系統(tǒng)傳輸性能，信號進(jìn)行光調(diào)制之前先通過了前置糾錯編碼；和將多路下行信號耦合的第二波分復(fù)用器，本實(shí)施例中選用第二級陣列波導(dǎo)光柵（AWG2）。其中， FFP濾波器和FFP-SOA的頻道間隔應(yīng)當(dāng)與WDM-PON系統(tǒng)的通信信道間隔一致，F(xiàn)FP-SOA需要工作在飽和工作區(qū)域，而且需要有很寬的工作波長范圍，實(shí)現(xiàn)同時對所有WDM-PON系統(tǒng)不同波長光源的強(qiáng)度噪聲抑制，F(xiàn)FP濾波器切分獲得的不同波長的超窄帶譜切分非相干光源信號在低頻區(qū)具有很大的強(qiáng)度噪聲，在靠近直流區(qū)噪聲最大，并且和光源的線寬成反比 （相對噪聲強(qiáng)度=1/超窄帶頻譜切分非相干光源的線寬）。

遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)包括用于波分復(fù)用/多路分離的第三波分復(fù)用器/多路分離器，通過傳輸光纖連接到中心站；本實(shí)施例中選用第三級陣列波導(dǎo)光柵（AWG3），從中心站CO發(fā)出的光信號經(jīng)過AWG3波分解復(fù)用后，輸出到分布式的光學(xué)通信線路。

光網(wǎng)絡(luò)終端包括與遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)連接的多個光接收器。光接收器與第三波分復(fù)用器/多路分離器相連，本實(shí)施例中選取AWG3。光接收器包含光電二極管， 第一帶通濾波器和解碼器。

如圖2所示，比較了WDM-PON系統(tǒng)中采用超窄帶譜切分光源經(jīng)過FFP-SOA之前和之后的相對強(qiáng)度噪聲頻譜圖。超窄帶700-MHz 線寬的波譜切分非相干光源則主要集中在低頻區(qū)域。利用工作在飽和區(qū)域的FFP-SOA可以有效的降低強(qiáng)度噪聲，相對強(qiáng)度噪聲從-90dB/Hz 降低到 -118dB/Hz （近直流的范圍）。

如圖3所示，利用工作在飽和區(qū)域的FFP-SOA壓縮光源中的強(qiáng)度噪聲的原理：工作在飽和區(qū)域的FFP-SOA具有非線性放大特點(diǎn)，即低功率輸入信號的放大倍數(shù)遠(yuǎn)大于高功率輸入信號的放大倍數(shù)，利用這個特性可以壓縮光源中的強(qiáng)度噪聲，獲得相對強(qiáng)度穩(wěn)定的光源信號。

如圖4所示，WDM-PON系統(tǒng)中，位于1542nm的通道傳輸25Gb/s信號時，利用飽和光放大器壓縮光源中的強(qiáng)度噪聲之后，信號的誤碼率和信號傳輸距離的關(guān)系。

如圖5所示，WDM-PON系統(tǒng)里，在背靠背傳輸中，不同波長通道傳輸25Gb/s OOK信號的誤碼率（未采用前置糾錯解碼）。