在olt中对上行信号进行功率均衡的功率均衡器以及这种olt的制作方法
在olt中对上行信号进行功率均衡的功率均衡器以及这种olt的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明概括而言涉及无源光网络（P0N)，更具体而言，涉及一种用于在光线路终端 的LT)中对上行信号进行功率均衡的功率均衡器W及包含该种功率均衡器的化T。
【背景技术】
[000引在时分复用（TDM) /时分波分混合复用（TWDM)-PON系统中，由于每个光网络单元 (0NU)到0LT的传输距离不同，所W上行信号到达0LT的光功率也各不相同。此外，在吉比 特无源光网络（GP0N)系统中，上行信号的自动增益控制和时钟数据恢复过程应当W恒定 功率水平在44ns的时间内完成，在40Gb/S对称TWDM-P0N系统中对该一过程有更加严 格的时间要求。为了克服该一问题，一种有效的方法是使0LT端的接收机（Rx)接收到每个 上行信号之前将各上行信号的光功率调整到相同的水平。为了在TDM/TWDM-P0N中实现 该种上行信号的光功率均衡，已经建议了一些方案，包括：在每个0NU中使用可变的光衰减 器，或者动态调整0NU突发模式发射机的偏置电流。
[0003] 然而，在该些方法中，0LT接收机必须测量每个0NU光功率并且在注册阶段向0NU 发送相应的控制信号。此外，在每个0NU中需要一些额外的组件或控制模块。尤其是，随 着10吉比特无源光网络狂GP0N)开始被运营商广泛部署，W及TWDM-P0N被全业务接入网 (FSAN)考虑作为下一代无源光网络（NGP0N)的主要解决方案，上行信号未来将达到10抓/ S数据率，如果在每个0NU端实现上行功率均衡的话，将会产生更高的实现成本。
[0004] 因此，希望能够在0LT中实现上行光功率均衡W降低0NU端复杂度和成本。
[0005] 图1示出了一种在现有技术中在化T中进行光功率均衡的方案的示意图（参 见Ting-TsanHuang,et.al,Opticalpowerequalizationforupstreamtraffic withinjection-lockedFabryPerotlasersinTDM-PON,opticalcommunications, 283(2010))。如图1中所示，使用一个法布里-巧罗半导体激光器（FP-LD)作为光功率均 衡器对来自各个0NU的上行信号进行功率均衡。由于FP-LD的有效阔值电流能够通过外部 光注入而降低，所W在阔值电流之下工作的FP-LD能够通过使用光注入而发射激光。同时， 由于FP-LD的增益竞争和重排特性，在阔值电流之下工作的FP-LD能够吸收或放大各种功 率电平下的入射光，从而最终将上行功率保持在一个恒定水平。
[000引然而，上述方案具有如下一些明显的缺点：
[0007] 1、上行信号功率均衡的数据率限制为小于等于2. 5抓/S;而在XGP0N和未来的 40抓/S对称TWDM-P0N中，希望实现10抓/S上行信号的功率均衡。
[0008] 2、在该方案中，由于外部注入信号的波长容易发生漂移，导致功率均衡后的上行 信号将会严重失真。
[0009] 3、上行信号需要放大，W便为外部光注入信号提供足够的光功率，因此在实际部 署中需要额外的光放大器。
【发明内容】
[0010] 针对W上问题，本发明提出了一种用于在化T中对上行信号进行功率均衡的功率 均衡器W及包含该种功率均衡器的化T。
[0011] 根据本发明的一个方面，提供了一种用于在化T中对上行信号进行功率均衡的功 率均衡器，包括：光禪合器，其被配置为接收来自0NU的上行信号，并将其分路为第一部分 和第二部分；监测和控制单元，与该光禪合器禪接，其被配置为接收并监测该上行信号的第 一部分的功率，并产生用于控制半导体光放大器（S0A)的入射偏置电流的控制信号；W及 该S0A，与该光禪合器和该监测和控制单元禪接，其被配置为从该光禪合器接收该上行信号 的第二部分，并且从所述监测和控制单元接收该控制信号，根据该控制信号调节其入射偏 置电流，从而将该上行信号的第二部分的功率调整到恒定功率水平。
[0012] 利用本发明的功率均衡器和化T，能够有效地在化T中实现功率均衡。
【附图说明】
[0013] 通过W下参考下列附图所给出的本发明的【具体实施方式】的描述之后，将更好地理 解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：
[0014] 图1示出了一种在现有技术中在化T中进行光功率均衡的方案的示意图；
[0015] 图2示出了根据本发明实施方式的用于P0N系统中的上行信号光功率均衡的系统 架构的示意图；
[0016] 图3示出了根据本发明实施方式的用于在0LT中对上行信号进行功率均衡的功率 均衡器的具体结构的示意图；W及
[0017] 图4示出了常规S0A的增益与入射偏置电流之间的对应关系的示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明 的优选实施方式，然而应该理解，可WW各种形式实现本发明而不应被该里阐述的实施方 式所限制。相反，提供该些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的 范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0019] 图2示出了根据本发明实施方式的用于P0N系统中的上行信号光功率均衡的系统 架构200的示意图。
[0020] 如图2中所示，系统200包括0LT10, 一个或多个0NU20(如0NU1、0NU2、......、 〇NUn)，W及远程节点巧脚30。其中，0NU20和远程节点30的结构与传统P0N系统中使用的 相同，因此不再费述。0LT10使用包含根据本发明所设计的新颖的光功率均衡器210的结 构，如下面参考图3所详述的。
[0021] 如图所示，0LT10包括波分复用器（WDM) 110、功率均衡器120和接收机130,W及 一些其他组件（该些组件与本发明的实施关系不大，因此在本文中不进行详细描述）。
[0022] WDM110被配置为接收来自多个0NU20的上行信号。由于每个0NU20到化T10的 传输距离不同，所W经过光纤传输之后，WDM110接收到的上行信号的功率水平也各不相同。 为了对接收到的具有不同功率水平的上行信号进行光功率均衡，本发明设计了一种新颖的 功率均衡器120,用于对接收到的上行信号进行光功率均衡。
[0023] 如图所示，功率均衡器120禪接在WDMl10和接收机130之间，用于将来自WDMl10 的上行信号调整到恒定功率水平。功率均衡器120的具体结构将在下面参照图3进行详细 描述。
[0024] 接收机130,用于接收来自功率均衡器120的具有恒定功率水平的上行信号。
[0025]利用该种0LT结构，所接收到的具有不同光功率的上行信号首先被入射到功率均 衡器120中，W放大并且将其功率调整到相同水平。
[002引该里，WTDM-P0N系统为例对0LT10的结构进行了描述。在TDM-P0N系统中，与一 个0LT相关的所有0NUW相同的上行波长发射上行信号，因此在0LT中仅需要对接收到的 单个波长的上行信号进行处理。
[0027] 然而，本领域技术人员可W理解，本发明所提出的功率均衡方案可W容易地应用 于TWDM-P0N系统或者其他具有多个不同上行波长的P0N系统中。在该种系统，如TWDM-P0N系统中，与一个0LT相关的多个0NU可能W不同的上行波长（例如4个不同的上行波长） 发射上行信号，因此需要在0LT中为每个上行波长配置一条接收支路。在每条接收支路中， 配置一个功率均衡器120,用于将来自WDM110的具有相同上行波长的上行信号调整到相应 的恒定功率水平。在每条接收支路中，还配置一个相应的接收机130,其禪接到相应的功率 均衡器120,用于接收来自功率均衡器120的具有相应的恒定功率水平的同一波长的上行 信号。
[002引利用上述0LT方案，接收机130的动态范围可W大大降低并且同时有效提高了上 行信号的功率预算。
[0029] 图3示出了根据本发明实施方式的用于在化T(如化T10)中对上行信号进行功率 均衡的功率均衡器120的具体结构的示意图。
[0030] 如图3中所示，功率均衡器120包括光禪合器122、监测和控制单元124和半导体 光放大器（S0A)126。
[0031] 光禪合器122被配置为接收来自0NU(如图2中的0NU20)的上行信号，并将其分 路为第一部分和第二部分。
[0032] 优选地，光禪合器122所划分的上行信号的第一部分远远小于第二部分。例如，光 禪合器122可W是一个5% ;95%光禪合器，其将所接收的上行信号的功率分路成5%的第 一部分和95%的第二部分。然而，本领 域技术任意可W理解，本发明并不局限于此，而是可 W使用任意划分比例的光禪合器。
[0033] 监测和控制单元124与光禪合器122禪接，其被配置为接收并监测光禪合器所划 分的上行信号的第一部分的功率，并产生用于控制S0A126的入射偏置电流的控制信号。
[0034] S0A126与光禪合器122W及监测和控制单元124禪接，其被配置为从光禪合器 122接收所划分的上行信号的第二部分，并且从监测和控制单元124接收该控制信号，根据 该控制信号调节其入射偏置电流，从而将上行信号的第二部分的功率调整到希望的恒定功 率水平。
[0035] 图4示出了常规S0A的增益与入射偏置电流之间的对应关系的示意图。如图所 示，S0A的增益随着偏置电流的升高而逐渐升高，并且S0A的增益系数可W通过改变其入射 偏置电流而容易地调整。
[0036] 因此，在本发明中，监测和控制单元124对来自光禪合器122的上行信号的第一部 分的功率进行监测W推算光禪合器122接收到的上行信号的功率，根据该上行信号的功率 与要实现的恒定功率水平来确定S0A126的增益系数，并根据S0A126的增益系数与入射偏 置电流之间的关系（如图4中所示）确定S0A126的入射偏置电流的大小W产生该控制信 号。
[0037] 举例说明，假设进入的上行信号的光功率为A，则通过光禪合器122(例如5% : 95%光禪合器）划分后的第一部分和第二部分的功率分别为5%A和95%A。进一步假设 0LT10中要实现的恒定功率水平为B，则监测和控制单元124可W将S0A126的增益系数G 确定为0 = ^^，并根据如图4中所示的增益系数与入射偏置电流之间的关系确定与该 9^%A 增益系数G相对应的入射偏置电流作为用于S0A126的入射偏置电流。监测和控制单元124 产生相应的控制信号W调节S0A126的入射偏置电流。
[0038] 可W看出，当监测和控制单元124所监测的上行信号的第一部分的光功率较高 时，S0A126的入射偏置电流被调整到一个较低值，W获得较低增益；相反，当所监测的上行 信号的第一部分的光功率较低时，S0A126的入射偏置电流被调整到一个较高值W获得较高 增益。通过该种方式，监测和控制单元124能够自动地将S0A126的入射偏置电流调整到适 当值，使得每个进入的上行信号经过S0A126后，获得恒定的功率，从而能够在化T10中彻底 消除来自不同0NU的严重的光功率差，实现上行信号的光功率均衡。
[0039] 此外，S0A126可W放大超过40抓/S数据率的信号，因此其完全能够用于10抓/ S信号的功率均衡。
[0040] 当前，已经存在成熟的具有高饱和功率的商用S0A产品能够支持该种实现。
[0041] 此外，在一种实现中，功率均衡器120还可W包括滤波器128,其禪接到S0A126,用 于抑制S0A126输出的具有恒定功率水平的上行信号中的自发福射（AS巧噪声。经过滤波 器128处理的信号被发送给上行接收机（如Rxl30)W进行处理。
[0042] 此外，在一种实现中，功率均衡器120还可W包括光延迟线129,其禪接在光禪合 器122和S0A126之间，用于补偿监测和控制单元124的处理时间。光延迟线129可W通过 光纤延迟或者任意其他形式的延迟器件来实现。通过该种方式，第二部分上行信号与监测 和控制单元124产生的控制信号保持同步。
[0043] 本发明的独特优点在于：
[0044] 1、使用低成本组件在0LT中实现光功率均衡，并且可W被所有0NU共享，因此实现 成本非常低。
[0045] 2、在光功率均衡之后，上行信号仍然保持良好性能，而现有方案将由于波长漂移 而造成严重的信号失真。
[004引 3、0NU和RN结构与传统P0N系统相同，因此极大降低了部署成本。
[0047] 4、由于采用S0A组件，本发明能够支持10抓/S或更高数据率的上行信号光功率 均衡，而当前方案仅能够支持最高2.5Gb/S的数据率。
[0048]5、除了光功率均衡之外，本发明还能够提高上行信号的功率预算。
[0049] 本领域普通技术人员应当理解，结合本申请的实施例描述的各种示例性的逻辑 块、模块、电路和算法步骤可W实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表 示硬件和软件之间的该种可互换性，上文对各种示例性的部件、块、模块、电路和步骤均围 绕其功能进行了一般性描述。至于该种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的 应用和施加在整个系统上的设计约束条件。本领域技术人员可W针对每种特定应用，W变 通的方式实现所描述的功能，但是，该种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。
[0050] 本发明的W上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对 于本领域普通技术人员来说，本发明的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性 原理也可W在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并 不限于本文所述的实例和设计，而是与本发明的原理和新颖性特性的最广范围相一致。
【主权项】
1. 一种用于在光线路终端（OLT)中对上行信号进行光功率均衡的功率均衡器，包括： 光耦合器，其被配置为接收来自光网络单元（ONU)的上行信号，并将其分路为第一部 分和第二部分； 监测和控制单元，与所述光耦合器耦接，其被配置为接收并监测所述上行信号的第一 部分的光功率，并产生用于控制半导体光放大器（SOA)的入射偏置电流的控制信号；以及 所述S0A，与所述光耦合器和所述监测和控制单元耦接，其被配置为从所述光耦合器 接收所述上行信号的第二部分，并且从所述监测和控制单元接收所述控制信号，根据所述 控制信号调节其入射偏置电流，从而将所述上行信号的第二部分的功率调整到恒定功率水 平。2. 如权利要求1所述的功率均衡器，其中，所述监测和控制单元根据所述上行信号的 功率与所述恒定功率水平来确定所述SOA的增益系数，并根据所述SOA的增益系数与入射 偏置电流之间的对应关系确定用于所述SOA的入射偏置电流的大小以产生所述控制信号。3. 如权利要求1所述的功率均衡器，其中所述第一部分远远小于第二部分。4. 如权利要求3所述的功率均衡器，其中所述光耦合器包括5% :95%光耦合器，用于 将所述上行信号的功率分路成5%的第一部分和95%的第二部分。5. 如权利要求1所述的功率均衡器，还包括： 滤波器，耦接到所述S0A，用于抑制所述SOA输出的具有恒定功率水平的上行信号中的 自发辐射（ASE)噪声。6. 如权利要求1所述的功率均衡器，还包括： 光延迟线，耦接在所述光耦合器和所述SOA之间，以将所述上行信号的第二部分延迟 与所述监测和控制单元的处理时间相对应的时间。7. -种用于时分复用无源光网络（TDM-PON)的光线路终端（OLT)，包括： 波分复用器（WDM)，其被配置为接收来自多个光网络单元（ONU)的上行信号，其中所述 多个ONU具有相同的上行波长； 如权利要求1-6中任一项所述的功率均衡器，其耦接到所述WDM，用于将来自所述WDM的上行信号调整到所述恒定功率水平；以及 接收机，其耦接到所述功率均衡器，以接收所述功率均衡器输出的具有恒定功率水平 的上行信号。8. -种用于时分波分复用无源光网络（TWDM-PON)的光线路终端（OLT)，包括： 波分复用器（WDM)，其被配置为接收来自多个ONU的上行信号，其中所述多个ONU具有 不同的上行波长； 多个如权利要求1-6中任一项所述的功率均衡器，其耦接到所述WDM，每个所述功率均 衡器用于将来自所述WDM的具有同一上行波长的上行信号调整到相应的恒定功率水平；以 及 多个接收机，每个接收机耦接到相应的功率均衡器，以接收所述功率均衡器输出的具 有恒定功率水平的同一波长的上行信号。
【专利摘要】本发明提供了一种用于在OLT中对上行信号进行光功率均衡的功率均衡器以及包含这种功率均衡器的OLT。该功率均衡器包括：光耦合器，其被配置为接收来自ONU的上行信号，并将其分路为第一部分和第二部分；监测和控制单元，与该光耦合器耦接，其被配置为接收并监测该上行信号的第一部分的功率，并产生用于控制SOA的入射偏置电流的控制信号；以及该SOA，与该光耦合器和该监测和控制单元耦接，其被配置为从该光耦合器接收该上行信号的第二部分，从该监测和控制单元接收该控制信号，根据该控制信号调节其入射偏置电流，从而将该上行信号的第二部分的功率调整到恒定功率水平。
【IPC分类】H04Q11/00, H04B10/294
【公开号】CN104901744
【申请号】CN201410078924
【发明人】昌庆江, 黄喜
【申请人】上海贝尔股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月5日
【技术领域】
[0001] 本发明概括而言涉及无源光网络（P0N)，更具体而言，涉及一种用于在光线路终端 的LT)中对上行信号进行功率均衡的功率均衡器W及包含该种功率均衡器的化T。
【背景技术】
[000引在时分复用（TDM) /时分波分混合复用（TWDM)-PON系统中，由于每个光网络单元 (0NU)到0LT的传输距离不同，所W上行信号到达0LT的光功率也各不相同。此外，在吉比 特无源光网络（GP0N)系统中，上行信号的自动增益控制和时钟数据恢复过程应当W恒定 功率水平在44ns的时间内完成，在40Gb/S对称TWDM-P0N系统中对该一过程有更加严 格的时间要求。为了克服该一问题，一种有效的方法是使0LT端的接收机（Rx)接收到每个 上行信号之前将各上行信号的光功率调整到相同的水平。为了在TDM/TWDM-P0N中实现 该种上行信号的光功率均衡，已经建议了一些方案，包括：在每个0NU中使用可变的光衰减 器，或者动态调整0NU突发模式发射机的偏置电流。
[0003] 然而，在该些方法中，0LT接收机必须测量每个0NU光功率并且在注册阶段向0NU 发送相应的控制信号。此外，在每个0NU中需要一些额外的组件或控制模块。尤其是，随 着10吉比特无源光网络狂GP0N)开始被运营商广泛部署，W及TWDM-P0N被全业务接入网 (FSAN)考虑作为下一代无源光网络（NGP0N)的主要解决方案，上行信号未来将达到10抓/ S数据率，如果在每个0NU端实现上行功率均衡的话，将会产生更高的实现成本。
[0004] 因此，希望能够在0LT中实现上行光功率均衡W降低0NU端复杂度和成本。
[0005] 图1示出了一种在现有技术中在化T中进行光功率均衡的方案的示意图（参 见Ting-TsanHuang,et.al,Opticalpowerequalizationforupstreamtraffic withinjection-lockedFabryPerotlasersinTDM-PON,opticalcommunications, 283(2010))。如图1中所示，使用一个法布里-巧罗半导体激光器（FP-LD)作为光功率均 衡器对来自各个0NU的上行信号进行功率均衡。由于FP-LD的有效阔值电流能够通过外部 光注入而降低，所W在阔值电流之下工作的FP-LD能够通过使用光注入而发射激光。同时， 由于FP-LD的增益竞争和重排特性，在阔值电流之下工作的FP-LD能够吸收或放大各种功 率电平下的入射光，从而最终将上行功率保持在一个恒定水平。
[000引然而，上述方案具有如下一些明显的缺点：
[0007] 1、上行信号功率均衡的数据率限制为小于等于2. 5抓/S;而在XGP0N和未来的 40抓/S对称TWDM-P0N中，希望实现10抓/S上行信号的功率均衡。
[0008] 2、在该方案中，由于外部注入信号的波长容易发生漂移，导致功率均衡后的上行 信号将会严重失真。
[0009] 3、上行信号需要放大，W便为外部光注入信号提供足够的光功率，因此在实际部 署中需要额外的光放大器。
【发明内容】
[0010] 针对W上问题，本发明提出了一种用于在化T中对上行信号进行功率均衡的功率 均衡器W及包含该种功率均衡器的化T。
[0011] 根据本发明的一个方面，提供了一种用于在化T中对上行信号进行功率均衡的功 率均衡器，包括：光禪合器，其被配置为接收来自0NU的上行信号，并将其分路为第一部分 和第二部分；监测和控制单元，与该光禪合器禪接，其被配置为接收并监测该上行信号的第 一部分的功率，并产生用于控制半导体光放大器（S0A)的入射偏置电流的控制信号；W及 该S0A，与该光禪合器和该监测和控制单元禪接，其被配置为从该光禪合器接收该上行信号 的第二部分，并且从所述监测和控制单元接收该控制信号，根据该控制信号调节其入射偏 置电流，从而将该上行信号的第二部分的功率调整到恒定功率水平。
[0012] 利用本发明的功率均衡器和化T，能够有效地在化T中实现功率均衡。
【附图说明】
[0013] 通过W下参考下列附图所给出的本发明的【具体实施方式】的描述之后，将更好地理 解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：
[0014] 图1示出了一种在现有技术中在化T中进行光功率均衡的方案的示意图；
[0015] 图2示出了根据本发明实施方式的用于P0N系统中的上行信号光功率均衡的系统 架构的示意图；
[0016] 图3示出了根据本发明实施方式的用于在0LT中对上行信号进行功率均衡的功率 均衡器的具体结构的示意图；W及
[0017] 图4示出了常规S0A的增益与入射偏置电流之间的对应关系的示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明 的优选实施方式，然而应该理解，可WW各种形式实现本发明而不应被该里阐述的实施方 式所限制。相反，提供该些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的 范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0019] 图2示出了根据本发明实施方式的用于P0N系统中的上行信号光功率均衡的系统 架构200的示意图。
[0020] 如图2中所示，系统200包括0LT10, 一个或多个0NU20(如0NU1、0NU2、......、 〇NUn)，W及远程节点巧脚30。其中，0NU20和远程节点30的结构与传统P0N系统中使用的 相同，因此不再费述。0LT10使用包含根据本发明所设计的新颖的光功率均衡器210的结 构，如下面参考图3所详述的。
[0021] 如图所示，0LT10包括波分复用器（WDM) 110、功率均衡器120和接收机130,W及 一些其他组件（该些组件与本发明的实施关系不大，因此在本文中不进行详细描述）。
[0022] WDM110被配置为接收来自多个0NU20的上行信号。由于每个0NU20到化T10的 传输距离不同，所W经过光纤传输之后，WDM110接收到的上行信号的功率水平也各不相同。 为了对接收到的具有不同功率水平的上行信号进行光功率均衡，本发明设计了一种新颖的 功率均衡器120,用于对接收到的上行信号进行光功率均衡。
[0023] 如图所示，功率均衡器120禪接在WDMl10和接收机130之间，用于将来自WDMl10 的上行信号调整到恒定功率水平。功率均衡器120的具体结构将在下面参照图3进行详细 描述。
[0024] 接收机130,用于接收来自功率均衡器120的具有恒定功率水平的上行信号。
[0025]利用该种0LT结构，所接收到的具有不同光功率的上行信号首先被入射到功率均 衡器120中，W放大并且将其功率调整到相同水平。
[002引该里，WTDM-P0N系统为例对0LT10的结构进行了描述。在TDM-P0N系统中，与一 个0LT相关的所有0NUW相同的上行波长发射上行信号，因此在0LT中仅需要对接收到的 单个波长的上行信号进行处理。
[0027] 然而，本领域技术人员可W理解，本发明所提出的功率均衡方案可W容易地应用 于TWDM-P0N系统或者其他具有多个不同上行波长的P0N系统中。在该种系统，如TWDM-P0N系统中，与一个0LT相关的多个0NU可能W不同的上行波长（例如4个不同的上行波长） 发射上行信号，因此需要在0LT中为每个上行波长配置一条接收支路。在每条接收支路中， 配置一个功率均衡器120,用于将来自WDM110的具有相同上行波长的上行信号调整到相应 的恒定功率水平。在每条接收支路中，还配置一个相应的接收机130,其禪接到相应的功率 均衡器120,用于接收来自功率均衡器120的具有相应的恒定功率水平的同一波长的上行 信号。
[002引利用上述0LT方案，接收机130的动态范围可W大大降低并且同时有效提高了上 行信号的功率预算。
[0029] 图3示出了根据本发明实施方式的用于在化T(如化T10)中对上行信号进行功率 均衡的功率均衡器120的具体结构的示意图。
[0030] 如图3中所示，功率均衡器120包括光禪合器122、监测和控制单元124和半导体 光放大器（S0A)126。
[0031] 光禪合器122被配置为接收来自0NU(如图2中的0NU20)的上行信号，并将其分 路为第一部分和第二部分。
[0032] 优选地，光禪合器122所划分的上行信号的第一部分远远小于第二部分。例如，光 禪合器122可W是一个5% ;95%光禪合器，其将所接收的上行信号的功率分路成5%的第 一部分和95%的第二部分。然而，本领 域技术任意可W理解，本发明并不局限于此，而是可 W使用任意划分比例的光禪合器。
[0033] 监测和控制单元124与光禪合器122禪接，其被配置为接收并监测光禪合器所划 分的上行信号的第一部分的功率，并产生用于控制S0A126的入射偏置电流的控制信号。
[0034] S0A126与光禪合器122W及监测和控制单元124禪接，其被配置为从光禪合器 122接收所划分的上行信号的第二部分，并且从监测和控制单元124接收该控制信号，根据 该控制信号调节其入射偏置电流，从而将上行信号的第二部分的功率调整到希望的恒定功 率水平。
[0035] 图4示出了常规S0A的增益与入射偏置电流之间的对应关系的示意图。如图所 示，S0A的增益随着偏置电流的升高而逐渐升高，并且S0A的增益系数可W通过改变其入射 偏置电流而容易地调整。
[0036] 因此，在本发明中，监测和控制单元124对来自光禪合器122的上行信号的第一部 分的功率进行监测W推算光禪合器122接收到的上行信号的功率，根据该上行信号的功率 与要实现的恒定功率水平来确定S0A126的增益系数，并根据S0A126的增益系数与入射偏 置电流之间的关系（如图4中所示）确定S0A126的入射偏置电流的大小W产生该控制信 号。
[0037] 举例说明，假设进入的上行信号的光功率为A，则通过光禪合器122(例如5% : 95%光禪合器）划分后的第一部分和第二部分的功率分别为5%A和95%A。进一步假设 0LT10中要实现的恒定功率水平为B，则监测和控制单元124可W将S0A126的增益系数G 确定为0 = ^^，并根据如图4中所示的增益系数与入射偏置电流之间的关系确定与该 9^%A 增益系数G相对应的入射偏置电流作为用于S0A126的入射偏置电流。监测和控制单元124 产生相应的控制信号W调节S0A126的入射偏置电流。
[0038] 可W看出，当监测和控制单元124所监测的上行信号的第一部分的光功率较高 时，S0A126的入射偏置电流被调整到一个较低值，W获得较低增益；相反，当所监测的上行 信号的第一部分的光功率较低时，S0A126的入射偏置电流被调整到一个较高值W获得较高 增益。通过该种方式，监测和控制单元124能够自动地将S0A126的入射偏置电流调整到适 当值，使得每个进入的上行信号经过S0A126后，获得恒定的功率，从而能够在化T10中彻底 消除来自不同0NU的严重的光功率差，实现上行信号的光功率均衡。
[0039] 此外，S0A126可W放大超过40抓/S数据率的信号，因此其完全能够用于10抓/ S信号的功率均衡。
[0040] 当前，已经存在成熟的具有高饱和功率的商用S0A产品能够支持该种实现。
[0041] 此外，在一种实现中，功率均衡器120还可W包括滤波器128,其禪接到S0A126,用 于抑制S0A126输出的具有恒定功率水平的上行信号中的自发福射（AS巧噪声。经过滤波 器128处理的信号被发送给上行接收机（如Rxl30)W进行处理。
[0042] 此外，在一种实现中，功率均衡器120还可W包括光延迟线129,其禪接在光禪合 器122和S0A126之间，用于补偿监测和控制单元124的处理时间。光延迟线129可W通过 光纤延迟或者任意其他形式的延迟器件来实现。通过该种方式，第二部分上行信号与监测 和控制单元124产生的控制信号保持同步。
[0043] 本发明的独特优点在于：
[0044] 1、使用低成本组件在0LT中实现光功率均衡，并且可W被所有0NU共享，因此实现 成本非常低。
[0045] 2、在光功率均衡之后，上行信号仍然保持良好性能，而现有方案将由于波长漂移 而造成严重的信号失真。
[004引 3、0NU和RN结构与传统P0N系统相同，因此极大降低了部署成本。
[0047] 4、由于采用S0A组件，本发明能够支持10抓/S或更高数据率的上行信号光功率 均衡，而当前方案仅能够支持最高2.5Gb/S的数据率。
[0048]5、除了光功率均衡之外，本发明还能够提高上行信号的功率预算。
[0049] 本领域普通技术人员应当理解，结合本申请的实施例描述的各种示例性的逻辑 块、模块、电路和算法步骤可W实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表 示硬件和软件之间的该种可互换性，上文对各种示例性的部件、块、模块、电路和步骤均围 绕其功能进行了一般性描述。至于该种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的 应用和施加在整个系统上的设计约束条件。本领域技术人员可W针对每种特定应用，W变 通的方式实现所描述的功能，但是，该种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。
[0050] 本发明的W上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对 于本领域普通技术人员来说，本发明的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性 原理也可W在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并 不限于本文所述的实例和设计，而是与本发明的原理和新颖性特性的最广范围相一致。
【主权项】
1. 一种用于在光线路终端（OLT)中对上行信号进行光功率均衡的功率均衡器，包括： 光耦合器，其被配置为接收来自光网络单元（ONU)的上行信号，并将其分路为第一部 分和第二部分； 监测和控制单元，与所述光耦合器耦接，其被配置为接收并监测所述上行信号的第一 部分的光功率，并产生用于控制半导体光放大器（SOA)的入射偏置电流的控制信号；以及 所述S0A，与所述光耦合器和所述监测和控制单元耦接，其被配置为从所述光耦合器 接收所述上行信号的第二部分，并且从所述监测和控制单元接收所述控制信号，根据所述 控制信号调节其入射偏置电流，从而将所述上行信号的第二部分的功率调整到恒定功率水 平。2. 如权利要求1所述的功率均衡器，其中，所述监测和控制单元根据所述上行信号的 功率与所述恒定功率水平来确定所述SOA的增益系数，并根据所述SOA的增益系数与入射 偏置电流之间的对应关系确定用于所述SOA的入射偏置电流的大小以产生所述控制信号。3. 如权利要求1所述的功率均衡器，其中所述第一部分远远小于第二部分。4. 如权利要求3所述的功率均衡器，其中所述光耦合器包括5% :95%光耦合器，用于 将所述上行信号的功率分路成5%的第一部分和95%的第二部分。5. 如权利要求1所述的功率均衡器，还包括： 滤波器，耦接到所述S0A，用于抑制所述SOA输出的具有恒定功率水平的上行信号中的 自发辐射（ASE)噪声。6. 如权利要求1所述的功率均衡器，还包括： 光延迟线，耦接在所述光耦合器和所述SOA之间，以将所述上行信号的第二部分延迟 与所述监测和控制单元的处理时间相对应的时间。7. -种用于时分复用无源光网络（TDM-PON)的光线路终端（OLT)，包括： 波分复用器（WDM)，其被配置为接收来自多个光网络单元（ONU)的上行信号，其中所述 多个ONU具有相同的上行波长； 如权利要求1-6中任一项所述的功率均衡器，其耦接到所述WDM，用于将来自所述WDM的上行信号调整到所述恒定功率水平；以及 接收机，其耦接到所述功率均衡器，以接收所述功率均衡器输出的具有恒定功率水平 的上行信号。8. -种用于时分波分复用无源光网络（TWDM-PON)的光线路终端（OLT)，包括： 波分复用器（WDM)，其被配置为接收来自多个ONU的上行信号，其中所述多个ONU具有 不同的上行波长； 多个如权利要求1-6中任一项所述的功率均衡器，其耦接到所述WDM，每个所述功率均 衡器用于将来自所述WDM的具有同一上行波长的上行信号调整到相应的恒定功率水平；以 及 多个接收机，每个接收机耦接到相应的功率均衡器，以接收所述功率均衡器输出的具 有恒定功率水平的同一波长的上行信号。
【专利摘要】本发明提供了一种用于在OLT中对上行信号进行光功率均衡的功率均衡器以及包含这种功率均衡器的OLT。该功率均衡器包括：光耦合器，其被配置为接收来自ONU的上行信号，并将其分路为第一部分和第二部分；监测和控制单元，与该光耦合器耦接，其被配置为接收并监测该上行信号的第一部分的功率，并产生用于控制SOA的入射偏置电流的控制信号；以及该SOA，与该光耦合器和该监测和控制单元耦接，其被配置为从该光耦合器接收该上行信号的第二部分，从该监测和控制单元接收该控制信号，根据该控制信号调节其入射偏置电流，从而将该上行信号的第二部分的功率调整到恒定功率水平。
【IPC分类】H04Q11/00, H04B10/294
【公开号】CN104901744
【申请号】CN201410078924
【发明人】昌庆江, 黄喜
【申请人】上海贝尔股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月5日
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