鎖模到多頻雷射光源的法布裡珀羅雷射器及其光傳輸裝置的製作方法
2023-10-31 00:14:42 1
專利名稱：鎖模到多頻雷射光源的法布裡珀羅雷射器及其光傳輸裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種鎖模到多頻率雷射光源的法布裡-珀羅雷射器，對於根據波分復用(WDM)的光通信能夠實現使用有成本-有效的光源而不用昂貴的外調製器，以及涉及到一種使用鎖模到多頻雷射光源的法布裡-珀羅雷射器的光傳輸裝置。
背景技術：
通常，基于波分復用的無源光網絡(PON)利用分配給每個用戶特定的波長提供超高速的寬帶通信業務。因此，可以確保通信的保密性，並且能夠容易地提供用戶需要的特殊通信業務或者傳輸能力的擴展。此外，特定的波長能夠分配給新的用戶由此可以增加用戶數量。除了上述的優點外，因為中心局(CO)和每個用戶地點都需要為特定波長的光源和用於穩定光源波長附加的波長穩定電路，所以用戶成本也就提高了。由於這個緣故，基于波分復用的無源光網絡(PON)沒有商品化。為了實現基于波分復用的無源光網絡(PON)，需要成本效果合算的基于波分復用光源的發展。
基于波分復用的無源光網絡(PON)使用分布的反饋(DFB)雷射器陣列，多頻雷射器(MFL)，頻譜-限幅雷射光源，鎖模到非相干光的法布裡-珀羅(FP)雷射器，如已知的基於WDM的光源。然而，用於製造分布反饋雷射器陣列和MFL的工藝是複雜的，而基于波分復用光源的用於精密波長選擇性以及波長穩定性的DFB雷射器陣列和MFL是昂貴的設備。
有效地研究頻譜-限幅光源，通過利用濾光器或者波導光柵路由器(WGR)頻譜-限幅具有寬帶寬的光信號，可以提供增加的波分信道的數量。因此，不需要特定波長的光源和波長穩定性的設備。已經提出用發光二極體(LED)、超發光二極體(SLID)、FP雷射器、光纖放大器光源、超短脈衝光源等作為基於WDM的光源。作為基于波分復用光源所建議的LIED和SLID提供非常寬的光帶寬而且廉價。然而，因為LED和SLD提供相對窄的調製帶寬和相對低的輸出功率，所以它們適合作為上行信號的光源，它們以低於下行信號的比率調製。雖然FP雷射器是一種廉價的和大功率的器件，但是因為FP雷射器是窄帶的，所以不能提供增加的波分信道的數量。此外，當FP雷射器輸出的頻譜-限幅信號被調製時，由於模式分布噪聲則存在性能降低的問題。超短脈衝光源具有非常寬的頻譜帶和相干性，但是具有低的穩定性和僅僅幾個ps的脈衝寬度。因此這難以實現微波脈衝光源。
已經提出的頻譜-限幅光纖放大器光源，其能夠從光纖放大器產生頻譜-限幅的放大自然輻射(ASE)光，而且提供增加的大功率波分信道的數量，以代替以上所述的光源。然而，頻譜-限幅光源需要昂貴的外調製器(比如LiNbO3調製器)以便各個信道傳送不同的數據。
另一方面，鎖模到非相干光的FP雷射器是用於傳送通過插入頻譜-限幅信號到沒有隔離器的FP雷射器中輸出的鎖模信號，這是在來自非相干光源(比如LED或者使用濾光器或WGR的光纖放大器光源)產生的寬帶寬頻譜-限幅光信號之後。這裡預定輸出或更大功率的頻譜-限幅信號被插入到FP雷射器中，該FP雷射器僅僅產生和傳送波長等於插入頻譜-限幅信號波長的信號。鎖模到非相干光的FP雷射器在數據信號基礎上直接調製FP雷射，因此完成成本效果合算的數據傳輸，然而，為了輸出適合於遠距離傳輸高速的鎖模信號，插入到FP雷射器中的頻譜-限幅信號必須是寬帶寬的大功率光信號。此外，這裡帶寬比FP雷射器輸出信號的模式間隔更寬的非相干光被插入以便傳輸高速數據，鎖模FP雷射器的輸出信號具有根據模式間隔分配的多種波長信號。在這種情況下，由於光纖的色散效應不能實現遠距離傳輸。
發明內容
因此，本發明提供一種鎖模到多頻雷射光源的法布裡-珀羅雷射器，其能夠在沒有高價外調製器的情況下，在基於WDM的光通信中實現使用成本效果合算的光源。
本發明還提供一種利用鎖模到多頻雷射光源的法布裡-珀羅雷射器的基于波分多路復用(WDM)的光傳輸裝置。
根據本發明的一個方面，法布裡-珀羅(FP)雷射器提供鎖模到多頻雷射光源作為基於WDM的光通信光源，其包括用於放大輸入光信號的光放大器；雷射光源，它用於對一部分輸入光信號執行波分多路分解，多路復用這些多路分解的光信號，重新傳輸多路復用的光信號，對放大的光信號的剩餘部分執行波分多路分解，並且輸出鎖模到多路分解信號的信號；和第一環行器，它用於將放大的光信號的剩餘部分輸入到雷射源中，以及將鎖模到雷射源輸出的多頻雷射光源的光信號輸出給光傳輸鏈。
根據本發明的與另一個方面，提供一種光傳輸裝置，它用於傳輸中心局、遠程節點以及多個經過傳輸光纖連接的用戶設備中PON的上行和下行信號。中心局包括具有至少一個FP雷射器的光源，它輸出用於傳輸鎖模到多頻雷射光源以及根據下行數據直接調製的第一多個光信號；連接到該光源的環行器，它下行-傳輸鎖模到多頻雷射並且直接調製的第一多個輸出信號，以及將來自遠程節點的上行-傳輸的第二多個光信號輸出到傳輸光纖；接收上行-傳輸的第二多個光信號的多個上行光接收器；多個第一波分多路復用器/多路分解器，它們將FP雷射器以及輸入到上行光接收器上行信道中的輸入信號/輸出信號進行多路復用/多路分解；抽運光源，它輸出預定波長的雷射以便驅動上行多頻雷射光源；以及第二和第三波分多路復用器/多路分解器，它們多路復用/多路分解上行/下行-傳輸信號和抽運雷射信號。遠程節點包括具有N×N波導光柵路由器的多頻率雷射光源，光柵路由器多路分解傳輸的多路復用的下行信號和多頻雷射，並且多路復用從用戶設備傳輸的光信號；並且包括第四和第五波分多路復用器/多路分解器，它們將上行/下行-傳輸信號和抽運雷射信號進行多路復用/多路分解。每個用戶設備包括FP雷射器，它接收從遠程節點傳輸的光信號以及根據傳輸的上行數據直接輸出調製的鎖模信號；下行光接收器，它接收由遠程節點多路分解和傳輸的下行信道信號；以及第六波分多路復用器/多路分解器，它們將FP雷射器和下行信道的輸入/輸出信號進行多路復用/多路分解，並且多路復用/多路分解輸入給下行光接收器的下行信道。
從以下參考附圖詳細的描述中，本發明上述特點及其他優點將更明顯，圖1是圖解說明根據本發明第一實施例的鎖模到多頻雷射光源的法布裡-珀羅(FP)雷射器的結構；圖2A到2C圖解說明FP雷射器的鎖模現象；圖3圖解說明根據本發明第二實施例的鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器的結構；圖4圖解說明使用根據本發明第一實施例的鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器的光傳輸儀器的結構；圖5圖解說明圖4中所示第一帶通濾波器和第二帶通濾波器的帶通特性；圖6A和6B圖解說明根據本發明第一實施例的光傳輸儀器中使用的波分多路復用器/多路分解器的帶通特性；和圖7圖解說明根據本發明第二實施例的光傳輸儀器的結構。
具體實施例方式
圖1是圖解說明根據本發明第一實施例的鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器的結構。鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器執行將波分多路復用的光信號輸出到光傳輸鏈500的功能，而且它包括光信號放大器100、雷射光源200、第一光環行器300和第一分離器400。
光信號放大器100放大環行的光信號，而且它包括雷射光源101、第二分離器102，第一和第二放大光纖103和106、第二環行器104和帶通濾波器(BPF)105。
抽運光源101輸出預定波長的雷射，用於抽運第一和第二放大光纖103和106，而且在優選實施例中使用一種雷射二極體。
第二分離器102部分地分離該雷射並且將部分分離的雷射耦合到第一放大光纖103。第二分離器102將剩餘的雷射耦合到第二放大光纖106。因為第二分離器102耦合雷射到第一和第二放大光纖103和106後面的一些級，所以第一和第二放大光纖103和106是向後或以相反方向抽運。
第一和第二放大光纖103和106由抽運光源101抽運，並且利用稀土元素的受激發射來放大環行的光信號。在優選實施例中，第一和第二放大光纖103和106使用摻鉺光纖(EDF)。
第二環行器104包括第一、第二和第三埠，而光信號輸入到第一埠，由第一放大光纖103放大的光信號經過第二埠被輸出到雷射光源200。經過第二埠從雷射光源200輸入的光信號經過第三埠被輸出到帶通濾波器(BPF)105。
BPF 105安排在第二環行器104與第二放大光纖106之間，而且具有與環行光信號同樣的帶寬，因此可以消除帶寬之外的信號。在消除帶寬之外的信號之後，光信號由第二放大光纖106放大，因此有效地增加了光信號的輸出功率。此外，BPF 105將PF雷射器的頻帶限制在對應小於或等于波導光柵路由器(WGR)自由頻譜區域之內，以致每個頻譜-限幅信號的頻譜僅僅是一個波長，所以可以防止由於光學纖維色散效應而引起的傳輸性能衰變，並且能夠進行高速數據的遠距離傳輸。
參考圖1，雷射光源200接收由光信號放大器100放大的部分光信號，對該部分光信號執行波分多路分解，對多路分解的一部分光信號執行波分復用，並且重新傳輸多路復用的部分光信號給光信號放大器100。雷射光源200接收被放大的光信號的剩餘部分，對被放大的光信號的剩餘部分執行波分多路分解，以及執行將鎖模到多路分解信號的信號輸出的功能。雷射光源200包括多個FP雷射器203。
圖2A到2C圖解說明FP雷射器的鎖模現象。圖2A圖解說明在FP雷射器的鎖模現象之前的光譜。圖2B圖解說明輸入到FP雷射器中的外部光信號的光譜，而圖2C顯示鎖模到輸入外部光信號的FP雷射器的光譜。
如圖2A所示，FP雷射器不同於輸出單一波長的分布反饋式(DFB)雷射器，它輸出每隔一定間隔安排的多個波長，根據共振波長的增益特性和雷射二極體的製造材料其具有作為中心波長的一個波長。當圖2B中舉例說明的外部光信號輸入時，沒有鎖模到外部光信號的FP雷射器的波長被抑制而且僅僅FP雷射器的波長被放大並且輸出如圖2C中描繪的圖形。FP雷射器具有如圖2C所描繪被稱為「鎖模FP單雷射器」的輸出特性。作為外部信號的光源，EDF放大器、發光二極體(LED)、高亮度-發光二極體(SLD)、DFB雷射器或者FP雷射器等都可以使用。放大並且輸出的波長與抑制波長之間的強度差可以表示為邊模抑制比(SMSR)。當SMSR增加時，由於FP雷射器內形成的模式分配噪聲與光纖的色散效應減少，則傳輸性能衰變。鎖模FP雷射器根據數據信號基礎直接實現調製，因此實現了高速數據成本-有效的遠距離傳輸。為了確保高SMSR以便能夠適當地實現高速數據的遠距離傳輸，在優選的實施例中，大功率信號或者非常窄傳輸線寬度的信號(例如，DFB雷射器的輸出信號)被輸入到FP雷射器中。
雷射光源200包括N×N波分多路復用器/多路分解器201、N-1個反射器202和N-1個FP雷射器203。
波分多路復用器/多路分解器201連接在第二環行器104的第二埠與第一環行器300之間，波分多路復用器/多路分解器201的第一側面與第二側面的每個包括一個多路復用埠和N-1個多路分解埠。波分多路復用器/多路分解器201接收由光信號放大器100放大的該部分光信號，從第一側面多路復用埠經過第二環行器104的第二埠，對部分放大的光信號執行波分多路分解，並且輸出該多路分解的信號到第二側面的多路分解埠。輸入到第二側面多路分解埠的光信號被輸出給第一側面多路復用埠。類似地，波分多路復用器/多路分解器201接收由光信號放大器100放大的剩餘部分光信號，從第二側面多路復用埠經過第一環行器300的第二埠，對剩餘部分放大的光信號執行波分多路分解，並且輸出該多路分解的信號給第一側面的多路分解埠。波分多路復用器/多路分解器201對輸入到N-1個多路分解埠的光信號執行波分復用。波分多路復用器/多路分解器201可以使用WGR。
各個反射器202連接到安排在第二側面的N-1個多路分解埠，它們反射輸出的多路分解信號到第二側面多路分解埠，並且重新輸入該反射的多路分解信號到第二側面多路分解埠。
FP雷射器203連接到安排在第一側面的N-1個多路分解埠，並且依據經由多路分解埠輸入的多路分解信號，輸出根據模式鎖定的鎖模信號。
第一環行器300連接到波分多路復用器/多路分解器201的第二側面的多路復用埠，將經過第一埠輸入的由光信號放大器100放大的部分光信號輸出，它經過第二埠到波分多路復用器/多路分解器201的第二側面多路分解埠，以及將經過第二埠輸入的鎖模信號從波分多路復用器/多路分解器201的多路復用埠經過第三埠輸出到傳輸鏈路500。
第一分離器400連接在光信號放大器100與第一環行器300的第一埠之間，它部分地分離由光信號放大器100放大的光信號，耦合該分離的光信號到第一放大光纖103，以及將剩餘的光信號輸入到第一環行器300的第一埠。
現在利用上面描述的結構來描述雷射器的工作。
由第一級鉺摻雜光纖放大器103產生的具有寬頻帶的放大自然輻射(ASE)噪音被輸入到N×N WGR201，它經過環行器104的第一埠連接到第二埠，以便被頻譜-限波和多路分解。N-1個頻譜-限波的信道由反射器202反射然後重新輸入到WGR 201中。在多路復用後，多路復用信道輸出到經過環行器104的第二埠與第三埠的帶通濾波器(BPF)105連接。多路復用光信號的頻譜帶寬被帶通濾波器BPF 105所限制，BPF 105具有與WGR 201用於頻譜限制的一個自由頻譜區域的頻帶相同通帶。被限制頻帶的多路復用信號由第二級鉺摻雜光纖放大器106放大，並且輸入到分離器400中。經過分離器400，一部分多路復用信號輸入到第一級鉺摻雜光纖放大器103中，而剩餘的多路復用信號經過環行器300的第一埠輸入到連接第二埠的WGR 201中。
在輸入到第一級鉺摻雜光纖放大器103的多路復用信號被放大之後，放大的信號經過環行器104WGR201反射器202WGR201環行器104濾波器BPF105鉺摻雜光纖放大器106分離器400重複地處理。產生具有高輸出功率的非常窄傳輸線寬度的多路復用信號。這種光源被稱為多頻雷射光源。
從分離器400輸出的剩餘多路復用信號經過環行器300的第一埠輸入到連接第二埠的WGR201中，將被多路分解。各個多路分解信道輸入到FP雷射器203，它們輸出鎖模到輸入信道的信號。多路復用輸入到WGR201的鎖模信號，然後，多路復用信號經過環行器300的第二埠輸出到連接第三埠的光傳輸鏈路500。FP雷射器203根據要傳輸的高速數據信號直接完成調製，而不使用昂貴的外調製器。
圖3圖解說明根據本發明第二實施例的鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器的結構。與圖1中圖解說明的FP雷射器相比較，圖3中圖解說明的FP雷射器另外包括偏振控制器(PC)204和偏光器205。偏振控制器204安排在FP雷射器203和波分多路復用器201之間，偏光器205安排在環行器300和分離器400之間。每個FP雷射器203構製成為以致於具有SMSR的鎖模信號能夠從低功率輸入信號中輸出，通過其改善FP雷射器203的鎖模效率。在大於或等於門限電流值的偏置電流施加到FP雷射器203之後，如果調整偏振控制器204而且具有與FP雷射器203輸出的信號相同的偏振光的光信號輸入到FP雷射器203，則FP雷射器203的鎖模效率得到改善。雖然輸入了相對低功率的光信號，但是以高速長距離傳輸所需要的SMSR可以保證鎖模信號從FP單雷射器203輸出。
現在描述鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器的實施例。
圖4是圖解說明使用本發明的鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器基於PON的WDM信號傳輸的實施例。這個實施例的PON包括中心局1、遠程節點2和連接到傳輸光纖的多個用戶設備裝置3。
中心局1包括本發明的光源，其如圖1所示使用鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器；連接到N-1個FP雷射器203的N-1個第二波分多路復用器/多路分解器11，它們連接到WGR 201；用於接收用戶信道信號的N-1個上行光接收器12；抽運雷射二極體13，其用於輸出驅動安排在遠程節點2和用戶設備裝置3的本發明的光源的激勵信號；和第二和第三波分多路復用器/多路分解器14和15，其用於多路復用/多路分解上行/下行信號和激勵信號。
遠程節點2包括除N-1個FP雷射器以外的本發明光源；和第四和第五波分多路復用器/多路分解器21和22，其用於多路復用/多路分解上行/下行信號和激勵信號。
用戶設備3包括鎖模到遠程節點2提供的信號的FP雷射器203；用於接收由遠程節點2多路分解的下行信道信號的下行光接收器38；和第六波分多路復用器/多路分解器37，其用於多路復用/多路分解FP雷射器203的輸入輸出信號以及由下行光接收器38輸入的下行信道。
現在描述基於使用具有本發明上述結構的光源的WDM的PON的實施例。
參考圖4，從安排在中心局1的多頻雷射光源輸出的多路復用信號經過第二波分多路復用器/多路分解器14輸入，將被多路分解。多路分解信道經過第一波分多路復用器/多路分解器11輸入到FP雷射器203以便傳輸，FP雷射器203輸出根據下行數據直接調製的鎖模信號。經過第一波分多路復用器/多路分解器11重新輸入到WGR201中的鎖模信號被多路復用。多路復用的信號經過環行器300輸入到第三波分多路復用器/多路分解器14，而多路復用信號與用於驅動上行多頻雷射光源的抽運雷射二極體13的輸出信號一起被多路復用。該多路復用信號經過傳輸光纖4被傳輸到遠程節點2。輸出到遠程節點2的多路復用下行信號和抽運雷射信號由第四波分多路復用器/多路分解器21來多路分解。抽運雷射信號驅動上行的多頻雷射光源。經過第五波分多路分解器/多路分解器22和環行器重新輸入到WGR中的下行信號被多路分解。用戶設備3的多路分解下行信道被輸入到下行光接收器38，如電信號一樣被檢測。
從安排在遠程節點2的上行的發射雷射光源輸出的多路復用信號經過第五波分多路復用器/多路分解器22輸入到WGR，將被多路分解。多路分解的信道經過用戶設備3的第六波分多路復用器/多路分解器37輸入到FP雷射器203。FP雷射器203根據上行的數據直接輸出調製的鎖模信號以便傳輸。經過第六波分多路復用器/多路分解器37重新輸入到安排在遠程節點2的WGR中的鎖模信號被多路復用。多路復用的上行信號經過環行器300、第四波分多路復用器/多路分解器21和傳輸光纖4傳輸到中心局1。輸入到中心局1的上行信號經過第三波分多路復用器/多路分解器15、第二波分多路復用器/多路分解器14和環行器300輸入到WGR201，將被多路分解。經過第一波分多路復用器/多路分解器11輸入到上行光接收器12的多路分解的上行信道如電信號一樣被檢測。
參考圖4，基於使用本發明光源的WDM的PON利用一個傳輸光纖4同時地傳輸上行和下行信號。因此，對於下行多頻雷射光源和上行多頻雷射光源使用具有不同中心波長的BPF 105-1和105-2，以致於上行信號的波長帶寬和下行信號的波長帶寬可以分開。
圖5圖解說明使用於下行多頻雷射光源的第一帶通濾波器105-1的帶通特性500，和用於上行多頻雷射光源的第二帶通濾波器105-2的帶通特性501。第一和第二BPF的頻帶分別地與WGR的的一個自由頻譜區相同。中心波長間隔是一個自由頻譜區範圍或更寬。因此，上行和下行信號的波長帶寬沒有重疊。
圖6A圖解說明第二和第五波分多路復用器/多路分解器14和22的帶通特性，而圖6B圖解說明第三和第四波分多路復用器/多路分解器15和21的帶通特性。因為第二和第五波分多路復用器/多路分解器14和22多路復用/多路分解上行和下行的信號，所以它們是由第一BPF 105-1和第二BPF 105-2的結合所構成。此外，因為第三和第四波分多路復用器/多路分解器15和21多路復用/多路分解上行和下行信號以及抽運雷射信號，其用於驅動上行的多頻雷射光源，所以它們是由第一和第二BPF和與抽運雷射信號波長相對應的BPF的結合所構成的。
圖7圖解說明根據本發明第二實施例使用鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器(圖3)的基於WDM的PON結構。其它使用FP雷射器的基於WDM的PON結構在圖4和7中圖解說明，與圖4中顯示的PON比較，除圖7中所示PON相同外還包括PC 204和偏光器205。
從上面描述很明顯，本發明提供一種鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器，其能夠利用多頻雷射光源有效地執行FP雷射器的鎖模，產生具有高輸出功率的非常窄傳輸線寬度的波分多路復用信號，以及利用廉價的FP雷射器而不使用昂貴的外調製器，根據高速數據信號執行直接調製。
本發明產生等於WGR波長帶寬的多路復用信號並且通過調整WCR的工作溫度來調整波長帶寬，因此控制了波分多路復用信號的波長帶寬接近傳輸鏈路。從而，不需要FP雷射器的波長穩定性和波長選擇性。
通過利用安排在每個中心局和遠程節點的一個WGR來組織產生上行/下行信號的多頻雷射光源，同時多路復用/多路分解上行/下行信號，本發明可以最小化使用在基於WDM的PON中的WGR數量，而且通過利用一個發射光纖同時傳輸上行/下行信號來最小化光學纖維的數量。
根據上面描述的優點，本發明可用於實現鎖模到成本效果合算的和高效的多頻雷射光源的FP雷射器，而且可用於實現基於WDM的PON。
雖然為了圖解說明的目的，已經公開描述了本發明的優選實施例，應該意識到，在沒有脫離本發明的範圍的情況下，那些技術精通的人能夠做出一些可能的修改、添加和替換的。因此，本發明不局限於上面描述的實施例，本發明是通過下面的權利要求與它們的整個等效範圍進行詳細限定的。
權利要求
1.一種鎖模到多頻雷射光源的法布裡-珀羅(FP)雷射器，作為基于波分多路復用的波分多路光通信的雷射光源，其包括用於放大輸入光信號的光放大器；雷射光源，它用於對第一部分輸入光信號進行波分多路分解，多路復用所述多路分解的光信號，重新傳輸多路復用的光信號，對放大的光信號的剩餘部分進行波分多路分解，以及輸出鎖模到多路分解信號的信號；和第一環行器，它用於將放大光信號的剩餘部分輸入到雷射源中，以及將鎖模到雷射光源輸出的多頻雷射光源的光信號輸出給光傳輸鏈路。
2.根據權利要求1所述的法布裡-珀羅雷射器裝置，其特徵在於所述雷射光源包括波分多路復用/多路分解裝置，其具有一個多路復用埠和N-1個安排在所述波分多路復用/多路分解裝置的第一和第二側面中的每個側面的多路分解埠，所述波分多路復用/多路分解裝置波分多路分解輸入到所述多路復用埠的光信號並且輸出所述多路分解的信號，以及波分多路復用輸入到所述N-1個多路分解埠的光信號並且輸出所述多路復用的信號；N-1個反射器，其連接到波分多路復用/多路分解裝置的第二側面的多路分解埠，它反射所述多路分解的信號並且重新輸入所述多路分解的信號到波分多路復用/多路分解裝置的第二側面的多路分解埠；和N-1個法布裡-珀羅雷射器，它連接到波分多路復用/多路分解裝置的第一側面的多路分解埠，其輸出鎖模到所述多路分解信號的信號。
3.根據權利要求1所述的法布裡-珀羅雷射器裝置，其特徵在於所述光放大器包括第一和第二放大光纖，其利用稀土元素的受激發射來放大輸入的光信號；抽運光光源，其輸出預定波長的抽運光用於抽運第一和第二放大光纖；第二分離器，其部分地分離所述抽運光，耦合部分分離的抽運光到第一放大光纖，以及耦合剩餘抽運光到第二放大光纖；和具有第一、第二和第三埠的第二環行器，其接收來自第一埠由第一放大光纖放大的光信號並且輸出所述放大的光信號給連接到第二埠的雷射光源，以及接收來自第二埠從雷射光源輸出的波分多路復用信號並且輸出所述多路復用的信號給連接到第三埠的第二放大光纖。
4.根據權利要求3所述的法布裡-珀羅雷射器裝置，其特徵在於所述光放大器還包括第一帶通濾波器，其安排在第二環行器的第三埠與第二放大光纖之間，它具有與輸出的波分多路復用的光信號相同的帶寬，其中帶寬以外的信號被消除。
5.根據權利要求3所述的法布裡-珀羅雷射器裝置，其特徵在於所述稀土元素是鉺。
6.根據權利要求2所述的法布裡-珀羅雷射器裝置，其特徵在於所述波分多路復用/多路分解裝置是N×N波導光柵路由器。
7.根據權利要求2所述的法布裡-珀羅雷射器裝置，其特徵在於還包括N-1個連接在N-1個法布裡-珀羅雷射器與所述波分多路復用/多路分解裝置之間的偏振控制器；和連接到第一環行器和第一分離器的偏光器。
8.一種用於傳輸無源光網絡的上行和下行信號的光纖傳輸裝置，在無源光網絡中通過傳輸光纖連接中心局、遠程節點和多個用戶，其特徵在於所述光纖傳輸裝置包括所述中心局包括具有法布裡-珀羅雷射器的光源，它輸出用於傳輸鎖模到多頻雷射以及根據下行數據直接調製的信號，連接到該光源的環行器，它下行-傳輸鎖模到多頻雷射光源並被直接調製的信號，以及將來自遠程節點的上行-傳輸的光信號輸出到傳輸光纖；接收上行-傳輸的光信號的多個上行光接收器，多個第一波分多路復用器/多路分解器，它們將法布裡-珀羅雷射器以及輸入到上行光接收器的上行信道中的輸入信號/輸出信號進行多路復用/多路分解，抽運光源，它輸出預定波長的雷射以便驅動上行多頻雷射光源；以及第二和第三波分多路復用器/多路分解器，它們多路復用/多路分解上行傳輸信號/下行傳輸信號和抽運雷射信號；遠程節點包括具有N×N波導光柵路由器的多頻率雷射光源，該光柵路由器多路分解傳輸的多路復用的下行信號和多頻雷射，以及多路復用從用戶設備傳輸的光信號，和第四和第五波分多路復用器/多路分解器，它們將上行傳輸信號/下行傳輸信號和抽運光信號進行多路復用/多路分解；以及每個用戶設備包括法布裡-珀羅雷射器，它接收從遠程節點傳輸的光信號以及輸出根據傳輸的上行數據直接調製的鎖模信號，下行光接收器，它接收由遠程節點多路分解和傳輸的下行信道信號，和第六波分多路復用器/多路分解器，它們將法布裡-珀羅雷射器的和輸入給下行光接收器的下行信道的輸入信號/輸出信號進行多路復用/多路分解。
9.根據權利要求8所述的光傳輸裝置，其中具有輸出鎖模到多頻雷射並且直接調製的信號的法布裡-珀羅雷射器的光源，其特徵在於包括放大輸入光信號的光放大器；雷射光源，其波分多路分解一部分輸入的光信號，多路復用所述多路分解的光信號，重新傳輸多路復用的光信號，波分多路分解放大光信號的剩餘部分，以及輸出鎖模到所述多路分解信號的信號；和第一環行器，其將放大光信號的剩餘部分輸入到雷射光源，並且將雷射光源輸出的鎖模到多頻雷射光源的光信號輸出給光傳輸鏈路。
10.根據權利要求8所述的光傳輸裝置，其特徵在於安排在中心局的雷射光源和安排在遠程節點的多頻雷射光源包括具有不同波長通帶的第一和第二帶通濾波器，以至於上行和下行信號的波長帶寬不同。
11.根據權利要求10所述的光傳輸裝置，其特徵在於所述第一和第二帶通濾波器具有與波導光柵路由器的一個自由頻譜範圍同樣的帶通，而第一和第二帶通濾波器的中心波長是由至少一個自由頻譜範圍來分隔的。
12.根據權利要求10所述的光傳輸裝置，其特徵在於所述第二和第五波分多路復用器/多路分解器被構製成以便通過第一帶通濾波器通帶內的信號和第二帶通濾波器通帶內的信號。
13.根據權利要求10所述的光傳輸裝置，其特徵在於所述第三和第四波分多路復用器/多路分解器被構製成以便通過第一帶通濾波器通帶內的信號和第二帶通濾波器通帶內的信號，和來自中心局的抽運雷射信號。
14.根據權利要求8所述的光傳輸裝置，其特徵在於還包括安裝在中心局以及安裝在遠程節點與用戶設備之間的多個偏振控制器和偏振器，其中提高了法布裡-珀羅雷射器的鎖模效率。
15.一種基于波分復用的無源光網絡，其中包括中心局，它具有根據權利要求2的法布裡-珀羅雷射器作為雷射光源；遠程節點，它具有根據權利要求2的法布裡-珀羅雷射器構成的多頻雷射光源，並且經過傳輸光纖連接到中心局；和經過傳輸光纖連接到遠程節點的多個用戶設備。
16.根據權利要求15所述的無源光網絡，其特徵在於還包括安裝在中心局以及安裝在遠程節點與用戶設備之間的多個偏振控制器和偏振器，其中提高了法布裡-珀羅雷射器的鎖模效率。
17.根據權利要求15所述的無源光網絡，其特徵在於所述安排在中心局的雷射光源和安排在遠程節點的多頻雷射光源還包括具有不同波長通帶的第一和第二帶通濾波器，致使上行信號和下行信號的波長帶寬不同。
全文摘要
本發明涉及到基於光通信的波分多路復用(WDM)，尤其涉及到一種鎖模到多頻雷射光源的法布裡－珀羅(FP)雷射器和使用同樣裝置的光傳輸裝置。鎖模到多頻雷射光源的FP雷射器裝置，包括放大輸入的光信號的光放大器，雷射光源，它波分多路分解部分輸入的光信號，多路復用該多路分解的光信號，重新傳輸該多路復用的光信號，波分多路分解放大光信號的剩餘部分，和輸出鎖模到該多路分解信號的信號，和第一環行器，其將放大光信號的剩餘部分輸入到雷射光源，以及將鎖模到雷射光源輸出的多頻雷射光源的光信號輸出給光傳輸鏈路。
文檔編號H04B10/28GK1503020SQ20031010141
公開日2004年6月9日 申請日期2003年10月17日 優先權日2002年11月21日
發明者鄭大光, 樸泰誠, 吳潤濟 申請人:三星電子株式會社