基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统

摘要

本发明提供了基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，包括光线路终端、馈线式光纤和无源光网络系统，无源光网络系统包括远端节点、分布式光纤和光网络单元，光线路终端通过馈线式光纤连接至远端节点，远端节点通过分布式光纤连接至各光网络单元。本发明充分利用波长可调谐的直接调制激光器作为上下行的高输出功率发射机，来提高PON系统的上下行传输的功率预算，降低上下行发射机的成本，低成本实现ONU的高速无色发射机模块；此外，本发明在光网络终端仅部署一个周期性滤波器，用于多路上下行数据信号的啁啾管理，提高了系统的对光纤色散的容忍度，增加了系统传输距离；该系统易于实现，可在现有接入网的基础上进行升级改造。

权利要求

1.一种基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，包括依次连接的光线路终端、馈线式光纤、若干无源光网络系统，所述无源光网络系统包括远端节点、若干分布式光纤和若干光网络单元，所述光线路终端通过所述馈线式光纤连接至所述远端节点，所述远端节点通过分布式光纤连接光网络单元，其特征在于，所述光线路终端包括第一媒体介质控制模块、光波分复用器、周期性滤波器和光放大器，光波分复用器、周期性滤波器和光放大器依次连接，所述光线路终端还包括多个主要由下行数据信号发射模块、上行数据信号接收模块、第一光环行器构成的第一模块，所述第一模块连接在第一媒体介质控制模块与光波分复用器之间；第一媒体介质控制模块通过下行数据信号发射模块连接至第一光环行器的1端口，第一光环行器的2端口连接至光波分复用器，第一光环行器的3端口通过上行数据信号接收模块连接至第一媒体介质控制模块；

所述周期性滤波器的透射谱是周期性的，周期性滤波器的自由频谱范围是可调谐的，且上下行数据信号之间的波长间隔应为自由频谱间隔的整数倍。

2.根据权利要求1所述的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，其特征在于，所述远端节点包括光分路/合路器，所述光分路/合路器主要用于下行数据信号的分发以及调制在不同波长上的上行数据的耦合。

3.根据权利要求1所述的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，其特征在于，所述光网络单元包括上行数据信号源、上行直接调制激光器、第二光环行器、光可调滤波器、光电探测器、下行数据信号处理模块、第二媒体介质控制模块，所述上行数据信号源驱动所述上行直接调制激光器，所述上行直接调制激光器的输出端连接到第二光环行器的1端口，上行数据信号通过第二光环行器的2端口输出至分布式光纤以实现上行数据的输出；第二光环行器的3端口依次通过所述光可调滤波器、光电探测器连接至下行数据信号处理模块，进而完成下行数据信号的接收；第二媒体介质控制模块分别连接光可调滤波器、下行数据信号处理模块、上行直接调制激光器。

4.根据权利要求1所述的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，其特征在于，不同的第一模块的下行数据信号发射模块具有不同发射波长，且波长间隔满足ITU-T的标准。

5.根据权利要求1所述的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，其特征在于，所述第一媒体介质控制模块用于控制上下行数据信号的数据发射状况。

6.根据权利要求1所述的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，其特征在于，所述周期性滤波器主要用于上下行数据信号的啁啾管理。

7.根据权利要求3所述的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，其特征在于，上行直接调制激光器具有波长可调谐功能，用于实现将不同光节点的数据调制到不同波长。

8.根据权利要求3所述的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，其特征在于，第二媒体介质控制模块用于控制光节点下行数据信号的接收、以及控制光可调滤波器的中心波长和下行数据信号接收的时隙，同时，第二媒体介质控制模块还用于控制上行数据信号源的发射波长和数据传送的时隙。

9.根据权利要求1所述的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，其特征在于，所述下行数据信号发射模块包括下行数据信号源、下行直接调制激光器，其中，下行直接调制激光器为波长可调谐的下行直接调制的激光器。

10.根据权利要求1所述的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，其特征在于，光分布式光纤和馈线式光纤加起来的总长度为几千米到100km的范围。

说明书

基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统

技术领域

[0001] 本发明涉及光通信技术领域，具体地，涉及一种基于直接调制激光器的混合波分时分复用的无源光网络传输系统。

背景技术

[0002] 随着新兴业务的发展，如交互式网络电视（IPTV）、高清晰度电视（HDTV）、大文件共享、云存储/云计算、社交网络、无线数据的回传等等，用户对带宽的需求越来越高，并呈现每3年一个数量级的递增趋势。因此，为了进一步提高接入网系统的能力，满足高带宽业务发展的要求，实现PON系统的高容量、大距离的传输，FSAN定义了NG-PON2，研究技术跨越性的新型PON系统。与此同时，ITU/FSAN于2012开始着手制定NG-PON2的标准，并于2012年4月份确定时分复用和波分复用的无源光网络（TWDM-PON）为NG-PON2标准的主要方案。

[0003] TWDM-PON系统的部署，一方面可根据网络的发展需要，在已建设的下一代无源光网络（XG-PON）和基于光纤的接入网络的基础设施之上，通过叠加新波长的XG-PON来实现；另一方面也可通过WDM-P2P扩展基站承载（Backhaul/Fronthaul）、企业接入业务等实现全业务融合接入。因此，当前TWDM-PON系统因具有实现成本低、兼容性好、易于实现全业务融合的接入等优点，与NG-PON2的发展目标能够较好地匹配，成为了接入网系统研究的一个热点。近年来，国内外的研究机构针对TWDM-PON系统结构，在提高系统功率预算、增加传输距离、实现有效地可调谐收发机等方面做了一些研究。

[0004] 在实际中，TWDM-PON系统的发展还存在以下挑战：一方面是高速率无色光网络单元（ONU）问题，即如何低成本实现ONU端的高速率可调收发机问题；再者，提高系统功率预算的问题；最后，随着上下行速率、传输距离的增加而引入的色散容忍度的问题。综合考虑TWDM-PON存在的几个技术挑战，是真正实现低成本、高速率、大容量的TWDM-PON系统的关键。目前，已经有不少关于TWDM-PON系统的文献被报道。这些文献虽然对TWDM-PON系统发展提供一定的技术指导，但是同时也存在一些未能解决的问题。

[0005] 经对现有文献检索发现，2013年，华为技术有限公司的罗远秋博士（Qiuyuan Luo）等人在《IEEE Journal of Light wave Technology(光波技术杂志)》发表了题为“Time-and Wavelength-Division Multiplexed Passive Optical Network(TWDM-PON)for Next-Generation PON Stage2(NG-PON2)”（作为NG-PON2的时分波分复用的无源光网络）的文章。该文献中，作者展示了一个上行为4×2.5Gb/s(10-Gb/s)及下行为4×10Gb/s（40-Gb/s）的TWDM-PON系统。该结构通过堆叠XG-PON系统的OLT以及ONU收发模块，来实现系统共用一个光分布式网络的构架，满足了ITU/FSAN组织提出的NG-PON2的基本要求，获得了38dB的光功率预算；同时，该结构能够支持分光比为1:512的20km单模光纤传输，或支持分光比为1:128的40km单模光纤传输或者支持分光比为1:64的60km单模光纤传输。然而，该系统结构中ONU端的上行发射机采用温度调谐波长的DFB仅实现了单波长2.5Gb/s上行速率，而该速率不能较好地适应和满足未来新业务接入甚至全业务接入服务对带宽的要求。因此，在ONU端部署一个高速率的上行发射机是一个TWDM-PON发展的必然趋势。

[0006] 为了解决高速率的ONU无色发射机问题，又经文献检索发现，2013年，澳大利亚墨尔本大学的E.Wong和德国慕尼黑工业大学的M.Müller和M.C.Amann等在《Electronics Letters（电子快报）》中发表了题为“Colorless operation of short-cavity VCSELs in C-minus band for TWDM-PONs”（TWDM-PONs系统中的基于短腔的C波段的VCSELs的无色化应用）的文章。作者在该文献中，提出了采用偏置电流调谐短腔的VCSELs（工作在C波段）的波长，进而实现ONU端的高速率10-Gb/s发射机的无色化问题。该无色发射机除了本身固有低功耗的优点外，还可以实现800GHz的调谐范围、获得28dB的光功率预算，能够支持分光比为1:128的40km单模光纤的传输。然而，该上行波长可调谐是通过调制直接调制VCSELs的偏置电流实现的，导致不同上行波长的ONU具有不同的发射功率，因而会带来ONU之间的发射机的差异化问题。同时，由于VCSELs本身的发射光功率比较低，将会造成系统大容量接入用户时的光功率预算受到限制的问题。

[0007] 又经文献检索发现，2011年，P.P.Iannone等人在Optical Fiber Communication Conference（国企光纤通信会议，OFC）上发表了题为“Bi-Directionally Amplified Extended Reach40Gb/s CWDM-TDM PON with Burst-Mode Upstream Transmission”（双向放大扩展传输距离的40Gb/s粗波分时分复用的上行突发模式的无源光网络系统）的文章。文章中，作者在OLT采用4个电致吸收调制器作为下行发射机，4个直接调制的DFB作为上行发射机，实现了对称40-Gb/s的TWDM-PON系统。然而，为了扩展TWDM-PON的传输距离，增加系统的功率预算，作者提出在远端节点部署一个混合的半导体拉曼光放大器。由于该放大器放置在远端节点，破坏已建设的接入网系统的光分布式网络的结构。该方案不能够在现有接入网的基础上实现平滑升级，且远端节点中放大器的部署，改变接入网分布式网络的无源特性。

发明内容

[0008] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低成本、高上下行速率、高功率预算、大传输距离、高色散容忍度的基于直调调制激光器作为上下行发射机的混合波分时分复用的无源光网络传输系统。该系统上下行均采用调制速率至少10Gb/s的直接调制激光器作为上下发射机。该激光器的波长具有可调谐特性，能够满足ONU上行的无色发射的问题。同时，该系统结构不改变原有TDM-PON以及XG-PON系统的光分布式网络的结构，可以完全与现有的PON系统相兼容，易于在现有PON系统的基础上升级改造；同时，为了克服高速直调调制的激光器的啁啾与传输光纤中的色散相互作用降低PON系统的色散容忍度问题，该系统提出在OLT端部署一个周期性滤波器，同时地实现上行和下行直接调制激光器的啁啾管理。该系统中，一方面，部署在OLT端的周期性滤波器，可以为上下行直接调制信号服务，同时该器件成本可以由接入网系统中的所有用户共享，不会带来因新部件的添加而造成用户成本的负担问题；此外，周期性滤波器的传输谱具有周期性和双向性，不仅可以同时进行多路信号的啁啾管理，而且周期的陷波特性可以滤除信号的低噪而增加系统信噪比进而实现系统接收灵敏度的提高；再者，周期性滤波器部署在OLT的光波分复用器之后和光放大器之前，故上下行数据信号因经过周期性滤波器带来差损可以由光放大器补偿，故一定程度上提高了系统的功率预算；最后，周期性滤波器本身的实现相对简单，易于集成，可以与光波分复用集成在一起，因此一定程度上降低系统的体积，便于部署。

[0009] 根据本发明提供的一种基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统，包括依次连接的光线路终端、馈线式光纤、若干无源光网络系统，所述无源光网络系统包括远端节点、若干分布式光纤和若干光网络单元，所述光线路终端通过所述馈线式光纤连接至所述远端节点，所述远端节点通过分布式光纤连接光网络单元所述光线路终端包括第一媒体介质控制模块、光波分复用器、周期性滤波器和光放大器，光波分复用器、周期性滤波器和光放大器依次连接，所述光线路终端还包括多个主要由下行数据信号发射模块、上行数据信号接收模块、第一光环行器构成的第一模块，所述第一模块连接在第一媒体介质控制模块与光波分复用器之间；在所述第一模块中，第一媒体介质控制模块通过下行数据信号发射模块连接至第一光环行器的1端口，光环行器的2端口连接至光波分复用器，光环行器的3端口通过上行数据信号接收模块连接至第一媒体介质控制模块。

[0010] 优选地，所述远端节点包括光分路/合路器，所述光分路/合路器主要用于下行数据信号的分发以及调制在不同波长上的上行数据的耦合。

[0011] 优选地，所述光网络单元包括上行数据信号源、上行直接调制的激光器、第二光环行器、光可调滤波器、光电探测器、下行数据信号处理模块、第二媒体介质控制模块，所述上行数据信号源驱动所述上行直接调制激光器，所述上行直接调制激光器的输出端连接到第二光环行器的1端口，上行数据信号通过第二光环行器的2端口输出至分布式光纤以实现上行数据的输出；第二光环行器的3端口依次通过所述光可调滤波器、光电探测器连接至下行数据信号处理模块，进而完成下行数据的接收，上行直接调制激光器具有波长可调谐功能，用于实现将不同光节点的数据调制不同波长；第二媒体介质控制模块分别连接光可调滤波器、下行数据信号处理模块、上行直接调制的激光器。

[0012] 优选地，不同的第一模块的下行数据信号发射模块具有不同发射波长，且波长间隔满足ITU-T的标准。

[0013] 优选地，所述周期性滤波器的透射谱是周期性，周期性滤波器的自由频谱范围是可调谐的，且上下行数据信号之间的波长间隔应为自由频谱间隔的整数倍。

[0014] 优选地，所述第一媒体介质控制模块用于控制上下行数据信号的数据发射状况。

[0015] 优选地，所述周期性滤波器主要用于上下行数据信号的啁啾管理。

[0016] 优选地，上行直接调制激光器具有波长可调谐功能，用于实现将不同光节点的数据调制不同波长。

[0017] 优选地，第二媒体介质控制模块用于控制光节点下行数据信号的接收、以及控制光可调滤波器的中心波长和下行数据信号接收的时隙，同时，第二媒体介质控制模块还用于控制上行数据信号源的调制波长和数据传送的时隙。

[0018] 优选地，所述下行数据信号发射模块包括下行数据信号源、下行直接调制激光器，其中，下行直接调制激光器为波长可调谐的下行直接调制的激光器。

[0019] 优选地，光分布式光纤和馈线式光纤加起来的总长度为几千米到100km等范围，例如20km、40km、60km、80km或者100km。

[0020] 更为具体地，根据本发明提供的一种低成本、高性能的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络系统，包括：光线路终端、馈线式光纤和若干无源光网络系统，无源光网络系统包括远端节点、若干分布式光纤和若干光网络单元。光线路终端通过馈线式光纤连接至远端节点，远端节点通过分布式光纤连接各光网络单元，其中：

[0021] 光线路终端包括第一媒体介质控制模块、若干下行数据信号发射模块、若干上行数据接收模块、第一光环行器、光波分复用器、周期性滤波器和光放大器，其中：媒体介质控制模块用来控制上下行的数据信号发射状况（如数据调制的波长、数据发射的时隙等），第一媒体介质控制模块连接下行数据信号发射模块和上行数据信号接收模块；下行数据信号发射模块连接至第一光环行器，第一光环行器的第2端口输出连接至光波分复用器，光波分复用器的输出连接至周期性滤波器，周期性滤波器1端口的输出连接光放大器以实现下行数据的发射；上行数据通过馈线光纤连接光放大器，光放大器输出连接周期性滤波器2端口，周期性滤波器的1端口连接至光波分复用器，光波分复用器的输出进入第一光环行器的2端口，第一光环行器的的3端口输出连接上行数据的接收模块。

[0022] 所述的下行数据信号发射模块，包括下行数据源、下行直接调制激光器，该下行直接调制激光器同时具有波长可调谐特性，其波长调谐特性可以通过温度控制或者通过电流控制；同时不同的下行数据信号发射模块具有不同发射波长，不同下行数据信号模块间的波长间隔需要满足ITU-T的标准，比如波长间隔可以为100GHz，也可以是200GHz等。

[0023] 所述的上行数据信号接收模块，是指由普通的光电探测器。

[0024] 所述的周期性滤波器，主要用于上下行数据信号的啁啾管理。为了实现同时的啁啾管理，上下行数据信号应为不同的波带，同时上下行数据信号之间的波长间隔应为周期性滤波器的自由频谱间隔的整数倍，即为了同时地实现啁啾管理，上下行数据信号位于周期性滤波器的谱型的相同的位置处（上升沿或者下降沿）；周期性滤波器的自由频谱间隔是可调谐的。

[0025] 光网络单元包括光可调滤波器、第二光环行器、光电探测器、上行数据信号源和上行直接调制激光器和第二媒体介质控制模块，其中：光分布式光纤连接到第二光环行器的第2端口，第二光环行器的第3端口连接光可调滤波器输出后连接光电探测器实现下行数据信号的检测；上行数据信号源驱动上行直接调制激光器的输出连接到第二光环行器的第1端口，调制的上行数据信号通过第二光环行器的第2端口连接光分布式光纤进而实现上行数据信号的输出；第二媒体介质控制模块主要是通过接收下行控制协议，实现控制下行接收数据的时隙和波长以及上行发射数据的时隙和波长。

[0026] 光远端节点是由一个1:N光分路/合路器构成，光远端节点位于光线路终端和光网络单元之间，一端通过馈线式光纤连接光线路终端，另一端通过分布式光纤连接光网络单元；其主要用以将下行数据信号通过分布式光纤分发给与之相连的各个光网络单元，同时，将不同光网络单元的不同波长的上行数据信号通过分布式光纤由合路器耦合，耦合后的上行数据信号通过馈线式光纤上传到光线路终端进行处理。

[0027] 所述的上行发射机，即上行直接调制激光器，其应该具有波长可调谐的功能，用以实现光网络单元的无色化；此外该上行直接调制激光器的波长可调谐特性，可以是通过温度调谐来实现也可以是通过电流调谐来实现。

[0028] 所述的下行数据信号发射模块和下行数据信号接收模块的数量均为M个，M取4、8或16等，具体取值是根据PON系统需要的下行速率所决定；

[0029] 所述的上行数据信号发射模块和上行数据信号接收模块的数量均为L个，L可取4、8或16等，L的取值主要取决于PON系统需要的上行速率；上行波长可调谐的直接调制激光器，要求其具有较大的发射光功率可提高上行的光功率预算。

[0030] 所述的上行数据信号发射模块主要是由上行数据信号源与上行波长可调谐的直接调制激光器构成。

[0031] 所述的光远端节点的1:N光分路/合路器，其中N为无源光网络中的ONU的数量，N可以取到64、128、256、512、1024（其ONU的个数主要依据系统中的传输光纤的长度）。

[0032] 所述的光分布式光纤和馈线式光纤，其两者加起来的总长度可以为20km,40km,60km,80km或者100km，其铺设长度要根据系统的具体需要综合考虑来决定。

[0033] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明在TWDM-PON网络系统的下行发射机模块，采用波长可调谐的直接调制激光器，可以提高下行发射机的发射光功率，降低发射机成本；同时，为了克服直接调制激光器的啁啾对传输系统中的色散容忍度降低的缺点，该系统提出在光线路终端部署一个周期性滤波器，该周期性滤波器不但可以同时管理上下行发射机的啁啾问题，而且其器件的成本可以由接入该网络中的所有用户共享，此外，周期性滤波器实现简单，可以集成在光波分复用器中降低了系统复杂度；再者，该系统可以沿用已存在的光纤分布式网络即不改变现有接入网系统中的远端节点结构，可以与现有的无源光网络实现完全兼容，易于在现有网络的基础上升级改造；在光网络单元端，采用波长可调谐的直接调制激光器作为上行光源，一方面可以一定程度降低无色光网络单元的成本，另一方面由于激光器的波长可调谐性可以较好地实现上行资源的灵活接入。

附图说明

[0034] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0035] 图1为根据本发明提供的低成本的基于直接调制激光器的混合波分时分复用的无源光网络传输系统的结构示意图；

[0036] 图2为下行数据信号的发射模块的结构原理图；

[0037] 图3为上行数据的接收模块的结构原理图；

[0038] 图4为周期性滤波器、下行数据信号通过与没有通过延迟干涉仪的谱型图；

[0039] 图5为周期性滤波器、上行数据信号通过与没有通过延迟干涉仪的谱型图；

[0040] 图6为直接调制信号没有经过周期性滤波器传输50km标准单模光纤的光眼图；

[0041] 图7为直接调制信号传输50km标准单模光纤经过周期性滤波器进行啁啾管理后的光眼图。

具体实施方式

[0042] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

[0043] 本发明一方面充分利用波长可调谐的直接调制激光器作为上下行的高输出功率发射机，提高PON系统的上下行传输的功率预算，降低上下行发射机的成本，以较低的成本实现ONU的高速无色发射机模块；另一方面，本发明在光网络终端仅部署一个周期性滤波器，用于多路上下行直接调制数据的啁啾管理，提高了系统的对光纤色散的容忍度，增加了系统传输距离，并在一定程度上提高系统的光功率预算；最后，该系统易于实现，可在现有接入网的基础上进行升级改造。

[0044] 具体地，如图1所示，在本实施例中，根据本发明提供的基于直调激光器的混合波分时分复用无源光网络传输系统包括：光线路终端、馈线式光纤、分布式光纤、远端节点、光网络单元，其中：所述光线路终端与馈线式光纤的一端相连，馈线式光纤的另一端连接远端节点，远端节点为1:N光分路/合路器（N取64、128、256、512或1024，其具体值需要综合考虑系统中的传输距离和系统的光功率预算），光分路/合路器（Splitter）通过分布式光纤连接光网络单元1、光网络单元2、……,光网络单元N。具体地，N值取决于光分路合路器的分光比，N可取64、128、256、512或1024。

[0045] 光线路终端主要是由第一媒体介质控制模块、M个下行数据信号发射模块、L个上行NRZ数据接收模块、光波分复用器、第一光环行器、周期性滤波器、光放大器构成。其中：M个下行数据信号发射模块连接到第一光环行器第1端口，第一光环行器的第2端口连接到光波分复用器，光波分复用器的输出连接到周期性滤波器的1端口，周期性滤波器的输出2端口连接到光放大器进而实现下行数据信号的发射；上行直调调制的数据到达光线路终端连接到光放大器，光放大器连接周期性滤波器的第2端口，周期性滤波器的第1端口连接到光波分复用器，经过光波分复用器连接到第一光环行器的2端口，由第一光环行器的第1端口直接连接到上行数据信号接收模块。具体的M以及L值取决于升级的PON系统中的下行速率和上行速率，M可取4、8或16等，L可取4、8或16等。

[0046] 光线路终端中的媒体介质控制模块，主要用于控制下行数据信号调制的波长和时隙，同时对上行ONU数据的发射实施调控。

[0047] 进一步地，上行数据信号接收模块为普通光电探测器加跨阻放大器。下行数据信号发射模块的结构如图2所示，主要由下行数据信号源、波长可调谐的直接调制DFB激光器组成。周期性滤波器的自由频谱间隔是可调谐的。

[0048] 远端节点的光分路/合路器用以将下行数据信号通过分布式光纤分发给与之相连的各个光网络单元；同时，不同光网络单元的不同波长的上行数据通过分布式光纤由合路器耦合，耦合后的上行数据通过馈线式光纤上传到光线路终端进行处理。

[0049] 再如图1所示，任意一个光网络单元主要是由第二光环行器、光可调滤波器、光电探测器、下行数据信号处理模块、上行数据信号源、波长可调谐的上行直接调制激光器、第二媒体介质控制模块组成。其中，分布式光纤的一端连接第二光环行器的第2端口，第二光环行器的第3端口的输出连接至光可调滤波器，光可调滤波器的输出后连接光电探测器，光电探测器的输出由经下行数据信号处理模块连接至第二媒体介质控制模块，进而完成该光网络单元的下行数据的接收；上行数据信号源驱动上行直接调制激光器，上行直接调制激光器输出连接到第二光环行器第1端口，调制的上行数据信号通过第二光环行器的第2端口进入分布式光纤进而实现上行数据信号的输出。

[0050] 在光网络单元中，上行直接调制激光器具有至少10Gb/s数据调制能力，同时具有波长可调谐功能（可以是温度控制的波长可调谐或者是电流控制的波长可调谐）用以实现光网络单元的无色化，可实现将不同ONU的数据调制不同波长。第二媒体介质控制模块用于控制ONU下行数据信号的接收，主要控制光可调滤波器的中心波长和下行数据信号接收的时隙；同时，该第二媒体介质控制模块还用于控制上行发射机的发射波长和数据传送的时隙。

[0051] 光线路终端的周期性滤波器用于同时地管理上下行数据信号的啁啾。经过实验验证该方案的可行性，其周期性滤波器的谱型图、经过与没有经过周期性滤波器的直接调制的上下行光谱图如图4、5所示。图4、5中的周期性滤波器的自由频谱范围为25GHz。图6和图7展示了直接调制数据信号没有经过该周期性滤波器和经过周期性滤波器传输50km的光纤后的光眼图。由该图可知，如果不经过啁啾管理的上行数据信号经过光纤传输后，其性能较差，不可能获得零误码的情况。

[0052] 在本实施例中，采用基于直接调制的时分波分复用的上下行传输技术以及利用低成本的周期性滤波器同时实现上下行数据信号的啁啾管理，具有以下的优点：

[0053] 1）该体系结构下行采用波长可调谐的下行直调调制激光器作为下行发射机，直调调制激光器的应用一方面增加下行数据信号的发射光功率，增加系统的功率预算；另一个方面，该调制器件体积小易于集成，可降低下行发射机的成本问题。

[0054] 2）光网络单元采用波长可调谐的上行直接调制激光器作为上行数据信号发射机，可以较好解决ONU无色化问题，同时，直接调制激光器使用可以降低光网络单元本身的成本问题。

[0055] 3）光线路终端仅仅部署一个周期性滤波器，用于同时地上下行数据信号的啁啾管理，一方面系统增添的新器件成本可以由接入网络的所有用户共享；再者，周期性滤波器易于实现，便于集成，可以与光线路终端的光波分复用器集成在一起，一定程度上减少器件的尺寸；此外，周期性滤波器部署在光线路终端的光放大器之前，由该器件带来的差损可以由光放大器来补偿，一定程度增加了系统的功率预算；另一个方面周期性滤波器的补偿一定程度上抑制了信号的啁啾，增加了系统的抗色散能力。

[0056] 4)该体系结构不改变现有铺设的无源光网络的光纤分布式网络的结构，且可沿用现有PON系统中的远端节点结构，因而可在现有的PON系统进行平滑升级，且完全与现有PON系统兼容，进而可在一定程度上降低PON升级成本。

[0057] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。