在示例中，通信模块包括光发射器、光接收器和周期滤波器。光发射器被配置成发射外向光信号。光接收器被配置成接收内向光信号。外向光信号的第一频率与内向光信号的第二频率偏移，偏移量小于在包括通信模块的光通信系统中实现的复用器/解复用器的信道间隔。周期滤波器位于外向光信号和内向光信号二者的光路中，并且所述周期滤波器的透射光谱具有周期性透射波峰和波谷。外向光信号的第一频率可以与透射波峰中的一个对准，并且内向光信号的第二频率可以与透射波谷中的一个对准，或者反之亦然。
光发射器，其被配置成发射表示从主机接收的外向电信号的外向光信号，所述外向光信号通过光通信系统的复用器/解复用器的模块侧端口被发送到所述光通信系统；
光接收器，其被配置成通过发送所述外向光信号的所述复用器/解复用器的相同模块侧端口接收内向光信号，并且将所述内向光信号转换为内向电信号以提供给所述主机，其中，通过所述复用器/解复用器的模块侧端口发送的所述外向光信号的第一频率与通过所述复用器/解复用器的模块侧端口接收的所述内向光信号的第二频率偏移，偏移量小于所述复用器/解复用器的信道间隔，所述外向光信号的第一频率和所述内向光信号的第二频率各自对准所述复用器/解复用器的透射光谱的公共透射波峰；
周期滤波器，其位于所述外向光信号的光路中并且位于所述内向光信号的光路中，所述周期滤波器具有包含周期性透射波峰和透射波谷的透射光谱，其中：所述外向光信号的第一频率与所述透射波峰中的一个对准，并且所述内向光信号的第二频率与所述透射波谷中的一个对准；或者所述外向光信号的第一频率与所述透射波谷中的一个对准，并且所述内向光信号的第二频率与所述透射波峰中的一个对准。
2.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述周期滤波器包括具有固定的周期性透射波峰和透射波谷的固定波长滤波器。
3.根据权利要求2所述的通信模块，其中，所述固定波长滤波器包括基于标准具的固定波长滤波器。
4.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述周期滤波器包括具有可调谐的周期性透射波峰和透射波谷的可调谐波长滤波器。
5.根据权利要求4所述的通信模块，其中，所述可调谐波长滤波器包括基于标准具的可调谐波长滤波器。
6.根据权利要求5所述的通信模块，其中，所述基于标准具的可调谐波长滤波器的峰值波长被配置成通过调谐所述基于标准具的可调谐波长滤波器的温度来进行设定，以实现目标波长。
7.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述周期滤波器包括可调谐滤波器，用于在所述复用器/解复用器的信道间隔内提供所述外向光信号和所述内向光信号的添加/删除。
8.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述光发射器包括可调谐发射器。
抽头分配器，其位于所述外向光信号的光路中，用于分接所述外向光信号的一部分，以使所述外向光信号的一部分重定向至监测器光路；
监测光电二极管，其位于所述监测器光路中，用于接收所述外向光信号的一部分并测量所述外向光信号的功率；以及处理器，其被耦接至所述光发射器、所述光接收器和所述周期滤波器，并且被配置成调谐所述周期滤波器、监测所测量的所述外向光信号的功率并且监测由所述光接收器测量的所述内向光信号的功率。
10.根据权利要求9所述的通信模块，其中，所述处理器还被配置成相对于彼此来调整所述光发射器的中心发射波长或所述周期滤波器的透射光谱的透射波峰的中心波长中的至少一个，以提高所测量的所述外向光信号的功率。
所述通信模块还包括第二周期滤波器，所述第二周期滤波器位于所述光接收器与所述第一周期滤波器之间的所述内向光信号的光路中；并且所述第二周期滤波器的透射光谱的周期性透射波峰和透射波谷分别与所述第一周期滤波器的透射光谱的周期性透射波谷和波峰对准。
12.根据权利要求11所述的通信模块，其中，所述第一周期滤波器或所述第二周期滤波器中的一个或二者被配置成用于控制作为本地光发射器的所述光发射器的中心波长或生成所述内向光信号的远程光发射器的中心波长。
13.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述周期滤波器包括非平顶滤波器。
14.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述周期滤波器包括平顶滤波器。
本地复用器/解复用器，包括光纤侧端口和多个模块侧端口，其中，所述光纤侧端口被配置成通信地耦接至光纤的一端，在所述光纤的另一端处具有远程复用器/解复用器；
多个本地双向通信模块，其耦接至所述本地复用器/解复用器的多个模块侧端口，所述多个本地双向通信模块中的每个被配置成：在所述本地复用器-解复用器的透射光谱的相应透射波峰内，在相应信道上通过所述本地复用器/解复用器的相应模块侧端口发送相应外向光信号；并且在与所述相应外向光信号相同的所述透射光谱的相应透射波峰内，通过所述本地复用器/解复用器的与发送所述相应外向光信号相同的相应模块侧端口接收相应内向光信号，在不同的相应信道上接收所述相应内向光信号；
波长监测器，其通信地耦接至所述光纤，并且被配置成监测所述内向光信号或所述外向光信号中的至少一个的波长；以及集中控制器，其耦接至所述波长监测器、所述多个本地双向通信模块以及被耦接至所述远程复用器/解复用器的模块侧端口的多个远程双向通信模块；
其中，所述集中控制器被配置成：基于来自所述波长监测器的波长监测器信息，控制所述内向光信号或所述外向光信号中的至少一个的中心波长；并且其中，所述多个本地双向通信模块中的每个包括周期滤波器，所述周期滤波器位于所述相应外向光信号的光路中并且位于所述相应内向光信号的光路中，所述周期滤波器具有包含周期性透射波峰和透射波谷的透射光谱。
16.根据权利要求15所述的通信系统，其中，所述本地双向通信模块中的每个包括：光发射器，其被配置成发射所述外向光信号中相应的一个；以及
光接收器，其被配置成接收所述内向光信号中相应的一个，并且将所述内向光信号中相应的一个转换成相应的内向电信号；其中，所述外向光信号中相应的一个的第一频率与所述内向光信号中相应的一个的第二频率偏移，偏移量小于所述本地复用器/解复用器的信道间隔；
所述外向光信号中相应的一个的所述第一频率与所述透射波峰中的一个对准，并且所述内向光信号中相应的一个的所述第二频率与所述透射波谷中的一个对准；或者所述外向光信号中相应的一个的所述第一频率与所述透射波谷中的一个对准，并且所述内向光信号中相应的一个的所述第二频率与所述透射波峰中的一个对准。
17.根据权利要求16所述的通信系统，其中，所述本地双向通信模块中的每个的所述周期滤波器被配置成：追踪相应本地双向通信模块的所述光发射器的中心波长。
所述本地双向通信模块中的每个的所述周期滤波器包括所述相应本地双向通信模块的第一周期滤波器；
所述本地双向通信模块中的每个还包括第二周期滤波器，所述第二周期滤波器位于相应光接收器与相应第一周期滤波器之间的相应内向光信号的光路中；并且所述第二周期滤波器的透射光谱的周期性透射波峰和透射波谷分别与相应第一周期滤波器的透射光谱的周期性透射波谷和透射波峰对准。
19.根据权利要求18所述的通信系统，其中，所述本地双向通信模块中的每个的所述第二周期滤波器被配置成：追踪生成相应内向光信号的相应远程双向通信模块的光发射器的中心波长。
所述本地复用器/解复用器包括100千兆赫(GHz)复用器/解复用器；
所述多个本地双向通信模块包括四十个本地双向通信模块，所述四十个本地双向通信模块被配置成共同生成四十个外向光信号，每个所述外向光信号彼此处在不同的信道上；
所述多个远程双向通信模块包括四十个远程双向通信模块，所述四十个远程双向通信模块被配置成共同生成四十个内向光信号，每个所述内向光信号彼此处在不同的信道上，并且与所述四十个外向光信号均处在不同的信道上；并且所述四十个外向光信号和所述四十个内向光信号的信道都落在1530纳米至1565纳米的ITU-T C波段的波长范围内。
所述本地复用器/解复用器的光谱的端口中心到端口中心的间隔为ΔGHz；并且对于所述本地双向通信模块中的每个而言，从所述本地双向通信模块输出的相应外向光信号和在所述本地双向通信模块处接收的相应内向光信号的不同信道在光谱上彼此间隔0.3*ΔGHz至0.7*ΔGHz的范围内的量。
本地复用器/解复用器，包括光纤侧端口和多个模块侧端口，其中，所述光纤侧端口被配置成通信地耦接至光纤的一端，在所述光纤的另一端处具有远程复用器/解复用器；
多个本地双向通信模块，其耦接至所述本地复用器/解复用器的多个模块侧端口，所述多个本地双向通信模块中的每个被配置成：在所述本地复用器-解复用器的透射光谱的相应透射波峰内，在相应外向信道上通过所述本地复用器/解复用器的相应模块侧端口发送相应外向光信号；并且在与所述相应外向光信号相同的透射光谱的相应透射波峰内，通过所述本地复用器-解复用器的与发送所述相应外向光信号相同的相应模块侧端口接收相应内向光信号，在相应内向信道上接收所述相应内向光信号；
其中，所述本地双向通信模块中的每个包括周期滤波器，所述周期滤波器位于所述相应外向光信号的光路中并且位于所述相应内向光信号的光路中，所述周期滤波器具有包含周期性透射波峰和透射波谷的透射光谱；并且其中：
所述相应外向光信号的第一频率与所述透射波峰中的一个对准，并且所述相应内向光信号的第二频率与所述透射波谷中的一个对准；或者所述相应外向光信号的第一频率与所述透射波谷中的一个对准，并且所述相应内向光信号的第二频率与所述透射波峰中的一个对准。
双向通信模块
[0001] 相关技术的交叉引用
[0002] 本申请要求于2016年3月22日提交的美国临时申请第62/311,782号的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
[0003] 本文中讨论的实施方式涉及两个方向的(双向)通信模块和系统。
背景技术
[0004] 除非本文中另有说明，否则本文所描述的材料不是关于本申请的权利要求的现有技术，并且不因包含在本节中而被认为是现有技术。
[0005] 一些光通信系统实现了波分复用(WDM)，其中，通过同一光纤传送不同波长/频率信道上的多个光信号。一种WDM架构是2光纤WDM环，其中，通过一个光纤传送沿某一方向行进的第一组多个光信号(在本文中将其随意称为东向光信号(eastbound optical signal))，而通过另一不同的光纤传送沿相反方向行进的第二组多个光信号(在本文中将其随意称为西向光信号(westbound optical signal))。每个光纤的输入端处的相应的复用器将来自不同通信模块的东向或西向光信号在空间上组合成光纤中相应的一个光纤。每个光纤的输出端处的相应的解复用器将东向或西向光信号在空间上分离，并且将各个光信号分配给不同的通信模块。
[0006] 一些WDM架构将各种东向/西向光信号分配给ITU-T C波段和/或ITU-T L波段，每个波段可以以100千兆赫(GHz)信道间隔容纳50个信道。一些传统WDM架构具有100GHz复用器和/或解复用器。假设上述2光纤WDM环架构中有40个西向光信号和40个东向光信号，针对东向光信号和西向光信号使用不同的光纤是指可以跨光纤重复使用频率信道，只要每个频率信道仅被每个光纤使用一次，使得所有80个东向光信号和西向光信号都可以被容纳在C波段中即可。然而，2光纤WDM环架构需要两个独立的光纤。
[0007] 其他WDM架构可以用单个双向光纤来实现。例如，如果信道间隔减小到50GHz，则所有80个东向/西向光信号可以被容纳在单个双向光纤上的C波段中。这种配置需要在双向光纤的每一端处都有50Ghz复用器/解复用器，这可能比100GHz复用器/解复用器更昂贵。
[0008] 可替选地，如果除了C波段之外信道分配被扩展至L波段，则可以将单个双向光纤中的共80个东向/西向光信号的信道间隔保持在100GHz。与具有限制于C波段的信道分配的WDM架构相比，这种架构可能需要更广泛和/或更昂贵的通信模块库存。
[0009] 本文要求保护的主题不限于解决任何缺点的实施方式或仅在例如上述环境的环境下操作的实施方式。相反，提供该背景技术仅用于说明可以实践本文中所描述的一些实施方式的一个示例性技术领域。
发明内容
[0010] 提供此发明内容来以简化形式介绍一系列概念，在下面的具体实施方式中将进一步描述这些概念。本发明内容既不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或基本特性，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0011] 本文中描述的一些示例性实施方式总体上涉及双向通信模块和系统。
[0012] 在示例性实施方式中，通信模块包括光发射器、光接收器和周期滤波器。光发射器被配置成发射外向光信号(outbound optical signal)。光接收器被配置成接收内向光信号(inbound optical signal)。外向光信号的第一频率与内向光信号的第二频率偏移，偏移量小于在包括通信模块的光通信系统中实现的复用器/解复用器的信道间隔。周期滤波器位于外向光信号和内向光信号二者的光路中，并且该周期滤波器具有包含周期性透射波峰和波谷的透射光谱。外向光信号的第一频率可以与透射波峰中的一个对准，并且内向光信号的第二频率可以与透射波谷中的一个对准，或者反之亦然。
[0013] 在另一示例性实施方式中，一种系统包括本地复用器/解复用器、多个本地双向通信模块、波长监测器和集中控制器。本地复用器/解复用器包括光纤侧端口和多个模块侧端口。光纤侧端口被配置成通信地耦接至光纤的一端，在该光纤的另一端处具有远程复用器/解复用器。本地双向通信模块耦接至本地复用器/解复用器的模块侧端口。本地双向通信模块中的每个被配置成：在本地复用器-解复用器的透射光谱的相应透射波峰内，在相应信道上发送相应的外向光信号，并且在与所述相应的外向光信号相同的所述透射光谱的相应透射波峰内，在相应信道上接收相应内向光信号。波长监测器通信地耦接至光纤，并且被配置成监测内向光信号或外向光信号中的至少一个的波长。集中控制器耦接至波长监测器、本地双向通信模块以及被耦接至远程复用器/解复用器的模块侧端口的多个远程双向通信模块。集中控制器被配置成：基于来自波长监测器的波长监测器信息，控制内向光信号或外向光信号中的至少一个的中心波长。
[0014] 本公开内容的另外的特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分特征和优点将根据该描述变得明显，或者可以通过实践本公开内容来获知。本公开内容的特征和优点可以借助于在所附权利要求书中特别指出的工具和组合来实现和获得。本公开内容的这些和其他特征将根据以下描述和所附权利要求书而变得更加充分明了，或者可以通过如下文阐述的对本公开内容的实践来获知。
附图说明
[0015] 为了进一步阐明本公开内容的上述和其他优点和特征，将通过参照在附图中示出的本公开内容的具体实施方式来呈现对本公开内容的更具体的描述。应当理解，这些附图仅描绘了本公开内容的典型实施方式，并且因此不被认为是对本公开内容的范围的限制。通过使用附图，将通过附加的特征和细节来描述和说明本公开内容，在附图中：
[0016] 图1示出了示例性光通信系统，其实现WDM以在多个通信模块之间跨光纤双向地传送多个光信号；
[0017] 图2示出了根据本文中描述的至少一个实施方式布置的另一示例性光通信系统；
[0018] 图3示出了根据本文中描述的至少一个实施方式布置的另一示例性光通信系统；
[0019] 图4概括并描绘了根据所描述的至少一个实施方式布置的实现WDM的四种不同的光通信系统A、B、C和D。
[0020] 图5示出了根据本文中描述的至少一个实施方式布置的另一示例性光通信系统；
[0021] 图6示出了根据本文中描述的至少一个实施方式布置的、例如可以在图2和图3的光通信系统中实现的两个示例性双向复用器/解复用器单元；
[0022] 图7示出了根据本文中描述的至少一个实施方式布置的、例如可以在图2和图3的光通信系统中实现的另一示例性双向复用器/解复用器单元；
[0023] 图8示出了根据本文中描述的至少一个实施方式布置的、例如可以在图2和图3的光通信系统中实现的另一示例性双向复用器/解复用器单元；
[0024] 图9示出了根据本文中描述的至少一个实施方式布置的、例如可以在图2和图3的光通信系统中实现的另一示例性双向复用器/解复用器单元；以及
[0025] 图10示出了利用远程波长控制方案实现的另一示例性光通信系统。
具体实施方式
[0026] 图1示出了示例性光通信系统100(在下文中称为“系统100)，该系统实现了波分复用(WDM)以在多个通信模块104、106之间跨光纤102双向地传送多个光信号。在图1和本文的其他图中，将从左向右通过光纤102的方向任意地称为东，而将从右向左通过光纤102的方向任意地称为西。本文中使用的东和西不一定指基本方向，而是出于便捷的简写，用来指定部件相对于彼此的相对方向和/或取向。
[0027] 在图1的示例中，系统100在光纤102的两端中的每一端处包括40个通信模块104、106。具体地，在图1的示例中，系统100包括在光纤102的西端处的40个通信模块104以及在光纤102的东端处的40个通信模块106。在其他示例中，系统100可以在光纤102的两端中的每一端处包括一些其他数量的通信模块104、106。
[0028] 在光纤102的每一端处，描绘了通信模块104和106中的第一个通信模块和最后一个通信模块(例如，通信模块1和通信模块40)，并且将其分别标记为“Bi-Di TRX01”和“Bi-Di TRX40”。由于附图中的空间限制，在光纤102的任一端处未示出通信模块2至通信模块
39。
[0029] 在示例性实施方式中，每个通信模块104、106包括发射器，该发射器被配置成以与系统100中的其他通信模块104、106的发射器所发射的其他光信号的指定频率(和波长)不同的指定频率(和波长)发射表示从主机设备接收的电信号的光信号。各种指定频率(和相应的波长)可以被称为信道。此外，每个通信模块包括接收器，该接收器被配置成在信道中的特定一个信道中接收光信号。
[0030] 在图1和本文的其他图中，每个发射器被标记为“TX”，每个接收器被标记为“RX”。可以根据格式“ChXXY”来标记每个发射器和接收器的信道分配，其中，“XX”是包括有发射器或接收器的通信模块104、106的编号的占位符(例如，“01”指第一个通信模块104、106，或者“40”指最后一个通信模块104、106)，并且“Y”是信道传送方向的占位符(例如，“A”指东向光信号，或者“B”指西向光信号)。因此，在光纤102的西端处的第一个通信模块104中的发射器被标记为“TX Ch01A”，其中，TX指明该部件为发射器，而“Ch01A”指明第一个通信模块“01”的发射器沿东向方向“A”进行传送的特定信道“Ch”分配。上述命名约定可以类似地应用于系统100中的其他发射器和接收器的其他信道分配。
[0031] 在光纤102的每端处，系统100还包括在光纤102的相应端与相应的通信模块104或106之间的光学复用器/解复用器(Mux/Demux)108、110。在示例性实施方式中，复用器/解复用器108、110中的每一个可以包括100千兆赫(GHz)复用器/解复用器。
[0032] 在图1的示例中，每个复用器/解复用器108、110包括40个模块侧端口和单个光纤侧端口。更一般地，每个复用器/解复用器108、110可以包括两个或更多个模块侧端口，模块侧端口的具体数量取决于系统100中的信道的数量和/或通信模块104、106的数量。
[0033] 在操作中，左复用器/解复用器108被配置成在其40个模块侧端口上接收来自40个左通信模块104的40个东向光信号，并且在空间上对40个东向光信号进行组合(例如复用)，以通过其光纤侧端口输出至光纤102。40个空间组合的东向光信号通过光纤102向东传送至右复用器/解复用器110。右复用器/解复用器110被配置成通过其光纤侧端口接收来自光纤102的40个空间组合的东向光信号，并且在空间上分离(例如解复用)出单独的40个东向光信号。40个东向光信号通过右复用器/解复用器110的40个模块侧端口输出，使得40个东向光信号中的每一个被提供给40个右通信模块106中的不同的一个通信模块。
[0034] 类似地，右复用器/解复用器110被配置成在其40个模块侧端口上接收来自40个右通信模块106的40个西向光信号，并且在空间上对40个西向光信号进行组合(例如复用)，以通过其光纤侧端口输出至光纤102。40个空间组合的西向光信号通过光纤102向西传送至左复用器/解复用器108。左复用器/解复用器108被配置成通过其光纤侧端口接收来自光纤102的40个空间组合的西向光信号，并且在空间上分离(例如解复用)出单独的40个西向光信号。40个西向光信号通过左复用器/解复用器102的40个模块侧端口输出，使得这40个西向光信号中的每一个被提供给40个左通信模块块104中的不同的一个通信模块。
[0035] 上述示例假设左通信模块104总共包括40个模块，右通信模块106总共包括40个模块，并且左复用器/解复用器108和右复用器/解复用器110中的每一个包括40个光纤侧端口。本文所描述的实施方式可以类似地应用于在光纤的相对端处可以具有不同数量的通信模块的其他系统，其中，在光纤的每端处的复用器/解复用器可以具有不同数量的光纤侧端口。
[0036] 图1另外包括每个复用器/解复用器108、110的透射光谱112以及在系统100中的端口和信道分配。每个东向信道被分配给每个复用器/解复用器108、110的不同端口以及透射光谱112的不同透射波峰，而非其他东向信道。例如，在一个或多个实施方式中，东向信道01东、02东、...、39东和40东分别被分配给端口：端口1、端口2、....端口39和端口40以及透射光谱112的不同透射波峰，该透射波峰具有100GHz的中心到中心间隔。类似地，在一个或多个实施方式中，西向信道01西、02西、...、39西和40西分别被分配给端口：端口1、端口2、....端口39和端口40以及透射光谱112的不同透射波峰，该透射波峰具有100GHz的中心到中心间隔，或者如果使用循环AWG，则为100GHz附近。
[0037] 结合如上所述的发射器和接收器的命名而使用的信道分配命名约定与透射光谱112中的信道分配之间的关系是明确的。例如，TX Ch01A发送东向信道01东，而TX Ch01B发送西向信道01西。类似地，TX Ch40A发送东向信道04东，而TX Ch40B发送西向信道04西。因此，“ChXXY”命名约定基本上等同于结合透射光谱112讨论的“XX东”和“XX西”命名约定。
[0038] 根据图1和前面的描述，明显的是，为每个复用器/解复用器108、110中的每个端口分配了两个信道，其中，分配给每个端口的两个信道中的一个是东向信道，而另一个是西向信道。从图1还可以看出，可以在东向信道与西向信道之间设置未使用信道的防护带。
[0039] 因此，左复用器/解复用器108被配置成接收由模块侧端口n上的通信模块104中的通信模块n的信道n(例如，与01东至40东对应的Ch01A至Ch40A)上的发射器n(例如，TX Ch01A至TX Ch40A)发射的东向光信号n(其中，n是从1至40的索引)，并且在空间上组合所有n个东向光信号以输出至光纤102，以向东传送至右复用器/解复用器110。右复用器/解复用器110接收并在空间上分离该n个东向光信号，并且在模块侧端口n上输出每个东向光信号n，以由通信模块106的右通信模块n接收。
[0040] 类似地，右复用器/解复用器110被配置成接收由模块侧端口n上的通信模块106中的通信模块n的信道n(例如，与01西至40西对应的Ch01B至Ch40B)上的发射器n(例如，TX Ch01B至TX Ch40B)发射的西向光信号n，并且在空间上组合所有n个西向光信号以输出至光纤102，以向西传送至左复用器/解复用器108。左复用器/解复用器108接收并在空间上分离该n个西向光信号，并且在模块侧端口n上输出每个西向光信号n，以由通信模块104的左通信模块n接收。
[0041] 系统100中的每个通信模块104、106可以包括单个输入/输出端口，通过该单个输入/输出端口输出由通信模块104、106的发射器生成的外向光信号，并且还可以通过该单个输入/输出端口接收从相应复用器/解复用器108、110接收的内向光信号。在这些和其他实施方式中，每个通信模块104、106可以包括宽带滤波器113，其被配置成使外向信号通过并反射内向信号，或者使内向信号通过并反射外向信号。
[0042] 在示例性实施方式中，左通信模块104中的每个宽带滤波器113可以具有透射光谱114。透射光谱114被设计成与图1中的每个复用器/解复用器108、110的透射光谱112对准。
此外，右通信模块106中的每个宽带滤波器113可以具有透射光谱116。透射光谱116也被设计成与图1中的每个复用器/解复用器108、110的透射光谱112对准。
[0043] 如透射光谱112和114所示，左通信模块104中的每个宽带滤波器113可以包括低通滤波器，其被配置成使东向信道1至40(例如，01东至40东)上的所有东向信号通过并且反射西向信道1至40(例如，01西至40西)上的所有西向信号。例如，通信模块104的左通信模块1中的宽带滤波器113可以被配置成：使东向信道01东上由发射器TX Ch01A发射的光信号通过，以使该光信号可以通过其模块侧端口1输入至左复用器/解复用器108，并且反射西向信道01西上通过其模块侧端口1从左复用器/解复用器108接收的光信号，以使该光信号被接收器RX Ch01B接收。
[0044] 如透射光谱112和116所进一步示出的，右通信模块106中的每个宽带滤波器113可以包括高通滤波器，其被设计成使西向信道1至40(例如，01西至40西)上的所有西向信号通过，并且反射东向信道1至40(例如，01东至40东)上的所有东向信号。例如，通信模块106的右通信模块1中的宽带滤波器可以被设计成：使西向信道01西上由发射器TX Ch01B发射的光信号通过，以使该光信号可以通过其模块侧端口1输入至右复用器/解复用器110，并且反射东向信道01东上通过其模块侧端口1从右复用器/解复用器110接收的光信号，以使该光信号被接收器RX Ch01A接收。
[0045] 在图1的示例性实施方式中，东向信道可以包括在ITU-T C波段(例如，1530至1565纳米(nm))中具有100Ghz间隔的40个信道，而西向信道可以包括在ITU-T L波段(例如，1568至1610nm)中具有100GHz间隔的40个信道。在100GHz间隔处具有用于分隔东向信道和西向信道的额外波长间隙(图1中的“防护带”)的总共80个东向信道和西向信道不能单独适合C波段或L波段。
[0046] 图2示出了根据本文所描述的至少一种实施方式布置的另一示例光通信系统200(在下文中称为“系统200”)。与系统100类似，系统200可以包括通过光纤202与左通信模块
204和右模块通信206通信地耦接的左复用器/解复用器208和右复用器/解复用器210。图2中的每个复用器/解复用器208、210可以与图1中的复用器/解复用器108、110相同或类似，以及/或者可以包括100GHz复用器/解复用器。替选地或附加地，每个复用器/解复用器208、
210可以包括循环阵列波导光栅(AWG)、普通AWG、薄膜滤波器(TFF)或其他合适的复用器/解复用器。如图1所示，在图2中由于空间限制，仅描绘了通信模块204、206中的一些。替选地或附加地，左通信模块204可以包括40个模块，右通信模块206可以包括40个模块。
[0047] 在图1的系统100中，总共80个通信模块中的每个通信模块包括宽带滤波器113，用于使由相应的发射器发射的相应外向光信号通过，并朝向相应的接收器反射相应内向光信号。相比之下，在图2的系统200中，每个通信模块204、206可以包括具有窄带循环滤波器或周期滤波器的双向复用器/解复用器213，以实现类似功能。图2的配置可以容纳更高的信道密度，其允许在C波段中实现全部80个信道(假定40个左通信模块204和40个右通信模块206)，而不需要对系统200中的两个复用器/解复用器单元208、110中的任一个进行任何改变。
[0048] 更详细地，图2另外包括每个复用器/解复用器208、210的透射光谱112以及系统100中的端口和信道分配。与图1类似，在图2中，每个东向信道被分配至每个复用器/解复用器的不同端口以及透射光谱112的不同透射波峰，而非其他东向信道，同时每个西向信道被分配至每个复用器/解复用器的不同端口以及透射光谱112的不同透射波峰，而非其他西向信道。然而，在图2中，每个东向信道与相应的西向信道配对，其中，每个对中的两个信道可以间隔几十GHz，并且东向信道和西向信道二者不仅被分配至同一端口(如图1)，而且还被分配至透射光谱112的同一透射波峰。在图2中，东向信道可以在相邻的东向信道之间具有约100GHz的间隔，而西向信道也可以在相邻的西向信道之间具有约100GHz的间隔。每对中的东向信道与西向信道之间的间隔可以是50GHz，或者一般介于30GHz到70GHz之间。更一般地，假设每个复用器/解复用器208、210的透射光谱112具有相邻透射波峰之间的中心到中心间隔为ΔGHz的透射波峰，则每对中的东向信道与西向信道之间的间隔可以是0.5*ΔGHz或在从0.3*ΔGHz到0.7*ΔGHz的范围内。
[0049] 通过以成对的两个信道之间几十GHz的间隔将东向信道和西向信道配对在一起，可以在不需要替换传统部件例如该示例中的100GHz复用器/解复用器单元208、208中的每个的情况下，将图2的全部80个信道容纳在C波段中。在图2中，一对中的每个东向信道被示为处于比该对中的西向信道低几十GHz的频率。在其他实施方式中，该配置被反转，该对中的每个西向信道处于比该对中的东向信道低几十GHz的频率。
[0050] 图3示出了根据本文所描述的至少一种实施方式布置的另一示例光通信系统300(在下文中称为“系统300”)。系统300在某些方面与图2的系统200类似，除了在系统300中左复用器/解复用器308和右复用器/解复用器310中的每个可以包括400GHz或粗波分复用
(CWDM)复用器/解复用器，而非图2的示例中讨论的示例性100GHz复用器/解复用器208、
210。
[0051] 系统300中的每个通信模块204、206可以包括具有窄带循环滤波器或周期滤波器的双向复用器/解复用器213，如针对图2所讨论的。相对于例如图6至图9，更详细地描述可以在图2和图3的通信模块204、206中实现的关于示例性双向复用器/解复用器单元的其他细节。
[0052] 图3的左复用器/解复用器308和右复用器/解复用器310中的每个包括具有例如约400Ghz信道或约800GHz信道的透射光谱312。在图3的示例中，可以以每对相邻信道被间隔开几十GHz的交替布置来将多个东向信道和多个西向信道分配给复用器/解复用器308、310的相同模块侧端口。例如，在图3的示例中，每个复用器/解复用器308、310包括十个端口(例如，“端口1”、...、“端口10”)，每个端口被分配有四个东向信道和四个西向信道(例如，“1a东”、“1a西”、“1b东”、“1b西”、“1c东”、“1c西”、“1d东”和“1d西”都被分配至端口1)。东向信道和西向信道可以成对布置(如关于图2所描述的)，其中，每个对被称为子端口，对于端口1而言包括子端口“端口1a”、“端口1b”、“端口1c”和“端口1d”。图3的示例中的每个子端口可以与不同的通信模块204、206相关联，使得每个端口可以与如该端口所具有的子端口一样多的通信模块相关联。
[0053] 系统300可以另外包括分束器315，用于在相应端口和与该端口相关联的通信模块204、206之间的每个复用器/解复用器308、310的每个模块侧端口。在图3中，在光纤202的每个端处示出了单个分束器315，以易于理解在光纤202的每端处，系统300可以包括与相应的复用器/解复用器308、310的端口一样多的分束器315(例如，耦接至每个端口的不同的分束器315)。每个分束器315可以将每个通信模块204、206以及相应的复用器/解复用器308、310之间的光信号交换限制到与每个通信模块204、206相关联的相应的成对的东向信道和西向信道或相应的子端口。这样，在该示例中，每个分束器315可以包括100GHz复用器/解复用器或其他合适的光学器件。
[0054] 图4概括并描绘了根据本文所描述的至少一个实施方式布置的实现WDM的四种不同的光通信系统(在下文中称为“系统”)A、B、C和D。图4另外包括概括了与系统A至D中的每个系统相关联的各种参数的表。图1的系统100是图4中的系统C的示例性实现。图2或图3的系统200、300各自分别是图4中的系统D的示例性实现。后续附图中描述的其他系统也是图4中的系统D的示例。
[0055] 如图4所示，系统D的实施方式可以具有比系统A至C更低的成本，因为系统D可以用一个馈送光纤和更少的终端来实现。系统D的实施方式还可以在不需要C+L波段循环AWG和L波段模块的情况下使用现有的低成本100GHz复用器/解复用器单元。替选地或附加地，图4的系统D的实施方式可以实现灵活的架构，其允许光学分插复用器(OADM)、复用器(Mux)和解复用器(Demux)的任何组合，而不受可用的50GHz复用器/解复用器或C+L循环AWG的限制。此外，与系统C相比，系统D可以适合更多信道，例如，适合标准C波段，因为不需要预留波长间隙。图5中示出了可以由系统D的实施方式实现的这种架构的示例。在图5中，“RRU”代表射频拉远单元(remote radio unit)，“BBU”代表基带单元(base band unit)。
[0056] 可以在系统200、300或图2至图4的系统D的每个通信模块204、206中实现的双向复用器/解复用器的实施方式可以具有各种配置中的任何一种以及/或者可以包括固定滤波器或可调谐循环滤波器或周期滤波器。下文更详细地示出并描述了双向复用器/解复用器的各种示例配置。
[0057] 例如，图6示出了根据本文描述的至少一个实施方式布置的、例如可以在系统D、系统200、系统300和/或本文描述的其他系统中实现的两个示例性双向复用器/解复用器单元600A、600B。在每个双向复用器/解复用器单元600A、600B中，用虚线轮廓围绕双向复用器/解复用器单元600A或600B的部件，并且针对上下文轮廓外部描绘了相应通信模块或相应系统的其他部件。双向复用器/解复用器单元600A、600B外部的部件包括发射器(TX激光器)、接收器(RX PD)和光纤。关于用于该上下文的发射器、接收器和光纤以类似方式描绘了本文描述的其他双向复用器/解复用器单元，并且除非需要描述相应的双向复用器/解复用器单元的操作，否则将不再重复对这些部件的描述。
[0058] 双向复用器单元600A、600B中的每个包括：以任何合适的角度(例如与光纤成45度)布置的第一滤波器602，以及位于发射器与第一滤波器602之间的光学隔离器604。每个双向复用器单元600A、600B还包括：位于发射器与光学隔离器604之间的第一透镜606、位于接收器与第一滤波器602之间的第二透镜608以及位于第一滤波器602与光纤之间的第三透镜610。发射器与光学隔离器604之间的第一透镜606可以被配置成对发射器发射的外向光信号进行准直。接收器与第一滤波器602之间的第二透镜608可以被配置成将内向光信号聚焦到接收器上。第三透镜610可以被配置成将(通过第一透镜606、光学隔离器604和第一滤波器602)从发射器接收的外向光信号聚焦到光纤中。第三透镜610还可以被配置成对从光纤接收的内向光信号进行准直，该经准直的内向光信号被引导至第一滤波器602，第一滤波器602通过第二透镜608并且通过双向复用器/解复用器单元600B中的第二滤波器612将该
经准直的内向光信号重定向至接收器。本文描述的其他双向复用器/解复用器单元可以类似地包括第一透镜、第二透镜和第三透镜以及光学隔离器，并且除非需要描述相应的双向复用器/解复用器单元的操作，否则将不再重复对这些部件的描述。双向复用器/解复用器单元600B还包括第二滤波器612，其处于第一滤波器602与接收器之间，并且更具体地处于第一滤波器602与第二透镜608之间。
[0059] 每个双向复用器/解复用器单元600A、600B中的第一滤波器602可以包括非平顶透射光谱602A。替选地，每个双向复用器/解复用器单元600A、600B中的第一滤波器602可以包括平顶透射光谱602B。在包括透射光谱602A和602B的图中，竖直线界定了在例如相对于透射光谱602A、602B的ITU-T C波段网格中的100GHz信道的边界。
[0060] 如图6所示，透射光谱602A和602B中的每个可以包括100GHz的第一自由光谱范围(FSR1)或者一些其他FSR1。在一些实施方式中，由图6中的每个发射器发射的外向光信号可以位于被定位或对准至透射光谱602A或602B的透射波峰的信道处，使得外向光信号可以穿过第一滤波器602。相比之下，内向光信号可以位于被定位或对准至透射光谱602A或602B的波谷的信道处，使得内向光信号可以被第一滤波器602反射至接收器。
[0061] 当第一滤波器602包括非平顶透射光谱602A时，双向复用器/解复用器单元600B中的第二滤波器612可以包括透射光谱604A。替选地或附加地，当第一滤波器602包括平顶透射光谱602B时，双向复用器/解复用器单元600B中的第二滤波器612可以包括透射光谱604B。透射光谱604A和604B中的每个可以包括100GHz的第二自由光谱范围(FSR2)或者一些其他FSR2。在一些实施方式中，由双向复用器/解复用器单元600B接收的内向光信号可以位于被对准至透射光谱604A或604B的透射波峰的信道处，使得内向光信号可以穿过第二滤波器612到达接收器。
[0062] 双向复用器/解复用器单元600A中的第一滤波器602可以包括固定(例如，不可调谐)滤波器。双向复用器/解复用器单元600B中的第一滤波器602和第二滤波器612还可以各自包括固定滤波器。在其他实施方式中，第一滤波器602和第二滤波器612中的一个或二者可以包括可调谐滤波器，如以下更详细描述的。
[0063] 图7至图9示出了根据本文描述的至少一个实施方式布置的、例如可以在系统D、系统200、系统300和/或本文描述的其他系统中实现的三个其他示例性双向复用器/解复用器单元700、800、900。图7的双向复用器/解复用器单元700包括与图6的双向复用器/解复用器单元600B相同或相似的部件，不同之处在于，图7的双向复用器/解复用器单元700包括第一可调谐滤波器702和第二可调谐滤波器712，而不是固定的第一滤波器602和第二滤波器612。图7的双向复用器/解复用器单元700可以被实现在具有控制器和/或一个或更多个传感器(下文中的检测与控制)的通信模块中，以根据需要调谐第一可调谐滤波器702和第二可调谐滤波器712中的每个。
[0064] 双向复用器/解复用器单元700中的第一可调谐滤波器702可以具有透射光谱602A或602B，其中，透射光谱602A或602B可以是可调谐的。类似地，双向复用器/解复用器单元
700中的第二可调谐滤波器712可以具有透射光谱604A或604B，其中，透射光谱604A或604B可以是可调谐的。
[0065] 图8的双向复用器/解复用器单元800包括与图7的双向复用器/解复用器单元700相同或相似的部件，并且还包括位于第三透镜610与第一可调谐滤波器702之间的抽头分配器814和监测光电二极管(MPD)816。抽头分配器814可以被配置成向MPD 816反射约5％或一些其他相对少量的外向光信号，以用于监测目的。与图7的双向复用器/解复用器单元700类似，图8的双向复用器/解复用器单元800可以被实现在具有检测与控制的通信模块中。
[0066] 图9的双向复用器/解复用器单元900包括与图8的双向复用器/解复用器单元800相同或相似的部件，但是布置略有不同。具体地，抽头分配器814位于图9的双向复用器/解复用器单元900中的第一可调谐滤波器702与光学隔离器604之间。与图7和图8的双向复用器/解复用器单元700、800类似，图9的双向复用器/解复用器单元900可以被实现在具有检测与控制的通信模块中。
[0067] 本文描述的每个双向复用器/解复用器单元600A、600B、700、800、900中的第一滤波器602、702可以包括周期滤波器，以在DWDM信道间隔中提供一个信道的添加/删除。在一些实施方式中，在具有每个双向复用器/解复用器单元600A、600B、700、800、900的相应通信模块中包括的发射器可以是可调谐的，使得每个通信模块可以用于任何内向/外向信道对。因此，在发生故障时保留的任何替代通信模块可以替代任何故障的通信模块。
[0068] 如已经提及的，双向复用器/解复用器单元600A、600B、700、800、900中的第一滤波器602、702和第二滤波器612、712的透射光谱602A、602B、604A、604B的FSR1和/或FSR2可以是100GHz，或者更一般地，在第一滤波器602、702和第二滤波器612、712包括基于标准具的固定波长滤波器时，可以与ITU-T信道间隔相同。替选地，当第一滤波器602、702和第二滤波器612、712包括可调谐滤波器时，FSR1和/或FSR2可以是1倍、2倍或多信道间隔，只要考虑到第一滤波器602、702和第二滤波器612、712的周期性质，其调谐范围可以覆盖所有DWDM信道即可。
[0069] 对于基于非平顶可调谐滤波器的架构，一个实施方式是将第二可调谐滤波器712锁定至远程发射器，使得到本地接收器的功率可以达到或至少趋向于最大值，同时可以通过监测MPD 816将第一可调谐滤波器702锁定至本地发射器的中心波长，并保持其为最大值或相对接近最大值。
[0070] 替选地或附加地，第二可调谐滤波器712可以用作标准具，用于通过监测到本地接收器的功率来控制远程发射器的中心波长，并保持其为最大值或相对接近最大值。可以通过调谐第二可调谐滤波器712的温度来设定作为标准具的第二可调谐滤波器712的峰值波长，以实现目标波长。在这些和其他实施方式中，在本地站点和远程站点处的诸如图2和图3中的204和206的双向通信模块可以能够彼此连接。实现远程控制的一种方法是使用波段内通信信道来交换ITU-T G.metro中定义的波长信息。在另一实施方式中，第一可调谐滤波器
702可以用作标准具，以用于通过监测MPD 816来控制本地发射器的中心波长，并保持其为最大值或相对接近最大值。可以通过调谐第一可调谐滤波器702的温度来设定作为标准具的第一可调谐滤波器702的峰值波长，以实现目标波长。
[0071] 对于基于平顶可调谐滤波器的架构，一个实施方式是：例如首先通过锁定第一可调谐滤波器702并且其次通过锁定第二可调谐滤波器712，将第一可调谐滤波器702和第二可调谐滤波器712二者锁定至远程发射器，使得到本地接收器的功率可以达到最大值。在本地传送方向上，可以根据远程发射器来调谐第一可调谐滤波器702，而由于平顶架构，本地发射器输出功率可以保持相同。
[0072] 本文描述的可调谐双向架构的一个或更多个实施方式也可以与远程波长控制方案1000一起工作，如图10所示。波长监测器1002监测所有远程信道的波长，或者也监测所有本地信道。远程站点处的双向通信模块可以远程连接到集中控制器1004。实现远程控制的一种方法是使用波段内通信信道来交换ITU-T G.metro中定义的波长信息。集中控制器
1004可以在本地站点和远程站点二者处与双向通信模块进行通信，并且根据波长监测器信息来控制每个双向通信模块的波长，直到为每个双向通信模块实现相应的目标波长为止。
对于这种情况，第一可调谐滤波器702和/或第二可调谐滤波器712可以追踪相应发射器的中心波长。
[0073] 本文中描述的一些实施方式包括第一滤波器602、702，其透射发射器发射的外向光信号并且朝向接收器反射内向光信号。在其他实施方式中，第一滤波器602、702可以透射内向光信号并且可以反射外向光信号，在这种情况下，可以相较于附图所示的实施方式来切换发射器和接收器的位置。
[0074] 其他细节和示例包括在一同提交的附录中，其通过引用并入本文中。
[0075] 本文中引用的所有示例和条件性语言旨在用于教示目的，以帮助读者理解发明人为促进本领域而贡献的本公开内容以及构思，并且应当被解释为不限于这些具体记载的示例和条件。尽管已经详细地描述了本公开内容的实施方式，但是还应当理解的是，可以在不偏离本公开内容的精神和范围的情况下进行各种改变、替换和变更。
