Módulo de transmisión y recepción óptica por auto-inyección y sistema de red óptica pasiva de multiplexación por división en longitud de onda.

Un aparato transceptor óptico que comprende una pluralidad de medios de ganancia de amplificación (11),

unapluralidad de convertidores fotoeléctricos (21), al menos una red matricial de guía de ondas, AWG (2) y un espejo dereflexión parcial (12),

en donde la al menos una red AWG comprende una pluralidad de puertos de derivación (22), estando la pluralidad demedios de ganancia de amplificación (11) y la pluralidad de convertidores fotoeléctricos (21) respectivamente conectadosa la pluralidad de puertos de derivación (22) de la red AWG (2), caracterizado por cuanto que:

la al menos una red AWG (2) comprende, además, dos puertos comunes, funcionando uno de los puertos comunescomo un puerto de envío de señales (13), el otro de los puertos comunes funciona como un puerto de recepción deseñales (23), con el ancho de banda del puerto de envío de señales (13) siendo menor que el del puerto de recepción deseñales (23);

en donde el espejo de reflexión parcial (12) está conectado al puerto de envío de señales (13) de la red AWG (2),estando la red AWG (2) y el espejo de reflexión parcial (12) configurados para realizar, de forma cooperativa, unenclavamiento de longitud de onda para auto-inyección en una señal óptica proporcionada por uno de los medios deganancia de amplificación (11) y proporcionando, a la salida, la señal óptica a través del puerto de envío de señales (13);en donde la red AWG (2) está configurada, además, para desmultiplexar una señal óptica recibida por el puerto derecepción de señales (23) hacia un puerto de derivación (22) correspondiente.

Módulo de transmisión y recepción óptica por auto-inyección y sistema de red óptica pasiva de multiplexación por división en longitud de onda 5 CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de las tecnologías de comunicaciones y en particular, a un aparato transceptor (de transmisión-recepción) óptico y a un sistema de red óptica pasiva de multiplexación por división en longitud de onda (Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network, WDM-PON) basado en el aparato transceptor óptico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

A medida que se desarrollan, cada vez más, las tecnologías de comunicación de fibra óptica de alto ancho de banda y el

coste de aplicación disminuye año tras año, las redes de acceso de fibras se hacen cada vez más competitivas para las redes de acceso de banda ancha de la siguiente generación. Entre las redes de acceso de fibras, las redes ópticas pasivas (PONs) son especialmente competitivas. En general, una estructura específica de un sistema de red óptica pasiva puede referirse a la Figura 1, el sistema de red óptica pasiva incluye un terminal de línea óptica OLT (Optical Line Terminal) situado en una oficina central, una red de distribución óptica ODN (Optical Distribution Network) para derivación/acoplamiento o multiplexación/desmultiplexación y múltiples unidades de red óptica ONUs (Optical Network Units) situadas en extremos usuarios. Las redes PONs pueden clasificarse en diferentes tipos de categorías en función de diferentes puestas en práctica, en donde los sistemas de WDM-PON, que utilizan la tecnología de WDM, van ganando mucha atención debido a sus ventajas operativas tales como una gran capacidad de ancho de banda y la seguridad de información de la comunicación cuasi punto a punto. Sin embargo, la red WDM-PON tiene un alto coste en comparación con las redes de acceso de fibras que utilizan tecnologías TDM (Multiplexación por División de Tiempo) , tales como EPON y GPON, en donde el coste excesivo de una fuente de luz es un factor importante que causa el coste excesivo del sistema de red WDM-PON completo.

La red WDM-PON utiliza una disposición de red matricial de guía de ondas AWG (Arrayed Waveguide Grating) o un encaminador de red de guía de ondas WGR (Waveguide Grating Router) en el extremo usuario estando las longitudes de onda en los puertos de AWG o puertos de WGR conectadas a unidades ONUs de extremos usuarios que son diferentes y por lo tanto, diferentes unidades ONUs necesitan utilizar un módulo transceptor óptico, con diferentes longitudes de onda, lo que se denomina como módulos ópticos coloreados en el campo de las comunicaciones ópticas. El uso de los módulos ópticos coloreados en las unidades ONUs puede hacer que se considere a las unidades ONUs como de uso no frecuente y al mismo tiempo, aportan dificultades a las distribuciones de servicios de un operador así como un problema de almacenamiento. Con el fin de resolver el problema de las unidades ONUs coloreadas, se ofrece una fuente de luz incolora de red WDM-PON en este sector industrial, es decir, un módulo transceptor de unidad ONU que es independiente de una longitud de onda, siendo una longitud de onda de emisión puede ser automáticamente adaptada a la longitud de onda de un puerto de AWG o WGR conectado, de modo que el módulo transceptor de ONU pueda conseguir su acoplamiento enchufable en cualquier puerto de AWG o de WGR.

Con el fin de conseguir el módulo transceptor de ONU incoloro de la red WDM-PON, se proponen múltiples soluciones en este sector, incluyendo un láser de fibra de auto-generación. Haciendo referencia a la Figura 2, se ilustra un diagrama esquemático de un sistema de red WDM-PON que utiliza un láser de auto-generación. En el sistema de WDM-PON, 45 después de que una señal óptica en el modo multi-longitudinal sea emitida por un láser de enclavamiento por autoinyección de una unidad ONU de extremo usuario se filtra por una red AWG en un nodo remoto (RN) , solamente una señal óptica de una longitud de onda correspondiente puede efectuar una permeación de la red RN-AWG e introducir un espejo de reflexión parcial (PRM) dispuesto en una fibra de unión. Debido a la presencia del espejo de reflexión parcial, una parte de la luz se refleja de nuevo y se re-inyecta en el láser de enclavamiento de auto-inyección. Una cavidad de ganancia de amplificación del láser de enclavamiento de auto-inyección amplifica la luz reflejada de nuevo y luego, transmite la luz amplificada y dicha oscilación de trayectoria de ida y vuelta, se realiza múltiples veces. En consecuencia, el láser de enclavamiento de auto-inyección y el espejo de reflexión parcial forman, de modo cooperativo, un láser de auto-generación de cavidad externa y una cavidad de oscilación de resonancia lasérica se forma entre ellos y se proporciona, a la salida, una señal óptica estable. Después de que los datos de enlace ascendente del terminal ONT

sean modulados para la señal óptica, los datos de enlace ascendente de la unidad ONU pueden, además, pasar a través de la fibra de unión y desmultiplexarse por una red AWG en una oficina central (CO) y luego, proporcionarse a un receptor (Rx) correspondiente de un terminal OLT. De modo similar, una señal óptica de enlace descendente, emitida por el terminal OLT, es objeto de desmultiplexación por la red RN-AWG y luego, se proporciona a un receptor de una unidad ONU correspondiente.

Aunque la solución anterior puede conseguir el transceptor óptico incoloro, la red AWG necesita realizar funciones de filtrado intra-cavidad para un extremo transmisor y de desmultiplexación para un extremo receptor al mismo tiempo. En cuanto al extremo transmisor, cada canal de la AWG se utiliza como un filtro intra-cavidad del láser auto-generación, lo que exige que una curva de filtrado del canal AWG tenga un ancho de banda estrecho y presente una máxima 65 transmisiblidad a una longitud de onda central del canal. En cuanto al extremo receptor, la red AWG funciona como un dispositivo de desmultiplexación, lo que requiere que el canal de AWG presente un amplio ancho de banda y una curva de transmisión sea plana en el canal. Debido a las dos exigencias contradictorias, el transceptor óptico y el sistema WDM-PON, que están basados en el láser de auto-generación, y no satisfacen la demanda en su aplicación práctica.

El documento US 2004/067069 A1 da a conocer un sistema de red óptica pasiva de multiplexación por división en longitud de onda densa (DWDM-PON) que utiliza el enclavamiento de auto-inyección de diodos láser de Fabr y -Perot, en donde las señales ópticas de salida, de diferentes longitudes de onda, son realimentadas parcialmente por un espejo parcial, con el fin de proporcionar un enclavamiento de inyección de los diodos láser de Fabr y -Perot, respectivamente. La publicación de patente de Estados Unidos nº 2008/187314 (US2008/187314) da a conocer un sistema de red de acceso óptica en donde un amplificador óptico de semiconductores reflectivo (RSOA) se utiliza como la fuente de luz para cada abonado. En el sistema de red de acceso óptica, un formato de modulación de Manchester se utiliza como un formato de modulación para una señal de flujo descendente en un sistema de red de acceso óptico en donde se utiliza un amplificador RSOA como la fuente de luz para cada abonado.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Formas de realización de la presente invención dan a conocer un aparato transceptor óptico y un sistema WDM-PON basado en el aparato transceptor óptico para resolver el problema de rendimiento deficiente en las técnicas existentes.

Un aparato transceptor óptico incluye una pluralidad de medios de ganancia de amplificación, una pluralidad de convertidores fotoeléctricos, al menos una red matricial de guía de ondas AWG y un espejo de reflexión parcial, en donde al menos una AWG incluye dos puertos comunes y una pluralidad de puertos de derivación. Uno de los puertos comunes funciona como un puerto de envío de señales y el otro de los puertos comunes funciona como un puerto de recepción de señales. El ancho de banda del puerto de envío de señales es menor que el del puerto de recepción de señales. La pluralidad de medios de ganancia de amplificación y la pluralidad de convertidores fotoeléctricos están ambos respectivamente conectados a la pluralidad de puertos de derivación de la red AWG, estando el espejo de reflexión parcial conectado al puerto de envío de señales de la red AWG. La red AWG y el espejo de reflexión parcial están configurados para realizar, de forma cooperativa, el enclavamiento de auto-inyección de longitud de onda en una señal óptica proporcionada por el medio de ganancia de amplificación y proporcionan, a la salida, la señal... [Seguir leyendo]

1. Un aparato transceptor óptico que comprende una pluralidad de medios de ganancia de amplificación (11) , una pluralidad de convertidores fotoeléctricos (21) , al menos una red matricial de guía de ondas, AWG (2) y un espejo de 5 reflexión parcial (12) ,

en donde la al menos una red AWG comprende una pluralidad de puertos de derivación (22) , estando la pluralidad de medios de ganancia de amplificación (11) y la pluralidad de convertidores fotoeléctricos (21) respectivamente conectados a la pluralidad de puertos de derivación (22) de la red AWG (2) , caracterizado por cuanto que:

la al menos una red AWG (2) comprende, además, dos puertos comunes, funcionando uno de los puertos comunes como un puerto de envío de señales (13) , el otro de los puertos comunes funciona como un puerto de recepción de señales (23) , con el ancho de banda del puerto de envío de señales (13) siendo menor que el del puerto de recepción de señales (23) ;

en donde el espejo de reflexión parcial (12) está conectado al puerto de envío de señales (13) de la red AWG (2) , estando la red AWG (2) y el espejo de reflexión parcial (12) configurados para realizar, de forma cooperativa, un enclavamiento de longitud de onda para auto-inyección en una señal óptica proporcionada por uno de los medios de ganancia de amplificación (11) y proporcionando, a la salida, la señal óptica a través del puerto de envío de señales (13) ;

en donde la red AWG (2) está configurada, además, para desmultiplexar una señal óptica recibida por el puerto de recepción de señales (23) hacia un puerto de derivación (22) correspondiente.

2. El aparato transceptor óptico según la reivindicación 1 que comprende, además, un circulador (1) o un multiplexor por división en longitud de onda, en donde el puerto de recepción de señales (23) y el puerto de envío de señales (13) de la red AWG (2) están acoplados a una fibra de unión (4) por intermedio del circulador (1) o del multiplexor por división en longitud de onda y el espejo de reflexión parcial (12) está conectado entre el circulador (1) o el multiplexor por división en longitud de onda y el puerto de envío de señales (13) .

3. El aparato transceptor óptico según la reivindicación 1, en donde el puerto de envío de señales (13) es un puerto de 30 tipo gaussiano y el puerto de recepción de señales (23) es un puerto de tipo plano.

4. El aparato transceptor óptico según la reivindicación 3, en donde un valor máximo de transmisión del puerto de envío de señales (13) es idéntico a una longitud de onda central de un canal correspondiente de la red AWG (2) y una curva de transmisión del puerto de recepción de señales (23) es una curva de transmisión de tipo plano.

5. El aparato transceptor óptico según la reivindicación 1, en donde el puerto de recepción de señales (23) comprende una estructura de interferómetro de Mach-Zehnder, una estructura de guía de ondas cónica o un acoplador multimodo y el puerto de envío de señales (13) comprende una estructura de guía de ondas cónica invertida.

6. El aparato transceptor óptico según la reivindicación 1, en donde el espejo de reflexión parcial (12) comprende un espejo de rotador de Faraday.

7. El aparato transceptor óptico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la al menos una red AWG (2) comprende una AWG de envío de señales (31) y una AWG de recepción de señales (41) ; un puerto común (43) de la 45 AWG de recepción de señales (41) funciona como el puerto de recepción de señales (23) y un puerto común (33) de la AWG de envío de señales (31) funciona como el puerto de envío de señales (13) .

8. EL aparato transceptor óptico según la reivindicación 7 que comprende, además, un filtro periódico, en donde el filtro periódico está conectado al puerto común de la AWG de envío de señales y está configurado para reducir el ancho de 50 banda del puerto común de la AWG de envío de señales, de modo que el ancho de banda del puerto común de la AWG de envío de señales es menor que el ancho de banda del puerto común de la AWG de recepción de señales.

9. Un sistema de red óptica pasiva de multiplexación por división en longitud de onda, que comprende un terminal de línea óptica situado en una oficina central y una pluralidad de unidades de red óptica situadas en extremos usuarios, en 55 donde el terminal de línea óptica está conectado a las unidades de red óptica por intermedio de fibras y el terminal de línea óptica comprende al menos un aparato transceptor óptico según una de las reivindicaciones 1 a 8.