具有共享激光器阵列的光网络 相关申请的交叉引用
本申请要求 2009 年 4 月 8 日递交的美国专利申请 12/420,563 的优先权。通过引 用将美国专利申请 12/420,563 的公开内容全部结合于此。
技术领域
本发明主要涉及光网络。背景技术 对用户建筑物 ( 例如， 商业建筑物和居民建筑物 ) 提供高带宽数据通信服务已有 大量不同技术。一个这种方法是光纤入户技术， 使用光纤来将光数据网络中的光信号从中 央机房承载到用户建筑物。基于反射半导体光放大器 (RSOA) 或外部注入种子的法布里珀 罗 (FP) 激光干涉仪的波分复用无源光网络 (WDM PON) 架构可以被用在光纤入户技术中。 这种 WDM PON 架构的一个优点是它们允许在中央机房提供无色 (colorless) 光线路终端 (OLT) 并且在用户建筑物提供无色光网络单元 (ONU)。
RSOA 和 FP 激光干涉仪需要种子源。 例如， 在一些实施方式中使用切片的 (sliced) 宽带光源 (BLS)。在其他实施方式中， 使用了波分复用 (WDM) 连续波 (CW) 激光梳。然而， 每 种方法都具有缺点。
在使用切片 BLS 的方法中， 对于每个光源的通道数有限制并且对于范围 ( 例如， 用 户建筑物与中央机房之间的距离 ) 和性能 ( 例如， 速度和比特错误率 )。在关于速度、 比特 错误率、 范围和通道数提供更佳性能的同时， 使用 WDM CW 激光梳的方法比使用 BLS 的方法 显著地贵得多。 WDM CW 激光梳的更高的成本部分地是由于 WDM CW 激光梳的成本， 其相对地 昂贵并且仅具有单个光输出并且因此每个 WDM CW 激光梳传输用于单个 PON 的光信号。关 于这种方法的另一种成本是需要使用低偏振独立增益 (PDG) 装置来计数这种方法中的光 信号偏振。
附图说明
图 1 是示出了根据示例实施例的光信号分布网络的框图。
图 2 是根据示例实施例的星形光耦合器的框图。
图 3 是示出了根据示例实施例的光网络的框图。
图 4 是示出根据示例实施例包括冗余保护的光信号分布网络的框图。
图 5 是示出了根据示例实施例的包括冗余保护的另一种光信号分布网络的框图。
图 6 是示出了根据示例实施例的包括冗余保护的另一种光信号分布网络的框图。 具体实施方式
概述
在权利要求中更加完整地描述了用于对具有共享的激光器阵列的光网络进行操作的设备和 / 或方法， 基本如至少一个附图所示和 / 或结合至少一个幅图对其进行描述。
示例性设备包括第一组 N 个激光器。第一组 N 个激光器中的每个激光器都被构造 为输出具有各自波长的各个光种子信号 (seed signal)。示例性设备还可以包括与第一组 N 个激光器耦合的第一光耦合器。在示例性实施例中， 第一光耦合器可以被构造为将第一 组 N 个激光器的各个光种子信号复用到 N 个光纤。在该示例中， 第一组 N 个光纤中每个光 纤可以将由第一组 N 个激光器产生的各个光种子信号中的每一者发送到相应的分布节点 以分布到 N 个光网络单元。光网络单元随后可以使用光种子信号来对位于 N 个光网络单元 处的各个光发射器注入种子。 在其它实施例中， 光种子信号可以被提供给光线路终端， 这些 光线路终端位于光网络中央机房中。
示例性实施例
图 1 是示出了根据示例实施例的光信号分布网络 100 的框图。网络 100 可以被实 施为光纤入户光数据网络的一部分， 以分布用于上行或下行数据通信量的光种子信号。
网络 100 包括多输出的激光器阵列， 该阵列包括 N 个激光器， 标记为激光器 _1 102、 激光器 _2 104 和激光器 _N 106。N 可以是许多个值。例如， N 可以是二 (2) 的幂， 诸 如 4、 8、 16 或 32。当然， 用于 N 的其他值也是可能的。网络 100 中， N 个激光器 102-106 可 以是分布反馈 (DFB) 激光器。这种 DFB 激光器可以具有高质量的光种子信号， 诸如这里描 述的光种子信号。 例如， N 个激光器 102-106 中每一者可以产生各自的光种子信号。如图 1 所示， 激 光器 _1 102 可以产生光种子信号 108， 其中， 信号 108 具有第一波长。以相似方式， 激光器 _2 104 可以产生具有第二波长的光种子信号 110， 并且激光器 _N 106 可以产生具有第三波 长的光种子信号 112。如图 1 所示， 光信号 108、 110 和 112 可以具有各自的波长， 它们在频 域中有偏移， 使得在单个光纤上对它们一同进行传输时 ( 例如， 当信号彼此复用时 )， 不在 光种子信号之间导致任何显著的干涉。在 N 等于三十二的示例实施例中， 三十二个 DFB 激 光器可以被用来产生三十二个波长的三十二个光种子信号， 当彼此复用并且在单个光纤上 传输时它们基本不彼此干涉。
网络 100 也包括星形光耦合器 114。星形耦合器 114 具有 N 个光输入端子和 N 个 光输出端子。取决于具体实施例， 星形耦合器 114 可以是单块方式 (monolithically) 集成 的星形耦合器。在其他实施例中， 可以使用离散组件实施星形耦合器 114， 诸如多个交叉耦 合的无源耦合器。在下文中参照图 2 进一步详细描述使用这种离散组件的实施例。
如图 1 所示， 各个光种子信号 108、 110 和 112 可以被提供给各个星形耦合器 114 的各个光输入端子。网络 100 中， 星形耦合器 114 被构造为对各个光种子信号 108-112 彼 此进行复用以产生经复用的光种子信号 116。
如图 1 所示， 可以在星形耦合器 114 的每个输出端子处提供经复用的光种子信号 116。例如， 在 N 等于三十二的实施例中， 星形耦合器 114 将会具有用于接收三十二个独立 光种子信号 ( 例如， 来自三十二个 DFB 激光器 ) 的三十二个光输入端子。在该示例中， 星形 耦合器 114 也可以具有三十二个光输出端子。在这种实施方式中， 星形耦合器 114 可以将 三十二个独立的光种子信号复用为经复用的光种子信号 116， 其包括全部三十二个独立的 光种子信号。星形耦合器 114 之后可以将经复用的光种子信号 116 传送给其三十二个光输 出端子中的每一者。
通过对于星形耦合器 114 的每个光输出端子使用单个光纤， 星形耦合器 114 的每 个光输出端口可以之后将经复用的光种子信号 116 传送给各个光网络装置 ( 例如， 分布节 点 /OLT 118、 120 和 122)。 在该示例中， 经复用的光种子信号 116 可以被提供给三十二个光 网络装置 ( 例如， 分布节点 /OLT 118、 120 和 122)， 每个星形耦合器 114 的光输出端口具有 一个光网络装置。
之后可以通过环形 (cyclic) 阵列波导光栅 (AWG) 将经复用的光种子信号 116 解 复用， 以将三十二个独立的光种子信号提供给每根光纤的三十二个光数据网络端点 ( 例 如， 包括在光线路终端 (OLT) 中的双向光数据通信装置或者位于用户建筑物处的双向光网 络单元 (ONU))。
因此， 在示例性实施例中， 来自 32 个激光器的 32 个独立的光种子信号被分别复用 到 32 根光纤上， 其中每根光纤以经复用的形式承载 32 个独立的光种子信号。对于全部 32 个 PON， 32 根光纤之后都被用来将经复用的光种子信号提供给各个无源光网络 (PON) 或分 布节点 ( 例如， 分布节点 118、 120 或 122)。在该示例中， 32 个 PON 中的每一者可以之后对 经复用的光种子信号进行解复用， 并且将 32 个独立的光种子信号提供给每个 PON 的 32 个 用户建筑物， 以用于光数据通信。各个光种子信号之后可以通过包括在 ONU 中的被注入种 子的光发射器 (seeded optical transmitter) 调制并放大， 以产生用于例如在光纤入户光 数据网络中的上行数据通信的各个光数据信号。 在该示例中， 32 个独立的光种子信号被经由 32 个各自的单光纤提供给 32 个 PON。 32 个独立的光种子信号例如由包括在 32 个 PON 中每一者中的各个 WDM AWG 解复用。32 个独立的光种子信号之后被提供给位于每个 PON 的各个用户建筑物处的 32 个各自的 ONU。 因此， 在该示例中， 32 个激光器可以被用来对于用户建筑物处的 1024 个 ( 即， 32×32 或者 N×N)ONU 提供光种子信号。这种方法相比于使用 CW 光栅的实施方式表现出极大的成本节 省， 其中使用 CW 光栅的实施方式需要 N 个激光器来为 N 个用户建筑物服务， 或者相比于对 于 32 个用户建筑物使用一个激光器来说， 对于每个用户建筑物使用一个激光器。这种方法 也更有效地使用激光器功率， 因为 32 个激光器由 32 个 PON 共享。
在与上文中所讨论的使用网络 100 来将光种子信号提供给位于用户建筑物处的 ONU( 例如， 用来产生上行光数据信号 ) 的方式相似的方式下， 网络 100 可以被用来将光种子 信号提供给双向光数据通信装置， 该双向光数据通信装置包括在例如位于光纤到户服务提 供者的中央机房处。提供给 OLT 的光种子信号可以由相应的双向光数据通信装置使用， 以 产生光数据信号， 该光数据信号用于例如在光纤入户光数据网络或其他光数据网络构造中 的下行数据通信。
例如， 在这种实施例中， 星形耦合器 114 的每个光输出端口可以使用星形耦合器 114 的每个光输出端子的单个光纤来将复用的光种子信号 116 提供给相应的 OLT( 例如， OLT 118、 120 或 122)。在该示例中， 经复用的光种子信号 116 可以被提供给三十二个光 OLT。经 复用的光种子信号 116( 已被提供给给定 OLT) 可以之后被包括在给定 OLT 中的环形 AWG 解 复用， 以将三十二个独立的光种子信号提供给包括在 ( 例如， 在中央机房处 ) 给定 OLT 中或 与给定 OLT 耦合的三十二个双向光数据通信装置。
因此， 在该示例中， 32 个光种子信号被经由 32 个各自的单光纤提供给 32 个 OLT。 32 个独立的光种子信号例如由包括在 32 个 OLT 的每一者中的 WDM AWG 解复用。32 个独立
的光种子信号之后被提供给每个 OLT 的 32 个双向光数据通信装置。因此， 在该示例中， 32 个激光器可以被用来对于位于中央机房处的 1024 个 ( 即， 32×32 或者 N×N) 双向光数据通 信装置提供个光种子信号。
以与上文中关于向 PON 提供光种子信号的方式类似的方式， 这种方法相对于使用 CW 光栅的实施方式表现出极大的成本节省， 其中使用 CW 光栅的实施方式需要 N 个激光器来 为 N 个双向光数据通信装置服务， 或者每个装置使用一个激光器。这种方法也更有效地使 用激光器功率， 因为 N 个激光器由 N 个 PON 共享。
图 2 是示出了根据示例实施例的星形光耦合器 200 的框图。星形耦合器 200 可以 例如以这里描述并在图 1 和图 3- 图 6 中示出的实施例来实施。
星形耦合器 200 是 8×8 星形耦合器。如图 2 所示， 星形耦合器 200 包括八个光输 入端子， I_1 到 I_8， 以及八个光输出端子， O_1 到 O_8。如在图 2 中示出的， 星形耦合器 200 是使用 12 个交叉耦合的 2×2 无源耦合器 202-224 来实施的。
在示例性实施例中， 八个独立的光种子信号可以被分别施加给星形耦合器 200 的 输入端子 I_1 到 I_8。 经过交叉耦合的 2×2 无源耦合器 202-224， 星形耦合器 200 将所施加 的八个独立的光种子信号在其八个光输出端子 (O_1 到 O_8) 的每一者处复用为经复用的光 种子信号 ( 包括八个独立的光种子信号 )。星形耦合器 200 之后在其八个光输出端子 (O_1 到 O_8) 的每一者处提供经复用的光种子信号 ( 包括八个独立的光种子信号 )。
以与上文中参照图 1 讨论的方式相似的方式， 可以之后使用八个独立的光纤将经 复用的光种子信号提供给八个 PON 或八个 OLT。八个 PON 或 OLT 之后可以从经复用的光种 子信号解复用出八个独立的光种子信号， 并且将八个独立的光种子信号提供给每个 PON 各 自的八个 ONU 或者每个 OLT 各自的八个双向光数据通信装置。因此， 在该示例中， 星形耦合 器 200 可以被用来使用 8 个激光器将光种子信号提供给位于用户建筑物处的 64 个 ONU 或 者位于中央机房处的 64 个双向光数据通信装置。
与图 2 中示出的以及上文中参照星形耦合器 200 描述的那些类似的技术可以被用 来实施不同尺寸的星形耦合器。例如， 这种技术可以被用来实施 N×N 星形耦合器， 其中， N 可以具有很多值。例如， 图 2 中示出的技术可以被用来实施 4×4 星形耦合器、 16×16 星形 耦合器以及 32×32 星形耦合器。星形耦合器的这些可能的实施方式是通过示例的方式给 出的， 并且其他的星形耦合器构造也可以使用这种技术来实施。
图 3 是示出了根据示例实施例的光网络 300 的框图。网络 300 示出了包括单个 OLT 302 以及单个 PON 的光数据网络， 其中， PON 包括分布节点 304 以及可以位于各个用户 建筑物处的 N 个 ONU(ONU_1 326、 ONU_2 328 以及 ONU_N 330)。也如图 3 所示， OLT 302 包 括 N 个双向光数据通信装置 BiDi_1 314、 BiDi_2 316 和 BiDi_N 318。
在网络 300 中， 可以以上文中关于图 1 和图 2 讨论的方式相似的方式， 将光种子信 号提供个给 OLT 302 和分布节点 304。在这种实施方式中， OLT 302 和分布节点 304( 例如， PON) 是 N 个例子中的一个。例如， 如果 16×16 星形耦合器被用于在网络 300 中提供经复用 的光种子信号中的 16 个独立的光种子信号， 那么 OLT 302 将会是 16 个 OLT 之一并且分布 节点 304(PON) 将会是 16 个分布节点 (PON) 之一。
此外， 在网络 300 中， 可以通过光纤 306 将各个经复用的光种子信号提供给 OLT 302 和分布节点 304。在示例实施例中， 光纤 306 可以包括用于将经复用的光种子信号提供给分布节点 304 的第一光纤。经复用的光种子信号可以包括用于在 ONU_1 326、 ONU_2 328 和 ONU_N 330 中使用以产生各个上形光数据信号的各个独立的光种子信号。
如图 3 所示， 可以使用包括 N 个激光器的 C 波段激光器阵列 310 来产生被提供给 分布节点 304 的经复用的光种子信号， 该经复用的光种子信号被提供给分布节点 304 以产 生 N 个独立的光种子信号。可以使用这里描述的技术来产生经复用的光种子信号。之后可 以使用各个光纤将经复用的光种子信号提供给网络 300 的 N 个分布节点 (PON)， 包括分布节 点 304。
如图 3 所示， 分布节点 304 包括用于从经复用的光种子信号解复用出 N 个独立的 光种子信号的对称环形 AWG 324， 其中经复用的光种子信号由激光器阵列 310 和相关的星 形耦合器 ( 例如图 1 的星形耦合器 114 或图 2 的星形耦合器 200) 产生。分布节点 304 与 ONU326-330 耦合。如图 3 中的 ONU_1 326 所示， 每个 ONU 326-330 可以包括被注入种子的 光发射器 332 和光接收器 334。光接收器 334 可以被构造为从位于中央机房中的 OLT( 例 如， OLT 302) 接收下行数据信号。
在 网 络 300 中， 被 注 入 种 子 的 光 发 射 器 332 可 以 被 实 施 为 与 偏 振 无 关 的 (polarization independent) 反射半导体光放大器 (RSOA) 或者与偏振无关的法布里珀罗 (FP) 激光干涉仪。 每个 ONU 326-330 的被注入种子的光发射器 334 可以被构造为接收各个 独立的光种子信号， 并且对所接收的各个光种子信号进行调制和方法以产生各个 ( 上行 ) 光数据信号。与偏振无关的、 被注入种子的光发射器以及对称环形 AWG 的使用允许在如本 申请中所述的光网络中提供无色 OLT 和 ONU。 光纤 306 也可以包括第二光纤， 以将经复用的光种子信号提供给 OLT302， 以用在 包括于 OLT 302 中的双向光数据通信装置 BiDi_1 314、 BiDi_2 316 和 BiDi_N 318 中。 BiDi 314-318 可以使用包括在经复用的种子信号中的各个光种子信号， 以产生各个下游光数据 信号。如图 3 所示， 可以使用 S 波段激光器阵列 308 来产生提供给 OLT 302 的经复用的光 种子信号， S 波段激光器阵列 308 包括 N 个激光器以产生 N 个独立的光种子信号。可以本 申请描述的技术来产生经复用的光种子信号。使用各个光纤， 可以将经复用的光种子信号 提供给网络 300 的 N 个 OLT， 包括 OLT 302。
如图 3 所示， OLT 302 包括用于从由激光器阵列 308 和相关的星形耦合器 ( 诸 如图 1 的星形耦合器 114 或图 2 的星形耦合器 200) 产生的经复用的光种子信号解复用 出 N 个独立的光种子信号的对称环形 AWG 312。OLT 302 也包括双向光数据通信单元 (BiDi)314-318。如图 3 中的 BiDi_1314 所示， BiDi314-318 中的每一者都可以包括被注入 种子的光发射器 320 和光接收器 322。光接收器 322 可以被构造为从 PON( 诸如图 3 所示的 PON) 接收上行光数据信号。
在网络 300 中， 被注入种子的光发射器 320 可以被实施为与偏振无关的 RSOA 或者 与与偏振无关的 FP 激光干涉仪。BiDi 314-418 中的每一者的被注入种子的光发射器 320 可以被构造为接收各个独立的光种子信号， 并且对所接受的各个光种子信号进行调制和放 大， 以产生各个 ( 下行 ) 光数据信号。与偏振无关的、 被注入种子的光发射器以及对称环形 AWG 的使用允许在如这里所描述的光网络中提供无色 OLT 和 ONU。
图 4-6 示出了通过实施冗余激光器阵列而包括冗余保护的光信号分布网络的示 例实施例。通过诸如这里描述的方式， 图 4-6 中示出的网络例如可以被用来对光种子信号
进行分布， 以使其由被注入种子的光发射器使用以产生光数据信号。当然， 图 4-6 中示出的 网络以及图 1 和图 3 中示出的网络可以被用来使用这里描述的技术来分布其他光信号。例 如， 这种网络可以被用来分布光数据信号。
图 4 是是示出了根据示例实施例的包括冗余保护的光信号分布网络 400 的框图。 网络 400 可以实施激活 / 待机冗余。在这种构造中， 冗余的激光器和 / 或激光器阵列可以 实施在光信号分布网络中， 诸如网络 400。 例如， 每个激光器 ( 例如， 主激光器 ) 可以与单个 冗余激光器成为一对， 其中相应的主激光器和冗余激光器具有基本相等的波长。在实施激 活 / 待机冗余的网路中， 主 / 冗余激光器对中的仅一个激光器在此时被激活， 而其他激光器 待机或是不激活 (inactive) 的。在这种方法中， 功率监视器可以被用来监视每个激活激光 器的输出功率。在激活激光器的功率落到输出功率阈值以下的情况下 ( 这可以表示激活激 光器故障 )， 激活激光器可以被去激活 (deactivate) 并且其相应的冗余激光器可以被激活 来作为代替。
如上所述， 网络 400 可以被用来实施激活 / 待机冗余性。 网络 400 包括第一激光器 阵列， 其包括 N 个激光器， 激光器 _1 402、 激光器 _2 404 和激光器 _N 406。网络 400 也包 括第二激光器阵列， 其包括第二组 N 个冗余激光器， 分别是激光器 _1a 408、 激光器 _2a 410 和激光器 _Na 412。 以与上文讨论的方式相似的方式， 第二激光器阵列的相应冗余激光器中 的每一者被构造为输出各个光信号， 其具有与第一激光器阵列中的相应激光器的波长基本 相等， 因此网络 400 中的相应的激光器是可替换的。 在网络 400 中， 作为一个示例， 第一激光器阵列可以被用作主激光器阵列， 而第二 激光器阵列可以被用作冗余阵列。在这种方法中， 假设第一 ( 主 ) 激光器阵列中的全部激 光器都正常工作， 那么第二 ( 冗余 ) 激光器阵列的每个激光器都会被禁用。冗余阵列的激 光器将仅在主激光器阵列中的一者或多者故障的情况下被激活。
网络 400 也包括都分别连接到主激光器阵列中的一个激光器的 N 个功率监视器， 包括功率监视器 414-418。 例如， 功率监视器 414 与激光器 1402 耦合。 功率监视器 414-418 中的每一者都可以被构造为监视主激光器阵列的各个激光器的输出功率。 当各个激光器的 输出功率落到阈值功率以下时， 每个功率监视器 414-418 还可以被构造为提供标识， 该标 识表明与该标识相关的激光器可能故障。
如图 4 所示， 网络 400 也包括与功率监视器 414-418 耦合的控制电路 428、 主激光 器阵列的激光器 402-406 以及冗余激光器阵列的激光器 408-412。 在示例实施例中， 控制电 路 428 可以被构造为接收一个或多个主激光器的输出功率落到阈值功率以下的 ( 一个或多 个 ) 标识。如果控制电路 428 接收这种标识， 其响应地把与一个或多个标识相对应的一个 或多个激光器禁用 (disabled) 并把相应的一个或多个冗余激光器使能 (enable)。在示例 实施例中， 如果主激光器阵列的一个激光器故障， 控制电路 428 可以使得整个主激光器阵 列被禁用并使得整个冗余激光器阵列代替主激光器阵列， 而不是用相应的一个或多个独立 的冗余激光器来代替主激光器阵列的一个或多个独立激光器。 例如当激光器阵列被实施为 单块集成的激光器阵列时， 可以使用这种方法。
在网络 400 中， 功率监视器 414-418 的输出端子都耦合到第一星形光耦合器， 以将 由第一激光器阵列的激光器产生的独立的光种子信号复用到一起， 以在第一星形光耦合器 的每个输出处提供第一经复用的光种子信号。类似地， 激光器 408-412 的输出端子被耦合
到第二光耦合器， 使得第二光耦合器通过将由第一激光器阵列的激光器产生的独立的光种 子信号复用到一起， 来在其每个输出端子处提供第二经复用的光信号。
如图 4 所示， 网络 400 也可以包括 N 个无源光复用器， 包括无源 MUX 420、 无源 MUX 422 和无源 MUX 424。无源光复用器都与第一和第二星形光耦合器的相应输出端子相耦合。 这种构造允许冗余激光器容易被激活来代替正在故障或已经故障的主激光器。 在这种配置 中， 包括第一激光器阵列的独立光种子信号的第一经复用的光种子信号被与包括第二激光 器阵列的独立光种子信号的第二经复用的光种子信号复用 ( 使用无源 MUX 420-424)。
除了示例实施例之外， 每个无源 MUX 420-424 的输入端子都可以耦合到功率监视 器 414-418 的各个输出端子以及第二激光器阵列的激光器 408-412 的相应输出端子 ( 例 如， 以对于图 5 和图 6 的偏振分束器所示出的配置相似的配置 )。 在这种情况下， 1 单个星形 光耦合器可以被用来对无源 MUX 420-424 的输出端子处提供的独立光种子信号进行复用。
在图 4 中示出了故障的主激光器的示例。 如图 4 所示， 激光器 _1 被提供光信号 403 并且激光器 _N 被提供光信号 407。然而， 激光器 _2 404 故障， 并且已经由控制电路 428 禁 用。也如图 4 所示， 冗余激光器阵列的激光器 _2a 410 被提供光信号 411。如上文一般地描 述的， 冗余激光器 410 的工作波长基本等于激光器 404( 其对应于主激光器 ) 的工作波长。 因此， 因为主激光器 404 已经由冗余激光器 410 替换并且第一和第二星形光耦合器的输出 端子被复用， 所以即使主激光器 404 故障， 网络 400 仍然能够在其 N 个光输出端子的每一者 处提供经复用的光信号 426。 图 5 是示出了根据示例实施例的包括经平衡的冗余保护的另一种光信号分布网 络 500 的框图。在图 5 中示出的经平衡的保护实施方式中， 以与图 4 中示出的网络 400 相 似的方式来使用冗余激光器阵列。 作为网络 400， 网络 500 中的相应的冗余激光器的工作波 长基本相等。然而， 在由图 5 示出的经平衡的保护方案中， 如果全部激光器正常地工作， 那 么这两个激光器阵列中的每个激光器被构造为以目标电流以下的电流工作。
例如， 在一个示例实施例中， 这种网络中的每个激光器可以在其目标工作电流的 分数下工作。 例如， 每个激光器可以再其目标电流的 50-75％下工作。 由于每个激光器的减 小的工作电流， 可以通过增加故障之间的平均时间 (MTBF) 来这种方法可以改善这种网络 的可靠性。
功率监视器可以被用来监视每个激光器的输出功率。 如果激光器的功率降落到阈 值功率以下 ( 这表明激光器可能故障 )， 其相应的冗余激光器可以被构造为在目标电流下 工作并且故障的激光器可以被禁用或仅允许其自身故障。 具体的方法可以由特定实施方式 决定。
网络 500 包括具有 N 个激光器的第一单块集成激光器阵列 502， 其包括激光器 _1 506、 激光器 _2 508 以及激光器 _N 510。网络 500 也可以包括具有具有 N 个激光器的第二 单块集成激光器阵列 504， 其包括激光器 _1a512、 激光器 _2a 514 以及激光器 _Na 516。也 可以使用离散的激光器来实施激光器阵列 502 和 504。网络 500 也包括第一组 N 个功率监 视器 ( 包括功率监视器 518-522)， 其包括分别独立连接到第一激光器阵列 502 的监视器。 网络 500 也包括第二组 N 个功率监视器 ( 包括功率监视器 524-528)， 其包括分别独立连接 到第二激光器阵列 504 的监视器。
如上文大致讨论的， 如果激光器阵列 502 和 504 二者的全部激光器 506-516 都是
正常工作的， 激光器 506-516 中每一者都可以被构造为在低于其目标电流的电流下工作。 功率监视器 518-528 可以分别监视每个激光器的输出。如果激光器 506-516 中的一者 ( 或 多者 ) 的输出功率落到功率阈值以下， 相应的功率监视器可以响应地向控制电路 540 提供 标识。
相应于所接收到的、 表示激光器 506-516 中的一者的输出功率落到功率阈值以下 的标识， 控制电路 540 可以使得与该标识相关的激光器的相应冗余激光器在其目标电流下 工作， 而不是在其目标电流以下工作。 在实德冗余激光器在其目标电流下工作之后， 控制电 路 540 可以把与标识相关联的激光器禁用， 或者可选地， 可以仅使得与标识相关的激光器 继续工作， 这可能最终导致与该标识相关联的激光器彻底故障。
因为冗余激光器对中的两个激光器在网络 500 中在正常工作条件下同时工作， 所 以如果无源光复用器 ( 诸如用在网络 400 中的那种 ) 被用来在网络 500 中对相应冗余激光 器对的输出端子进行复用的话， 可能导致有害的波振动效应。 为了避免这种波振动效应， 网 络 500 包括 N 个偏振分束器 (PBS)， 其用于对来自冗余激光器对的激光的光信号进行复用， 其中经由功率监视器 518-528 接收来自激光器的光信号。
在图 5 中示出故障激光器的示例。如图 5 所示， 激光器 _1 506 及其相应的冗余激 光器 _1a 512 分别在低于它们的工作电流的点留下提供光信号 507 和 513。激光器 _N 510 及其相应的冗余激光器 _1a 516 分别在低于它们的工作电流的电流下提供光信号 511 和 517。然而， 激光器 _2 508 已经故障， 并且已经被控制电路 540 禁用。如可以通过图 5 看到 的， 激光器 _2a514( 其为激光器 _2 508 的冗余激光器 ) 在目标电流下提供光信号 515。因 此， 因为激光器 _2a 514 已经被使能， 以在其目标电流下工作， 所以即使激光器 _2 508 故 障， 网络 500 仍然能够在器 N 个光输出端子的每一者处提供经复用的光信号 536。
图 6 是示出了根据示例实施例的实施另一种平衡冗余保护的另一种光信号分布 网络 600 的框图。在图 6 中实施的平衡保护技术中， 以与之前描述的方式类似的方式使用 冗余激光器阵列。 如上所述， 这种冗余激光器阵列可以被以任何数目的方式来实施， 作为两 个示例， 可以包括使用离散的 DFB 激光器或单块集成的 DFB 激光器阵列。
在图 6 中示出的平衡保护方案中， 两个冗余阵列中的每个激光器都在其目标电流 下工作。在这种方法中， 可以消除功率监视器以及相应的控制电路的使用 ( 如上文中关于 网络 400 和 500 讨论的 )。在这种网络中， 如果激光器的输出功率降到阈值功率以下， 因为 冗余激光器已经在其目标电流下工作， 所以不需要将其使能。因此， 在图 6 中示出的平衡保 护技术中， 故障激光器继续工作直到其完全故障， 同时冗余激光器继续提供在冗余激光器 对的相应波长处的光信号。
如图 6 所示， 网络 600 包括第一激光器阵列， 其包括 N 个激光器， 激光器 _1 602、 激 光器 _2 604 以及激光器 _N 606。网络 600 也可以包括具有具有第二激光器阵列， 其包括 第二组 N 个冗余激光器， 分别是激光器 _1a608、 激光器 _2a 610 以及激光器 _Na 612。602、 604、 608、 610 和 612 中每一者在其目标电流下提供相应的各个光信号 603、 605、 609、 611 和 613。网络 600 也包括 N 个偏振分束器 (PBS)， 包括 PBS 614-618， 用于将来自两个激光器阵 列的冗余激光器对的激光的光信号进行复用。
如图 6 所示， 网络 600 在每个光输出端子上提供经复用的光信号 620。 在第一或阵 列中的一个故障的情况下， 由于其中冗余激光器阵列中的每个激光器都被构造为在其目标电流下工作的平衡保护的实施， 网络 600 将会继续在其光输出端子上提供经复用的光信号 620。
虽然这里已经描述了用于光信号分布设备的各种实施例， 但是可以明白大量的改 变是可能的。 例如， 如果期望这种光信号分布设备在以降低性能为代价的情况下降低成本， 该目标可以通过增加实施例的集成度的量来实现。例如， 参照图 1， 激光器阵列和星形耦合 器 114 可以被实施为单个、 单块集成的装置。当然， 采用在任何具体实施例中的集成度的量 至少部分由该实施例的特定应用所决定。
虽然本申请中的描述示出了实施方式的某些特征， 但是本领域技术人员能够想到 许多修改、 替换、 改变和等价形式。