CN110557692A - 光分路器和传输光信号的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光分路器和传输光信号的方法，该方法所属的技术领域为通信技术领域。该光分路器包括：多个光输入端口、一个或多个光输出端口、激光器、一个或多个第一光电转换器pd，所述激光器与所述一个或多个光输出端口通过光波导连接，所述激光器与所述一个或多个第一pd通过电连接，在所述第一pd为多个时，每个第一pd与一个或多个光输入端口通过光波导连接，且每个第一pd连接的光输入端口不相同，在所述第一pd为一个时，所述第一pd与所述多个光输入端口通过光波导连接。通过本申请，可以降低局端设备恢复上行数据的难度。

Description

光分路器和传输光信号的方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种光分路器和传输光信号的方法。

背景技术

无源光网络(passive optical network，pon)由三个部分组成，如图1所示，局端设备、光分配网络(optical distribution network，odn)和终端设备。局端设备可以是光线路终端(optical line termination，olt)，终端设备可以是光网络单元(opticalnetwork unit，onu)或光网络终端(optical network termination，ont)。odn一般分成四部分，即光分路器(splitter)、主干光纤(feed fiber)、分布光纤(distribute fiber)和分路光纤(drop fiber)，其中分布光纤和分路光纤可以统称为分支光纤。每个用于传输上行光信号的光分路器可以包括N级分光器、一个或多个光输出端口和多个光输入端口，N级分光器共2^N-1个分光器，分光器可以是1*2(N＝1,2,…)的分光器或者2*2的分光器，在分光器为1*2的分光器时，光分路器的分光比为1*2^N，在分光器为2*2的分光器时，光分路器的分光比为2*2^N。

在pon系统中，上行光信号的传输方向为终端设备至局端设备，并且是以时分多址(time division multple access，tdma)方式工作，终端设备只在局端设备授权的时隙内突发发送。这样，局端设备也是突发接收光信号，那么局端设备在同一时间大量接收光信号，导致局端设备恢复数据难度大。

发明内容

为了解决局端设备恢复数据难度大的问题，本申请实施例提供了一种光分路器和传输光信号的方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种光分路器，所述光分路器包括多个光输入端口、一个或多个光输出端口、激光器、一个或多个第一光电转换器pd；所述激光器与所述一个或多个光输出端口通过光波导连接；所述激光器与所述一个或多个第一pd通过电连接；在所述第一pd为多个时，每个第一pd与一个或多个光输入端口通过光波导连接，且每个第一pd连接的光输入端口不相同，在所述第一pd为一个时，所述第一pd与所述多个光输入端口通过光波导连接。

本申请实施例所示的方案中，光分路器可以包括多个光输入端口、一个或多个光输出端口、激光器、一个或多个第一光电转换器(photodector，pd)，激光器与一个或多个光输出端口通过光波导连接，激光器与一个或多个第一pd通过电连接，在第一pd为多个时，每个第一pd与一个或多个光输入端口通过光波导连接，且每个第一pd连接的光输入端口不相同，而在第一pd为一个时，第一pd与多个光输入端口通过光波导连接，这样，在传输上行光信号时，经过激光器对上行光信号进行重建，而没有经过N级分光器，损耗会低于N级分光器的损耗，那么即使局端设备突发接收光信号，由于接收的光信号的强度比较大，所以恢复难度也会降低。

在一种可能的实现方式中，所述多个第一pd为2^N-1个第一pd，所述光分路器还包括N级分光器，所述N级分光器包括2^N-1个分光器，分光器为1*2的分光器或2*2的分光器，所述N级分光器中第i级分光器包括2^i-1个分光器，所述N级分光器中第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1且小于或等于N；第N级分光器中每个分光器的上行出光侧包括两个分光端口；所述每个分光器的第一分光端口与一个第一pd通过光波导连接，且所述每个分光器连接不同的第一pd，所述每个分光器的第二分光端口与第N-1级分光器的一个分光端口通过光波导连接。这样，不仅上行光信号，可以进入第一pd，而且由于第N级分光器与第N-1级分光器可以连接，所以下行传输光信号时，也可以使用该光分路器。

在一种可能的实现方式中，所述多个第一pd为2^N个第一pd，所述光分路器还包括N级分光器和2^N个第一波分复用器(wavelength division multiplexing，wdm)，所述N级分光器包括2^N-1个分光器，分光器为1*2的分光器或2*2的分光器，所述N级分光器中第i级分光器包括2^i-1个分光器，所述N级分光器中第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1且小于或等于N，所述第N级分光器中的每个分光器的上行入光侧包括两个分光端口，所述2^N个第一wdm中每个第一wdm与第N级分光器中一个分光器的上行入光侧的一个分光端口通过光波导连接，且每个第一wdm连接不同的分光端口，每个第一pd与光输入端口之间设置有一个第一wdm。这样，不仅上行光信号，可以进入第一pd，而且由于第一wdm与第N级分光器连接，所以下行传输光信号时，也可以使用该光分路器。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器包括一个第一pd，所述光分路器还包括2^N个第一wdm和N级分光器；所述第一pd与每个光输入端口之间设置有一个第一wdm；所述第N级分光器中的每个分光器的上行入光侧包括两个分光端口，所述2^N个第一wdm中每个第一wdm与第N级分光器中一个分光器的上行入光侧的一个分光端口通过光波导连接，且每个第一wdm连接不同的分光端口。这样，不仅上行光信号，可以进入这一个第一pd，而且由于第一wdm与第N级分光器连接，所以下行传输光信号时，也可以使用该光分路器。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器还包括一个或多个第二wdm，第二wdm的数目与光输出端口的数目相同，所述N级分光器中的第一级分光器的上行出光侧包括两个分光端口，所述第二wdm与所述N级分光器的第一级分光器的上行出光侧的一个分光端口通过光波导连接；所述激光器与每个光输出端口之间设置有一个第二wdm。这样，由于光输出端口可以通过第二wdm与N级分光器连接，所以下行光信号可以通过上行光信号的光输出端口进行输入，使在下行传输光信号时，也可以使用该光分路器。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器还包括第二pd和第三wdm，所述第三wdm与所述激光器通过光波导连接，所述第三wdm与一个光输出端口通过光波导连接，所述第三wdm与所述第三pd通过光波导连接。这样，可以通过光分路器的外接设备为激光器提供偏置电流或者对激光器的驱动信号进行放大，激光器的驱动信号为第一pd输出的电信号。

在一种可能的实现方式中，所述光输出端口为两个；光输出端口与所述激光器之间设置有光开关、1*2的分光器、或2*2的分光器中任一种。这样，光输出端口为两个，提供了主端口与备端口，实现光分路器的稳定性。

一方面，提供了一种传输光信号的方法，所述方法应用于上述所述的光分路器，所述方法包括：所述第一pd通过所述光输入端口接收第一上行光信号；所述第一pd将所述第一上行光信号转化为电信号，将所述电信号传输至所述激光器；所述激光器将所述电信号转换为第二上行光信号，通过所述光输出端口进行输出。

本申请实施例所示的方案，对于光分路器输入的任一上行光信号，都可以称为是第一上行光信号，对于任意一个光输入端口，都连接有一个第一pd，在光分路器的外接设备将第一上行光信号经过一个光输入端口输入后，经过光波导传输至连接的第一pd，这样，第一pd可以接收到第一上行光信号。第一pd对第一上行光信号进行光电转换，转换为电信号，传输至激光器，激光器将电信号转换为第二上行光信号，通过光输出端口进行输出。这样，在传输上行光信号时，经过激光器对上行光信号进行重建，而没有经过N级分光器，损耗会低于N级分光器的损耗，那么即使局端设备突发接收光信号，由于接收的光信号的强度比较大，所以恢复上行数据的难度也会降低。

在一种可能的实现方式中，所述多个第一pd为2^N-1个第一pd；所述光分路器还包括N级分光器；所述第一pd通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号，包括：所述第一pd接收连接的第N级分光器传输的第一上行光信号，所述第N级分光器通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号。

本申请实施例所示的方案，在从光输入端口输入第一上行光信号后，第一上行光信号经过光输入端口至第N级分光器后，第N级分光器会输出两路第一上行光信号，一路通过光波导传输至第N-1级分光器，另一路通过光波导传输至第一pd，这样，第一pd就会接收到第一上行光信号。

在一种可能的实现方式中，所述多个第一pd为2^N个第一pd；所述光分路器还包括N级分光器和2^N个第一wdm；所述第一pd通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号，包括：所述第一pd接收通过连接的第一wdm传输的第一上行光信号，所述连接的第一wdm通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号；所述方法还包括：通过所述第一wdm向连接的光输入端口传输下行光信号。

本申请实施例所示的方案，在从光输入端口输入第一上行光信号后，传输至连接的第一wdm，经过第一wdm，传输至该第一wdm连接的第一pd，这样，第一pd就可以接收到第一上行光信号。由于第一wdm与第N级分光器有连接，所以下行光信号，在经过N级分光器下行传输后，可以通过第一wdm，传输至该第一wdm连接的光输入端口，进行下行光信号的输出。这样，光分路器既可以用于上行光信号的传输，也可以用于下行光信号的传输。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器包括一个第一pd，所述光分路器还包括2^N个第一wdm；所述第一pd通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号，包括：所述第一pd接收通过连接的第一wdm传输的第一上行光信号，所述连接的第一wdm通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号；所述方法还包括：通过所述第一wdm向连接的光输入端口传输下行光信号。

本申请实施例所示的方案，在从光输入端口输入第一上行光信号后，传输至连接的第一wdm，经过第一wdm，传输至该第一wdm连接的第一pd，这样，第一pd就可以接收到第一上行光信号。由于第一wdm与第N级分光器有连接，所以下行光信号，在经过N级分光器下行传输后，可以通过第一wdm，传输至该第一wdm连接的光输入端口，进行下行光信号的输出。这样，光分路器既可以用于上行光信号的传输，也可以用于下行光信号的传输。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器还包括一个或多个第二wdm，第二wdm的数目与光输出端口的数目相同；所述激光器将所述电信号转换为第二上行光信号，通过所述光输出端口进行输出，包括：所述激光器将所述电信号转换为第二上行光信号，通过所述第二wdm进行输出至所述光输出端口；所述方法还包括：通过所述第二wdm传输下行光信号至第一级分光器。

本申请实施例所示的方案，激光器将电信号转换为第二上行光信号后，可以传输至连接的第二wdm，然后通过第二wdm进行输出至光输出端口，进行输出。光分路器接收到下行光信号时，可以将下行光信号传输至第二wdm，经过第二wdm传输至N级分光器，经过N级分光器，传输至上行光信号的光输入端口，进行输出。在此方案中，上行光信号的光输入端口即为下行光信号的光输出端口，上行光信号的光输出端口，即为下行光信号的光输入端口。这样，光分路器既可以用于上行光信号的传输，也可以用于下行光信号的传输。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器还包括第二pd，所述激光器与一个光传输端口之间还设置有所述第二pd和第三wdm；所述方法还包括：所述第二pd接收局端设备通过所述第三wdm传输的目标光信号，将所述目标光信号转换为电信号，传输至所述激光器，用于为所述激光器提供偏置电流或对所述激光器接收到所述第一pd提供的电信号进行放大。

本申请实施例所示的方案，第二pd可以与一个第三wdm通过光波导连接，第三wdm可以与光输出端口通过光波导连接，第三wdm还可以与激光器通过光波导连接，第二pd与激光器通过电连接，光输出端口可以连接到局端设备，局端设备可以提供一个区别于上行光信号和下行光信号的波长的光信号(后续可以称为是目标光信号)，例如，980nm或者1700nm等。经过光输出端口和第三wdm，传输至第二pd，第二pd接收到后，可以将目标光信号转换为电信号，传输至激光器。激光器接收到电信号后，可以作为偏置电流，或者对接收到的第一pd4提供的电信号进行放大处理。这样，可以使激光器产生第二上行光信号的强度更高。

一方面，提供了一种光分路器，所述光分路器包括多个光输入端口、一个或多个光输出端口、光放大器、一个或多个第三光电转换器pd；所述光放大器与所述一个或多个光输出端口通过光波导连接；所述光放大器与所述一个或多个第三pd通过电连接；所述光放大器与所述多个光输入端口通过光波导连接；在所述第三pd为多个时，每个第三pd与一个或多个光输入端口通过光波导连接，且每个第三pd连接的光输入端口不相同，在所述第三pd为一个时，所述第三pd与多个光输入端口通过光波导连接。这样，由于对传输的上行光信号进行了放大处理，所以降低了上行光信号的损耗，从而可以降低局端设备对上行光信号的接收难度。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器还包括耦合器和N级分光器，所述N级分光器包括2^N-1个分光器，分光器为1*2的分光器或2*2的分光器，所述N级分光器中第i级分光器包括2^i-1个分光器，所述N级分光器中第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，所述第N级分光器与多个光输入端口连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1且小于或等于N；所述耦合器包括第一端和第二端，所述第一端与所述光放大器通过光波导连接，所述第二端与所述第m级分光器中的分光器通过光波导连接，其中，m大于或等于1且小于或等于N。这样，由于进入光放大器的光信号是N级分光器中第i级分光器输出的光信号，所以光分路器中可以保证下行光信号的传输还可以使用该光分路器。

在一种可能的实现方式中，所述多个第三pd为2^N-1第三pd，所述每个第三pd与光输入端口之间设置有第N级分光器中的一个分光器，第N级分光器与第N-1级分光器连接。这样，由于第N级分光器的出光侧的另一个分光端口还连接有第N-1级分光器，所以下行光信号可以从第N-1级分光器传输至第N级分光器，上行光信号和下行光信号传输可以使用同一光分路器。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器中包括一个第三pd。所述光分路器还包括2^N个第四wdm、一个多入双出部件和N级分光器，所述N级分光器包括2^N-1个分光器，分光器为1*2的分光器或2*2的分光器，所述N级分光器中第i级分光器包括2^i-1个分光器，所述N级分光器中第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，第N级分光器与多个光输入端口通过光波导连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1且小于或等于N；所述多入双出部件包括2^N个入端口和两个出端口；所述第三pd与每个光输入端口之间依次设置有多入双出部件、一个第四wdm；所述第N级分光器中的每个分光器的上行入光侧包括两个分光端口，所述2^N个第四wdm中每个第四wdm与第N级分光器中一个分光器的的上行入光侧的一个分光端口通过光波导连接，且每个第四wdm连接不同的分光端口；所述每个第四wdm与所述多入双出部件的入端口通过光波导连接；所述多入双出部件的两个出端口，分别与所述第三pd、所述光放大器通过光波导连接。这样，可以使同一光分路器，不仅能用于上行传输，还能用于下行传输。

在一种可能的实现方式中，所述光放大器为半导体放大器；所述光分路器还包括第四pd和第五wdm，所述第四pd与所述光放大器通过光波导连接，所述第四pd与所述第五wdm通过光波导连接，所述第五wdm与一个光输出端口通过光波导连接，所述第五wdm与所述光放大器通过光波导连接。这样，为光放大器提供一个偏置电流或者对第三pd输出的电信号进行放大，可以使光放大器输出的上行光信号的强度比较大，进而可以使局端设备恢复上行光信号的难度比较低。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器还包括一个或多个第六wdm，第六wdm的数目与光输出端口的数目相同，所述N级分光器中的第一级分光器的上行出光侧包括两个分光端口，所述第六wdm与所述N级分光器的第一级分光器的上行出光侧的一个分光端口通过光波导连接；所述光放大器与每个光输出端口之间设置有一个第六wdm。这样，可以使下行光信号通过上行光信号的光输出端口进行输入，并且使下行光信号通过上行光信号的光输入端口进行输出。

在一种可能的实现方式中，所述光输出端口为两个；光输出端口与所述光放大器之间设置有光开关、1*2的分光器、或2*2的分光器中任一种。这样，光输出端口为两个，提供了主端口与备端口，实现光分路器的稳定性。

在一方面，提供了一种传输光信号的方法，所述方法应用于上述所述的光分路器，所述方法包括：所述第三pd通过光输入端口接收第三上行光信号；所述第三pd将所述第三上行光信号转化为电信号，将所述电信号传输至所述光放大器；所述光放大器通过光输入端口接收第四上行光信号，通过所述电信号对所述第四上行光信号进行放大处理，通过所述光输出端口进行输出。

本申请实施例所示的方案，对于光分路器输入的任一上行光信号，都可以称为是第三上行光信号，对于任意一个光输出端口，都连接有一个第三pd，在光分路器的外接设备将第三上行光信号经过一个光输出端口输入后，经过光波导传输至连接的第三pd，这样，第三pd可以接收到第三上行光信号。第三pd将第三上行光信号转换为电信号，然后通过电连接传输至光放大器，同时光放大器从光输入端口接收第四上行光信号，通过电信号对第四上行光信号进行放大处理，进行输出。这样，在传输上行光信号时，经过光放大器对上行光信号进行放大，损耗会低于N级分光器的损耗，那么即使局端设备突发接收光信号，由于接收的光信号的强度比较大，所以恢复难度也会降低。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器还包括耦合器、2^N个第一波分复用器WDM和N级分光器；所述光放大器通过光输入端口接收第四上行光信号，包括：所述光放大器接收通过耦合器进行耦合得到的第四上行光信号，其中，所述耦合器从第m级分光器接收所述第四上行光信号。

本申请实施例所示的方案，第四上行光信号从光输入端口，输入至N级分光器，经过N级分光器中第N级分光器至第m+1级分光器的传输，传输至第m级分光器，输出至耦合器进行耦合，经过耦合器输出第四上行光信号，至光放大器，由于经过传输仅是对第四上行光信号进行损耗，所以传输至光放大器的光信号，还是第四上行光信号。这样，也可以使光放大器接收到第四上行光信号，并且可以使下行光信号的传输和上行光信号的传输使用同一光分路器。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器中包括一个第三pd，所述光分路器还包括2^N个第四wdm、一个多入双出部件；所述第三pd通过所述光输入端口接收第三上行光信号，包括：所述第三pd接收所述多入双出部件接收自第四wdm的第五上行光信号中的第三上行光信号，所述第五上行光信号通过光输入端口传输至第四wdm；所述光放大器通过光输入端口接收第四上行光信号，包括：所述光放大器接收所述多入双出部件接收自第四wdm的所述第五上行光信号中的第四上行光信号；所述方法还包括：通过所述第四wdm传输下行光信号至光输入端口。

本申请实施例所示的方案，在传输上行光信号时，第五上行光信号通过光输入端口传输至连接的第四wdm，通过第四wdm分为两路，一路传输至多入双出部件，一路传输至第N级分光器，传输至多入双出部件的光信号的强度远大于传输至第N级分光器的光信号的强度，多入双出部件将第五上行光信号分为两路，一路是第三上行光信号，另一路是第四上行光信号，第三上行光信号被输出至第三pd，第四上行光信号被输出至光放大器，用于放大处理。这样可以使到达第三pd和光放大器的上行光信号的强度比较高。在传输下行光信号时，若上行光信号的光输出端口与下行光信号的光输入端口相同，上行光信号的光输入端口与下行光信号的光输出端口相同，则下行光信号从上行光信号的光输出端口进行输入，输入至第六wdm，经过第六wdm，输出至N级分光器的第一级分光器，经过N级分光器的传输，输出至第四wdm，经过第四wdm，输出至上行光信号的光输入端口进行输出。若上行光信号的光输出端口与下行光信号的光输入端口不相同，但是上行光信号的光输入端口与下行光信号的光输出端口相同，则下行光信号从下行光信号的光输出端口进行输入，输入至N级分光器的第一级分光器，经过N级分光器的传输，输出至第四wdm，经过第四wdm，输出至上行光信号的光输入端口进行输出。这样，上行光信号和下行光信号，均能使用该光分路器。

在一种可能的实现方式中，所述光放大器为半导体放大器，所述光分路器还包括第四pd和第五wdm；所述方法还包括：所述第四pd接收局端设备通过所述第五wdm传输的目标光信号，将所述目标光信号转换为电信号，传输至所述光放大器，用于为所述光放大器提供偏置电流或对所述光放大器接收到所述第三pd提供的电信号进行放大。

本申请实施例所示的方案，第四pd可以与第五wdm通过光波导连接，第五wdm与一个光输出端口连接，第五wdm还与光放大器连接，光输出端口可以连接到局端设备，局端设备可以提供一个区别于上行光信号和下行光信号的波长的光信号(后续可以称为是目标光信号)，例如，980nm或者1700nm等。通过第五wdm传输至第四pd，第四pd接收到后，可以将目标光信号转换为电信号，传输至光放大器。光放大器接收到电信号后，可以作为偏置电流，或者对接收到的第三pd提供的电信号进行放大处理。这样，可以使放大处理后的第四上行光信号的强度更高。

在一种可能的实现方式中，所述光分路器还包括一个或多个第六wdm；所述通过所述光输出端口进行输出，包括：通过所述第六wdm将放大处理后的第四上行光信号，输出至光输出端口进行输出。所述方法还包括：通过所述第六wdm传输下行光信号至第一级分光器。

本申请实施例所示的方案，可以实现放大处理后的第四上行光信号从光放大器传输至光输出端口，并且实现下行光信号从上行光信号的光输出端口输入，经过第六wdm，输入至第一级分光器，经过N级分光器的传输，传输至上行光信号的光输入端口，进行输出。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请实施例中，上行光信号在传输时，所述第一pd通过所述光输入端口接收第一上行光信号，所述第一pd将所述第一上行光信号转化为电信号，将所述电信号传输至所述激光器，所述激光器将所述电信号转换为第二上行光信号，通过所述光输出端口进行输出。这样，在传输上行光信号时，经过激光器对上行光信号进行重建，而没有经过N级分光器，损耗会低于N级分光器的损耗，那么即使局端设备突发接收光信号，由于接收的光信号的强度比较大，所以恢复难度也会降低。

附图说明

图1是本申请一个示例性实施例提供的pon系统图；

图2是本申请一个示例性实施例提供的1*2^N分光比的光分路器的结构图；

图3是本申请一个示例性实施例提供的2*2^N分光比的光分路器的结构图；

图4是本申请一个示例性实施例提供的2*2的分光器的分光示意图；

图5是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图6是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图7是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图8是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图9是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图10是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图11是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图12是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图13是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图14是本申请一个示例性实施例提供的传输光信号的方法流程示意图；

图15是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图16是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图17是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图18是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图19是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图20是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图21是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图22是本申请一个示例性实施例提供的光分路器的结构图；

图23是本申请一个示例性实施例提供的传输光信号的方法流程示意图。

图示说明

光输入端口1 光输出端口2

激光器3 第一pd4

N级放大器5 第二wdm6

第一wdm7 第一pd8

第三wdm9 1*2的分光器10

光放大器11 第三pd12

耦合器13 第四wdm14

多入双出部件15 第四pd16

第五wdm17 第六wdm18

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

为了便于对本申请实施例的理解，下面首先介绍本申请实施例涉及的系统架构、以及所涉及到名词的概念。

本申请涉及的光分路器可以适用于pon，pon系统结构如图1所示，由三个部分组成：olt、光分布网odn、光网络单元onu或者光网络终端ont，光分布网一般分为四个部分，光分路器、主干光纤、分布光纤、和分路光纤，其中，分布光纤和分路光纤可以统称为分支光纤，图1中是具有二级分光的光分布网络的结构图，对只有一级分光的光分布网络只有主干光纤和分路光纤。另外olt的左侧可以连接核心网等。

目前具有代表性的pon是吉比特无源光网络(gigabit passive opticalnetwork，gpon)、以太网无源光网络(ethernet passive optical network，epon)、10G的吉比特无源光网络(10G(symmetric)passive optical network，xg(s)-pon)、10G以太网无源光网络(10G ethernet passive optical network，10G epon)、单波25G epon、2ⅹ25Gepon、单波50G epon、2ⅹ50G epon以及100G epon、xgpon、twdmpon或其他类型的gpon等。Xg(s)-pon和10G epon可以统称为10G pon。

在pon系统中，上行和下行的光信号可以在同一根光纤中传输，如图1所示，下行方向为olt到ont，下行方向的波长为λ1，以时分复用(time division multiplexing，tmd)的方式工作，olt发送的数据会广播到所有分支光纤，能达到所有的ont，ont从接收到的数据中解析到自己的数据，上行方向为ont至olt，波长为λ2，以时分多址的方式工作，ont只在olt授权的时隙进行数据传输。同样，上行和下行的光信号可以分别采用不同的光纤进行传输。

gpon系统上行采用了1310nm的波长，下行采用了1490nm的波长，10g pon系统上行采用1270nm的波长，下行采用1577nm的波长。

图2示出了分光比为1*2^N(N＝1，2，…)的光分路器的结构示意图，“1”表示上行光信号有一个光输出端口输出、下行光信号有一个光输入端口输入，“2^N”表示上行光信号有2^N个光输入端口输入、下行光信号有2^N个光输出端口输出。1*2^N的光分路器通过N级分光器构成，第一级有1个1*2的分光器11，第二级有2个1*2的分光器21和分光器22，第N级有2^N-1的个1*2的分光器，即N1至NX，X等于2^N-1，1*2^N的光分路器一端只有一个端口C1(对于上行光信号是光输出端口，对于下行光信号是光输入端口)，另一端有2^N个端口(P1，…，P2^N)(对于上行光信号是光输入端口，对于下行光信号是光输出端口)。

图3示出了分光比为2*2^N(N＝1，2，…)的光分路器的结构示意图，“2”表示上行光信号有两个光输出端口输出、下行光信号有两个光输入端口输入，“2^N”表示上行光信号有2^N个光输入端口输入、下行光信号有2^N个光输出端口输出。2*2^N的光分路器通过N级分光器构成，第一级有1个2*2的分光器11，第二级有2个2*2的分光器21和分光器22，第N级有2^N-1的个2*2的分光器N1至NX，X等于2^N-1，2*2^N的光分路器一端只有两个端口C1和C2(对于上行光信号是光输出端口，对于下行光信号是光输入端口)，另一端有2^N个端口(P1，…，P2^N)(对于上行光信号是光输入端口，对于下行光信号是光输出端口)。2*2^N的光分路器一般用于备份保护倒换的场景下，实现C1和C2的备份保护。

在图2所示的光分路器中，基本单元是1*2的分光器，若1*2的分光器为等比分光器(分光器为等比分光时，所属的光分路器也是等比分光)，从分光器的右侧任何一个端口(后续可以称为是分光端口)输入的光信号，不考虑额外损耗时，从左侧端口输出的光信号均为右侧端口输入的光信号功率的1/2，这是由于虽然1*2的分光器左侧虽然没有显示出两个端口，但是实际上内部存在两个端口，将从右侧输入的光信号分出一半，所以左侧端口输出的光信号为右侧端口输入的光信号功率的1/2。若1*2的分光器不是等比分光器(分光器为非等比分光时，所属的光分路器也是非等比分光)，从分光器的右侧任何一个端口输入的光信号，不考虑额外损耗时，对于任一左侧端口，输出的光信号均为右侧输入光信号功率乘以该左侧端口的分光比例。例如，左侧端口包括A端口和B端口(B端口为未显示出的内部端口)，A端口的分光比例为1/3，B端口的分光比例为2/3，那么左侧A端口输出的光信号功率等于1/3与右侧输入光信号功率的乘积，左侧B端口输出的光信号功率等于2/3与右侧输入光信号功率的乘积。

在图3所示的光分路器中，基本单元是2*2的分光器，若2*2的分光器为等比分光器(分光器为等比分光时，所属的光分路器也是等比分光)，从分光器的右侧任何一个端口输入的光信号，不考虑额外损耗时，从左侧端口输出的光信号均为右侧端口输入的光信号功率的1/2。若2*2的分光器不是等比分光器(分光器为非等比分光时，所属的光分路器也是非等比分光)，从分光器的右侧任何一个端口输入的光信号，不考虑额外损耗时，对于任一左侧端口，输出的光信号均为右侧输入光信号功率乘以该左侧端口的分光比例。例如，左侧端口包括C端口和D端口，C端口的分光比例为1/4，D端口的分光比例为3/4，那么左侧C端口输出的光信号功率等于1/4与右侧输入光信号功率的乘积，左侧D端口输出的光信号功率等于3/4与右侧输入光信号功率的乘积。

需要说明的是，在分光器为2*2的分光器时，分光器的左侧的两个端口仅有一个与上一级的分光器连接，所以另一个端口处于闲置状态。

如图4所示，2*2的分光器为等比分光器，2*2的分光器左侧有两个端口L1和L2，右侧有两个端口R1和R2，如果不考虑2*2的分光器的额外损耗，从右侧R1输入的光信号经过2*2的分光器后，有50％的光信号从L1输出，有50％的光信号从L2输出。

经过上述分析可知，在pon系统中2*2^N的光分路器或者1*2^N的光分路器，对于包括的分光器为等比分光器的光分路器来说，从光分路器右侧任意光输入端口输入的上行光信号，经过N级分光器(级联的2*2的分光器和/或1*2的分光器)后，只有0.5^N的光信号从光分路器左侧的光输出端口输出。例如，对于1*2⁶的光分路器，从光分路器的右侧任意一个光输入端口接收的上行光信号，只有1/64的光信号能从左侧光输出端口输出，等效损耗为18dB＝-10*log₁₀ ^(1/64)＝3*N。每个1*2或2*2的分光器的理想损耗为3dB，工程上，2*2或1*2的分光器损耗一般为3.5dB，因此工程上，1*64的光分路器，上行方向损耗为21dB，大部分光信号被光分路器损耗掉。所以要设计一种上行传输损耗较低的光分路器。

同样，在pon系统中2*2^N的光分路器或者1*2^N的光分路器，对于包括的分光器为非等比分光器的光分路器来说，从光分路器右侧任意光输入端口输入的上行光信号，经过N级分光器(级联的2*2的分光器和/或1*2的分光器)后，只有X*输入的上行光信号的功率的光信号从光分路器左侧的光输出端口输出，X等于经过N级分光器中每一级分光器的端口的分光比例的乘积。这样，若N比较大，也是有很大一部分光信号被损耗掉，所以也要设计一种上行传输损耗较低的光分路器。

本申请实施例提供了一种光分路器，如图5所示，该光分路器可以包括多个光输入端口1、一个或多个光输出端口2、激光器3、一个或多个第一pd4。激光器3可以为激光二极管等，光输入端口1为上行光信号的输入端口，光输出端口2为上行光信号的输出端口，光分路器中可以通过多个光输入端口1输入多路上行光信号，在光输出端口2为一个时，会有一路上行光信号输出，在光输出端口2为多个时，一般处于工作状态的光输出端口2仅有一个，其他是备份，所以在同一时刻也是仅有一路上行光信号输出。在第一pd4为多个时，第一pd4的数目与光输入端口1的数目可以相同，每个第一pd4通过光波导连接一个光输入端口1，且每个第一pd4连接的光输入端口1不相同，也可以是第一pd4的数目是光输入端口1的数目的一半，每个第一pd4连接两个光输入端口1，且每个第一pd4连接的光输入端口1不相同，在第一pd4为一个时，第一pd4通过光波导与多个光输入端口1连接。

激光器3可以与一个或多个光输出端口2通过光波导连接，激光器3还与一个或多个第一pd4通过电连接。

这样，通过各个光输入端口1输入的上行光信号，都经过第一pd4，转换为电信号，然后进入激光器3，转换为光信号，通过光输出端口2进行输出，实现上行光信号的重建。

可选的，如图6所示，光分路器还可以包括N级分光器5，N级分光器5包括有2^N-1个分光器，这2^N-1个分光器可以都是2*2的分光器，还可以是1*2的分光器和2*2的分光器的组合(第N级分光器为2*2的分光器)。N级分光器5的任意一级分光器，可以称为是第i级分光器，第i级分光器可以包括2^i-1个分光器，第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1，且小于或等于N。这样，N级分光器5是由级联的分光器组成。

假设第i级分光器为1*2的分光器，第i+1级分光器为2*2的分光器，对于第i+1级分光器中每个分光器的上行出光侧有两个分光端口，上行入光侧也是两个分光端口，对于第i级分光器中的每个分光器的上行出光侧有一个分光端口，上行入光侧有两个分光端口，第i+1级的一个分光器的上行出光侧的两个分光端口中，每个分光端口与第i级的一个分光器的上行入光侧的一个分光端口连接，且连接的分光端口所属的分光器不相同。由于第i级分光器为2^i-1个分光器，第i+1级分光器为2ⁱ个分光器，所以第i+1级分光器中2ⁱ个分光器输出的上行光信号为2ⁱ⁺¹路，第i级分光器中2^i-1个分光器可以输入的上行光信号为2ⁱ路，所以进入第i级分光器中的光信号为2ⁱ路。

假设N级分光器5的第N级分光器中每个分光器均为2*2的分光器，上行入光侧可以包括两个分光端口，每个分光端口连接一个光输入端口1，且连接的光输入端口1不相同，上行出光侧可以包括两个分光端口(即第一分光端口和第二分光端口)，第N级分光器的第一分光端口与一个第一pd4通过光波导连接，且每个第一分光端口连接的第一pd4不相同，且每个分光器的第二分光端口与第N-1级分光器的一个分光端口通过光波导连接，且每个第二分光端口连接的第N-1级分光器的分光端口不相同。这样，上行光信号就可以从光输入端口1输入至第N级分光器，经第N级分光器输入至第一pd4。而且由于第N级分光器的出光侧的另一个分光端口还连接有第N-1级分光器，所以下行光信号可以从第N-1级分光器传输至第N级分光器，进行输出。在这种情况下，由于两个光输入端口1连接第N级分光器中的一个分光器，而每个第一pd4连接第N级分光器中的一个分光器，所以可以认为是第一pd4连接有两个光输入端口1。在这种情况下，相当于每个第一pd4与两个光输入端口1连接。

这样，如果下行光信号的传输也想使用该光分路器，可以将上行光信号的光输出端口2与下行光信号的光输入端口采用不同的端口，也即下行光信号的光输入端口通过光波导连接第一级分光器的下行入光侧的分光端口。这样，下行光信号就可以从光分路器的下行的光输入端口输入，经过N级分光器后，通过上行光信号的光输入端口1进行输出。

对应于图6中的光分路器，上行光信号的传输路径为：从光输入端口1输入至第N级分光器，经过第N级分光器输出至第一pd4，经过第一pd4转换为电信号，输入至激光器3，激光器3输出第二上行光信号至光输出端口2。下行光信号的传输路径为：从下行光信号的光输入端口输入下行光信号，传输至第一级分光器，经过N级分光器5的传输，通过上行光信号的光输入端口1进行输出。

可选的，对于图6中的光分路器，为了使光分路器可以应用于上行光信号和下行光信号的传输，如图7所示，光分路器(图7中仅示出一个第二wdm6)中还可以包括一个或多个第二wdm6，第二wdm6的数目与光输出端口2的数目相同，第二wdm6与N级分光器5的第一级分光器的上行出光侧的一个分光端口(第一级分光器的上行出光侧包括两个分光端口)，通过光波导连接，例如，光输出端口2的数目为2，第二wdm6的数目为2，这样，每个第二wdm6连接第一级分光器的一个分光端口，且连接的分光端口不相同。激光器3与每个光输出端口2之间设置有一个第二wdm6，即第二wdm6可以连接有光输入端口1、激光器3和N级分光器5的第一级分光器的一个分光端口。这样，第二wdm6用于复用解复用上行光信号和下行光信号，上行光信号和下行光信号可以通过光分路器的同一端口传输，也即下行光信号通过上述光输入端口1和光输出端口2，传输下行光信号。

需要说明的是，在传输下行光信号时，上述的光输出端口2为光下行光信号的光输入端口，上述的光输入端口1为下行光信号的光输出端口。

还需要说明的是，由于上行光信号和下行光信号的波长不一样，所以使用第二wdm6可以使上行光信号，通过光输出端口2进行输出，而使下行光信号进入N级分光器5。

对应于图7中的光分路器，上行光信号的传输路径为：从光输入端口1输入至第N级分光器，经过第N级分光器输出至第一pd4，经过第一pd4转换为电信号，输入至激光器3，激光器3输出第二上行光信号，经过第二wdm6输出至光输出端口2，进行输出。下行光信号的传输路径为：从上行光信号的光输出端口2输入下行光信号，经过第二wdm6，传输至第一级分光器，经过N级分光器5的传输，通过上行光信号的光输入端口1进行输出。

需要说明的是，在图6和图7所示的光分路器中，在N级分光器5均为1*2的分光器时，由于第N级分光器的上行出光侧仅包括一个分光端口，该分光端口与第一PD4连接，所以未能与第N-1级分光端口连接，所以此种情况下，不能用于下行传输。在这种情况下如果想用于下行传输，可以将第N级分光器的上行出光侧的分光端口切换至与第N-1级分光器连接。

对应于图7，本申请实施例还提供了上行光信号的损耗：对于通过一个光输入端口1输入的第一上行光信号，在第N级2*2的分光器为等比分光时，第一上行光信号经过N级分光器5后，不考虑额外的损耗，信号功率衰减约为N*3dB，即只有1/2^N的第一上行光信号从光输出端口2进行输出，其中有1/2的第一上行光信号被第一pd4接收，再经过激光器3重建成第二上行光信号，第二上行光信号从光输出端口2进行输出。假设第一pd4的光转换效率为η_oe(一般大于90％)，激光器3的转换效率η_eo(一般为20％)，则第二上行光信号从光输出端口2输出时，上行信号的损耗约为-10*log₁₀(η_oe*η_eo)-3dB，即等效约有(η_oe*η_eo/2)的第一上行光信号从光输出端口2输出(以第二上行光信号)。在光分路器的分光比大于2^a(相当于有一路下行光信号输入，输出的下行光信号为2^a路)时(a>floor(1-log₂(η_oe*η_eo)),floor表示往下取整，a为正整数)，经过第一pd4、激光器3、第二wdm6，再到光输出端口2，以重建方式生成的第二上行光信号等效损耗，小于第一上行光信号经过N级分光器5的损耗，即重建的方式会给上行光信号带来光增益。例如，η_oe＝90％，η_eo＝20％时，(1-log₂(η_oe*η_eo))＝3.47，即a>3时(如a＝4，分光比1×16时)，第一上行光信号经过N级分光器5到光输出端口2的输出信号功率衰减为12dB,通过第一pd4、激光器3、第二wdm，再到光输出端口2的输出信号等效衰减约10.5dB，相当于通过重建第二上行光信号，对上行光信号等效获得1.5dB增益。

可选的，如图8所示，本申请实施例中，光分路器中的多个第一pd4为2^N个第一pd4，光分路器还可以包括N级分光器5和2^N个第一wdm7，N级分光器5包括有2^N-1个分光器，这2^N-1个分光器可以都是1*2的分光器，也可以都是2*2的分光器，还可以是1*2的分光器和2*2的分光器的组合。N级分光器的任意一级分光器，可以称为是第i级分光器，第i级分光器可以包括2^i-1个分光器，第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1，且小于或等于N。这样，N级分光器5是由级联的分光器组成。

第N级分光器中每个分光器均为1*2的分光器或2*2的分光器，第N级分光器的每个分光器的的上行入光侧可以包括两个分光端口，即第三分光端口和第四分光端口，2^N个第一wdm7中每个第一wdm7与第N级分光器中的一个分光器的第三分光端口或第四分光端口通过光波导连接，且第N级分光器中每个分光器的第三分光端口和第四分光端口均连接有一个第一wdm7，每个第一wdm7与一个光输入端口1通过光波导连接，且每个第一wdm7连接的光输入端口1不相同，该第一wdm7与一个第一pd4通过光波导连接，且每个第一wdm7连接的第一pd4不相同，这样，对于每个光输入端口1至第一pd4的传输线路，该传输线路上通过第一wdm7。在这种情况下，由于一个光输入端口1连接一个第一wdm7，而每个第一wdm7连接一个第一pd4，所以可以认为是第一pd4连接有一个光输入端口1。

这样，如果下行光信号的传输也想使用该光分路器，可以将上行光信号的光输出端口2与下行光信号的光输入端口采用不同的端口，也即下行光信号的光输入端口通过光波导连接第一级分光器的下行入光侧的分光端口。这样，下行光信号就可以从光分路器的下行的光输入端口输入，经过N级分光器5后，再经过第一wdm7，通过上行光信号的光输入端口1进行输出。

对应于图8中的光分路器，上行光信号的传输路径为：从光输入端口1输入至第一wdm7，经过第一wdm7输入至第一pd4，经过第一pd4转换为电信号，输入至激光器3，激光器3输出上行光信号至光输出端口2，进行输出。下行光信号的传输路径为：从下行光信号的光输入端口输入下行光信号，传输至第一级分光器，经过N级分光器5的传输，至第一wdm7，经过第一wdm7输出至上行光信号的光输入端口1，进行输出。

可选的，对于图8中的光分路器，为了使光分路器可以应用于上行光信号的传输，也可以应用于下行光信号的传输，如图9所示，光分路器(图9中仅示出一个第二wdm6)中还可以包括一个或多个第二wdm6，第二wdm6的数目与光输出端口2的数目相同，每个第二wdm6与N级分光器5的第一级分光器的上行出光侧的一个分光端口通过光波导连接，且每个第二wdm6连接不同的分光端口，激光器3与每个光输出端口2之间设置有一个第二wdm6，即第二wdm6可以连接有光输入端口1、激光器3和N级分光器5的第一级分光器。这样，第二wdm6用于复用解复用上行光信号和下行光信号，上行光信号和下行光信号可以通过光分路器的同一端口传输，也即下行光信号通过上述光输入端口1和光输出端口2，传输下行光信号。

需要说明的是，在传输下行光信号时，上述的光输出端口2为下行光信号的光输入端口，上述的光输入端口1为下行光信号的光输出端口。

对应于图9中的光分路器(图9中仅示出一个第二wdm6)，上行光信号的传输路径为：从光输入端口1输入至第一wdm7，经过第一wdm7输入至第一pd4，经过第一pd4转换为电信号，输入至激光器3，激光器3输出上行光信号，经过第二wdm6输出至光输出端口2。下行光信号的传输路径为：从上行光信号的光输出端口2输入下行光信号，经过第二wdm6，传输至第一级分光器，经过N级分光器5的传输，至第一wdm7，经过第一wdm7输出至上行光信号的光输入端口1，进行输出。

对于图8和图9的光分路器，由于第一上行光信号直接通过第一wdm7连接到第一pd4，而不需要经过第N级分光器，所以被第一pd4接收到的第一上行光信号的强度增加3dB(由于第一wdm7的衰减一般比较小，所以此处未考虑第一wdm7的衰减)，那么经过激光器3重建的第二的上行光信号的强度也会增加3dB，可以额外获得3dB的增益。

可选的，如图10所示，光分路器可以包括一个第一pd4，第一pd4包括2^N个光信号的输入端口和一个电信号的输出端口，光分路器还包括2^N个第一wdm7，每个第一wdm7通过光波导连接上行光信号的一个光输入端口1，且每个第一wdm7连接的光输入端口1不相同，每个第一wdm7还通过光波导连接第一pd4的一个光信号的输入端口，且每个第一wdm7连接的第一pd4不相同，每个第一wdm7还连接第N级分光器中一个分光器的上行入光侧的一个分光端口，第N级分光器中的每个分光器的上行入光侧包括两个分光端口，且每个第一wdm7连接不同的分光端口，相当于第N级分光器的每个分光器连接两个第一wdm7。

这样，如果下行光信号的传输也想使用该光分路器，可以将上行光信号的光输出端口2与下行光信号的光输入端口1采用不同的端口，也即下行光信号的光输入端口通过光波导连接第一级分光器的下行入光侧的分光端口。这样，下行光信号就可以从光分路器的下行的光输入端口输入，经过N级分光器5后，通过上行光信号的光输入端口1进行输出。

对应于图10，上行光信号的传输路径为：上行光信号从光输入端口1输入，经过连接的第一wdm7，输入至第一pd4，经过第一pd4转换为电信号，输出至激光器3，激光器3生成上行光信号经过光输出端口2进行输出。下行光信号的传输路径为：下行光信号从下行的光入出端口输入，经过N级分光器5，输出至第一wdm7，通过上行光信号的光输入端口1进行输出。

对应于图10中的光分路器，为了使光分路器可以应用于上行光信号和下行光信号的传输，如图11所示，光分路器中还可以包括一个或多个第二wdm6，第二wdm6的数目与光输出端口2的数目相同，每个第二wdm6与N级分光器5的第一级分光器的上行出光侧的一个分光端口通过光波导连接(第一级分光器的上行出光侧包括两个分光端口)，且连接的分光端口不相同，那么就限定第二wdm的数目为2，激光器3与每个光输出端口2之间设置有一个第二wdm6，即第二wdm6可以连接有光输入端口1、激光器3和N级分光器5的第一级分光器。这样，第二wdm6用于复用解复用上行光信号和下行光信号，上行光信号和下行光信号可以通过光分路器的同一端口传输，也即下行光信号通过上述光输出端口2，传输下行光信号。

在图11中，假设第二wdm6的数目与光输出端口2的数目均为2，每个第二wdm6分别连接一个光输出端口2，并分别连接第一级分光器的上行出光侧的两个分光端口，并且与激光器3连接。

对应于图11，上行光信号的传输路径为：上行光信号从光输入端口1输入，经过连接的第一wdm7，输入至第一pd4，经过第一pd4转换为电信号，输出至激光器3，激光器3生成上行光信号经过光输出端口2进行输出。下行光信号的传输路径为：下行光信号从上行的光输出端口2输入，经过第二wdm6传输至第一级分光器，经过N级分光器5，输出至第一wdm7，通过上行光信号的光输入端口1进行输出。

可选的，光分路器可以包括一个第一pd4，第一pd4包括2^N-1个光信号的输入端口和一个电信号的输出端口，该第一pd4与第N级分光器中每个分光器的上行出光侧的一个分光端口通过光波导连接。这样，上行光信号就可以从光输入端口1传输至第N级分光器，经过第N级分光器传输至第一pd4，经过第一pd4转换为电信号，输出至激光器3，供激光器3生成上行光信号，经光输出端口2进行输出。同样，为了使光分路器可以应用于上行光信号和下行光信号的传输，光分路器中还可以包括一个或多个第二wdm6，第二wdm6的数目与光输出端口2的数目相同，每个第二wdm6与N级分光器5的第一级分光器的上行出光侧的一个分光端口通过光波导连接(第一级分光器的上行出光侧包括两个分光端口)，且连接的分光端口不相同，那么就限定第二wdm的数目为2。激光器3与每个光输出端口2之间设置有一个第二wdm6，即第二wdm6包括三个端口，每个端口可以分别连接有光输出端口2、激光器3和N级分光器5的第一级分光器上行出光侧的一个分光端口。这样，第二wdm6用于复用解复用上行光信号和下行光信号，上行光信号和下行光信号可以通过光分路器的同一端口传输，也即下行光信号通过上述光输出端口2，传输下行光信号。

可选的，对于上述图5至图11所示的光分路器，本申请实施例中，如图12所示(在图7的基础上添加第二pd8和第三wdm9)，光分路器还可以包括一个额外的第二pd8和第三wdm9，第二pd8与第三wdm9通过光波导连接，第三wdm9通过光波导与一个光输出端口2连接，第三wdm9与激光器3通过光波导连接，第二pd8与激光器3通过电连接。在该光输出端口2连接有olt等局端设备时，局端设备可以通过该光输出端口2和第三wdm9，将光信号传输至第二pd8，经第二pd8转换为电信号，传输至激光器3，用于为激光器3提供偏置电流或者对激光器3的驱动信号进行放大，激光器3的驱动信号为第一pd4输出的电信号。

需要说明的是，局端设备提供的光信号与上行光信号、下行光信号的波长均不相同，例如，可以为980nm或1700nm。

还需要说明的是，图12是在图7的基础上进行添加，也可以在其他的光分路器的结构上进行改进，如在图8、图9的基础上进行添加，原理类似，此处不再赘述。

可选的，对于图5至图12所示的光分路器中，光分路器的光输出端口2可以为两个，这两个光输出端口2为主端口和备端口，为了使激光器3传输的上行光信号能传输至光输出端口2，激光器3与光输出端口2之间，还设置有光开关，在主端口使用时，通过光开关使激光器3与主端口连接，这样，上行光信号就会传输至主端口，而不会到达备端口。或者，如图13所示，激光器3与光输出端口2之间还设置有1*2的分光器10，1*2的分光器10的出光侧的两个分光端口分别连接两个光输出端口2，入光侧的一个分光端口连接激光器3，这样，激光器3可以将上行光信号传输至两个光输出端口2，在主端口使用时，使用主端口进行输出，在备端口使用时，使用备端口输出。或者，激光器3与光输出端口2之间还设置有2*2的分光器，2*2的分光器的出光侧的两个分光端口分别连接两个光输出端口2，入光侧的一个分光端口连接激光器3。

需要说明的是，图13是在图11的基础上添加了1*2的分光器10，同样也可以在其他分路器的结构图上添加，如在图7的光分路器中添加，光输出端口的数目为2，每个光输出端口2连接一个第二wdm6，每个第二wdm6还通过光波导与第一级分光器上行出光侧的不同分光端口连接，还与1*2的分光器10的出光侧的两个分光端口分别连接，激光器3与1*2的分光器10的上行入光侧的分光端口连接，其他光分路器的结构中添加1*2的分光器的方式与之类似，此处不再赘述。

还需要说明的是，由于上行光信号和下行光信号的波长不一样，所以使用第一wdm7可以使下行光信号，通过光输入端口1进行输出，而使上行光信号进入第一pd4。

本申请实施例中，光分路器包括多个光输入端口1、一个或多个光输出端口2、激光器3、一个或多个第一光电转换器pd4，激光器3与一个或多个光输出端口2通过光波导连接，激光器3与一个或多个第一pd4通过电连接，在第一pd4为多个时，第一pd4与光输出端口2通过光波导一一对应连接，或者每个第一pd4与两个光输出端口2连接，且连接的光输出端口2不相同，在第一pd4为一个时，第一pd4与多个光输入端口1连接。这样，在传输上行光信号时，经过激光器3对上行光信号进行重建，而没有经过N级分光器5，损耗会低于N级分光器5的损耗，那么即使局端设备突发接收光信号，由于接收的光信号的强度比较大，所以恢复上行数据的难度也会降低。

对于上述图5至图13所示的光分路器，本申请另一实施例还提供了使用上述光分路器传输光信号的方法，如图14所示，该方法执行流程可以如下：

步骤1401，第一pd4通过光输入端口1接收第一上行光信号。

在实施中，对于光分路器输入的任一上行光信号，都可以称为是第一上行光信号，对于任意一个光输入端口1，都连接有一个第一pd4，在光分路器的外接设备将第一上行光信号经过一个光输入端口1输入后，经过光波导传输至连接的第一pd4，这样，第一pd4可以接收到第一上行光信号。

例如，光分路器连接的外接设备是ont，每个ont与光分路器的一个光输入端口1连接，ont有数据要发送时，可以生成第一上行光信号，将数据调制在第一上行光信号上，发送至第一pd4。

步骤1402，第一pd4将第一上行光信号转化为电信号，将电信号传输至激光器3。

在实施中，第一pd4接收到第一上行光信号后，可以将第一上行光信号转换为电信号，然后将电信号通过电连接传输至激光器3。

步骤1403，激光器3将电信号转换为第二上行光信号，通过光输出端口2进行输出。

在实施中，激光器3接收到第一pd4传输的电信号后，可以作为偏置电流，生成第二上行光信号，激光器3可以将第二上行光信号，通过光波导传输至光输出端口2，进而可以传输至光分路器的外接设备，该外接设备可以是olt，也可以是另一个光分路器。

可选的，对应用于上述图6，多个第一pd4为2^N-1个第一pd4，光分路器还包括N级分光器，每个第一pd4与第N级分光器中一个分光器的上行出光侧的一个分光端口连接，且每个第一pd4连接的分光器不相同，N级分光器5中第N级分光器的上行入光侧的一个分光端口与一个光输入端口1连接，且每个光输入端口1连接的分光端口不相同。对于光分路器的该结构，上述步骤1402的处理可以如下：

第一pd4接收连接的第N级分光器传输的第一上行光信号，第N级分光器通过光输入端口1接收第一上行光信号。

在实施中，在从光输入端口1输入第一上行光信号后，第一上行光信号经过光输入端口1至第N级分光器后，第N级分光器会输出两路第一上行光信号，一路通过光波导传输至第N-1级分光器，另一路通过光波导传输至第一pd4，这样，第一pd4就会接收到第一上行光信号。

另外，为了使该光分路器也能用于下行光信号的传输，可以将光分路器的下行光信号的光输入端口与上行光信号的光输出端口2设置为不同的端口，并且下行光信号的光输入端口连接第一级分光器，这样，下行光信号通过下行光信号的光输入端口的输入，经过N级分光器5后，从上行光信号的输入端口进行输出。即可实现下行和上行使用相同的光分路器。

可选的，为了使光输出端口2输出的上行光信号的强度更大，可以不经过N级分光器5中任何分光器，相应的光分路器为上述图8和图9所示的光分路器，多个第一pd4为2^N个第一pd4，光分路器还包括N级分光器5和2^N个第一wdm7，对应的步骤1402的处理可以如下：

第一pd4接收通过连接的第一wdm7传输的第一上行光信号，连接的第一wdm7通过光输入端口1接收第一上行光信号。

在实施中，在从光输入端口1输入第一上行光信号后，传输至连接的第一wdm7，经过第一wdm7，传输至该第一wdm7连接的第一pd4，这样，第一pd4就可以接收到第一上行光信号。

对于上述图8和图9的光分路器，还可以用于下行光信号，处理可以如下：

通过第一wdm7向连接的光输入端口1传输下行光信号。

在实施中，由于第一wdm7与第N级分光器有连接，所以下行光信号，在经过N级分光器5下行传输后，可以通过第一wdm7，传输至该第一wdm7连接的光输入端口1，进行下行光信号的输出。

另外，为了使该光分路器也能用于下行光信号的传输，可以将光分路器的下行光信号的光输入端口与上行光信号的光输出端口2设置为不同的端口，并且下行光信号的光输入端口连接第一级分光器，这样，下行光信号通过下行光信号的光输入端口1的输入，经过N级分光器5后，从上行光信号的输入端口进行输出。即可实现下行和上行使用相同的光分路器。

这样，在进入第一pd4的上行光信号未经过任何分光器，所以可以减少损耗。

可选的，对应于上述图10和图11的光分路器，光分路器包括一个第一pd4，光分路器还包括2^N个第一wdm7，步骤1402的处理可以如下：

第一pd4接收通过连接的第一wdm7传输的第一上行光信号，连接的第一wdm7通过光输入端口1接收第一上行光信号。

在实施中，在从光输入端口1输入第一上行光信号后，传输至连接的第一wdm7，经过第一wdm7，传输至该第一wdm7连接的第一pd4，这样，第一pd4就可以接收到第一上行光信号。

对于上述图10和图11的光分路器，还可以用于下行光信号，处理可以如下：

通过第一wdm7向连接的光输入端口1传输下行光信号。

在实施中，由于第一wdm7与第N级分光器有连接，所以下行光信号，在经过N级分光器5下行传输后，可以通过第一wdm7，传输至该第一wdm7连接的光输入端口1，进行下行光信号的输出。

另外，为了使该光分路器也能用于下行光信号的传输，可以将光分路器的下行光信号的光输入端口与上行光信号的光输出端口2设置为不同的端口，并且下行光信号的光输入端口连接第一级分光器，这样，下行光信号通过下行光信号的光输入端口的输入，经过N级分光器后，从上行光信号的光输入端口1进行输出。即可实现下行和上行使用相同的光分路器。

可选的，对应于上述图7、图9和图11的分光器，光分路器还包括有一个或多个第二wdm6，第二wdm6的数目与光输出端口2的数目相同，相应的的步骤1403的处理可以如下：

激光器3将电信号转换为第二上行光信号，通过第二wdm6进行输出至光输出端口2。

在实施中，激光器3将电信号转换为第二上行光信号后，可以传输至连接的第二wdm6，然后通过第二wdm6进行输出至光输出端口2，进行输出。

在图7、图9和图11的分光器的结构下，下行光信号和上行光信号可以使用一个光分路器进行传输，处理可以如下：

通过第二wdm6传输下行光信号至第一级分光器。

在实施中，光分路器接收到下行光信号时，可以将下行光信号传输至第二wdm6，经过第二wdm6传输至N级分光器5，经过N级分光器5，传输至上行光信号的光输入端口1，进行输出。在此方案中，上行光信号的光输入端口1即为下行光信号的光输出端口，上行光信号的光输出端口2，即为下行光信号的光输入端口。

这样，使用同一光分路器即可实现上行光信号和下行光信号的传输。

可选的，对应上述图12的光分路器，光分路器还包括第二pd4，激光器3与一个光输出端口2之间还设置有第二pd8和第三wdm9，通过第二pd8为激光器3提供偏置电流或者对第一pd8提供的电信号进行放大，相应的处理可以如下：

第二pd8接收局端设备通过第三wdm9发送的目标光信号，将目标光信号转换为电信号，传输至激光器3，用于为激光器3提供偏置电流或对激光器3接收到第一pd4提供的电信号进行放大。

在实施中，第二pd8可以与一个第三wdm9通过光波导连接，第三wdm9可以与光输出端口2通过光波导连接，第三wdm9还可以与激光器3通过光波导连接，第二pd8与激光器3通过电连接，光输出端口2可以连接到局端设备，局端设备可以提供一个区别于上行光信号和下行光信号的波长的光信号(后续可以称为是目标光信号)，例如，980nm或者1700nm等。经过光输出端口2和第三wdm9，传输至第二pd8，第二pd8接收到后，可以将目标光信号转换为电信号，传输至激光器3。

激光器3接收到电信号后，可以作为偏置电流，或者对接收到的第一pd4提供的电信号进行放大处理。这样，可以使激光器3产生第二上行光信号的强度更高。

另外，对应用于上述图13所示的光分路器，激光器3与光输出端口2之间设置有光开关、1*2的分光器或者2*2的分光器中的任一种，所以第二上行光信号从激光器3输出后，经过光开关、1*2的分光器或2*2的分光器中任一种，到达光输出端口2，进行输出。

另外，本申请实施例中，上述激光器3可以为激光二极管，激光二极管的发光原理为：激光二极管中的正极-负极(positive–negative，p-n)结由两个掺杂的砷化镓层形成。它有两个平端结构，平行于一端镜像(高度反射面)和一个部分反射。当p-n结由外部电压源正向偏置时，电子通过结而移动，并像普通二极管那样重新组合。当电子与空穴复合时，光子被释放。这些光子撞击原子，导致更多的光子被释放。随着正向偏置电流的增加，更多的电子进入耗尽区并导致更多的光子被发射。最终，在耗尽区内随机漂移的一些光子垂直照射反射表面，从而沿着它们的原始路径反射回去。反射的光子再次从结的另一端反射回来。光子从一端到另一端的这种运动连续多次。在光子运动过程中，由于雪崩效应，更多的原子会释放更多的光子。这种反射和产生越来越多的光子的过程产生非常强烈的激光束。

需要说明的是，由于本申请实施例中，光分路器中包括的N级分光器5、光输入端口1、光输出端口2、激光器3、第一wdm7、第二wdm6、第三wdm9、第一pd4和第二pd8均是无源器件，所以涉及到的光分路器也是一个无源器件。

还需要说明的是，第三wdm9与第一wdm7、第二wdm6所能分出的光信号的波长不相同，这是由于第三wdm9用于区分局端设备提供的目标光信号的波长和第二上行光信号的波长，第一wdm7、第二wdm6用于区分上行光信号的波长和下行光信号的波长，而目标光信号的波长与上行光信号、下行光信号的波长均不相同，所以，第三wdm9与第一wdm7、第二wdm6不相同。第一wdm7与第二wdm6可以相同，这是由于他们均是用于区分上行光信号的波长和下行光信号的波长。

还需要说明的是，图7、图9、图11、图12仅示出了一个光输出端口2，可以用于传输上行光信号或下行光信号。图6和图8是上行光信号的光输出端口2与下行光信号的光输入端口不是同一端口。

本申请实施例中，上行光信号在传输时，第一pd4通过光输入端口1接收第一上行光信号，第一pd4将第一上行光信号转化为电信号，将电信号传输至激光器3，激光器3将电信号转换为第二上行光信号，通过光输出端口2进行输出。这样，在传输上行光信号时，经过激光器3对上行光信号进行重建，而没有经过N级分光器，损耗会低于N级分光器的损耗，那么即使局端设备突发接收光信号，由于接收的光信号的强度比较大，所以恢复难度也会降低。

另外，由于降低了上行光信号的损耗，所以在当前同样的实施难度下，可以支持更大的分光比，降低了pon系统的部署成本，加快pon系统的部署节奏。

本申请另一实施例中还提供了另一种结构的光分路器，如图15所示，光分路器可以包括多个光输入端口1、一个或多个光输出端口2、光放大器11、一个或多个第三pd12，光放大器12可以是半导体放大器或者光纤放大器等，光输入端口1为上行光信号的输入端口，光输出端口2为上行光信号的输出端口，光分路器中可以通过多个光输入端口1输入多路上行光信号，在光输出端口2为一个时，会有一路上行光信号输出，在光输出端口2为多个时，一般处于工作状态的光输出端口2仅有一个，其他是备份。在第三pd12为多个时，第三pd12的数目与光输入端口1的数目可以相同，每个第三pd12通过光波导连接一个光输入端口1，且每个第三pd12连接的光输入端口1不相同，也可以是第三pd12的数目是光输入端口1的数目的一半，且每个第三pd12连接的光输入端口1不相同。在第三pd12为一个时，第三pd12通过光波导与多个光输入端口1连接。

光放大器11可以与一个或多个光输出端口2通过光波导连接，光放大器11还与一个或多个第三pd12通过电连接，光放大器11还可以与一个或多个光输入端口1通过光波导连接。

这样，通过各个光输入端口1输入的上行光信号，都经过第三pd12，转换为电信号，然后进入光放大器11，并且各个光输入端口1输入的上行光信号均可以进入光放大器11，这样，电信号供电，使光放大器11对接收到的光信号进行放大处理，将放大处理后的光信号，通过光输出端口2进行输出。

可选的，光分路器还可以包括耦合器13和N级分光器5，N级分光器5可以见图6所示的N级分光器5，N级分光器5的第N级分光器中的每个分光器的上行入光侧的两个分光端口分别连接有一个光输入端口1。耦合器13可以包括第一端和第二端，第一端可以与光放大器11进行连接，第二端可以与第m级分光器的上行出光侧的一个分光端口连接(m大于或等于1，且小于或等于N)，第m级分光器为2*2的分光器，相当于上行出光侧有两个分光端口(在下行传输光信号时为下行入光侧的两个分光端口)，第m级分光器中每个分光器上行出光侧的一个分光端口与耦合器13连接，第m级分光器的上行出光侧的另一分光端口与第m-1级分光器连接，这样，可以保证下行光信号的传输还可以使用该光分路器。

可选的，第m级分光器为第2级分光器，第2级分光器包括两个分光器，每个分光器上行出光侧的两个分光端口中的一个与耦合器13通过光波导连接，另一个与第一级分光器通过光波导连接。这样，上行光信号经过N级分光器5中第N级分光器至第3级分光器，传输至第2级分光器，经第2级分光器传输至耦合器13输入到光放大器11，经过光放大器11进行放大，输出至光输出端口2。

可选的，如图16所示，包括耦合器13的光分路器中第m级分光器为第2级分光器，多个第三pd12为2^N-1第三pd12，假设N级分光器5的第N级分光器中每个分光器均为2*2的分光器，其他级的分光器中每个分光器可以是1*2的分光器或者2*2的分光器，第N级分光器中每个分光器的上行入光侧可以包括两个分光端口，每个分光端口连接一个光输入端口1，且每个分光端口连接不同的光输入端口1，上行出光侧可以包括两个分光端口(即第一分光端口和第二分光端口)，第N级分光器的第一分光端口仅与一个第三pd12通过光波导连接，且每个第一分光端口连接的第三pd12不相同，且每个分光器的第二分光端口与第N-1级分光器的一个分光端口通过光波导连接，且每个第二分光端口连接的第N-1级分光器的分光端口不相同，这样，上行光信号就可以从光输入端口1输入至第N级分光器，经第N级分光器分为两路，一路输入至第三pd12，经过光电转换，转换为电信号，输出至光电放大器11。而且由于第N级分光器的上行出光侧的另一个分光端口还连接有第N-1级分光器，另一路传输至第N-1级分光器，传输至上述的第m级分光器，进而可以传输至耦合器13，进行耦合之后，输出至光放大器11，光放大器11基于第三pd12提供的电信号，对耦合器13传输的上行光信号进行放大，然后输出放大后的上行光信号至光输出端口2。在这种情况下，相当于每个第三pd12与两个光输入端口1连接。

另外，由于第N级分光器的上行出光侧的另一个分光端口还连接有第N-1级分光器，所以下行光信号可以从第N-1级分光器传输至第N级分光器。

这样，如果下行光信号的传输也想使用该光分路器，可以将上行光信号的光输出端口2与下行光信号的光输出端口采用不同的端口，也即下行光信号的光输入端口通过光波导连接第一级分光器的下行入光侧的分光端口。这样，下行光信号就可以从光分路器的下行光信号的光输入端口输入，经过N级分光器5后，通过上行光信号的光输入端口1进行输出。

可选的，对于图16中的光分路器，为了使光分路器可以应用于上行光信号和下行光信号的传输，如图17所示，光分路器中还可以包括一个或多个第六wdm18，第六wdm18的数目与光输出端口2的数目相同，每个第六wdm18与N级分光器5的第一级分光器上行出光侧的一个分光端口，通过光波导连接，光放大器11与每个光输出端口2之间设置有一个第六wdm18，即第六wdm18包括三个端口，每个端口可以分别连接有光输入端口1、光放大器11和N级分光器5的第一级分光器上行出光侧的一个分光端口。这样，第六wdm18用于复用解复用上行光信号和下行光信号，上行光信号和下行光信号可以通过光分路器的同一端口传输，也即下行光信号通过上述光输入端口1和光输出端口2，传输下行光信号。

需要说明的是，在传输下行光信号时，上述的光输出端口2为光下行光信号的光输入端口，上述的光输入端口1为下行光信号的光输出端口。

可选的，光分路器包括2^N个第三pd12，光分路器还可以包括耦合器13、2^N个第四wdm14和N级分光器5，N级分光器5中的每个分光器可以是1*2的分光器，也可以是2*2的分光器，每个第四wdm14连接一个光输入端口1，且每个第四wdm14连接第N级分光器中每个分光器的上行入光侧的一个分光端口，且连接的是不同的分光端口(每个第四wdm14与第N级分光器的分光端口的数目相同，且一一对应连接)，且每个第四wdm14连接一个第三pd12，每个第四wdm14连接的第三pd12不相同。耦合器13可以包括第一端和第二端，第一端可以与光放大器11进行连接，第二端可以与第m级分光器的上行光信号的出光侧的一个端口连接(m大于或等于1，且小于或等于N)，第m级分光器为2*2的分光器，相当于上行出光侧有两个分光端口(在下行传输光信号时为入光侧的两个分光端口)，一个与耦合器13连接，一个与第m-1级分光器连接。这样，上行光信号从光输入端口1输入后，通过第四wdm14分为两路，一路传输至第N级分光器，经过N级分光器5的传输，输出至第m级分光器，经过第m级分光器输出后，通过耦合器13进行耦合，传输至光放大器11，另一路传输至第三pd12，经过第三pd12转换为电信号，提供给光放大器11，光放大器11使用该电信号对耦合器13传输的光信号进行放大处理，将放大处理后的光信号进行输出。同样，光分路器中还可以包括一个或多个第六wdm18，第六wdm18的数目与光输出端口2的数目相同，第六wdm18与N级分光器5的第一级分光器通过光波导连接，光放大器11与每个光输出端口2之间设置有一个第六wdm18。例如，第六wdm18的数目为2，第一级分光器的上行出光侧包括两个分光端口，每个第六wdm18连接一个分光端口，且连接的分光端口不相同。在这种情况下，相当于每个第三pd12与一个光输入端口1连接。

需要说明的是，N级分光器5中的第m级分光器是1*2的分光器，由于第m级分光器仅连接耦合器13，并未连接第m-1级分光器，所以该光分路器仅能用于上行传输，而不能用于下行传输，N级分光器5中的第m级分光器是2*2的分光器，由于第m级分光器的上行出光侧有两个分光端口，一个连接耦合器13，另一个连接第m-1级分光器，所以该光分路器不仅能用于上行传输，还能用于下行传输。

可选的，如图18所示，光分路器仅包括一个第三pd12，光分路器还可以包括2^N个第四wdm14、一个多入双出部件15和N级分光器5，N级分光器5包括2^N-1个分光器，分光器为1*2的分光器或2*2的分光器，N级分光器5中第i级分光器包括2^i-1个分光器，N级分光器5中第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，第N级分光器中每个分光器通过第四wdm14与两个光输入端口1连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1且小于或等于N(具体的描述可参见图6中N级分光器描述)。多入双出部件15可以包括2^N个入端口和两个出端口，第三pd12一侧连接光放大器11，一侧连接多入双出部件15的一个出端口，光放大器11与多入双出部件15的另一个出端口连接。

第N级分光器中每个分光器为1*2或者2*2的分光器，在第N级分光器为2*2的分光器时，2*2的分光器每侧(上行入光侧和上行出光侧)包括两个分光端口，其中的上行出光侧的分光端口中的一个与第N-1级分光器连接，另一个闲置，上行入光侧的每个分光端口分别连接有一个第四wdm14(第N级分光器的上行入光侧的分光端口的数目与第四wdm14的数目相同，且每个第四wdm14连接不同的分光端口)，第四wdm14与多入双出部件15的一个入端口通过光波导连接，且每个第四wdm14连接的入端口不相同，第四wdm14还与一个光输入端口1通过光波导连接，且每个第四wdm14连接的光输入端口1都不相同，也就是第四wdm14的数目与光输入端口1的数目相同，并且是一一对应连接。

这样，上行光信号的传输路径为：从光输入端口1输入至第四wdm14，经第四wdm14传输至多入双出部件15，经多入双出部件15分为两路上行光信号，一路传输至第三pd12，经过第三pd12转换为电信号，提供给光放大器11，另一路传输至光放大器11，光放大器11使用第三pd12提供的电信号，对多入双出部件15传输至自己的上行光信号，进行放大处理，在放大处理后，经光输出端口2进行输出。

这样，如果下行光信号的传输也想使用该光分路器，可以将上行光信号的光输出端口2与下行光信号的光输出端口采用不同的端口，也即下行光信号的光输入端口通过光波导连接第一级分光器的下行入光侧的分光端口。这样，下行光信号就可以从光分路器的下行光信号的光输入端口输入，经过N级分光器5后，通过上行光信号的光输入端口1进行输出。

可选的，对于图18中的光分路器，为了使光分路器可以应用于上行光信号和下行光信号的传输，如图19所示，光分路器中还可以包括一个或多个第六wdm18，第六wdm18的数目与光输出端口2的数目相同，第六wdm18与N级分光器的第一级分光器上行出光侧的一个分光端口通过光波导连接(连接关系前面已详细叙述，此处不再赘述)，光放大器11与每个光输出端口2之间设置有一个第六wdm18，即第六wdm18可以连接有光输入端口1、光放大器11和N级分光器的第一级分光器上行出光侧的一个分光端口。这样，第六wdm18用于复用解复用上行光信号和下行光信号，上行光信号和下行光信号可以通过光分路器的同一端口传输，也即下行光信号通过上述光输入端口1和光输出端口2，传输下行光信号。

需要说明的是，在传输下行光信号时，上述的光输出端口2为光下行光信号的光输入端口，上述的光输入端口1为下行光信号的光输出端口。

可选的，对应于上述图16至图19的光分路器，光放大器11可以是半导体光放大器11，如图20所示(在图19的基础上进行添加)，光分路器还可以包括一个第四pd16和第五wdm17，第四pd16与光放大器11通过电连接，第四pd16还可以通过光波导与第五wdm17连接，第五wdm17与光放大器11通过光波导连接，第五wdm17与光输出端口2连接。

第四pd16可以通过该光输出端口2和第五wdm17，接收局端设备提供的光信号，第四pd16将该光信号转换为电信号，提供给光放大器11，为光放大器11提供一个偏置电流或者对第三pd12输出的电信号进行放大。

需要说明的是，图20是在图19所示的光分路器上添加了第四pd16和第五wdm17，同样也可以适应于图15至图18的光分路器，原理与图19相同，此处不再赘述。

对应于图20，如图21所示，在第五wdm17与光输出端口2之间还设置有第六wdm18，第六wdm18与第五wdm17连接，与第一级分光器上行出光侧的一个分光端口连接，第六wdm18与一个光输出端口2连接。

可选的，对于图15至图20所示的光分路器中，光分路器的光输出端口2可以为两个，这两个光输出端口2为主端口和备端口，为了使光放大器11传输的上行光信号能传输至光输出端口2，光放大器11与光输出端口2之间，还设置有光开关，在主端口使用时，通过光开关使光放大器11与主端口连接，这样，上行光信号就会传输至主端口，而不会到达备端口。或者，如图22所示，光放大器11与光输出端口2之间还设置有1*2的分光器10，1*2的分光器10的出光侧的两个分光端口分别连接两个光输出端口2，上行入光侧的一个分光端口连接光放大器11，这样，光放大器11可以将上行光信号传输至两个光输出端口2，在主端口使用时，使用主端口进行输出，在备端口使用时，使用备端口输出。或者，光放大器11与光输出端口2之间还设置有2*2的分光器，2*2的分光器的出光侧的两个分光端口分别连接两个光输出端口2，入光侧的一个分光端口连接光放大器11。

需要说明的是，图22是在图19所示的光分路器上添加了1*2的分光器10，同样也可以适应于图15至图21的光分路器，原理与图19相同，此处不再赘述。

在图22所示的光分路器中，如果光放大器11为半导体放大器，1*2的分光器可以设置在第五wdm17与光放大器11之间，也可以设置在第五wdm17与第六wdm18之间。

在上述若图22的光分路器与图17或图19的光分路器结合，该1*2的分光器可以设置在第六wdm18与光放大器11之间。

需要说明的是，上述第三pd12与第四pd16，虽然均为光电转换器，结构也相同，但是其转换的光信号的波长不相同，接收光信号的探头也不相同。

还需要说明的是，第六wdm18与第四wdm14、第五wdm17所能分出的光信号的波长不相同，这是由于第六wdm18用于区分局端设备提供的目标光信号的波长和上行光信号的波长，第四wdm14、第五wdm17用于区分上行光信号的波长和下行光信号的波长，而目标光信号的波长与上行光信号、下行光信号的波长均不相同。第六wdm18与第四wdm14、第五wdm17不相同，而第四wdm14、第五wdm17可以相同，这是由于他们均是用于区分上行光信号的波长和下行光信号的波长。

另外，在光放大器11为光纤放大器时还需要由局端设备提供一个泵浦源，可以是从光输出端口2，输入一路光信号，至光放大器11，用作泵浦源。

还需要说明的是，图17、图19、图21仅示出了一个光输出端口2，可以用于传输上行光信号或下行光信号。图16、图18和图20是上行光信号的光输出端口2与下行光信号的光输入端口不是同一端口。

本申请实施例中，光分路器包括多个光输入端口1、一个或多个光输出端口2、光放大器11、一个或多个第三光电转换器pd，光放大器11与一个或多个光输出端口2通过光波导连接，光放大器11与一个或多个第三pd12通过电连接，光放大器11与多个光输入端口1通过光波导连接，在第三pd12为多个时，每个第三pd12与一个或多个光输入端口1通过光波导连接，且每个第三pd12连接的光输入端口1不相同，在第三pd12为一个时，第三pd12与多个光输入端口1连接。这样，在传输上行光信号时，经过光放大器11对上行光信号进行放大，损耗会低于N级分光器的损耗，那么即使局端设备突发接收光信号，由于接收的光信号的强度比较大，所以恢复难度也会降低。

对应上述图15至图22所示的光分路器，本申请另一实施例还提供了使用上述光分路器传输光信号的方法，如图23所示，该方法执行流程可以如下：

步骤2301，第三pd12通过光输入端口1接收第三上行光信号。

在实施中，对于光分路器输入的任一上行光信号，都可以称为是第三上行光信号，对于任意一个光输入端口1，都连接有一个第三pd12，在光分路器的外接设备将第三上行光信号经过一个光输入端口1输入后，经过光波导传输至连接的第三pd12，这样，第三pd12可以接收到第三上行光信号。

例如，光分路器连接的外接设备是ont，每个ont与光分路器的一个光输入端口1连接，ont有数据要发送时，可以生成第一上行光信号，将数据调制在第一上行光信号上，发送至第三pd12。

步骤2302，第三pd12将第三上行光信号转化为电信号，将电信号传输至光放大器11。

在实施中，第三pd12接收到第三上行光信号后，可以将第三上行光信号转换为电信号，然后将电信号通过电连接传输至光放大器11。

步骤2303，光放大器11通过光输入端口1接收第四上行光信号，通过电信号对第四上行光信号进行放大处理，通过光输出端口2进行输出。

在实施中，在第三pd12接收第三上行光信号时，光放大器11可以通过光输入端口1接收到第四上行光信号，然后基于第三pd12提供的电信号，对第四上行光信号进行放大处理，然后通过光输出端口2进行输出。

可选的，对应于上述图16与图17，光分路器还包括耦合器13和N级分光器，步骤2303的处理可以如下：

光放大器11接收通过耦合器13进行耦合得到的第四上行光信号。

在实施中，第四上行光信号从光输入端口1，输入至N级分光器5，经过N级分光器5中第N级分光器至第m+1级分光器的传输，传输至第m级分光器，输出至耦合器13进行耦合，经过耦合器13输出第四上行光信号，至光放大器11，由于经过传输仅是对第四上行光信号进行损耗，所以传输至光放大器11的光信号，还是第四上行光信号。

可选的，对应图18和图19所示的光分光器，光分路器中包括一个第三pd12，光分路器还包括2^N个第四wdm14、一个多入双出部件15，上述步骤2301和步骤2303的处理可以如下：

第三pd12接收多入双出部件15接收自第四wdm14的第五上行光信号中的第三上行光信号，第五上行光信号通过光输入端口1传输至第四wdm14。光放大器11接收多入双出部件15接收自第四wdm14的第五上行光信号中的第四上行光信号。

在实施中，在传输上行光信号时，第五上行光信号通过光输入端口1传输至连接的第四wdm14，通过第四wdm14分为两路，一路传输至多入双出部件15，一路传输至第N级分光器，传输至多入双出部件15的光信号的强度远大于传输至第N级分光器的光信号的强度，多入双出部件15将第五上行光信号分为两路，一路是第三上行光信号，另一路是第四上行光信号，第三上行光信号被输出至第三pd12，第四上行光信号被输出至光放大器11，用于放大处理。这样可以使到达第三pd12和光放大器11的上行光信号的强度比较高。

需要说明的是，第四上行光信号为单模光信号，包括单纵模信号和单横模信号。

另外，设置第四wdm14的目的是为了下行光信号也能通过N级分光器正常传输，处理可以如下：

通过第四wdm14传输下行光信号至光输入端口1。

在实施中，在传输下行光信号时，若上行光信号的光输出端口2与下行光信号的光输入端口相同，上行光信号的光输入端口1与下行光信号的光输出端口相同，则下行光信号从上行光信号的光输出端口2进行输入，输入至第六wdm18，经过第六wdm18，输出至N级分光器的第一级分光器，经过N级分光器的传输，输出至第四wdm14，经过第四wdm14，输出至上行光信号的光输入端口1进行输出。若上行光信号的光输出端口2与下行光信号的光输入端口不相同，但是上行光信号的光输入端口1与下行光信号的光输出端口相同，则下行光信号从下行光信号的光输入端口进行输入，输入至N级分光器5的第一级分光器，经过N级分光器5的传输，输出至第四wdm14，经过第四wdm14，输出至上行光信号的光输入端口1进行输出。这样，上行光信号和下行光信号，均能使用该光分路器。

可选的，为了使下行光信号的传输也能使用光分路器，光分路器还可以包括一个或多个第六wdm18，第六wdm18的数目与光输出端口2的数目相同，第六wdm18的作用是用于分别连接光输出端口2、第一级分光器、光放大器11，这样，可以实现放大处理后的第四上行光信号从光放大器11传输至光输出端口2，并且实现下行光信号从上行光信号的光输出端口2输入，经过第六wdm18，输入至第一级分光器，经过N级分光器5的传输，传输至上行光信号的光输入端口1，进行输出。

可选的，对应图20，光放大器11为半导体放大器，光分路器还包括第四pd16和第五wdm17，相应的第四pd16可以提供额外的电信号给光放大器11，处理可以如下：

第四pd16接收局端设备通过第五wdm17传输的目标光信号，将目标光信号转换为电信号，传输至光放大器11，用于为光放大器11提供偏置电流或对光放大器11接收到第三pd12提供的电信号进行放大。

在实施中，第四pd16可以与第五wdm17通过光波导连接，第五wdm17与一个光输出端口2连接，第五wdm17还与光放大器11连接，光输出端口2可以连接到局端设备，局端设备可以提供一个区别于上行光信号和下行光信号的波长的光信号(后续可以称为是目标光信号)，例如，980nm或者1700nm等。通过第五wdm17传输至第四pd16，第四pd16接收到后，可以将目标光信号转换为电信号，传输至光放大器11。

光放大器11接收到电信号后，可以作为偏置电流，或者对接收到的第三pd12提供的电信号进行放大处理。这样，可以使放大处理后的第四上行光信号的强度更高。

另外，对应用于上述图21所示的光分路器，光放大器11与光输出端口2之间设置有光开关、1*2的分光器10或者2*2的分光器中的任一种，所以经过放大处理后的第四上行光信号从激光器输出后，经过光开关、1*2的分光器10或者2*2的分光器中的任一种，到达光输出端口2，进行输出。

需要说明的是，由于本申请实施例中，光分路器中包括的N级分光器、光输入端口1、光输出端口2、光放大器11、第四wdm14、第五wdm17、第六wdm18、第三pd12和第四pd16均是无源器件，所以涉及到的光分路器也是一个无源器件。

本申请实施中，在传输上行光信号时，第三pd12通过光输入端口1接收第三上行光信号，第三pd12将第三上行光信号转化为电信号，将电信号传输至光放大器11，光放大器11通过光输入端口1接收第四上行光信号，通过电信号对第四上行光信号进行放大处理，通过光输出端口2进行输出。这样，由于对传输的上行光信号进行了放大处理，所以降低了上行光信号的损耗，从而可以降低局端设备对上行光信号的接收难度。

另外，由于降低了上行光信号的损耗，所以在当前同样的实施难度下，可以支持更大的分光比，降低了pon系统的部署成本，加快pon系统的部署节奏。

需要说明的是，对于图2至图13以及图15至图23中的分光器均使用虚线的小圆圈表示。

还需要说明的是，在上述实施例中，1*2的分光器为上行入光侧两个分光端口，上行出光侧一个分光端口，2*2的分光器为上行入光侧两个分光端口，上行出光侧两个分光端口。另外，本申请实施中上述1*2的分光器可以是等比分光器，也可以是非等比分光器，同样本申请实施中上述2*2的分光器可以是等比分光器，也可以是非等比分光器.本公开实施例中不做限定。

还需要说明的是，上述涉及到的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于区别类似对象，而没有限定先后顺序。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (25)

1.一种光分路器，其特征在于，所述光分路器包括多个光输入端口、一个或多个光输出端口、激光器、一个或多个第一光电转换器pd；

所述激光器与所述一个或多个光输出端口通过光波导连接；

所述激光器与所述一个或多个第一pd通过电连接；

在所述第一pd为一个时，所述第一pd与所述多个光输入端口通过光波导连接；

在所述第一pd为多个时，每个第一pd与一个光输入端口通过光波导连接，且每个第一pd连接不同的光输入端口，或者，每个第一pd与多个光输入端口通过光波导连接，且每个第一pd连接不同的光输入端口。

2.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于，所述多个第一pd为2^N-1个第一pd，所述光分路器还包括N级分光器，所述N级分光器包括2^N-1个分光器，分光器为1*2的分光器或2*2的分光器，所述N级分光器中第i级分光器包括2^i-1个分光器，所述N级分光器中第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1且小于或等于N；

第N级分光器中每个分光器的上行出光侧包括两个分光端口；

所述每个分光器的第一分光端口与一个第一pd通过光波导连接，且所述每个分光器连接不同的第一pd，所述每个分光器的第二分光端口与第N-1级分光器的一个分光端口通过光波导连接。

3.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于，所述多个第一pd为2^N个第一pd；

所述光分路器还包括N级分光器和2^N个第一波分复用器wdm，所述N级分光器包括2^N-1个分光器，分光器为1*2的分光器或2*2的分光器，所述N级分光器中第i级分光器包括2^i-1个分光器，所述N级分光器中第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1且小于或等于N；

所述第N级分光器中的每个分光器的上行入光侧包括两个分光端口，所述2^N个第一wdm中每个第一wdm与第N级分光器中一个分光器的上行入光侧的一个分光端口通过光波导连接，且每个第一wdm连接不同的分光端口；

每个第一pd与光输入端口之间设置有一个第一wdm。

4.根据权利要求1所述的光分路器，其特征在于，所述光分路器包括一个第一pd，所述光分路器还包括2^N个第一wdm和N级分光器；所述第一pd与每个光输入端口之间设置有一个第一wdm；

所述第N级分光器中的每个分光器的上行入光侧包括两个分光端口，所述2^N个第一wdm中每个第一wdm与第N级分光器中一个分光器的上行入光侧的一个分光端口通过光波导连接，且每个第一wdm连接不同的分光端口。

5.根据权利要求2至4任一所述的光分路器，其特征在于，所述光分路器还包括一个或多个第二wdm，第二wdm的数目与光输出端口的数目相同，所述N级分光器中的第一级分光器的上行出光侧包括两个分光端口，所述第二wdm与所述N级分光器的第一级分光器的上行出光侧的一个分光端口通过光波导连接；

所述激光器与每个光输出端口之间设置有一个第二wdm。

6.根据权利要求1至5任一所述的光分路器，其特征在于，所述光分路器还包括第二pd和第三wdm，所述第三wdm与所述激光器通过光波导连接，所述第三wdm与一个光输出端口通过光波导连接，所述第三wdm与所述第三pd通过光波导连接。

7.根据权利要求1至6任一所述的光分路器，其特征在于，所述光输出端口为两个；

光输出端口与所述激光器之间设置有光开关、1*2的分光器、或2*2的分光器中任一种。

8.一种传输光信号的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至7任一所述的光分路器，所述方法包括：

所述第一pd通过所述光输入端口接收第一上行光信号；

所述第一pd将所述第一上行光信号转化为电信号，将所述电信号传输至所述激光器；

所述激光器将所述电信号转换为第二上行光信号，通过所述光输出端口进行输出。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多个第一pd为2^N-1个第一pd；所述光分路器还包括N级分光器；

所述第一pd通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号，包括：

所述第一pd接收连接的第N级分光器传输的第一上行光信号，所述第N级分光器通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多个第一pd为2^N个第一pd；所述光分路器还包括N级分光器和2^N个第一wdm；

所述第一pd通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号，包括：

所述第一pd接收通过连接的第一wdm传输的第一上行光信号，所述连接的第一wdm通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号；

所述方法还包括：

通过所述第一wdm向连接的光输入端口传输下行光信号。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述光分路器包括一个第一pd，所述光分路器还包括2^N个第一wdm；

所述第一pd通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号，包括：

所述第一pd接收通过连接的第一wdm传输的第一上行光信号，所述连接的第一wdm通过所述光输入端口接收所述第一上行光信号；

所述方法还包括：

通过所述第一wdm向连接的光输入端口传输下行光信号。

12.根据权利要求9至11所述的方法，其特征在于，所述光分路器还包括一个或多个第二wdm，第二wdm的数目与光输出端口的数目相同；

所述激光器将所述电信号转换为第二上行光信号，通过所述光输出端口进行输出，包括：

所述激光器将所述电信号转换为第二上行光信号，通过所述第二wdm进行输出至所述光输出端口；

所述方法还包括：

通过所述第二wdm传输下行光信号至第一级分光器。

13.根据权利要求8至12任一所述的方法，其特征在于，所述光分路器还包括第二pd，所述激光器与一个光传输端口之间还设置有所述第二pd和第三wdm；

所述方法还包括：

所述第二pd接收局端设备通过所述第三wdm传输的目标光信号，将所述目标光信号转换为电信号，传输至所述激光器，用于为所述激光器提供偏置电流或对所述激光器接收到所述第一pd提供的电信号进行放大。

14.一种光分路器，其特征在于，所述光分路器包括多个光输入端口、一个或多个光输出端口、光放大器、一个或多个第三光电转换器pd；

所述光放大器与所述一个或多个光输出端口通过光波导连接；

所述光放大器与所述一个或多个第三pd通过电接；

所述光放大器与所述多个光输入端口通过光波导连接；

在所述第三pd为一个时，所述第三pd与多个光输入端口通过光波导连接；

在所述第三pd为多个时，每个第三pd与一个光输入端口通过光波导连接，且每个第三pd连接不同的光输入端口，或者，每个第三pd与多个光输入端口通过光波导连接，且每个第三pd连接不同的光输入端口。

15.根据权利要求14所述的光分路器，其特征在于，所述光分路器还包括耦合器和N级分光器，所述N级分光器包括2^N-1个分光器，第N级分光器为2*2的分光器，所述N及分光器中除第N级分光器之外的其他分光器为1*2的分光器或2*2的分光器，所述N级分光器中第i级分光器包括2^i-1个分光器，所述N级分光器中第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，所述第N级分光器与多个光输入端口连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1且小于或等于N；

所述耦合器包括第一端和第二端，所述第一端与所述光放大器通过光波导连接，所述第二端与所述第m级分光器中的分光器通过光波导连接，其中，m大于或等于1且小于或等于N。

16.根据权利要求15所述的光分路器，其特征在于，所述多个第三pd为2^N-1第三pd，所述每个第三pd与光输入端口之间设置有第N级分光器中的一个分光器。

17.根据权利要求14所述的光分路器，其特征在于，所述光分路器中包括一个第三pd。所述光分路器还包括2^N个第四wdm、一个多入双出部件和N级分光器，所述N级分光器包括2^N-1个分光器，分光器为1*2的分光器或2*2的分光器，所述N级分光器中第i级分光器包括2^i-1个分光器，所述N级分光器中第i级分光器与第i+1级分光器通过光波导连接，第N级分光器与多个光输入端口通过光波导连接，N为大于或等于1的正整数，i大于或等于1且小于或等于N；

所述多入双出部件包括2^N个入端口和两个出端口；

所述第三pd与每个光输入端口之间依次设置有多入双出部件、一个第四wdm；

所述第N级分光器中的每个分光器的上行入光侧包括两个分光端口，所述2^N个第四wdm中每个第四wdm与第N级分光器中一个分光器的的上行入光侧的一个分光端口通过光波导连接，且每个第四wdm连接不同的分光端口；所述每个第四wdm与所述多入双出部件的入端口通过光波导连接；所述多入双出部件的两个出端口，分别与所述第三pd、所述光放大器通过光波导连接。

18.根据权利要求15至17任一所述的光分路器，其特征在于，所述光放大器为半导体放大器；

所述光分路器还包括第四pd和第五wdm，所述第四pd与所述光放大器通过光波导连接，所述第四pd与所述第五wdm通过光波导连接，所述第五wdm与一个光输出端口通过光波导连接，所述第五wdm与所述光放大器通过光波导连接。

19.根据权利要求15至18任一所述的光分路器，其特征在于，所述光分路器还包括一个或多个第六wdm，第六wdm的数目与光输出端口的数目相同，所述N级分光器中的第一级分光器的上行出光侧包括两个分光端口，所述第六wdm与所述N级分光器的第一级分光器的上行出光侧的一个分光端口通过光波导连接；

所述光放大器与每个光输出端口之间设置有一个第六wdm。

20.根据权利要求15所述的光分路器，其特征在于，所述光输出端口为两个；

光输出端口与所述光放大器之间设置有光开关、1*2的分光器、或2*2的分光器中任一种。

21.一种传输光信号的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求15至20任一所述的光分路器，所述方法包括：

所述第三pd通过光输入端口接收第三上行光信号；

所述第三pd将所述第三上行光信号转化为电信号，将所述电信号传输至所述光放大器；

所述光放大器通过光输入端口接收第四上行光信号，通过所述电信号对所述第四上行光信号进行放大处理，通过所述光输出端口进行输出。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述光分路器还包括耦合器、2^N个第一波分复用器WDM和N级分光器；

所述光放大器通过光输入端口接收第四上行光信号，包括：

所述光放大器接收通过耦合器进行耦合得到的第四上行光信号，其中，所述耦合器从第m级分光器接收所述第四上行光信号。

23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述光分路器中包括一个第三pd，所述光分路器还包括2^N个第四wdm、一个多入双出部件；

所述第三pd通过所述光输入端口接收第三上行光信号，包括：

所述第三pd接收所述多入双出部件接收自第四wdm的第五上行光信号中的第三上行光信号，所述第五上行光信号通过光输入端口传输至第四wdm；

所述光放大器通过光输入端口接收第四上行光信号，包括：

所述光放大器接收所述多入双出部件接收自第四wdm的所述第五上行光信号中的第四上行光信号；

所述方法还包括：

通过所述第四wdm传输下行光信号至光输入端口。

24.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述光放大器为半导体放大器，所述光分路器还包括第四pd和第五wdm；

所述方法还包括：

所述第四pd接收局端设备通过所述第五wdm传输的目标光信号，将所述目标光信号转换为电信号，传输至所述光放大器，用于为所述光放大器提供偏置电流或对所述光放大器接收到所述第三pd提供的电信号进行放大。

25.根据权利要求22至24任一所述的方法，其特征在于，所述光分路器还包括一个或多个第六wdm；

所述通过所述光输出端口进行输出，包括：

通过所述第六wdm将放大处理后的第四上行光信号，输出至光输出端口进行输出。

所述方法还包括：

通过所述第六wdm传输下行光信号至第一级分光器。