專利名稱：具有部分調(diào)諧激光器的無源光網(wǎng)絡(luò)的制作方法
具有部分調(diào)諧激光器的無源光網(wǎng)絡(luò)
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)主張共同轉(zhuǎn)讓的2007年4月27日提交的序列號(hào)為11/740,993的 美國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，為各種目的通過引用將其內(nèi)容包括在此。
背景技術(shù)：
無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是一種用于在"最后一英里"提供網(wǎng),入的 系統(tǒng)。該P(yáng)ON系統(tǒng)是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，包括在中心局(centraloffice )的 光線路終端(optical line terminal, OLT )、光分配網(wǎng)絡(luò)(optical distribution network, ODN)以及在客戶界內(nèi)(customer premise )的 多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(叩tical network unit, ONU )。下行數(shù)據(jù)發(fā)送可向所有 ONT廣播,而上行數(shù)據(jù)發(fā)送可通過使用時(shí)分多址(TDMA)被發(fā)送到 OLT。 TDMA確保來自O(shè)NU的發(fā)送被OLT每次接收一個(gè)并彼此不沖 突。
因?yàn)榛赥DMA的PON的每用戶容量與用戶數(shù)量成反比，所以業(yè) 界對(duì)基于波分多址(WDMA )的PON有很大興趣。基于WDMA的PON 通過許多可用的波長(zhǎng)允許更高的接入速率，但采用了異常昂貴的組件。 特別是，在基于WDMA的PON中所使用的激光器必須完全可調(diào)諧， 因?yàn)槠浔仨毮芫S持特定的波長(zhǎng).完全可調(diào)諧激光器需要復(fù)雜的溫度控制 設(shè)備，因而昂貴并難于制造和操作。因此，對(duì)基于WDMA的PON而 言，存在著對(duì)無須完全可調(diào)諧激光器的需求。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本^Hf包括無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)組件，該組件包 括耦合到多個(gè)接收機(jī)的處理器，該處理器被配置成監(jiān)控多個(gè)漂移激光器 波長(zhǎng)并使漂移激光器波長(zhǎng)被調(diào)諧到多個(gè)通帶。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本>^開包括光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，該單元包括 接收機(jī)、耦合到接收機(jī)的發(fā)射機(jī)以及耦合到發(fā)射機(jī)并具有漂移激光器波 長(zhǎng)的部分可調(diào)諧激光器，其中該漂移激光器波長(zhǎng)被周期性調(diào)諧到多個(gè)通 帶中的一個(gè)。在第三實(shí)施例中，本公開包括一種方法，該方法包括監(jiān)控與多個(gè)通帶相關(guān)聯(lián)的多個(gè)漂移激光器波長(zhǎng)，并當(dāng)該漂移激光器波長(zhǎng)中的一個(gè)從一
個(gè)通帶遷移到另一個(gè)通帶時(shí)重新配置多個(gè)時(shí)分多址(TDMA)時(shí)隙。
通過以下結(jié)合附圖和權(quán)利要求的詳細(xì)說明將更加清楚地理解這些和其它特征。


為了更加完整地理解本乂>開，現(xiàn)在參考與附圖相結(jié)合的以下簡(jiǎn)要說明及詳細(xì)"^兌明，其中相似的附圖標(biāo)記表示相似的部分。
圖1示出根據(jù)4^>開的實(shí)施例的PON系統(tǒng)。
圖2示出根據(jù)^^S開的實(shí)施例的PON系統(tǒng)中的通道。
圖3示出根據(jù)^^開的實(shí)施例的PON系統(tǒng)。
圖4示出根據(jù)^/>開的實(shí)施例的PON系統(tǒng)的波長(zhǎng)布置。
圖5示出根據(jù)^^Hf的實(shí)施例的方法。
圖6示出根據(jù)4^Hf的實(shí)施例的另一方法。
圖7示出適于實(shí)現(xiàn)本/>開的一些實(shí)施例的示例性通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
首先應(yīng)該理解雖然下面提供了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示例性實(shí)現(xiàn)，但是所公開的系統(tǒng)和/或方法可使用無論是目前已知的還是存在的任何數(shù)量的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。本公開決不應(yīng)限于示例性實(shí)現(xiàn)、附圖以及以下闡述的技術(shù)，包括這里所闡述和說明的示例性設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，而是可在所附權(quán)利要求的范圍及其等同物的全部范圍內(nèi)進(jìn)行修改。
這里所公開的是具有多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(optical network unit, ONU )的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)配置，該光網(wǎng)絡(luò)單元包含部分可調(diào)諧激光器，而不是完全可調(diào)諧激光器。該P(yáng)ON配置可包括監(jiān)控來自各ONU的激光器波長(zhǎng)并提供調(diào)諧控制信號(hào)的光線路終端(optical line terminal, OLT)。該調(diào)諧控制信號(hào)近似地使激光器波長(zhǎng)集中到多個(gè)通帶中的一個(gè)上。通帶與各個(gè)上行通信通it^目關(guān)聯(lián)，且多于一個(gè)通帶可對(duì)應(yīng)于各上衧通道。當(dāng)一個(gè)ONU中的激光器波長(zhǎng)漂移時(shí)，該調(diào)諧控制信號(hào)使該ONU從一個(gè)
5通帶遷移到另一個(gè)通帶，這改變與該ONU相關(guān)聯(lián)的上行通道。如果多個(gè)ONU被分配給同一通道，該OLT可配置或重新配置時(shí)分多址(TDMA)設(shè)置以使多個(gè)ONU能夠無沖突地共享單個(gè)通道。
圖1示出PON 100的一個(gè)實(shí)施例。PON 100包括OLT 102、光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN) 104以及多個(gè)ONU 106。 PON 100是不需要任何有源組件以在OLT 102和ONU 106之間分配數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)。作為替代，PON100在ODN 104中使用無源光組件以在OLT 102和ONU 106之間分配數(shù)據(jù)。合適的PON 100的例子包括由ITU-T G983標(biāo)準(zhǔn)定義的異步傳輸模式PON (APON)和寬帶PON (BPON )、由ITU-T G984標(biāo)準(zhǔn)定義的吉比特PON (Gigabit PON， GPON )、由IEEE 802.3ah標(biāo)準(zhǔn)定義的以太網(wǎng)PON( Ethernet PON，EPON)以及波分復(fù)用PON( WDM-PON )，好像復(fù)制一樣通過引用將其全部?jī)?nèi)容包括在此。
PON 100的一個(gè)組件可以是OLT 102。 OLT 102可以是被配置成與ONU 106以及另一網(wǎng)絡(luò)(未示出)通信的任何設(shè)備。具體地，OLT 102可用作其它網(wǎng)絡(luò)與ONU 106之間的媒介，因?yàn)镺LT 102將從網(wǎng)洛接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到ONU 106，并將從ONU 106接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其它網(wǎng)絡(luò)。盡管OLT 102的具體配置可根據(jù)PON 100的類型變化，在實(shí)施例中OLT102如下面詳細(xì)所述包括發(fā)射機(jī)和多個(gè)接收機(jī)。如果其它網(wǎng)絡(luò)正在使用不同于PON 100中所^使用的通信協(xié)議的協(xié)議，諸如以太網(wǎng)或SONET/SDH,則OLT 102也可包括將其它網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PON的協(xié)議并將PON的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的轉(zhuǎn)換器。此處所述的OLT102—般置于中心位置，如中心局，但是也可置于其它位置。
PON 100的另一組件可以是ONU 106。 ONU 106可以是^皮配置成與OLT 102和客戶或用戶(未示出)通信的任何裝置。具體地，ONU可用作OLT 102與客戶之間的媒介，因?yàn)镺NU 106將從OLT 102接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到客戶，并將4戶接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到OLT 102。雖然ONU106的具體配置可才艮據(jù)PON 100的類型變化，在實(shí)施例中，ONU 106可包括被配置成向OLT 102發(fā)送光信號(hào)的光發(fā)射機(jī)、被配置成從OLT102接收光信號(hào)的光接收機(jī)以及為客戶將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)例如ATM或以太網(wǎng)協(xié)議中的信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。ONU 106還可包括向客戶裝置發(fā)送和/或接收電信號(hào)的第二發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)。在一些實(shí)施例中，ONU106和光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)相似，因此此處可互換地^f吏用該術(shù)語。ONU一般設(shè)置在分布的位置，諸如客戶界內(nèi)，但是也可置于其它位置。PON 100的另一組件可以是ODN 104。 ODN 104是包括光纜、耦合器、分光器、分配器和/或其它本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的器件的數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)，在實(shí)施例中，光纜、耦合器、分光器、分配器和/或其它本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的器件是無源光組件。具體地，該光纜、耦合器、分光器、分配器和/或其它本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的器件可以是不需要任何功率來在OLT 102和ONU 106之間分配數(shù)據(jù)信號(hào)的組件。在圖1所示的分支配置中ODN 104 —般從OLT 102延伸到ONU 106，但是可替選地如由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所決定的而配置。
圖2所示為PON 150中通道的一個(gè)實(shí)施例。具體地，PON 150可在OLT與ONU之間可包括單個(gè)下行通道152和多個(gè)上行通道154A-154K。下行通道152允許OLT向ONU發(fā)送調(diào)諧控制信號(hào)和其它數(shù)據(jù)。如下所述，該調(diào)諧控制信號(hào)可用來近似地將激光器波長(zhǎng)集中到一個(gè)或多個(gè)與上行通道154A-154K相關(guān)聯(lián)的通帶。該ONU激光器波長(zhǎng)具有從通帶中心漂離的趨勢(shì)，因此激光器被周期性地調(diào)諧用以解決任何激光器波長(zhǎng)漂移。因?yàn)樵撜{(diào)諧功能有限，當(dāng)該激光器不再能被調(diào)諧到其通帶的中心時(shí)，該OLT可選擇性地將ONU激光器波長(zhǎng)從一個(gè)通帶遷移到另一通帶。
一些PON系統(tǒng)包含完全可調(diào)諧激光器。術(shù)語"完全可調(diào)諧激光器"是指這樣的激光器，該激光器受控使得激光器波長(zhǎng)可纟皮設(shè)置并維持在期望值。任何類型的激光器的波長(zhǎng)都受多種因素的影響，這些因素包括但不限于工作溫度、激光器電流、激光器電壓、振動(dòng)源和電噪聲。工作溫度受如激光器電流量、激光器周圍的環(huán)境、動(dòng)態(tài)冷卻和加熱元件、激光器的開關(guān)頻率(switching frequency)以及激光器活動(dòng)或不活動(dòng)量等參數(shù)的影響。完全可調(diào)諧激光器充分控制這些因素以將激光器波長(zhǎng)維持在期望值。因?yàn)闇囟葘?duì)激光器的波長(zhǎng)影響很大，完全可調(diào)諧激光器一般必須控制激光器溫度以將波長(zhǎng)維持在期望值。因此，完全可調(diào)諧激光器可包含用于振蕩源、動(dòng)態(tài)加熱組件、如珀耳帖(Peltier)冷卻元件的動(dòng)態(tài)冷卻組件、激光器電流控制組件、激光器電壓控制組件以及噪聲濾波的鎖頻鎖相控制電路。因此，由于在制造期間激光器的故障率非常高，完全可調(diào)諧激光器往往是昂貴且產(chǎn)量低的產(chǎn)品。
此處所述的至少一些ONU可包含部分可調(diào)諧激光器。術(shù)語"部分可調(diào)諧激光器"可指對(duì)于其波長(zhǎng)具有有限調(diào)諧范圍的激光器，該調(diào)諧范圍可能不足以使該激光器在不同的工作M下維持在單個(gè)波長(zhǎng)。雖然部分可調(diào)諧激光器的波長(zhǎng)與完全可調(diào)諧激光器受相同的因素的影響，但是 在部分可調(diào)諧激光器中，這些因素中較少部分會(huì)被控制。例如，部分可 調(diào)諧激光器可以僅僅控制激光器電流和/或電壓，而不控制激光器溫度。 一般地，受控因素不會(huì)完全補(bǔ)償未受控因素，并且激光器波長(zhǎng)^^發(fā)生漂 移。它可對(duì)漂移的激光器波長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)控并周期性調(diào)整受控因素以近似地
將各ONU激光器波長(zhǎng)集中到多個(gè)通帶中的一個(gè)，而不是防止激光器波 長(zhǎng)漂移。如果需要，可調(diào)諧各ONU激光器波長(zhǎng)使得其從一個(gè)通帶遷移 到另一個(gè)通帶。換句話說，雖然部分可調(diào)諧激光器的調(diào)諧范圍可能不足 以維持期望波長(zhǎng)，但如下所述其足以將激光器的波長(zhǎng)維持在通帶中的一 個(gè)上且因此維持在通道中的一個(gè)上。因此，與完全可調(diào)諧激光器相比，
部分可調(diào)諧激光器往往A^:價(jià)且高產(chǎn)量的產(chǎn)品。
部分可調(diào)諧激光器有多種類型，且相應(yīng)地這些不同類型的激光器的 組件不同。作為示例而不限于此示例，分布式^Jt( distributed feedback, DFB)或分布式布4M^反射器(distributed Bragg reflector, DBR)激 光器二極管可用做部分可調(diào)諧激光器。DFB和DBR 二極管可以以單橫 模式或單縱模式工作并以半導(dǎo)體材料內(nèi)的光柵結(jié)構(gòu)(grating structure ) 為特征以佳發(fā)射線寬度變窄。部分可調(diào)諧激光器可使用DFB或DBR 二 極管并通過控制例如激光器電流或電壓，而不是其它M來調(diào)諧激光器 波長(zhǎng)。在特定實(shí)施例中，部分可調(diào)諧激光器不會(huì)采用足以將激光器波長(zhǎng) 維持在預(yù)定值的動(dòng)態(tài)冷卻和加熱組件。因此，激光器波長(zhǎng)隨著工作溫度 變化而漂移。對(duì)于小溫度變化，可調(diào)整部分可調(diào)諧激光器的電流和/或電 壓以試圖維持期望的激光器波長(zhǎng)。然而，隨著激光器溫度開始變化，激 光器波長(zhǎng)將漂移超過限定的調(diào)諧范圍，并且ONU將不能使激光器波長(zhǎng) 維持在預(yù)定的通帶內(nèi)。在這種情況下，OLT可指示ONU遷移到部分可 調(diào)諧激光器的調(diào)諧范圍內(nèi)的另 一通帶。
部分可調(diào)諧激光器的調(diào)諧范圍可依賴于許多因素。 一些完全可調(diào)諧 激光器可維持在數(shù)百納米上的任何波長(zhǎng)值。相比之下，部分可調(diào)諧激光 器的調(diào)諧范圍可限制到幾納米。在一個(gè)實(shí)施例中，部分可調(diào)諧激光器的 調(diào)諧范圍可大約等于或剛好大于例如通帶之間間隙的約1.5倍。該實(shí)施 例是有用的，因?yàn)樵贠NU的調(diào)諧控制機(jī)構(gòu)可相對(duì)簡(jiǎn)單，例如僅是電流 控制器。例如，如果PON系統(tǒng)使用2納米(nm)寬的通帶和lnm寬的 間隙，則部分可調(diào)諧激光器可具有高達(dá)約lnm、約1.5nm或約2mn的 調(diào)諧范圍以確保激光器波長(zhǎng)可從該間隙偏移到鄰近通帶中的任一個(gè)。在 另一實(shí)施例中，部分可調(diào)諧激光器的調(diào)諧范圍可大約等于或剛好大于例
8如通帶中心之間距離的約1.5倍。在這種情況下，如果該激光器波長(zhǎng)不 再能集中到一個(gè)通帶上，部分可調(diào)諧激光器可將激光器波長(zhǎng)調(diào)整到相鄰 通帶的近似中心。例如，如果PON系統(tǒng)使用4nm寬的通帶和3mn寬的 間隙，則部分可調(diào)諧激光器可具有高達(dá)約5nm、約7nm或約10nm的 調(diào)諧范圍以確保激光器波長(zhǎng)可從間隙偏移到鄰近通帶中的任一個(gè)的近 似中心。在另一可替選的實(shí)施例中，調(diào)諧范圍可遠(yuǎn)大于通帶之間的間隙， 例如大約2-10倍大。擴(kuò)大的調(diào)諧范圍可以是有益的，因?yàn)檫@有助于通 過ONU或通過更加均勻地將ONU分布到可用的通帶減少通帶遷移量。
圖3表示了 一種與本公開的實(shí)施例對(duì)應(yīng)的PON系統(tǒng)300。如圖所示， 該系統(tǒng)300包括耦合到多個(gè)ONU 330A-330N的OLT 302。 ONU 330A-330N可基4^f目同，因此此處僅說明ONU 330A。 ONU 330A包括 耦合到上行發(fā)射才幾336A的下行接收機(jī)332A。下行接收機(jī)332A和上行 發(fā)射機(jī)336A都耦合到雙工器(diplexer) 340A，該雙工器340A分離 ONU 330A的下行通信和上行通信。下行接收機(jī)332A能夠從OLT 302 接收調(diào)諧命令和TDMA設(shè)置，并向上行發(fā)射機(jī)336A提供調(diào)諧命令和 TDMA設(shè)置。作為響應(yīng)，上行發(fā)射機(jī)336A基于調(diào)諧命令和TDMA設(shè) 置控制激光器338A,如DFB或DBR激光器。具體地，調(diào)諧命令使激 光器波長(zhǎng)集中在上行通道的特定通帶上且TDMA設(shè)置使激光器波長(zhǎng)被 定時(shí)以避免與共享同一通帶或上行通道的其它ONU沖突。在一些實(shí)施 例中，調(diào)諧命令在基本上不影響激光器338A的工作溫度變化的情況下 控制激光器電流。
激光器波長(zhǎng),皮提供給雙工器340A，雙工器340A通過ODN 320向 OLT302發(fā)送。ODN320可包括無源元件，諸如光纜、耦合器、分光器、 分配器和/或其它器件。OLT 302通過雙工器308接收來自O(shè)NU 330A-330N的發(fā)送，該雙工器308分離OLT 302中的下行通信和上行通 信。上行通信被轉(zhuǎn)發(fā)到循環(huán)波長(zhǎng)解復(fù)用器(cyclic wavelength demultiplexer) 310，該循環(huán)波長(zhǎng)解復(fù)用器310將輸入信號(hào)分配或分布 到通信通道并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到多個(gè)上行接收機(jī)306A - 306K。
在實(shí)施例中，循環(huán)波長(zhǎng)解復(fù)用器310實(shí)現(xiàn)為將激光器波長(zhǎng)從N個(gè) ONU分布到K個(gè)上行接收機(jī)306A - 306K的陣列波導(dǎo)光柵 (arrayed-waveguide grating, AWG)。循環(huán)波長(zhǎng)解復(fù)用器310是波長(zhǎng)
選擇性的，因?yàn)閮H是基本波長(zhǎng)ubase)整數(shù)倍的波長(zhǎng)被分布到上行接收
機(jī)306A-306K。舉例來說，、咖可為4nm。在這種情況下，上行接收機(jī)306A可接收n*4nm的發(fā)送，上行接收機(jī)306B可接收(n+l) *4nm 的發(fā)送，上行接收機(jī)306K可接收(n+k-l) *411111的發(fā)送，循環(huán)往復(fù)以 此類推，其中n和k是整數(shù)。如果接收不是人base整數(shù)倍的發(fā)送，該發(fā)送 會(huì)被AWG濾掉。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解雖然此處說明了確切的波長(zhǎng)， 然而循環(huán)波長(zhǎng)解復(fù)用器310還可將波長(zhǎng)分成包括多個(gè)波長(zhǎng)范圍的組。
通帶系統(tǒng)300對(duì)應(yīng)于由AWG接受的波長(zhǎng)。例如，如果AWG的入base 是4nm,第一通帶對(duì)于PON系統(tǒng)300可被指定為n*4mn，第二通帶對(duì) 于PON系統(tǒng)300可被指定為(n + l)*4nm，循環(huán)往復(fù)以此類推。同樣 地，多個(gè)通帶可與上行接收機(jī)306A - 306K的每個(gè)相關(guān)聯(lián)使得各個(gè)上行 接收機(jī)306A - 306K潛在地負(fù)責(zé)處理多個(gè)激光器波長(zhǎng)的通信。舉例來說， 上行接收機(jī)306A可處理激光器波長(zhǎng)n* Xbase、 (n+k)* Xbase. ( n+2k)* Xbase 等的通信。解復(fù)用器310的循環(huán)特性確保所有的ONU發(fā)送或者^皮分配 到上行接收機(jī)306A - 306K或者被濾掉。
因?yàn)镺NU激光器波長(zhǎng)有漂移的趨勢(shì)，需要監(jiān)控并調(diào)整ONU激光器 波長(zhǎng)以確保有效的ONU通信，使之不被解復(fù)用器310的AWG濾掉。 例如，如果ONU激光器波長(zhǎng)落入通帶之間的間隙，通信可能會(huì)^L濾掉。 因此，至少在一些實(shí)施例中，波長(zhǎng)控制器312或其它邏輯耦合到上行接 收機(jī)306A - 306K并監(jiān)控由上行接收機(jī)306A - 306K接收的ONU發(fā)送 的波長(zhǎng)。舉例來說，給定的ONU可根據(jù)固定調(diào)度(schedule)來抖動(dòng) (dither)其波長(zhǎng)，而OLT 302記錄在固定調(diào)度上發(fā)生的功率變化。然 后OLT302向給定的ONU發(fā)送結(jié)杲。在幾個(gè)試錯(cuò)周期之后，激光器行 為將被確定并且該給定的ONU開始以最;UL送功率工作。
基于所監(jiān)控的信息，波長(zhǎng)控制器312向ONU 330A - 330N提供調(diào)諧 控制信號(hào)。該調(diào)諧控制信號(hào)使各ONU能夠在需要時(shí)將其激光器波長(zhǎng)調(diào) 整到通帶的限制之內(nèi)。在實(shí)施例中，激光器波長(zhǎng)被調(diào)諧到與上行通il^目 對(duì)應(yīng)的通帶中的一個(gè)近似中心上。在一些情況下，該調(diào)諧控制信號(hào)使 ONU隨著激光器波長(zhǎng)漂移從一個(gè)通帶遷移到另一個(gè)通帶。至少在一些 實(shí)施例中，波長(zhǎng)控制器312減小或最小化從一個(gè)通帶到另一個(gè)通帶的遷 移。例如，波長(zhǎng)控制器312可將各ONU激光器波長(zhǎng)調(diào)諧到給定的通帶 直到到達(dá)最大調(diào)諧能力門限。此后，波長(zhǎng)控制器選擇新的通帶。該新的 通帶可具有使ONU激光器波長(zhǎng)能以最小調(diào)諧量被集中在新通帶上的位 置。可替選地，波長(zhǎng)控制器312在部分可調(diào)諧激光器的調(diào)i皆范圍內(nèi)選擇 另一個(gè)通帶。舉例來說，波長(zhǎng)控制器312可通過監(jiān)控部分可調(diào)諧激光器長(zhǎng)漂移的方向或模式來減少或最小化遷移。
然后波長(zhǎng)控制器312可使用該漂移方向或漂移模式信息來選擇新的通 帶，即使激光器調(diào)諧不會(huì)立即被減少或最小化，該新的通帶也會(huì)減少或 最小化將來的遷移。
波長(zhǎng)控制器312或其它邏輯還可監(jiān)控分配給各個(gè)通帶或上行通道的 ONU的數(shù)量以^jf目應(yīng)的上行接收機(jī)306A-306K的數(shù)量?；谒O(jiān)控 的信息，波長(zhǎng)控制器312可配置或重新配置ONU的TDMA設(shè)置。TDMA 設(shè)置通過在時(shí)域分離發(fā)送4吏多個(gè)ONU能共享單個(gè)波長(zhǎng)。在一些實(shí)施例 中，波長(zhǎng)控制器312還可試圖在數(shù)量有限的上行通道之間均勻分配 ONU。例如，如果有N個(gè)ONU和K個(gè)上行接收機(jī)，其中N大于K, 則該波長(zhǎng)控制器312可提供試圖在K個(gè)上行接收機(jī)之間均勻分配N個(gè) ONU的調(diào)諧控制信號(hào)。在一些情況下，如果分配給單個(gè)上行通道的ONU 數(shù)量大于門限量，調(diào)諧控制信號(hào)僅試圖重新分配ONU。否則，波長(zhǎng)控 制器312可簡(jiǎn)單地提供減少或最小化調(diào)諧量或遷移量的調(diào)i皆控制信號(hào)。 也就是說，ONU可被調(diào)諧到對(duì)應(yīng)于上行通道的最近的通帶，而不論分 配給各通道的ONU個(gè)數(shù)如何。
ONU 330A - 330N和OLT 302還可包^:體訪問控制(MAC )邏 輯(未示出)。例如，在ONU 330A的MAC邏輯可使至少一個(gè)設(shè)備， 諸如客戶計(jì)算機(jī)或多媒體設(shè)備與ONU 330A的下行接收機(jī)332A和上行 發(fā)射機(jī)336A接口 。并且，OLT 302上的MAC邏輯可使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與 OLT 302的下行發(fā)射機(jī)304和上行接收機(jī)306A - 306K接口 。以這種方 式，客戶計(jì)算機(jī)或多媒體設(shè)備能夠通過PON系統(tǒng)300與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信。
圖4示出根據(jù);^/〉開實(shí)施例的PON系統(tǒng)的通帶安排400。如圖所示， 該波長(zhǎng)安排400包括多個(gè)通帶402、 404、 406、 408、 410、 412、 414、 416、 418和420。通帶402、 404、 406、 408、 410、 412、 414、 416、 418 和420按照遞增波長(zhǎng)順序布置，因而也可存在通帶402左邊或通帶420 右邊的通帶。各通帶的中心可對(duì)應(yīng)于與此處所述的AWG相關(guān)的某入b證 的整數(shù)倍。舉例來說，通帶402的中心可對(duì)應(yīng)于n^b站e，通帶404的中 心可對(duì)應(yīng)于U + l) n^se，通帶406的中心可對(duì)應(yīng)于(n + 2) lbase， 以此類推。
在圖4中，具有4通道重復(fù)模式的循環(huán)波長(zhǎng)解復(fù)用器的使用通過在 通帶上打上陰影來表示。具體地，通帶402、 410以及418打上相同的 陰影且對(duì)應(yīng)于通信通道"1"，通帶404、 412以及420打上相同的陰影
ii并對(duì)應(yīng)于通信通道"2"，通帶406和414打上相同的陰影并對(duì)應(yīng)于塡信 通道"3"，以及通帶408和416打上相同的陰影并對(duì)應(yīng)于通信通道"4"。
如圖4所示，將一些ONU (編號(hào)為1-8)表示為其激光器被調(diào)諧 到某個(gè)特定的通帶。具體地，ONUl被調(diào)諧到通帶416， ONU2和4祐L 調(diào)諧到通帶406， ONU3和8被調(diào)諧到通帶412, ONU5被調(diào)諧到通帶 418， ONU 6被調(diào)諧到通帶410，以及ONU7被調(diào)諧到通帶404。這些 ONU向不同的通帶的調(diào)諧可隨著其各自的激光器漂移而改變。如果多 個(gè)ONU被分配給單個(gè)通帶或通信通道，如對(duì)于通信通道1 - 3的情況， 則TDMA設(shè)置可^皮配置或重新配置成防止ONU通信之間的沖突。例如， 如果ONU 7從通帶404漂移到通帶406，則通道2和3的TDMA設(shè)置 可被重新配置成容納ONU 7的添加或失去。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道 當(dāng)將ONU添加到通道或從通道去除時(shí)如何重新配置TDMA通道。
至少在一些實(shí)施例中，可組織ONU到通帶的分配以提高系統(tǒng)性能。 具體地，盡管圖4示出對(duì)于代表性的PON的一些不同的通帶(IO個(gè)通 帶)，各ONU并不是隨機(jī)分配到這些通帶上的。準(zhǔn)確的來說，ONU激 光器波長(zhǎng)凈皮搬移到鄰近通帶，這就導(dǎo)致了圖4所示的ONU分布。該ONU 分布可隨時(shí)間根據(jù)各ONU激光器波長(zhǎng)漂移多少而變化。至少在一些實(shí) 施例中，允許從一個(gè)通帶遷移到另一個(gè)通帶，但是應(yīng)盡量減少或最小化 這種遷移，例如通過將ONU激光器的波長(zhǎng)調(diào)諧到相同的通帶，直到到 達(dá)最大調(diào)諧能力閾值為止。為了補(bǔ)償激光器波長(zhǎng)漂移，可^f吏用激光器電 流或其它控制因素來將各ONU的激光器波長(zhǎng)向前或向后偏移到鄰近通 帶的近似中心。調(diào)諧到不相鄰的通帶也是可能的并且可執(zhí)行該調(diào)諧以減 少或最小化遷移。新的通帶的選擇可基于漂移方向或漂移模式計(jì)算。
圖5示出根據(jù)^^^開的實(shí)施例的ONU調(diào)諧和發(fā)送方法500。方法 500可被PON系統(tǒng)的各ONU周期性執(zhí)行以補(bǔ)償激光器波長(zhǎng)漂移并防止 共享單個(gè)通帶或通信通道的ONU之間的沖突。在框502，方法500包 括接收調(diào)諧控制信號(hào)。該調(diào)諧控制信號(hào)使激光器波長(zhǎng)有限量地增加或減 少。例如，該調(diào)諧控制信號(hào)可使激光器波長(zhǎng)能近似集中在通帶上。盡管 其它控制因素是可能的，但是一些實(shí)施例在基本上不控制工作溫度變化 的情況下通過改變激光器電流和/或電壓來調(diào)諧ONU激光器。在框504， 接收TDMA控制信號(hào)。當(dāng)多個(gè)PON共享單個(gè)通帶或通信通道時(shí)，該 TDMA控制信號(hào)使激光器波長(zhǎng)能被定時(shí)以防止沖突。在框506,基于調(diào) 諧控制信號(hào)和TDMA控制信號(hào)控制ONU激光器。圖6示出才艮據(jù)>$^>開實(shí)施例的OLT監(jiān)控和調(diào)諧方法600。該方法 600可被PON系統(tǒng)的OLT周期性執(zhí)行以將系統(tǒng)ONU調(diào)i皆到可用的通 帶并防止共享單個(gè)通帶或通信通道的ONU之間的沖突。在框602，方 法600包括監(jiān)控ONU激光器波長(zhǎng)。在框604，方法600還包括基于通 道配置和當(dāng)前激光器波長(zhǎng)選擇性地調(diào)整調(diào)諧控制信號(hào)。舉例來說，該調(diào)
諧控制信號(hào)可基于對(duì)pon系統(tǒng)的多個(gè)可用的通帶的中心的識(shí)別以;W 需要多少偏移以將激光器調(diào)諧到該可用的通帶之一的中心的識(shí)別。對(duì)于 調(diào)諧所選擇的通帶可以是與電流激光器波長(zhǎng)最近的通帶或在該激光器 的調(diào)諧范圍內(nèi)的另一通帶。在至少一些實(shí)施例中，該調(diào)諧控制信號(hào)影響 激光器電流和/或電壓，而基本不影響該激光器的工作溫度變化。在框
606中，TDMA設(shè)置被選擇性地調(diào)整。例如，該TDMA設(shè)置可隨著分 配給各通帶或通信通道的ONU的數(shù)量變化而被調(diào)整。
上述網(wǎng)絡(luò)可在任何通用網(wǎng)絡(luò)組件上實(shí)現(xiàn)，所述通用網(wǎng)絡(luò)組件例如為 具有足夠的處理能力、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)吞吐能力以處理置于其上的工作 量的計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)組件。圖7示出適于實(shí)現(xiàn)此處所公開的節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或 多個(gè)實(shí)施例的典型通用網(wǎng)絡(luò)組件。網(wǎng)絡(luò)組件700包括與存^i殳備、輸入 /輸出(I/O ) 710設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)連接性設(shè)備712通信的處理器702 (可稱作 中央處理單元或CPU)，該存儲(chǔ)設(shè)備包括輔助存儲(chǔ)器704、只讀存儲(chǔ)器 (ROM) 706、隨M取存儲(chǔ)器(RAM) 708。該處理器可實(shí)現(xiàn)為一個(gè) 或多個(gè)CPU芯片。
輔助存儲(chǔ)器704 —般包括一個(gè)或多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器或磁帶驅(qū)動(dòng)器并用 于數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)，而且如果RAM 608不夠大從而不能保持所有 的工作數(shù)據(jù)，則該輔助存儲(chǔ)器用作溢出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。輔助存儲(chǔ)器704 可用來存儲(chǔ)程序，所述程序當(dāng)被選擇用于執(zhí)行時(shí)被載入RAM 708中。 ROM 706用來存儲(chǔ)指令且可能存儲(chǔ)程序執(zhí)行期間讀取的數(shù)據(jù)。ROM 706是相對(duì)于輔助存儲(chǔ)器的較大存儲(chǔ)容量一般具有較小的存儲(chǔ)容量的非 易失性存儲(chǔ)器。RAM 708用來存儲(chǔ)易失性數(shù)據(jù)且可能存儲(chǔ)指令。對(duì)ROM 706和RAM 708 二者的訪問一般比對(duì)輔助存儲(chǔ)器704的訪問快。
雖然在本公開中提供了幾個(gè)實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本公開 的精神或范圍的條件下，所公開的系統(tǒng)和方法可以以許多其它特定形式 來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的例子被視為示例性的而不是限制性的，并且本發(fā)明不 限制于此處給出的細(xì)節(jié)。例如，不同的元件或組件在另一系統(tǒng)中可組合 或集成，或可省略或不實(shí)現(xiàn)特定特征。
13此外，在不脫離本公開的范圍的情況下，在不同的實(shí)施例中說明并 示例的分離或單獨(dú)的技術(shù)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和方法可與其它的系統(tǒng)、模塊、 技術(shù)或方法組合或集成。示出或討論的彼此耦合或直接耦合或通信的其 它項(xiàng)可通過不管是電、M或其它的某個(gè)接口、設(shè)備或中間組件間接耦 合或通信。本領(lǐng)域技術(shù)人員可發(fā)現(xiàn)并在不脫離此處所公開的精神和范圍 的情況下作出變化、替代和更改的其它例子。
權(quán)利要求
1. 一種無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)組件，包括耦合到多個(gè)接收機(jī)的處理器，所述處理器被配置成監(jiān)控多個(gè)漂移激光器波長(zhǎng)并使該漂移激光器波長(zhǎng)被調(diào)諧到多個(gè)通帶。
2. 如權(quán)利要求l所述的組件，還包括循環(huán)波長(zhǎng)解復(fù)用器，所述 循環(huán)波長(zhǎng)解復(fù)用器耦合到所述接收機(jī)并被配置成將漂移激光器波長(zhǎng) 分配到所述接收機(jī)。
3. 如權(quán)利要求l所述的組件，其中所述處理器監(jiān)控分配給各個(gè) 接收機(jī)的漂移激光器波長(zhǎng)的量。
4. 如權(quán)利要求l所述的組件，其中當(dāng)多個(gè)漂移激光器波長(zhǎng)3皮分 配給一個(gè)接收機(jī)時(shí)，所述處理器使至少一個(gè)時(shí)分多址(TDMA )設(shè)置 被配置，從而防止漂移激光器波長(zhǎng)之間的沖突。
5. 如權(quán)利要求l所述的組件，其中所述處理器使該漂移激光器 波長(zhǎng)中的至少 一些被調(diào)諧到通帶的近似中心。
6. 如權(quán)利要求5所述的組件，其中所述處理器將給定的漂移激 光器波長(zhǎng)集中到鄰近的通帶直到到達(dá)調(diào)諧范圍。
7.如權(quán)利要求l所述的組件，其中所述處理器使所述漂移激光器波 長(zhǎng)中的至少一些被調(diào)諧使得在所述接收機(jī)上充分均勻地分布所述漂 移激光器波長(zhǎng)。
8. 如權(quán)利要求l所述的組件，其中所述處理器使漂移激光器波 長(zhǎng)中的一個(gè)被調(diào)諧從而減少通帶之間的遷移。
9. 如權(quán)利要求8所述的組件，其中所述處理器通過確定至少一 個(gè)漂移激光器波長(zhǎng)的模式，并基于所述模式將該漂移激光器波長(zhǎng)調(diào)諧 到減少遷移的通帶來減少遷移。
10. —種光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU),包括 接收機(jī)；耦合到所述接收機(jī)的發(fā)射機(jī)；以及耦合到所i^射機(jī)并具有漂移激光器波長(zhǎng)的部分可調(diào)諧激光器，其中所述漂移激光器波長(zhǎng)被周期性地調(diào)諧到多個(gè)通帶中的一個(gè)。
11. 如權(quán)利要求10所述的ONU，其中來自所述激光器的發(fā)送的 定時(shí)基于由于漂移激光器波長(zhǎng)而改變的時(shí)分多址(TDMA)設(shè)置。
12. 如權(quán)利要求10所述的ONU,其中所述激光器缺少溫度控制 組件。
13. 如權(quán)利要求12所述的ONU，其中所述激光器具有高達(dá)兩個(gè) 相鄰?fù)◣У闹行闹g的距離的大約2倍的調(diào)諧范圍。
14. 如權(quán)利要求10所述的ONU，其中所述激光器包括可基于電 流或電壓調(diào)諧的分布式反饋(DFB) 二極管激光器。
15. 如權(quán)利要求10所述的ONU，其中所述接收機(jī)從光線路終端 (OLT)接收調(diào)諧命令并將該調(diào)諧命令轉(zhuǎn)發(fā)到所述發(fā)射機(jī)。
16. —種方法，包括監(jiān)控與多個(gè)通帶相關(guān)聯(lián)的多個(gè)漂移激光器波長(zhǎng)；以及當(dāng)所述漂移激光器波長(zhǎng)中的一個(gè)從一個(gè)通帶遷移到另 一個(gè)通帶 時(shí)，重新配置多個(gè)時(shí)分多址(TDMA)時(shí)隙。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括提供控制信號(hào)以調(diào)諧與 可變激光器波^f目關(guān)聯(lián)的多個(gè)激光器。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括 監(jiān)控各漂移激光器波長(zhǎng)的模式；以及使用所述模式將各漂移激光器波長(zhǎng)調(diào)諧到通帶，從而減少通帶之 間的遷移。
19. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在不使用溫度控制組件 的情況下調(diào)諧所述激光器。
20. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括通過循環(huán)波長(zhǎng)解復(fù)用器 接收可變激光器波長(zhǎng)。
全文摘要
一種無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)組件，該無源光網(wǎng)絡(luò)組件包括耦合到多個(gè)接收機(jī)的處理器，該處理器被配置成監(jiān)控多個(gè)漂移激光器波長(zhǎng)并使這些漂移激光器波長(zhǎng)被調(diào)諧到多個(gè)通帶。還公開了一種光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，該單元包括接收機(jī)、耦合到該接收機(jī)的發(fā)射機(jī)以及耦合到該發(fā)射機(jī)并具有漂移激光器波長(zhǎng)的部分可調(diào)諧激光器，其中該漂移激光器波長(zhǎng)周期性地被調(diào)諧到多個(gè)通帶中的一個(gè)。公開了一種方法，該方法包括監(jiān)控與多個(gè)通帶相關(guān)聯(lián)的多個(gè)漂移激光器波長(zhǎng)，并且當(dāng)該漂移激光器波長(zhǎng)的一個(gè)從一個(gè)通帶遷移到另一個(gè)通帶時(shí)重新配置多個(gè)時(shí)分多址(TDMA)時(shí)隙。
文檔編號(hào)H04B10/12GK101467366SQ200780000683
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
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