用於調節光網中的雷射器的方法和設備的製作方法

2023-10-10 13:22:34

專利名稱：用於調節光網中的雷射器的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於調節光網中的(可調諧)雷射器的方法和設備。
背景技術：
無源光網絡(PON)是關於光纖到戶(FTTH)、光纖到商業用戶(FTTB)和光纖到路邊(FTTC)場景的有前途的方法，尤其因為它克服了傳統點到點解決方案的經濟上的限制。幾個PON類型已經被標準化並且當前正被全世界網絡服務供應商使用。常規PON 以廣播方式從光線路終端(OLT)到光網絡單元(ONU)分配下行通信業務(traffic)，而 ONU以時間復用的方式發送上行數據包到0LT。因此，ONU間的通信需要通過OLT傳送，包括諸如緩衝和/或者調度的電子處理，這導致等待時間並降低網絡的吞吐量。在光纖通信中，波分復用(WDM)是通過使用雷射的不同波長(顏色)來承載不同的信號而在單個光纖上復用多個光載波信號的技術。這考慮到容量方面的增加，附加地能夠實現經由一束光纖的雙向通信。WDM系統分成不同波長模式，常規或者粗WDM和密集WDM。WDM系統在大約1550 nm 的石英光纖的第三傳輸窗(C波段)中提供例如高達16個信道。密集WDM使用相同的傳輸窗但有更密集的信道間隔。信道規劃變化，但典型的系統可以使用以100 GHz間隔的40個信道或者具有50GHz間隔的80個信道。一些技術能夠實現25GHz間隔。放大選項能夠實現將可用波長延伸到L波段，或多或少使這些數字加倍。當前WDM PON方法使用陣列波導光柵(AWG)或者一些其它波長選擇元件以便僅僅分配單個波長給單個用戶或者一組用戶。在WDM PON概念中，可調諧雷射器被用作ONU的上行源，其中必須確定上行波長以便通過AWG。目前，可調諧雷射器有預定的波長選擇，也就是說在被製造時，雷射器被特徵化並且每個單個雷射器的單獨的表格包含參數以將雷射器設置到給定的波長。該特徵化過程導致可調諧雷射器成本的重大部分。因此，為了提供參考信號用於該校準，必須將波長選擇元件，諸如具有相關聯的監控二極體的標準具(etalon)濾波器添加到雷射器平臺。這進一步增加雷射器的成本，因為要求附加的器件和裝配步驟。

發明內容
待解決的問題是克服上述缺點並且考慮到可調諧雷射器的有效利用。所述問題根據獨立權利要求的特徵解決。其它實施例由從屬權利要求得出。為克服所述問題，建議一種用於調節光網中、尤其光網的器件或者元件中的雷射器的方法，
(a)其中從第一光器件向第二光器件傳輸至少一個活躍消息(alivemessage)；
(b)其中從第二光器件向第一光器件傳輸確認消息來基於由第二光器件接收的活躍消
3息確定要使用的雷射器的波長。所述雷射器是提供可以在第一光器件處或者被第一光器件調節的波長的可調諧雷射器。所述雷射器可以在第一光器件處被使用或者與第一光器件一起被使用。注意到，第一光器件可以是光網絡單元(ONU)或光線路終端(OLT)。例如，假如第一光器件是0NU，那麼第二光器件是0LT，並且假如第一光器件是0LT，那麼第二光器件是
ONU。有利地，第一光器件的雷射器可以被動態調節到光網的條件並且不必以精確提供特定波長的方式製造。代替地，雷射器被動態調諧到考慮到數據傳輸的波長。在雷射器(隨著時間的推移)改變其波長的情況下，例如由於溫度影響，該雷射器可以被重新調節。活躍消息可以是連續和/或者反覆發送的消息，其向第二光器件指示第一光器件是活躍的。在第二光器件接收第一光器件的活躍消息的情況下，該第二光器件發送確認消息由第一光器件的雷射器所利用的當前波長可以用於數據傳輸目的。注意到第一光器件以變化的波長傳送活躍消息，也就是當將雷射器調節到不同波長時發送活躍消息。換言之，通過以不同波長產生活躍消息在掃描波長範圍。因此，第一光器件在接收到控制信號之後可以以不同波長發出活躍消息。可以通過不同的波長向第二光器件傳送幾個這樣的活躍消息直至找到適當的波長為止。注意到雖然向第二光器件傳送，但是一部分活躍消息可能不通過中間的光器件，例如第一光器件和第二光器件之間的波長濾波器。當第二光器件接收活躍消息並且經由所述確認消息向第一光器件指示可以使用該當前波長時，用於雷射器的適當的波長被找到。根據實施例，調節雷射器到不同波長並且以這樣的不同波長從第一光器件向第二光器件發送幾個活躍消息。因此第一光器件通過以不同波長發出活躍消息「掃描」第二光器件。有利地在發送器(在這是第一光器件)處提供這種掃描。發送器在接收器能夠檢測活躍消息的情況下接收確認消息。接收器可能尤其檢測到來自發送器的至少一個活躍消息或者具有達到和/或者超過預定閾值的功率電平的活躍消息。因此，在所檢測的活躍消息表明足夠程度的功率(或者信噪比等)的情況下，可以從第二光器件發出確認消息。按照實施例，在步驟(a)之前向第一光器件傳送控制信號。因此，控制信號可以是用於第一光器件發出活躍消息的觸發器並且因而可以(相繼)將第一光器件(例如0NU)的雷射器設置到由第二光器件(例如0LT)成功接收的波長。 那麼，從第一光器件到第二光器件的上行通信業務是可行的。在下一個實施例中，所述方法包括以下步驟 -向第一光器件傳送幾個活躍消息；
-第一光器件基於這樣的活躍消息確定接受間隔(acceptance interval)； -由第一光器件在所述接受間隔內選擇波長。在這種場景下，第二光器件(例如0LT)向第一光器件(例如0NU)傳送活躍消息。所述活躍消息可以是連續和/或者反覆發送的消息，所述消息向第一光器件指示第二光器件是活躍的。所選擇的波長可以是在所述接受間隔的中間中或者附近的波長。所述接受間隔可以由第一光器件通過調節其雷射器到不同波長並且為活躍消息而掃描來確定。所述接受間隔允許接收所發送的活躍消息。假如由於所選擇的雷射器波長不再可能接收，則可能達到接受間隔的極限。注意到在接受間隔的邊界處，可以確定接收的質量或水平以便定義特定波長是否仍落在此接受間隔內。通過從低到高波長或相反地掃描(也即改變雷射器的波長)可以確定接受間隔。通過將波長設置在接受間隔的中心中或者附近，雷射器的波長可以在兩個方向上漂移直至達到接受間隔的邊界為止。這提供了安全裕度的有效實現。按照另一個實施例，從光接入點、尤其是光線路終端在下行方向上傳送控制信號。
在另一個實施例中，監控接收功率電平並且在功率電平達到和/或者超過預定的閾值的情況下，向第一光器件發送控制消息。這種對控制消息的監控和發送能夠通過第二光器件進行。在又一個實施例中，第一光器件按照所接收的控制消息調諧其雷射器。因此，提供了一種補償例如由於老化或者溫度變化引起的任何漂移的有效機制。 優選地，OLT—旦確定出所接收的信號的功率電平退化，就可以傳送這樣的控制信號到 ONU。控制信號由易受寬譜影響的接收器接收也是實施例。這種接收器可以是在第一光器件處的光電二極體。根據一個實施例，第一光器件是光網絡單元(0NU)。根據另一實施例，第一光器件調諧其雷射器到接受範圍的極值。因此，第一光器件可以將其雷射器朝著可以被用來向OLT傳送通信業務的波長的最小或者最大波長調節。這個極值可以被用作掃描波長範圍、例如朝著相應的其它極值改變雷射器波長的起點。上述問題也通過光學元件解決，所述光學元件包括 -可調諧雷射器，
-處理單元，其被布置 -用於向第二光器件傳輸活躍消息； -用於從第二光器件接收確認消息； -用於使用對應於所接收的確認消息的可調諧雷射器波長。
注意到處理單元可以是光學裝置和/或者電裝置或者包括光學裝置和/或者電裝置。它尤其可以包括處理器、光學元件、硬連線電路等。上述另外的實施例因此適用於光學元件。在又一個實施例中，光學元件的處理單元被布置用於在向第二光器件傳輸所述活躍消息之前接收控制信號。根據下一個實施例，處理單元可以被布置 -用於基於所接收的活躍消息確定接受間隔；
-用於確定在所述接受間隔內要用於可調諧雷射器的波長。因此，光學元件可以利用從第二光器件接收的活躍消息來確定接受間隔。上述問題也通過包括處理單元的光學元件解決，所述處理單元被如此布置使得在其上可執行上述步驟。按照又一個實施例，光學元件是OLT或者ONU或者與OLT或者ONU相關聯。
上述問題還通過包括至少一個如在此描述的光學元件的光通信系統解決。


在下面的圖中示出和例證
具體實施例方式
圖1示出OLT經由波長濾波器向幾個ONU連接的示意場景；
圖2示出OLT和ONU之間的示意消息序列圖，其中OLT下行地向ONU發送控制信號，由此通知ONU調諧其雷射器到正確的波長；
圖3示出OLT和ONU之間的示意消息序列圖，其可視化選項，根據所述選項可以執行在波長的接受範圍內的附加的定中心(centering)步驟。
具體實施例方式所建議的該方法使用可調諧雷射器，而不需要其在前的特徵化。換言之，雖然可以以有效方式利用雷射器，雷射器的絕對波長可以是未知的。圖1示出OLT 101經由濾波器102 (例如波長濾波器或者AWG)向幾個ONU 103、 104連接的示意場景。從OLT 101向ONU 103、104的方向被稱作下行鏈路或者下行方向，而從ONU 103、104向OLT 101的相反方向被稱作上行鏈路或者上行方向。所提供的解決方案尤其建議為上行方向使用自由振蕩(free-running)可調諧雷射器，其中雷射器的波長校準由OLT提供或進行。圖2示出OLT 201和ONU 202之間的示意消息序列圖。OLT 201下行地向ONU發送控制信號203，由此通知所述所附的ONU 202調諧其雷射器到正確的波長。由於典型的光電二極體接收器有寬的靈敏度範圍(通常超過200nm)，該控制信號203可以獨立於特定波長地由ONU 202接收。因為ONU 202的可調諧雷射器可能很可能在錯誤的波長上發出信號使得波長選擇分支器阻止(經由錯誤的波長的)該上行傳輸，所以在上行方向上，OLT 201在啟動時可能不從ONU 202接收特定的響應。當ONU 202接收指示ONU需要自我調諧的控制信號203時，ONU 202可以調諧其雷射器到整個調諧範圍中可用的極值之一，也就是最小波長或者最大波長。然後，ONU 202可以發起波長掃描(優選地以低掃描速度進行)，從而(例如連續地和重複地)發送向OLT 201 指示ONU是「活躍的」的消息204。這樣的消息204也稱作「我是活躍的(I am alive)」消
肩、ο當波長位於分支器地點處的波長選擇濾波器的相應埠的接受範圍內時，上行通信通過選擇濾波器並且被傳送向OLT 201。OLT 201以「停止掃描」消息205響應，所述消息指示ONU 202現在被調諧到正確的波長並且OLT和ONU兩者都可以協商剩餘的連接參數 206。作為替代方案，在不首先從OLT 201發送控制信號203到ONU 202的情況下，所建議的方法也起作用。在這種場景下，ONU 202可以被接通並且從ONU 202向OLT 201發送所述消息204。消息204由ONU 202以不同波長發送直至所述消息205被接收。然後，ONU 202停止掃描並且將當前波長用於與OLT 201的進一步通信。注意到，在TDM環境中，控制信號203可以是或者包括向新ONU傳送資源(例如時隙)的廣播信號。在圖2中示出的例子中，ONU 202可以經由所述控制信號203知道要在時分域內利用的資源。附加地，作為選項，OLT 201可以連續監控來自相應的ONU 202的所接收的功率電平，如在步驟207中所示。假如該功率電平降低到預定義的閾值之下，OLT 201將發送控制消息208到ONU 202，指示它正達到波長選擇分支器的邊界並且ONU 202必須重新調節其雷射器。然後，ONU 202可以處理對其雷射器的這種重新調節(未在圖2中示出)。圖3示出OLT 301和ONU 302之間的示意消息序列圖，其可視化選項，根據所述選項可以執行附加的定中心步驟。在這種情況下，OLT 301可以向ONU 302重複發送「我聽見你(I hear you)」消息303並且ONU 302可以向更短的波長掃描，然後向更長的波長(或相反首先向更長的波長，然後向更短的波長)掃描直至它不再接收OLT的「我聽見你」消息 303 (參見步驟304)。然後，ONU可以調諧到這兩個波長極值(允許接收OLT的「我聽見你」消息303的頻率範圍的最短波長和最長波長一這個範圍也稱作「接受範圍(acceptance range)")的平均值。極值的這種平均值可以是在波長選擇設備的接受範圍的中間中或者附近的波長(參見步驟305)。有利的是，可以省略在可調諧雷射器製造中昂貴的步驟，例如穩定化，因此降低了系統的總成本。縮寫列表 AffG陣列波導光柵 OLT光線路終端 ONU光網絡單元 PON無源光網絡 UDffDM超密集波分復用 WDM波分復用
權利要求
1.一種用於調節光網中的雷射器的方法，(a)其中從第一光器件向第二光器件傳輸至少一個活躍消息；(b)其中從第二光器件向第一光器件傳輸確認消息，來基於由第二光器件接收的活躍消息確定要使用的雷射器的波長。
2.按照權利要求1的方法，其中調節雷射器到不同波長並且以這樣的不同波長從第一光器件向第二光器件發送幾個活躍消息。
3.按照前述權利要求中任何一項的方法，其中在步驟(a)之前向第一光器件傳送控制信號。
4.按照前述權利要求中任何一項的方法， -其中向第一光器件傳送幾個活躍消息；-其中第一光器件基於這樣的活躍消息確定接受間隔； -其中由第一光器件在所述接受間隔內選擇波長。
5.按照權利要求4的方法，其中從光接入點、尤其是光線路終端在下行方向上傳送控制信號。
6.按照前述權利要求中任何一項的方法，其中監控接收功率電平並且在功率電平達到和/或者超過預定的閾值的情況下，向第一光器件發送控制消息。
7.按照權利要求6的方法，其中第一光器件按照所接收的控制消息調諧其雷射器。
8.按照前述權利要求中任何一項的方法，其中控制信號由易受寬譜影響的接收器接收。
9.按照前述權利要求中任何一項的方法，其中第一光器件將其雷射器調諧到接受範圍的極值。
10.光學元件，包括 -可調諧雷射器，-處理單元，其被布置-用於向第二光器件傳輸活躍消息；-用於從第二光器件接收確認消息；-用於使用對應於所接收的確認消息的可調諧雷射器波長。
11.權利要求10的光學元件，其中處理單元被布置用於在向第二光器件傳輸所述活躍消息之前接收控制信號。
12.按照權利要求10或者11中任何一項的光學元件，其中處理單元可以被布置 -用於基於所接收的活躍消息確定接受間隔；-用於確定在所述接受間隔內要用於可調諧雷射器的波長。
13.包括處理單元的光學元件，所述處理單元被布置為使得在所述處理單元上可執行按照權利要求1到9中任何一項的方法。
14.權利要求13的光學元件，其中光學元件是OLT或ONU或與OLT或ONU相關聯。
15.包括至少一個按照權利要求10到14中任何一項的光學元件的光通信系統。
全文摘要
提供一種用於調節光網中的雷射器的方法和設備，其中從第一光器件向第二光器件傳輸至少一個活躍消息；並且其中從第二光器件向第一光器件傳輸確認消息，來基於由第二光器件接收的活躍消息確定要使用的雷射器的波長。此外，建議一種包括所述光學元件的光通信系統。
文檔編號H04Q11/00GK102577428SQ200980162044
公開日2012年7月11日 申請日期2009年8月21日 優先權日2009年8月21日
發明者H.羅德, S.斯莫洛茨 申請人:諾基亞西門子通信公司