CN105934899A - 光网络单元(onu)波长自调谐 - Google Patents

光网络单元(onu)波长自调谐 Download PDF

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Abstract

远程节点(remote node，RN)包括：下游端口；波长复用器(wavelength multiplexer，WM)，耦合到所述下游端口并且包括用于传递光波的端口；耦合到所述WM的光旋转器；以及耦合到所述光旋转器的镜子，其中所述WM、所述光旋转器和所述镜子是波长调谐方案的一部分。设备包括：可调谐发射器；耦合到所述可调谐发射器的偏振分束器(polarization beam splitter，PBS)；耦合到所述PBS的滤波器；耦合到所述滤波器的接收器；耦合到所述PBS的光电二极管(photodiode，PD)；以及耦合到所述可调谐发射器和所述PD的处理器。设备包括：可调谐发射器，用于发射第一光波；滤波器，用于接收与所述第一光波相关联的第一反射光波；以及处理器，用于基于所述第一反射光波调谐所述可调谐发射器。

Description

光网络单元(ONU)波长自调谐
相关申请案交叉申请
本申请案要求由弗兰克·埃芬贝格尔(Frank Effenberger)等人在2013年7月5日递交的发明名称为“在波分多路复用无源光网络中的光网络单元的自校准(Self-Calibration of Optical Networking Unit in Wavelength DivisionMultiplexed Passive Optical Networks)”的第61/843,140号美国临时专利申请案的在先申请优先权，所述申请案以引用方式并入。
关于由联邦政府赞助研究或开发的声明
研究或开发
不适用。
参考缩微胶片附录
不适用。
背景技术
无源光网络(passive optical network，PON)是一种用于在作为与客户交换通信的电信网络的最后部分的最后一公里上提供网络接入的系统。PON是由在中心局(central office，CO)处的光线路终端(optical line terminal，OLT)、光分配网络(optical distribution network，ODN)和在用户驻地处的光网络单元(optical network units，ONU)组成的点到多点(point-to-multipoint，P2MP)网络。PON也可以包括位于OLT与ONU之间的远程节点(remote node，RN)，例如，在多个客户驻留的道路的末端。
近年来，时分多路复用(time-division multiplexing，TDM)PON，例如，千兆比特PON(Gigabit PON，GPON)和以太网PON(Ethernet PON，EPON)，已在全世界部署用于多媒体应用。在TDM PON中，总容量使用时分多址(time division multiple access，TDMA)方案在多个用户当中共享，因此用于每个用户的平均带宽可以限制在低于每秒100兆位(Mbps)。
波分多路复用(Wavelength-division multiplexing，WDM)PON被视作用于未来宽带接入服务的非常有前景的解决方案。WDM PON可以提供具有高达每秒10千兆位(gigabits per second，Gbps)的专用带宽的高速链路。通过采用波分多址(wavelength-division multiple access，WDMA)方案，WDMPON中的每个ONU由专用波长信道服务以与CO或OLT通信。
下一代PON可以组合TDMA和WDMA以支持更高容量，使得可以通过具有每用户足够带宽的单一OLT来服务数量增加的用户。在此时分和波分多路复用(time-and wavelength-division multiplexing，TWDM)PON中，WDM PON可以重叠在TDM PON的顶部上。换句话说，不同波长可以多路复用在一起以共用光纤馈线，并且每个波长可以使用TDMA由多个用户共用。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供一种远程节点(remote node，RN)，所述远程节点包括下行端口；波长复用器(wavelength multiplexer，WM)，耦合到下行端口并且包括用于传递光波的端口；耦合到WM的光旋转器；以及耦合到光旋转器的镜子，其中WM、光旋转器和镜子是波长调谐方案的一部分。
在另一实施例中，本发明包含一种设备，所述设备包括：可调谐发射器、耦合到可调谐发射器的偏振分束器(polarization beam splitter，PBS)、耦合到PBS的滤波器、耦合到滤波器的接收器、耦合到PBS的光电二极管(photodiode，PD)以及耦合到可调谐发射器和PD的处理器。
在又一实施例中，本发明包含一种设备，所述设备包括：可调谐发射器，用于发射第一光波；滤波器，用于接收与所述第一光波相关联的第一反射光波；以及处理器，用于基于所述第一反射光波调谐所述可调谐发射器。
在又一实施例中，本发明包含一种方法，所述方法包括：发射处于第一波长的第一光波；接收处于所述第一波长且与所述第一光波相关联的第一反射光波；确定与所述第一反射光波相关联的第一功率；以及基于所述第一功率调谐发射波长。
从结合附图以及权利要求书进行的以下详细描述中将更清楚地理解这些以及其它特征。
附图说明
为了更透彻地理解本发明，现参阅结合附图和具体实施方式而描述的以下简要说明，其中的相同参考标号表示相同部分。
图1是PON的实施例的示意图。
图2是根据本发明的实施例的图1中的PON的一部分的示意图。
图3是根据本发明的另一实施例的图1中的PON的一部分的示意图。
图4是根据本发明的实施例的图1中的ONU1的示意图。
图5是说明根据本发明的实施例的波长校正的方法的流程图。
图6是说明根据本发明的实施例的图5的粗调谐步骤的流程图。
图7是说明根据本发明的实施例的图5的细调谐步骤的流程图。
图8是根据本发明的实施例的用于图1中的ONU1的波长对功率的曲线。
图9是说明根据本发明的实施例的波长调谐的方法的流程图。
图10是网络装置的实施例的示意图。
具体实施方式
首先应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但所揭示的系统和/或方法可以使用任何数目的技术来实施，无论该技术是当前已知还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、附图和技术，包含本文所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。
图1是PON 100的实施例的示意图。PON 100可以适用于实施所揭示的实施例。PON 100可以包括位于CO 110中的OLT 120；位于用户驻地处的ONU1-n 1801-n；以及将OLT 120耦合到ONU1-n 1801-n的ODN 170。N可以是任何正整数。PON 100可以通过使下行波长和上行波长与每个OLT端口1-n 1301-n相关联使得存在多个波长，随后通过波长复用器/分用器(wavelength multiplexer/demultiplexer，WM)140将那些波长组合成单个光纤光缆150以及通过RN 160将波长分配到ONU1-n 1801-n而提供WDM能力。PON 100也可以提供TDM。
PON 100可以是可能不需要任何有源组件来在OLT 120与ONU1-n1801-n之间分配数据的通信网络。替代地，PON 100可以使用ODN 170中的无源光学组件来在OLT 120与ONU1-n 1801-n之间分配数据。PON 100可以遵守与多波长PON有关的任何标准。
CO 110可以是物理建筑物并且可以包括服务器和经设计以通过数据传送能力服务于地理区域的其它骨干设备。CO 110可以包括OLT 120以及另外的OLT。如果存在另外的OLT，那么可以在其中使用任何合适的接入方案。
OLT 120可以包括OLT端口1-n 1301-n和WM 140。OLT 120可以是适用于与ONU1-n 1801-n和另一网络通信的任何装置。具体来说，OLT 120可以用作另一网络与ONU1-n 1801-n之间的中间物。举例来说，OLT 120可以将从网络接收到的数据转发到ONU1-n 1801-n并且可以将从ONU1-n 1801-n接收到的数据转发到另一网络。当另一网络使用与用于PON 100中的PON协议不同的网络协议时，OLT 120可以包括将所述网络协议转换成PON协议的转换器。OLT 120转换器还可以将PON协议转换成网络协议。尽管OLT 120被示为位于CO 110处，但是OLT 120也可以位于其它位置处。
OLT端口1-n 1301-n可以是适用于将波发射到WM 140并且从WM 140接收波的任何端口。举例来说，OLT端口1-n 1301-n可以包括用于发射波的激光发射器以及用于接收波的光电二极管，或OLT端口1-n 1301-n可以连接到此类发射器和光电二极管。OLT端口1-n 1301-n可以在任何合适的波长带中发射和接收波。
WM 140可以是任何合适的波长复用器/分用器，例如，阵列波导光栅(arrayed waveguide grating，AWG)。WM 140可以多路复用从OLT端口1-n 1301-n接收到的波，随后通过光纤光缆150将组合波转发到RN 160。WM 140还可以通过光纤光缆150多路分用从RN 160接收到的波。
RN 160可以是位于提供部分反射性、偏振旋转和WDM能力的ODN170内的任何组件。例如，RN 160可以包括类似于WM 140的WM。RN160与CO 110相比可以更靠近ONU1-n 1801-n，例如，在多个客户驻留的道路的末端，但是RN 160还可以存在于ODN 170中的在ONU1-n 1801-n与CO 110之间的任何合适点处。
ODN 170可以是任何合适的数据分配网络，所述数据分配网络可以包括例如光纤光缆150的光纤光缆、耦合器、分路器、分配器或其它设备。光纤光缆、耦合器、分路器、分配器或其它设备可以是无源光学组件并且因此不需要任何功率来在OLT 120与ONU1-n 1801-n之间分配数据信号。或者，ODN 170可以包括一个或多个有源组件，例如，光放大器或分路器。ODN 170通常可以在如图所示的分支配置中从OLT 120扩展到ONU1-n1801-n，但是ODN 170可以通过任何合适的P2MP配置进行配置。
ONU1-n 1801-n可以包括用于发射波的激光发射器以及用于接收波的光电二极管。ONU1-n 1801-n可以是适用于与OLT 120和客户通信的任何装置。具体来说，ONU1-n 1801-n可以用作OLT 120与客户之间的中间物。举例来说，ONU1-n 1801-n可以将从OLT 120接收到的数据转发到客户并且将从客户接收到的数据转发到OLT 120。ONU1-n 1801-n可以类似于光网络终端(optical network terminal，ONT)，因此术语可以互换使用。ONU1-n1801-n通常可以位于分配位置处，例如，用户驻地，但是也可以位于其它合适位置处。
WDM PON是有前景的，因为它们可以扩展PON容量达数十至数百波长，通过减小RN中的分路损耗而改进链路预算并且简化媒体接入控制(media access control，MAC)层控制和维护。在WDM PON中，一对波，即一个下行波和一个上行波可以与每个OLT端口1-n 1301-n和对应ONU1-n 1801-n相关联。在下行方向上，意指从OLT端口1-n 1301-n到ONU1-n 1801-n，来自OLT端口1-n 1301-n的下行波可以组合在WM 140中，沿着光纤光缆150传播，在RN 160中多路分用并且传播到其相应ONU1-n 1801-n。在上游方向上，意指从ONU1-n 1801-n到OLT端口1-n 1301-n，来自ONU1-n 1801-n的上行波可以组合在RN 160中，沿着光纤光缆150传播，在WM 140中多路分用并且传播到其相应OLT端口1-n 1301-n。典型的WDM PON可以使用位于RN 160中的AWG来多路分用、多路复用和路由波。AWG可以具有个别端口，当工作人员以物理方式将光纤从每个ONU1-n 1801-n连接到单个AWG端口时可以任意地指派所述个别端口。因此，ONU1-n 1801-n可能不知道它们所连接的AWG端口。在不知道ONU1-n 1801-n所连接的AWG端口的情况下，ONU1-n 1801-n可能不知道其AWG端口可以传递的波长以及因此不知道ONU1-n 1801-n需要发射所处的波长。
ONU1-n 1801-n可以是无色的，这表示它们可以发射或接收处于任何波长的波。频繁使用无色ONU1-n 1801-n，因为它们提供灵活的网络安装、维护和操作。无色ONU1-n 1801-n的发射器可以是无色激光器，所述无色激光器可以适配ONU1-n 1801-n所连接的任何AWG端口的波长。可调谐激光器是一种类型的无色激光器。对于采用可调谐激光器的WDM PON，通常需要调谐所述可调谐激光器，使得它们发射处于与其对应AWG端口相关联的波长的波。如果可调谐激光器不发射处于相关联波长的波，那么所述波可能不会到达OLT，因为AWG可以拒绝所述波或所述波可以遭受高插入损耗或群时延波动。
通过引用并入的Yong-Hoon Kang递交的发明名称为“WDM光传输系统中的波长稳定器(Wavelength Stabilizer in WDM Optical TransmissionSystem)”的第6,567,198号美国专利描述了通过监视和调整激光器温度来将激光波长局部设定和稳定在ONU中。通过引用并入的彼得·奥朗(PeterOhlen)递交的发明名称为“用于WDM-PON中的波长对准的方法和装置(Methods and Devices for Wavelength Alignment in WDM-PON)”的美国专利申请公开案号2011/0236017描述了基于预先测量到的数据表和在OLT处监视的接收到的波能来设定和稳定激光波长。然而，那些解决方案可能不准确，因为所述解决方案可能未考虑归因于激光器老化的波长偏移。另外，那些解决方案可能需要OLT参与，这可以使得波长调谐过程缓慢和低效。此外，仅监视激光波长并且调整所述激光波长以达到特定值并不保证ONU的上行波将穿过AWG端口，因为ONU可能不知道其相关联AWG端口将传递的波长。
本文揭示可能不需要OLT参与的用于ONU自调谐或自校准的实施例。所述实施例可以提供用于ONU发送上行波，RN反射所述波的一部分以及ONU接收反射波用于本地监视。RN中的反射器可以反射上行波。ONU中的PBS可以低插入损耗分离上行波和反射波。AWG可以位于RN中。当上行波与AWG端口的相关联波长对准时，ONU可以检测到反射波中的显著功率提高。ONU可以通过最大化反射波功率而继续微调其激光器，并且ONU可以在正常操作期间继续所述过程以便锁定其波长。
如上文所论述，可以将反射器放入RN 160中。可以将反射器放置于AWG与光纤光缆150之间以允许上行波的一部分前进到OLT 120且上行波的一部分反射回AWG。AWG可以多路分用反射波以及任何其它下行波，随后将那些波引导至其对应ONU1-n 1801-n。下文更全面地描述RN 160的实施例。
图2是根据本发明的实施例的图1中的PON 100的一部分的示意图。图2可以集中于OLT 120、光纤光缆150、RN 160和ONU1 1801，但具体来说，图1中的RN 160。RN 160可以包括上游端口210、部分反射镜(partial-reflection mirror，PRM)220、45度(°)法拉第旋转器(Faradayrotator，FR)230、AWG 250和下行端口260。FR 230可以是任何合适的光学偏振旋转器。PRM 220可以提供约30％至80％的反射或任何其它合适量的反射。PRM 220和FR 230可以一起形成法拉第旋转镜(Faradayrotator mirror，FRM)240。AWG 250可以是适用于多路复用和多路分用处于不同波长的波的任何合适WM。尽管示出ONU1 1801的下行端口260，但是RN 160还可以包括另一ONU2-n 1802-n的另外下行端口。组件可以如图所示或以任何其它合适的方式安排。
如图所示，ONU1 1801可以发射可以初始地具有0°偏振的上行波λu,0°。λu,0°可以从ONU1 1801行进通过下行端口260且到达AWG 250，并且λu,0°可以与来自另一ONU2-n 1802-n的其它上行波多路复用。λu，0°可以随后行进通过FR 230并且经历45°偏振旋转以变为λu,45°。PRM 220可以允许一部分λu,45°前进通过上游端口210和光纤光缆150到达OLT 120。PRM220还可以将一部分λu,45°反射回FR 230以经历另一45°偏振旋转而变为λr,90°。λr,90°可以行进回ONU1 1801。为90°的λr,90°的偏振状态可以正交于或垂直于为0°的λu,0°的偏振状态。
图3是根据本发明的另一实施例的图1中的PON 100的一部分的示意图。与图2类似，图3可以集中于OLT 120、光纤光缆150、RN 160和ONU1 1801，但具体来说，图1中的RN 160。RN160可以包括上游端口210、高反射镜(high-reflection mirror，HRM)310、FR 230、分光耦合器330、AWG 250和下行端口260。HRM 310和FR 230可以一起形成FRM320。HRM 310可以提供约90％至100％的反射或任何其它合适量的反射。组件可以如图所示或以任何其它合适的方式安排。
与图2不同，图3可以包括分光耦合器330。分光耦合器330可以是适用于耦合下行波并且分离上行波的任何光耦合器。在存在分光耦合器330的情况下，AWG 250和FR 230据称可以间接耦合。如果至少一个其它组件位于两个组件，例如，AWG 250和FR 230，之间，例如，如果分光耦合器330位于两个组件之间，那么所述两个组件据称可以间接耦合。
如图所示，ONU1 1801可以发射可以初始地具有0°偏振的上行波λu,0°。λu,0°可以从ONU1 1801行进通过下行端口260且到达AWG 250，并且λu,0°可以与来自另一ONU2-n 1802-n的其它上行波多路复用。λu,0°可以随后行进通过分光耦合器330。分光耦合器330可以允许一部分λu,0°行进通过上游端口210和光纤光缆150到达OLT 120。换句话说，λu,0°可以一直保持其从ONU1 1801到OLT 120的0°偏振。分光耦合器330还可以允许一部分λu,0°前进到FRM 320。λu,0°的所述部分可以行进通过FR 230并且经历45°偏振旋转以变为λu,45°。HRM 310可以反射所有或几乎所有λu,45°以经历另一45°偏振旋转而变为λr,90°。λr,90°可以返回前进通过分光耦合器330到达ONU1 1801。为90°的λr,90°的偏振状态可以正交于为0°的λu,0°的偏振状态。
如上文所描述，λu的反射可以出现于RN 160中。然而，所述反射必需的RN 160的组件可以处于PON 100中的其它合适的位置处。此外，相对于ONU1 1801描述λu和λr的行为以及ONU1-n 1801-n的实施例，但是相同概念也适用于另一ONU2-n 1802-n。另外，λu被描述为具有0°或45°偏振，并且λr被描述为具有90°偏振，但是相应偏振可以不精确地为0°、45°或90°。相反地，偏振可以处于大致那些角、处于允许λu与λr之间的正交关系的任何角或处于允许λu与λr之间的间距的任何角。
图4是根据本发明的实施例的图1中的ONU1 1801的示意图。ONU11801可以包括滤波器410、偏振分束器(polarization beam splitter，PBS)420、可调谐发射器430、处理器440、PD 450和接收器460。组件可以如图所示或以任何其它合适的方式安排。一般来说，ONU1 1801可以将上行波发射到OLT 120，从OLT 120接收下行波并且从RN 160接收反射波。具体而言，ONU1 1801可以发射λu,0°，即，具有0°偏振的上行波；接收λd，即，具有任何偏振的下行波；以及接收λr,90°，即，具有90°偏振的反射波。λu,0°和λr,90°可以处于大致相同波长或者可以既定处于相同波长而λd可以处于不同波长。
滤波器410可以是带通滤波器或可以将下行波与上行波分离的任何合适的滤波器。滤波器410可以基于波长分离波。具体而言，滤波器410可以将一方面的λd与另一方面的λu,0°和λr,90°分离。滤波器410可以被称为带上游/带下行(band upstream/band downstream，Bu/Bd)滤波器。
PBS 420可以是可以分离具有类似波长但具有不同偏振状态的波的任何合适的偏振分束器。具体而言，PBS 420可以将λu,0°与λr,90°分离，因为两个波在偏振方面可以具有大致90°差。换句话说，两个波可以彼此正交。可以使用PBS 420，因为ONU1 1801的输入和输出可以处于相同光纤上。换句话说，在不具有另外组件的情况下，ONU1 1801可能不能够区分其输入和输出。代替PBS 420，ONU1 1801可以使用光耦合器、光环行器或部分反射镜。然而，光耦合器可能具有高插入损耗并且可能需要伴随的光隔离器以便阻止来自可调谐发射器430的相干反馈。光环形器可能相对价格昂贵。部分反射镜可以丢弃它们处理的波的一部分。
可调谐发射器430可以是无色的任何合适的可调谐发射器，或可以发射处于任何波长的波。可调谐发射器430可以包括可调谐激光器。如图所示，可调谐发射器430可以发射λu,0°，即，具有0°偏振状态的上行波长。
处理器440可以是可以处理从PD 450接收到的信号并且将指令发射到可调谐发射器430的任何合适的处理器。处理器440可以执行处理那些信号并且发射那些指令所必需的任何计算功能。
PD 450可以是可以将光波转换成电波并且监视接收功率的任何合适的PD。PD 450可以被称为监视PD，因为其可以监视反射功率。具体来说，PD 450可以监视并且确定与λr相关联的功率。
接收器460可以是可以将光波转换成电波并且将呈可用形式的那些电波提供用于客户的任何合适的接收器。具体来说，接收器可以接收λd，将λd转换成电波并且将所述电波提供给客户。接收器460可以包括用于将光波转换成电波的PD。
在上游方向上，可调谐发射器430可以将λu,0°发射到PBS 420。PBS420可以区分λu,0°和λr,90°，因为两个波的偏振可以彼此正交。PBS 420随后可以将λu,0°转发到滤波器410。滤波器410可以将一方面的λu,0°和λr,90°与另一方面的λd区分，因为λu,0°和λr,90°的波长可以不同于λd的波长。滤波器410随后可以将λu,0°转发到RN 160且最终转发到OLT 120。
在下行方向上，滤波器410可以从RN 160接收λr,90°和λd。滤波器410可以将一方面的λu,0°和λr,90°与另一方面的λd区分，因为λu,0°和λr,90°的波长可以不同于λd的波长。滤波器410可以将λd转发到接收器460，用于光至电(optical-to-electrical，OE)转换和处理。滤波器410还可以将λr,90°转发到PBS 420。PBS 420可以区分λu,0°和λr,90°，因为两个波的偏振可以彼此正交。PBS 420随后可以将λr,90°转发到PD 450，用于OE转换和功率确定。PD 450可以将转换波转发到处理器440以供处理。
图5是说明根据本发明的实施例的波长校正的方法500的流程图。在ONU1 1801接通之后或在任何其它合适的时间处，ONU1 1801可以尝试调谐可调谐发射器430，使得可调谐发射器430发射处于与对应AWG 250端口相关联的波长的λu。方法500可以在ONU1 1801中实施。
在步骤510处，可以执行粗调谐。在粗调谐期间，处理器440可以指示可调谐发射器430以大步长在其整个调谐范围内调整其发射波长，例如，以其信道间隔的约0.25至0.5。对于粗WDM(coarse WDM，CWDM)，信道间隔通常可以约为20纳米(nm)并且对于密集WDM(dense WDM，DWDM)，信道间隔通常可以约为12.5千兆赫(GHz)。当可调谐发射器430调谐至第一阈值波长时，PD 450可以检测到大于第一阈值threshold1的λr的功率递增，所述第一阈值可以基于设计、测试或其它合适方法进行预定义。第一阈值波长可以大致匹配与对应AWG 250端口相关联的波长，但不处于对应AWG 250端口通带的中心，因此处于第一阈值波长的λu仍可能在AWG 250中经历高插入损耗。
在步骤520处，可以执行细调谐。在细调谐期间，处理器440可以指示可调谐发射器430以小步长在其整个调谐范围内调整其发射波长，例如，以其信道间隔的约0.1。当可调谐发射器430调谐至第二阈值波长时，PD 450可以检测到大于第二阈值threshold2的λr的功率递增，所述第二阈值可以基于设计、测试或其它合适方法进行预定义。第二阈值波长可以几乎精确地匹配与对应AWG 250端口相关联的波长，因此处于第二阈值波长的λu可能在AWG 250中不经历插入损耗或经历可忽略的插入损耗。ONU1 1801可以在其正常操作期间连续地执行步骤520，以便将λr的功率保持在其最大值处或附近并且因此将λu保持锁定在与对应AWG 250端口相关联的波长处。
图6是说明根据本发明的实施例的图5的粗调谐步骤510的流程图。在步骤605处，可以保存λu,0，即，可调谐发射器430的初始上行波长。可调谐发射器430随后可以在λu,0处发射λu并且ONU1 1801可以接收λr。在步骤610处，可以测量和保存P0，即，与λr相关联的初始反射功率。在决策菱形615处，可以确定λu是否处于最大波长，例如，可调谐发射器430可以发射的最大波长。如果是，那么所述方法可以前进到步骤640。如果不是，那么所述方法可以前进到步骤620。在步骤620处，λu的波长可以递增，即，可以为可调谐发射器430的信道间隔的约0.25-0.5的相对较大步长。可调谐发射器430随后可以发射处于递增波长的λu，并且ONU1 1801可以接收处于递增波长的λr。在步骤625处，可以测量P1，即，处于递增波长的λr的当前反射功率。在决策菱形630处，可以确定量P1至P0。如果所述量大于或等于threshold1，那么所述方法可以完成并且前进到图5的步骤520。如果所述量小于threshold1，那么方法可以前进到步骤635。在步骤635处，P1可以变为新的P0。所述方法可以重复步骤615至630，直到量P1至P0大于或等于threshold1。
在步骤640处，可以分别恢复来自步骤605和610的λu,0和P0。在决策菱形645处，可以确定λu是否处于最小波长，例如，可调谐发射器430可以发射的最小波长。如果λu处于最小波长，那么所述方法可以前进到步骤670，其中可以记录误差并且所述方法可以完成且前进到图5的步骤520。可以记录误差，因为λu的波长不可能同时处于其最大值和最小值。如果λu不处于最小波长，那么所述方法可以前进到步骤650。在步骤650处，λu的波长可以递减。可调谐发射器430随后可以发射处于递减波长的λu，并且ONU1 1801可以接收处于递减波长的λr。在步骤655处，可以测量P1，即，处于递减波长的λr的当前反射功率。在决策菱形660处，可以确定量P1至P0。如果所述量大于或等于threshold1，那么所述方法可以完成并且前进到图5的步骤520。如果所述量小于threshold1，那么所述方法可以前进到步骤665。在步骤665处，P1可以变为新的P0。所述方法可以重复步骤645至660，直到量P1至P0大于或等于threshold1。
图7是说明根据本发明的实施例的图5的细调谐步骤520的流程图。在步骤705处，可以保存λu,0'，即，可调谐发射器430的初始上行波长。λu,0'可以是用于步骤510中的最后一个波长，其中P1至P0大于或等于threshold1。在步骤710处，可以测量和保存P0'，即，与λr相关联的初始反射功率。P0'可以是与λu,0'相关联的且在步骤510处测量到的功率。在步骤715处，i，即，重复计数器可以初始化为0。在决策菱形720处，可以确定λu是否处于最大波长，例如，可调谐发射器430可以发射的最大波长。如果是，那么所述方法可以前进到步骤745。如果不是，那么所述方法可以前进到步骤725。在步骤725处，i可以1递增。在步骤730处，λu的波长可以递增，即，可以为可调谐发射器430的信道间隔的约0.1的相对较小步长。可调谐发射器430随后可以发射处于递增波长的λu，并且ONU1 1801可以接收处于递增波长的λr。在步骤735处，可以测量P1，即，处于递增波长的λr的当前反射功率。在决策菱形740处，可以确定量P1至P0'。如果量P1至P0'大于或等于threshold2，那么所述方法可以前进到步骤750。在步骤750处，P1可以变为新的P0'，并且所述方法可以前进到决策菱形720。返回到决策菱形740，如果量P1至P0'小于threshold2，那么所述方法可以前进到决策菱形745。在决策菱形745处，可以确定i是否等于0或1。如果是，那么所述方法可以前进到步骤755。如果不是，那么所述方法可以前进到步骤795。在步骤795处，λu的波长可以恢复至来自先前重复的波长，并且方法500可以完成。
在步骤755处，可以分别恢复来自步骤705和710的λu,0'和P0'。在决策菱形760处，可以确定λu是否处于最小波长，例如，可调谐发射器430可以发射的最小波长。如果λu处于最小波长，那么所述方法可以前进到决策菱形785。在决策菱形785处，可以确定i是否等于0。如果是，那么方法500可以完成。如果不是，那么所述方法可以前进到上文所描述的步骤795。返回到决策菱形760，如果λu不处于最小波长，那么所述方法可以前进到步骤765。在步骤765处，i可以1递增。在步骤770处，λu的波长可以递减。可调谐发射器430随后可以发射处于递减波长的λu，并且ONU1 1801可以接收处于递减波长的λr。在步骤775处，可以测量P1，即，处于递减波长的λr的当前反射功率。在决策菱形780处，可以确定量P1至P0'。如果量P1至P0'大于或等于threshold2，那么所述方法可以前进到步骤790。在步骤790处，P1可以变为新的P0'，并且所述方法可以前进到决策菱形760。返回到决策菱形780，如果量P1至P0'小于threshold2，那么所述方法可以前进到上文所描述的决策菱形785。
图8是根据本发明的实施例的用于图1中的ONU1 1801的波长对功率的曲线800。如图所示，x轴表示作为常数或任意单位的波长，并且y轴表示作为常数或任意单位的功率。具体来说，x轴可以表示λu以及因此λr的波长，并且y轴可以表示λr的功率。可以看出，λr的功率频谱可以相对平坦，除了围绕Pmax居中的相对陡峭的频谱波峰，即，功率为最大值的点。此频谱可能对于穿过AWG端口的波来说是典型的。还可以看出，其可以指示出在等间隔Δλ的波长处的功率可以在波长接近达到Pmax的点时更显著增加。因此，可以大于预定义阈值，例如，threshold1或threshold2，由此展现用于确定与对应AWG 250端口相关联的波长的步骤510和520的一般策略。
尽管曲线800可以展现步骤510和520的一般策略，但是其它方法也可以确定与对应AWG 250端口相关联的波长。例如，ONU11801可以仅发射处于其已知的最小波长处的λu并且测量λr的功率，随后以一些预定义增量增加λu的波长且测量λr的功率，直到ONU1 1801传输处于其已知的最大波长处的λu为止。ONU1 1801随后可以确定与λr的最大功率相关联的波长，随后继续发射处于所述波长处的λu。或者，ONU1 1801可以仅发射处于其已知的最大波长处的λu并且测量λr的功率，随后以一些预定义增量减小λu的波长并且测量λr的功率，直到ONU1 1801传输处于其已知的最小波长处的λu为止。ONU1 1801随后可以确定与λr的最大功率相关联的波长，随后继续发射处于所述波长处的λu。或者，ONU1 1801可以采用那些方法，但是提供不同波长递增，例如，细波长递增后接着粗波长递增。尽管那些方法可能更简单，但是所述方法可能也不太有效。但是，可以使用那些方法或用于确定与对应AWG 250端口相关联的波长的任何合适的方法。
图9是说明根据本发明的实施例的波长调谐的方法900的流程图。方法900可以在ONU1-n 1801-n中，例如，ONU1 1801中实施。在步骤910处，可以传输处于第一波长的第一波。例如，可调谐发射器430可以发射λu。在步骤920处，可以接收处于第一波长的第一反射波。例如，滤波器410可以接收λr。第一反射波可以与第一波相关联。例如，λr可以是在RN160处反射的λu的部分。在步骤930处，可以确定与第一反射波相关联的第一功率。例如，PD 450可以确定P，即，λr的功率。在步骤940处，可以基于第一功率调谐发射波长。例如，处理器440可以基于P调谐可调谐发射器430的波长。
图10是网络装置1000的实施例的示意图。网络装置1000可以适用于实施所揭示的实施例，例如，OLT 120、RN 160和ONU1-n 1801-n。网络装置1000可以包括用于接收数据的入端口1010和接收器单元(Rx)1020；用于处理数据的处理器、逻辑单元或中央处理单元(central processingunit，CPU)1030；用于发射数据的发射器单元(Tx)1040和出端口1050；以及用于存储数据的存储器1060。网络装置1000还可以包括OE组件和电至光(electrical-to-optical，EO)组件，所述组件耦合到入端口1010、接收器单元1020、发射器单元1040以及出端口1050以用于光或电信号的出入。
处理器1030可以通过硬件和软件实施。处理器1030可以实施为一个或多个CPU芯片、核心(例如，实施为多核心处理器)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、专用集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)以及数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)。处理器1030可以与入端口1010、接收器单元1020、发射器单元1040、出端口1050以及存储器1060通信。
存储器1060可以包括一个或多个磁盘、磁带驱动器以及固态驱动器；可以用作溢流数据存储装置；可以用于在程序被选择用于执行时存储此类程序；且可以用于存储在程序执行期间读取的指令和数据。存储器1060可以是易失性的和非易失性的，且可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random-access memory，RAM)、三重内容寻址存储器(ternary content-addressable memory，TCAM)以及静态随机存取存储器(static random-access memory，SRAM)。
本发明揭示至少一个实施例，且所属领域的普通技术人员对所述实施例和/或所述实施例的特征作出的变化、组合和/或修改均在本发明的范围内。因组合、合并和/或省略所述实施例的特征而得到的替代性实施例也在本发明的范围内。在明确说明数字范围或限制的情况下，此类表达范围或限制可以被理解成包含在明确说明的范围或限制内具有相同大小的迭代范围或限制(例如，从约为1到约为10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11、0.12、0.13等)。例如，只要揭示具有下限Rl和上限Ru的数字范围，则明确揭示了此范围内的任何数字。具体而言，在所述范围内的以下数字是明确揭示的：R＝Rl+k*(Ru-Rl)，其中k为从1％到100％范围内以1％递增的变量，即，k为1％、2％、3％、4％、5％……50％、51％、52％……95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，由上文所定义的两个数字R定义的任何数字范围也是明确揭示的。除非另有说明，否则术语“约”是指随后数字的±10％。相对于权利要求的任一元素使用术语"任选地"意味着所述元素是需要的，或者所述元素是不需要的，两种替代方案均在所述权利要求的范围内。使用如“包括”、“包含”和“具有”等较广术语应被理解为提供对如“由……组成”、“基本上由……组成”以及“大体上由……组成”等较窄术语的支持。因此，保护范围不受上文所陈述的说明限制，而是由所附权利要求书界定，所述范围包含所附权利要求书的标的物的所有等效物。每一和每条权利要求作为进一步揭示内容并入说明书中，且所述权利要求书是本发明的实施例。对所述揭示内容中的参考进行的论述并非承认其为现有技术，尤其是具有在本申请案的在先申请优先权日期之后的公开日期的任何参考。本发明中所引用的所有专利、专利申请案和公开案的揭示内容特此以引用的方式并入本文本中，其提供补充本发明的示例性、程序性或其它细节。
虽然本发明提供多个实施例，但应当理解，所揭示的系统和方法也可以通过其它多种具体形式体现，而不会脱离本发明的精神或范围。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如，各种元件或组件可以在另一系统中组合或合并，或者某些特征可以省略或不实施。
另外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、装置或中间组件间接地耦合或通信。改变、替换和变化的其它实例对本领域技术人员而言是显而易见的且均不脱离此处揭示的精神和范围。

Claims (20)

1.一种远程节点(remote node，RN)，其特征在于，包括：
下游端口；
波长复用器(wavelength multiplexer，WM)，耦合到所述下游端口并且包括用于传递光波的端口；
耦合到所述WM的光旋转器；以及
耦合到所述光旋转器的镜子，其中所述WM、所述光旋转器和所述镜子是波长调谐方案的一部分。
2.根据权利要求1所述的RN，其特征在于，进一步包括耦合到所述镜子的上游端口，其中所述WM是阵列波导光栅(arrayed waveguidegrating，AWG)，其中所述光旋转器是45度(°)法拉第旋转器(Faradayrotator，FR)，其中所述镜子是部分反射镜(partial-reflection mirror，PRM)，其中所述FR和所述PRM形成法拉第旋转镜(Faraday rotatormirror，FRM)。
3.根据权利要求1所述的RN，其特征在于，进一步包括：
耦合器，位于所述WM与所述光旋转器之间；以及
耦合到所述耦合器的上游端口，
其中所述WM是阵列波导光栅(arrayed waveguide grating，AWG)，
其中所述光旋转器是45度(°)法拉第旋转器(Faraday rotator，FR)，
其中所述镜子是高反射镜(high-reflection mirror，HRM)，
其中所述FR和所述PRM形成法拉第旋转镜(Faraday rotator mirror，FRM)。
4.根据权利要求3所述的RN，其特征在于，所述耦合器是用于向上游转发光波的至少部分的分光耦合器。
5.根据权利要求1所述的RN，其特征在于，所述WM用于将第一光波与第二光波多路复用，其中所述光旋转器用于使所述第一光波旋转，其中所述镜子用于反射所述第一光波的至少部分以形成反射光波。
6.根据权利要求5所述的RN，其特征在于，所述WM用于向下游转发所述反射光波。
7.根据权利要求5所述的RN，其特征在于，所述第一光波和所述反射光波彼此正交。
8.一种设备，其特征在于，包括：
可调谐发射器；
耦合到所述可调谐发射器的偏振分束器(polarization beam splitter，PBS)；
耦合到所述PBS的滤波器；
耦合到所述滤波器的接收器；
耦合到所述PBS的光电二极管(photodiode，PD)；以及
耦合到所述可调谐发射器和所述PD的处理器。
9.根据权利要求8所述的ONU，其特征在于，所述设备是光网络单元(optical network unit，ONU)，其中所述可调谐发射器是无色激光器。
10.一种设备，其特征在于，包括：
可调谐发射器，用于发射第一光波；
滤波器，用于接收与所述第一光波相关联的第一反射光波；以及
处理器，用于基于所述第一反射光波调谐所述可调谐发射器。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，进一步包括光电二极管(photodiode，PD)，用于确定与所述第一反射光波相关联的第一功率，其中所述处理器用于基于所述第一功率调谐所述可调谐发射器。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述可调谐发射器进一步用于发射第二光波，其中所述滤波器进一步用于接收与所述第二光波相关联的第二反射光波，其中所述处理器进一步用于基于与所述第二反射光波相关联的第二功率调谐所述可调谐发射器。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理器进一步用于基于所述第一功率与所述第二功率之间的比较来调谐所述可调谐发射器。
14.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备是光网络单元(optical network unit，ONU)。
15.一种方法，其特征在于，包括：
发射处于第一波长的第一光波；
接收处于所述第一波长且与所述第一光波相关联的第一反射光波；
确定与所述第一反射光波相关联的第一功率；以及
基于所述第一功率调谐发射波长。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述调谐包括粗调谐和细调谐。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述粗调谐包括：
发射处于第二波长的第二光波，其中所述第二波长是高于或低于所述第一波长的第一增量；
接收处于所述第二波长且与所述第二光波相关联的第二反射光波；
确定与所述第二反射光波相关联的第二功率；以及
基于所述第一功率与所述第二功率之间的差来调谐所述发射波长。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述细调谐包括：
发射处于第三波长的第三光波，其中所述第三波长是高于或低于所述第二波长的第二增量；
接收处于所述第三波长且与所述第三光波相关联的第三反射光波；
确定与所述第三反射光波相关联的第三功率；以及
基于所述第二功率与所述第三功率之间的差来调谐所述发射波长。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一增量大于所述第二增量。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一增量是信道间隔的0.25至0.5并且所述第二增量是所述信道间隔的0.1。
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