CN112602331A - 具有预定频率间隔的收发 - Google Patents

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CN112602331A CN201980055733.6A CN201980055733A CN112602331A CN 112602331 A CN112602331 A CN 112602331A CN 201980055733 A CN201980055733 A CN 201980055733A CN 112602331 A CN112602331 A CN 112602331A
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Abstract

一种装置包括：接收器；发射器；激光器设备，与所述接收器和所述发射器耦合并包括：第一激光器，用于向所述接收器提供以第一频率为中心的第一光波，以及第二激光器，用于向所述发射器提供以第二频率为中心的第二光波，所述第一频率和所述第二频率具有预定频率间隔；以及处理器，与所述接收器、所述发射器和所述激光器设备耦合，所述处理器用于控制所述第一激光器和所述第二激光器以维持所述预定频率间隔。

Description

具有预定频率间隔的收发
相关申请的交叉引用
本申请要求由Futurewei技术公司于2018年10月2日提交的、名称为“具有预定频率间隔的收发”的62/739,997号美国临时专利申请的优先权，其通过引用被并入本文。
技术领域
所公开的实施例总体上涉及光网络，尤其涉及光网络中的收发。
背景技术
光网络是使用光波或光信号携带数据的网络。诸如激光器和LED的光源产生光信号，调制器用数据调制光信号以产生调制的光信号，并且各种组件发射、传播、放大、接收以及处理该调制的光信号。光网络可以实施WDM或其他形式的复用以实现高带宽。
发明内容
在一实施例中，一种装置包括：接收器；发射器；激光器设备，与该接收器和该发射器耦合并包括：第一激光器，用于向该接收器提供以第一频率为中心的第一光波，以及第二激光器，用于向该发射器提供以第二频率为中心的第二光波，该第一频率和该第二频率具有预定频率间隔；以及处理器，与该接收器、该发射器和该激光器设备耦合，该处理器用于控制该第一激光器和该第二激光器以维持该预定频率间隔。
在前述实施例的任一个中，该第一激光器为本地振荡器(local oscillator，LO)激光器，其中该第一光波为LO波。
在前述实施例的任一个中，该接收器用于：接收以第三频率为中心的下行光信号；接收来自该第一激光器的该LO波；确定该第一频率和该第三频率之间的频偏；以及向该处理器提供基于该频偏的反馈信号。
在前述实施例的任一个中，该接收器为相干光接收器。
在前述实施例的任一个中，该第二激光器为载波激光器，且该第二光波为载波。
在前述实施例的任一个中，该发射器用于：接收来自该第二激光器的该载波；接收来自该处理器的数据信号；使用该数据信号调制该载波以生成上行光信号；以及提供该上行光信号。
在前述实施例的任一个中，该发射器进一步用于使用OOK调制进一步调制该载波。
在前述实施例的任一个中，该发射器进一步用于使用PAM进一步调制该载波。
在前述实施例的任一个中，该装置进一步包括分路器，与该接收器和该发射器耦合并用于：向该接收器提供该下行光信号；以及接收来自该发射器的该上行光信号。
在前述实施例的任一个中，该装置进一步包括端口，与该分路器耦合并用于：通过光纤接收来自第二装置的该下行光信号，向该分路器提供该下行光信号，接收来自该分路器的该上行光信号，以及通过该光纤向该第二装置传输该上行光信号。
在前述实施例的任一个中，该端口进一步用于通过该光纤提供双向通信。
在前述实施例的任一个中，该端口是该装置中唯一的通信端口。
在前述实施例的任一个中，该激光器设备进一步包括控制器，与该处理器耦合并用于：接收来自该处理器的控制信号；以及响应于该控制信号，对该第一激光器和该第二激光器二者执行控制动作。
在前述实施例的任一个中，该控制器为加热器，其中该控制动作为加热。
在前述实施例的任一个中，该控制器为TEC，其中该控制动作为冷却。
在前述实施例的任一个中，该控制器为偏置电流控制器，其中该控制动作为偏置电流。
在前述实施例的任一个中，该预定频率间隔是通过该激光器设备的设计设定的。
在前述实施例的任一个中，该处理器进一步用于不受环境温度影响进一步维持该预定频率间隔。
在前述实施例的任一个中，该预定频率间隔为约100GHz。
在前述实施例的任一个中，该装置为ONU。
在前述实施例的任一个中，该装置为PTMP网络的部分。
在一实施例中，一种方法包括：由激光器设备的第一激光器向接收器提供以第一频率为中心的第一光波；由该激光器设备的第二激光器向发射器提供以第二频率为中心的第二光波，该第一频率和该第二频率具有预定频率间隔；以及由与该激光器设备耦合的处理器维持该预定频率间隔。
在前述实施例的任一个中，该第一光波为LO波。
在前述实施例的任一个中，该方法进一步包括：接收以第三频率为中心的下行光信号；确定该第一频率和该第三频率之间的频偏；以及向该处理器提供基于该频偏的反馈信号。
在前述实施例的任一个中，该第二光波为载波。
在前述实施例的任一个中，该方法进一步包括：接收来自该处理器的数据信号；以及使用该数据信号调制该载波以生成上行光信号。
在前述实施例的任一个中，该方法进一步包括：使用OOK调制进一步调制该载波。
在前述实施例的任一个中，该方法进一步包括：使用PAM进一步调制该载波。
在前述实施例的任一个中，该方法进一步包括：接收来自该处理器的控制信号；以及响应于该控制信号对该第一激光器和该第二激光器二者执行控制动作。
在前述实施例的任一个中，该控制动作为加热。
在前述实施例的任一个中，该控制动作为冷却。
在前述实施例的任一个中，该控制动作为偏置电流。
在前述实施例的任一个中，该预定频率间隔是通过该激光器设备的设计设定的。
在前述实施例的任一个中，该方法进一步包括：不受环境温度影响进一步维持该预定频率间隔。
在前述实施例的任一个中，该预定频率间隔为约100GHz。
在一实施例中，一种ONU包括：接收器；激光器设备，与该接收器耦合并包括：第一激光器，用于向该接收器提供以第一频率为中心的第一光波，以及第二激光器，用于提供以第二频率为中心的上行光信号，该第一频率和该第二频率具有预定频率间隔，且该第二激光器为DML；以及处理器，与该接收器和该激光器设备耦合并用于控制该第一激光器和该第二激光器以维持该预定频率间隔。
在前述实施例的任一个中，该第一激光器为LO，其中该第一光波为LO波。
在前述实施例的任一个中，该接收器用于：接收以第三频率为中心的下行光信号；接收来自该第一激光器的该LO波；确定该第一频率和该第三频率之间的频偏；以及向该处理器提供基于该频偏的反馈信号。
在前述实施例的任一个中，该接收器为相干光接收器。
在前述实施例的任一个中，该第二激光器进一步用于：接收来自该处理器的数据信号；以及通过该数据信号的直接调制产生该上行光信号。
在前述实施例的任一个中，该第二激光器进一步用于通过OOK调制进一步产生该上行光信号。
在前述实施例的任一个中，该第二激光器进一步用于通过PAM进一步产生该上行光信号。
在前述实施例的任一个中，该ONU进一步包括分路器，与该接收器和该第二激光器耦合并用于：向该接收器提供该下行光信号；以及接收来自该第二激光器的该上行光信号。
在前述实施例的任一个中，该ONU进一步包括端口，与该分路器耦合并用于：通过光纤接收来自OLT的该下行光信号，向该分路器提供该下行光信号，接收来自该分路器的该上行光信号，以及通过该光纤向该OLT传输该上行光信号。
在前述实施例的任一个中，该端口进一步用于通过该光纤提供双向通信。
在前述实施例的任一个中，该端口是该装置中唯一的通信端口。
在前述实施例的任一个中，该激光器设备进一步包括控制器，与该处理器耦合并用于：接收来自该处理器的控制信号；以及响应于该控制信号，对该第一激光器和该第二激光器二者执行控制动作。
在前述实施例的任一个中，该控制器为加热器，其中该控制动作为加热。
在前述实施例的任一个中，该控制器为TEC，其中该控制动作为冷却。
在前述实施例的任一个中，该控制器为偏置电流控制器，其中该控制动作为偏置电流。
在前述实施例的任一个中，该预定频率间隔是通过该激光器设备的设计设定的。
在前述实施例的任一个中，该处理器进一步用于不受环境温度影响进一步维持该预定频率间隔。
在前述实施例的任一个中，该预定频率间隔为约100GHz。
在前述实施例的任一个中，该ONU为PTMP网络的部分。
任何上述实施例可以与其余任何上述实施例合并以生成新实施例。从以下结合附图和权利要求所作的详细描述中，将会更清楚地理解这些和其它特征。
附图说明
为了更完整理解本公开，结合附图和详细描述参考下列简要描述，其中相同的参考数字表示相同的部分。
图1是网络的示意图。
图2是根据本公开一实施例的ONU的示意图。
图3是根据本公开另一实施例的ONU的示意图。
图4A是根据本公开一实施例的信道方案的图。
图4B是根据本公开另一实施例的信道方案的图。
图5是示出了根据本公开一实施例的实施具有预定频率间隔的收发的方法的流程图，
图6是根据本公开一实施例的装置的示意图。
具体实施方式
首先应该理解的是，尽管以下提供了一个或多个实施例的示例性实施方式，可以使用任意数量的目前已知或存在的技术实施所公开的系统和/或方法。不应以任何方式将本公开限制于以下所示的示例性实施方式、附图和技术，包括在此示出和描述的示例性设计和实施方式，而是可能在所附权利要求的范围连同其等同的所有范围内被修改。
以下缩写适用：
ADC：模数转换(器)(analog-to-digital conver(sion,ter))
ASIC：专用集成电路(application-specific integrated circuit)
BNG：宽带网络网关(broadband network gateway)
CPU：中央处理器(central processing unit)
DFB：分布反馈(distributed feedback)
DML：直接调制激光器(directly-modulated laser)
DSP：数字信号处理器(digital signal processor)
EBE：电带宽效率(electrical bandwidth efficiency)
EO：电光(electrical-to-optical)
FPGA：现场可编程门阵列(field-programmable gate array)
GBd：吉波特(gigabaud)
Gb/s：吉比特/秒(gigabit(s)per second)
GHz：吉赫兹(gigahertz)
GS/s：吉样本/秒(gigasamples(s)per second)
Hz：赫兹(hertz)
LED：发光二极管(light-emitting diode)
LO：本地振荡器(local oscillator)
MHZ：兆赫兹(megahertz)
m/s：米/秒(meter(s)per second)
NRZ：非归零(non-return-to-zero)
OADM：光分插复用器(optical add-drop multiplexer)
ODN：光分配网络(optical distribution network)
OE：光电(optical-to-electrical)
ONU：光网络单元(optical network unit)
OOK：开关键控(on-off keying)
OSE：光谱效率(optical spectral efficiency)
PAM：脉冲幅度调制(pulse-amplitude modulation)
PAM-4：4级PAM(4-level PAM)
PDM：偏振分复用(polarization-division multiplexing)
PTMP：点对多点(point-to-multipoint)
QPSK：正交相移键控(quadrature phase-shift keying)
RAM：随机访问存储器(random-access memory)
RF：射频(radio frequency)
ROM：只读存储器(read-only memory)
RX：接收器单元(receiver unit)
SRAM：静态RAM(static RAM)
TCAM：三元内容可寻址存储器(ternary content-addressable memory)
TEC：热电冷却器(thermoelectric cooler)
TX：发射器单元(transmitter unit)
WDM：波分复用(wavelength-division multiplexing)
16-QAM：16级正交幅度调制(16-level quadrature amplitude modulation)
图1是网络100的示意图。网络100包括数据中心110、BNG 120、OADM130、光纤140、ODN 150、光纤160，以及ONU 170。数据中心110是用于容纳与BNG 120通信数据的计算机系统、通信系统和存储系统的设施。BNG120为OADM 130提供接入点以与数据中心110通信。OADM 130通过插入或者分出波长信道动态地执行WDM。OADM 130使用这些波长信道通过光纤140、ODN 150和光纤160与ONU 170通信。ODN 150包括诸如耦合器、分路器和分配器的无源光器件以促成该通信。ONU 170为与用户关联的端点。OADM 130、光纤140、ODN 150和光纤160共同构成PTMP网络。
ONU 170在第一波长上从ODN 150接收下行光信号，在第二波长上向ODN 150传输上行光信号，并且可以使用外差检测或零差检测将第二波长锁定至第一波长。然而，外差检测或零差检测受到低OSE，下行信道与上行信道分离困难和低EBE的影响。
本文公开了用于具有预定频率间隔的收发的实施例。ONU提供双向通信，其在此上下文中意为通过单个端口在单条光纤上的下行接收和上行传输。ONU在频率上对齐良好的子信道上传输上行光信号，意味着相邻子信道之间具有最小谱隙，从而提高了OSE。提高的OSE允许降低同时检测和恢复上行光信号所需的接收器电带宽，从而提高了EBE。ONU包括为接收器提供LO信号的激光器(诸如，激光器设备或激光芯片)和为发射器提供载波信号的激光器。激光器在LO信号(并因此在下行光信号)的频率和载波信号(并因此在上行光信号)的频率之间实现预定频率间隔。该预定频率允许下行光信号和上行光信号更容易分离，并且还降低或消除了下行光信号和上行光信号之间的串扰。此外，激光器通过以相同的量调节LO信号的频率和载波信号的频率以维持预定频率间隔，从而预定频率间隔对环境温度不敏感或者不受环境温度影响。尽管讨论了ONU，这些实施例适用于光网络中实现收发器的任何装置。
图2是根据本公开一实施例的ONU 200的示意图。在一些实施例中，ONU200实施图1中的ONU 170。ONU 200包括激光器设备210、接收器250、处理器260、发射器270、分路器280，以及端口290。在一些实施例中，激光器设备210包括例如激光芯片或激光子组件。在示出的实施例中，接收器250通信地耦合至激光器设备210、处理器260，以及分路器280。同样地，发射器270通信地耦合至激光器设备210、处理器260，以及分路器280。分路器280进一步通信地耦合至端口290。
激光器设备210还可称为激光基板或激光半导体。激光器设备210包括激光器220、控制器230以及激光器240。激光器220可称为接收器激光器、LO或光LO，激光器240可称为发射器激光器或载波激光器。激光器220、240可以为分布反馈(distributed feedback，DFB)激光器。激光器220产生并发射以第一频率为中心的LO波，且激光器240产生并发射以第二频率为中心的载波。该LO波和载波为光波。控制器230为加热器或者TEC形式的温度控制器、偏置电流控制器，或其他合适的控制器。激光器设备210的制造商默认地设计第一频率和第二频率，因此设计了第一频率和第二频率之间的预定频率间隔。例如，激光器220、240为DFB激光器，制造商为激光器220设计第一光栅反射器以在第一频率处具有反射带中心，以及为激光器240设计第二光栅反射器以在第二频率处具有反射带中心。
接收器250可称为相干光接收器。接收器250和发射器270共同构成收发器以实施收发。端口290为通信端口，并通过光纤或诸如光纤160的其中之一或通过其他光介质提供双向通信。尽管ONU 200可以进一步包括电源端口(未示出)，端口290可以为ONU 200中的唯一通信端口。
在下行方向，端口290从OADM 130并通过图1中的光纤140、ODN 150，以及光纤160接收下行光信号。端口290向分路器280提供下行光信号。分路器280向接收器250提供下行光信号。同时，响应于来自处理器260的电源指示，激光器220上电，产生LO波，并向接收器250提供LO波。LO波还可称为光LO波。
接收器250从分路器280接收下行光信号并从激光器220接收LO波，将下行光信号和LO波合在一起以生成差拍信号，并确定差拍信号的频率。差拍信号的频率与下行光信号的频率和LO波的频率之间的频偏或频差相同或大致相同。接收器250向处理器260提供基于频偏的反馈信号。反馈信号可以指示频偏。
响应于反馈信号，处理器260产生控制信号以降低频偏，并向控制器230提供该控制信号。控制器230通过执行控制动作以响应该控制信号。例如，控制器230为加热器且控制动作为加热，其加热激光器220并改变LO波的频率。可替换地，控制器230为TEC且控制动作为冷却，或者控制器230为偏置电流控制器且控制动作为偏置电流。在反馈循环中，接收器250向处理器260持续提供反馈信号且处理器260向控制器230持续提供控制信号，直至接收器250将LO波锁定于下行光信号，其发生在频偏小于阈值时，例如小于约100MHz时。锁定发生之后，接收器250使用LO波进行下行光信号的相干检测。
在上行方向，响应于来自处理器260的电源指示，激光器240上电，产生载波，并向发射器270提供该载波。发射器270接收来自激光器240的载波，接收来自处理器260的数据信号，用该数据信号调制该载波以生成上行光信号，并向分路器280提供该上行光信号。发射器270使用OOK调制、PAM或其他适合的调制格式。分路器280向端口290提供上行光信号。端口290通过图1中的光纤160、ODN 150以及光纤140向OADM 130传输该上行光信号。
如上所述，激光器设备210的制造商设计了LO波的第一频率和载波的第二频率之间的预定频率间隔。因为LO波被锁定于下行光信号，如同LO波，下行光信号也以第一频率为中心。因为上行光信号基于载波，如同载波，上行光信号也以第二频率为中心。因此，如同LO波和载波，下行光信号和上行光信号也具有预定频率间隔。处理器260和控制器230维持预定频率间隔。具体地，从处理器260到控制器230的控制信号和随之产生的控制器230的控制动作对激光器220和激光器240二者产生相同或大致相同的影响，以使第一频率和第二频率以相同或大致相同的量变化。因此，预定频率间隔具体地不受激光器设备210的环境温度的影响，且总体上不受ONU 200的环境温度的影响。
作为一个实例，预定频率间隔为100GHz，下行光信号以0GHz的第一频率为中心，且上行光信号以100GHz的第二频率信号为中心。虽然描述了频率，可以基于以下关系式来确定相应的波长。
λ＝c/ν (1)
λ为波长，c为光速，ν为频率。在真空中，c约为3x108m/s。
图3是根据本公开另一实施例的ONU 300的示意图。ONU 300与ONU200相似。具体地，如同ONU 200，ONU 300包括激光器设备310、接收器350、处理器360、分路器380，以及端口390。如同ONU 200中的激光器设备210，激光器设备310包括激光器320、控制器330，以及激光器340。然而，不同于包括发射器270的ONU 200，ONU 300不包括发射器。相反，激光器340可称为发射器激光器或DML。此外，激光器340接收来自处理器360的数据信号，通过数据信号的直接调制产生上行光信号，并且直接向分路器380提供上行光信号。
图4A是根据本公开一实施例的信道方案400的图。信道方案400可以应用于图2和图3中的下行光信号和上行光信号。信道方案400显示了8个子信道，其组合构成了单个信道。
作为第一示例，对于下行光信号，每个子信道具有8GHz的带宽并包括6.25GBdQPSK信号，因为QPSK每个符号提供2比特，所以提供100Gb/s总数据速率。对于上行光信号，每个子信道具有8GHz的带宽并包括6.25GBd NRZ信号，因为NRZ每个符号提供1比特，因此提供50Gb/s的总数据速率；或包括6.25GBd PAM-4信号，因为PAM-4每个符号提供2比特，所以提供100Gb/s的总数据速率。下行光信号和上行光信号具有100GHz的频率间隔。
作为第二示例，对于下行光信号，每个子信道具有8GHz的带宽并包括6.25GBdQPSK信号，因为QPSK每个符号提供2比特，所以提供100Gb/s的总数据速率。此外，接收器250、350执行内差检测。因此，接收器250、350可以实现约14GS/s或约28GS/s的ADC采样速度和约3.5GHz或约7GHz的RF带宽。
作为第三示例，对于下行光信号，每个子信道具有8GHz的带宽并包括6.25GBd 16-QAM信号，因为16-QAM每个符号提供4比特，所以提供200Gb/s的总数据速率。此外，接收器250、350执行内差检测。因此，接收器250、350可以实现约14GS/s或约28GS/s的ADC采样速度和约3.5GHz或约7GHz的RF带宽。
作为第四示例，对于下行光信号，每个子信道具有8GHz的带宽并包括6.25GBd PDM16-QAM信号，因为PDM 16-QAM每个符号提供8比特，所以提供400Gb/s的总数据速率。此外，接收器250、350执行PDM内差检测。因此，接收器250、350可以实现约14GS/s或约28GS/s的ADC采样速度和约3.5GHz或约7GHz的RF带宽。
图4B是根据本公开另一实施例的信道方案410的图。信道方案410可以应用于图2和图3中的下行光信号和上行光信号。信道方案410显示了4个子信道，其组合构成了单个信道。
作为第一示例，对于下行光信号，每个子信道具有16GHz的带宽并包括12.5GBdQPSK信号，因为QPSK每个符号提供2比特，所以提供100Gb/s的总数据速率。对于上行光信号，每个子信道具有16GHz的带宽并包括12.5GBd NRZ信号，因为NRZ每个符号提供1比特，所以提供50Gb/s的总数据速率；或包括12.5GBd PAM-4信号，因为PAM-4每个符号提供2比特，所以提供100Gb/s的总数据速率。下行光信号和上行光信号具有100GHz的频率间隔。
作为第二示例，对于下行光信号，每个子信道具有16GHz的带宽并包括12.5GBdQPSK信号，因为QPSK每个符号提供2比特，所以提供100Gb/s的总数据速率。此外，接收器250、350执行内差检测。因此，接收器250、350可以实现约14GS/s或约28GS/s的ADC采样速度和约3.5GHz或约7GHz的RF带宽。
作为第三示例，对于下行光信号，每个子信道具有16GHz的带宽并包括12.5GBd16-QAM信号，因为16-QAM每个符号提供4比特，所以提供200Gb/s的总数据速率。此外，接收器250、350执行内差检测。因此，接收器250、350可以实现约14GS/s或约28GS/s的ADC采样速度和约3.5GHz或约7GHz的RF带宽。
作为第四示例，对于下行光信号，每个子信道具有16GHz的带宽并包括12.5GBdPDM 16-QAM信号，因为PDM 16-QAM每个符号提供8比特，所以提供400Gb/s的总数据速率。此外，接收器250、350执行PDM内差检测。因此，接收器250、350可以实现约14GS/s或约28GS/s的ADC采样速度和约3.5GHz或约7GHz的RF带宽。
图5是示出了根据本公开一实施例的实施具有预定频率间隔的收发的方法500的流程图。ONU 200、300可以实施该方法。在步骤510中，由激光器设备的第一激光器向接收器提供以第一频率为中心的第一光波。例如，激光器220向接收器250提供第一光波。在步骤520中，由激光器设备的第二激光器向发射器提供以第二频率为中心的第二光波。例如，激光器240向发射器270提供第二光波。第一频率和第二频率具有预定频率间隔。最后，在步骤530中，由与激光器设备耦合的处理器维持该预定频率间隔。例如，处理器260向控制器230提供控制信号，控制器230通过执行控制动作以响应控制信号，且控制动作对第一激光和第二激光二者的影响相同或大致相同。
图6是根据本公开一实施例的装置600的示意图。装置600可以实施公开的实施例。装置600包括入口端口610和与入口端口610耦合的RX 620，以接收数据；与RX 620耦合的处理器、逻辑单元、基带单元或CPU 630，以处理数据；与处理器630耦合的TX 640和与TX 640耦合的出口端口650，以传输数据；以及与处理器630耦合并用于存储数据的存储器660。装置600还可以包括OE组件、EO组件，或RF组件，与入口端口610、RX 620、TX640以及出口端口650耦合，以提供光信号、电信号或RF信号的进入或输出。
处理器630为硬件、中间件、固件或软件的任意组合。处理器630包括一个或多个CPU芯片、内核、FPGA、ASIC，或DSP的任意组合。处理器630与入口端口610、RX 620、TX 640、出口端口650和存储器660通信。处理器630包括实施所公开的实施例的收发组件670。因此，包括收发组件670提供了对装置600的功能性的明显提升，并实现了装置600至不同的状态的转换。可替换地，存储器660将收发组件670存储为指令，且处理器630执行该指令。
存储器660包括磁盘、磁带驱动器，或者固态驱动器的任意组合。设备600可以使用存储器660作为溢出数据存储设备，以在装置600选择这些程序以执行时储存程序，并且储存装置600在这些程序执行期间读取的指令和数据。存储器660可以为易失性或非易失性的，并且可以为ROM、RAM、TCAM或SRAM的任意组合。
一种装置包括：接收器元件；发射器元件；激光器元件，与接收器元件和发射器元件耦合且包括：第一激光器元件，用于向接收器元件提供以第一频率为中心的第一光波，以及第二激光器，用于向发射器元件提供以第二频率为中心的第二光波，第一频率和第二频率具有预定频率间隔；以及处理器元件，与接收器元件、发射器元件和激光器元件耦合，并用于控制第一激光器和第二激光器以维持该预定频率间隔。
在一个示例实施例中，装置600包括向接收器提供以第一频率为中心的第一光波的第一光波模块，向发射器提供以第二频率为中心的第二光波的第二光波模块，第一频率和第二频率具有预定频率间隔，以及维持该预定频率间隔的间隔模块。在一些实施例中，装置600可以包括其他或者额外的模块，用于执行本实施例中描述的步骤的任意一项或者组合。进一步，如任何图所示或者任何权利要求所述的该方法的任何额外的或者可替换的实施例或者方面也被认为包括了类似的模块。
除非另有声明，术语“大约”意为包括后续数字的±10％的范围。术语“大致地”意为±10％之内。虽然在本公开中已经提供了若干实施例，但是可以理解在不偏离本公开的精神或范围的情况下所公开的系统和方法可以以其他特定的形式体现。这些示例被认为是示例性的而不是限制性的，并且其目的不是被本文给出的细节所限制。例如，各种元件或者组件可以被组合或者集成于其他系统，或者某些特征可以被省略或者不执行。
此外，在各种实施例中描述和示出为离散或者分离的技术、系统、子系统和方法在不偏离本公开的范围的情况下可以与其他系统、部件、技术或者方法组合或者集成。示出或者讨论的其他各项可以直接耦合或者可以通过一些接口、设备或中间部件，电气地、机械地或以其他形式，间接耦合或通信。其他变化、替换和改变的示例可以由本领域技术人员确定，且可以在不偏离本文公开的精神和范围的情况下获得。

Claims (54)

1.一种装置，包括：
接收器；
发射器；
激光器设备，与所述接收器和所述发射器耦合并包括：
第一激光器，用于向所述接收器提供以第一频率为中心的第一光波，以及
第二激光器，用于向所述发射器提供以第二频率为中心的第二光波，所述第一频率和所述第二频率具有预定频率间隔；以及
处理器，与所述接收器、所述发射器和所述激光器设备耦合，所述处理器用于控制所述第一激光器和所述第二激光器以维持所述预定频率间隔。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一激光器为本地振荡器LO，且其中所述第一光波为LO波。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述接收器用于：
接收以第三频率为中心的下行光信号；
接收来自所述第一激光器的所述LO波；
确定所述第一频率和所述第三频率之间的频偏；以及
向所述处理器提供基于所述频偏的反馈信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述接收器为相干光接收器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述第二激光器为载波激光器，且所述第二光波为载波。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述发射器用于：
接收来自所述第二激光器的所述载波；
接收来自所述处理器的数据信号；
使用所述数据信号调制所述载波以生成上行光信号；以及
提供所述下行光信号。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述发射器进一步用于使用开关键控OOK调制进一步调制所述载波。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述发射器进一步用于使用脉冲幅度调制PAM进一步调制所述载波。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，进一步包括分路器，与所述接收器和所述发射器耦合并用于：
向所述接收器提供所述下行光信号；以及
接收来自所述发射器的所述上行光信号。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，进一步包括端口，与所述分路器耦合并用于：
通过光纤接收来自第二装置的所述下行光信号，
向所述分路器提供所述下行光信号，
接收来自所述分路器的所述上行光信号，以及
通过所述光纤向所述第二装置传输所述上行光信号。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，所述端口进一步用于通过所述光纤提供双向通信。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其中，所述端口是所述装置中唯一的通信端口。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，所述激光器设备进一步包括控制器，与所述处理器耦合并用于：
接收来自所述处理器的控制信号；以及
响应于所述控制信号，对所述第一激光器和所述第二激光器二者执行控制动作。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其中，所述控制器为加热器，并且其中，所述控制动作为加热。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其中，所述控制器为热电冷却器TEC，并且其中，所述控制动作为冷却。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其中，所述控制器为偏置电流控制器，并且其中，所述控制动作为偏置电流。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的装置，其中，所述预定频率间隔是通过所述激光器设备的设计设定的。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的装置，其中，所述处理器进一步用于不受环境温度影响进一步维持所述预定频率间隔。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的装置，其中，所述预定频率间隔为约100吉赫兹GHz。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的装置，其中，所述装置为光网络单元ONU。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的装置，其中，所述装置为点对多点PTMP网络的部分。
22.一种方法，包括：
由激光器设备的第一激光器向接收器提供以第一频率为中心的第一光波；
由所述激光器设备的第二激光器向发射器提供以第二频率为中心的第二光波，所述第一频率和所述第二频率具有预定频率间隔；以及
由与所述激光器设备耦合的处理器维持所述预定频率间隔。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第一光波为本地振荡器LO波。
24.根据权利要求22或23所述的方法，进一步包括：
接收以第三频率为中心的下行光信号；
确定所述第一频率和所述第三频率之间的频偏；以及
向所述处理器提供基于所述频偏的反馈信号。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的方法，其中，所述第二光波为载波。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的方法，进一步包括：
接收来自所述处理器的数据信号；以及
使用所述数据信号调制所述载波以生成上行光信号。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的方法，进一步包括使用开关键控OOK调制进一步调制所述载波。
28.根据权利要求22至26中任一项所述的方法，进一步包括使用脉冲幅度调制PAM进一步调制所述载波。
29.根据权利要求22至28中任一项所述的方法，进一步包括：
接收来自所述处理器的控制信号；以及
响应于所述控制信号，对所述第一激光器和所述第二激光器二者执行控制动作。
30.根据权利要求22至29中任一项所述的方法，其中，所述控制动作为加热。
31.根据权利要求22至29中任一项所述的方法，其中，所述控制动作为冷却。
32.根据权利要求22至29中任一项所述的方法，其中，所述控制动作为偏置电流。
33.根据权利要求22至32中任一项所述的方法，其中，所述预定频率间隔是通过所述激光器设备的设计设定的。
34.根据权利要求22至33中任一项所述的方法，进一步包括不受环境温度影响进一步维持所述预定频率间隔。
35.根据权利要求22至34中任一项所述的方法，其中，所述预定频率间隔为约100吉赫兹GHz。
36.一种光网络单元ONU，包括：
接收器；
激光器设备，与所述接收器耦合并包括：
第一激光器，用于向所述接收器提供以第一频率为中心的第一光波，以及
第二激光器，用于提供以第二频率为中心的上行光信号，所述第一频率和所述第二频率具有预定频率间隔，且所述第二激光器为直接调制激光器DML；以及
处理器，与所述接收器和所述激光器设备耦合，所述处理器用于控制所述第一激光器和所述第二激光器以维持所述预定频率间隔。
37.根据权利要求36所述的ONU，其中所述第一激光器为本地振荡器LO，并且其中，所述第一光波为LO波。
38.根据权利要求36或37所述的ONU，其中所述接收器用于：
接收以第三频率为中心的下行光信号；
接收来自所述第一激光器的所述LO波；
确定所述第一频率和所述第三频率之间的频偏；以及
向所述处理器提供基于所述频偏的反馈信号。
39.根据权利要求36至38中任一项所述的ONU，其中，所述接收器为相干光接收器。
40.根据权利要求36至39中任一项所述的ONU，其中，所述第二激光器进一步用于：
接收来自所述处理器的数据信号；以及
通过数据信号的直接调制产生所述上行光信号。
41.根据权利要求36至40中任一项所述的ONU，其中，所述第二激光器进一步用于通过开关键控OOK调制进一步产生所述上行光信号。
42.根据权利要求36至40中任一项所述的ONU，其中所述第二激光器进一步用于通过脉冲幅度调制PAM进一步产生所述上行光信号。
43.根据权利要求36至42中任一项所述的ONU，进一步包括分路器，与所述接收器和所述第二激光器耦合并用于：
向所述接收器提供所述下行光信号；以及
接收来自所述第二激光器的所述上行光信号。
44.根据权利要求36至43中任一项所述的ONU，进一步包括端口，与所述分路器耦合并用于：
通过光纤接收来自光线路终端OLT的所述下行光信号，
向所述分路器提供所述下行光信号，
接收来自所述分路器的所述上行光信号，以及
通过所述光纤向所述OLT传输所述上行光信号。
45.根据权利要求36至44中任一项所述的ONU，其中，所述端口进一步用于通过所述光纤提供双向通信。
46.根据权利要求36至45中任一项所述的ONU，其中，所述端口是所述装置中唯一的通信端口。
47.根据权利要求36至46中任一项所述的ONU，其中，所述激光器设备进一步包括控制器，与所述处理器耦合并用于：
接收来自所述处理器的控制信号；以及
响应于所述控制信号，对所述第一激光器和所述第二激光器二者执行控制动作。
48.根据权利要求36至47中任一项所述的ONU，其中，所述控制器为加热器，并且其中，所述控制动作为加热。
49.根据权利要求36至47中任一项所述的ONU，其中，所述控制器为热电冷却器TEC，并且其中，所述控制动作为冷却。
50.根据权利要求36至47中任一项所述的ONU，其中，所述控制器为偏置电流控制器，并且其中，所述控制动作为偏置电流。
51.根据权利要求36至50中任一项所述的ONU，其中，所述预定频率间隔是通过所述激光器设备的设计设定的。
52.根据权利要求36至51中任一项所述的ONU，其中，所述处理器进一步用于不受环境温度影响进一步维持所述预定频率间隔。
53.根据权利要求36至52中任一项所述的ONU，其中，所述预定频率间隔为约100吉赫兹GHz。
54.根据权利要求36至53中任一项所述的ONU，其中，所述ONU为点对多点PTMP网络的部分。
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