DE202016106544U1 - Nachrüstung von PON-Systemen unter Verwendung eines Mehrzyklusfeld-AWG - Google Patents

Nachrüstung von PON-Systemen unter Verwendung eines Mehrzyklusfeld-AWG Download PDF

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Abstract

Kommunikationssystem (100), das Folgendes umfasst: ein erstes optisches System (300a), das einen Multiplexer (310) umfasst, der dafür konfiguriert ist, zwischen dem Signal (S1) eines ersten optischen Leitungsendgeräts, dem Signal (S2) eines zweiten optischen Leitungsendgeräts und dem Signal (S3) einer optischen Zuleitung, das das Signal (S1) des ersten optischen Leitungsendgeräts und das Signal (S2) des zweiten optischen Leitungsendgeräts umfasst, zu multiplexieren und zu demultiplexieren, wobei das Signal (S1) des ersten optischen Leitungsendgeräts eine Wellenlänge (λ) in einem ersten freien Upstream-Spektralbereich (B1) und eine Wellenlänge in einem ersten freien Downstream-Spektralbereich (B3) umfasst, und wobei das Signal (S2) des zweiten optischen Leitungsendgeräts eine Wellenlänge (λ) in einem zweiten freien Upstream-Spektralbereich (B2) und eine Wellenlänge (λ) in einem zweiten freien Downstream-Spektralbereich (B4) umfasst; eine optische Zuleitungsfaser (20), die mit dem ersten optischen System (300a) lichttechnisch verbunden ist und dafür ausgelegt ist, das Signal (S3) der optischen Zuleitung zu übermitteln; und ein zweites optisches System (300b), das mit der optischen Zuleitungsfaser (20) lichttechnisch verbunden ist und dafür konfiguriert ist, zwischen dem Signal (S3) der optischen Zuleitung und den Signalen (US, US1–USn) einer optischen Netzabschlusseinheit zu multiplexieren und zu demultiplexieren, wobei jedes Signal (US, US1–USn) einer optischen Netzabschlusseinheit eine erste Upstream-Wellenlänge (λ1–λ4) in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich (B1), eine erste Downstream-Wellenlänge (λ9–λ12) in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich (B3), eine zweite Upstream-Wellenlänge (λ5–λ8) in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich (B2) und eine zweite Downstream-Wellenlänge (λ13–λ16) in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich (B4) umfasst.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf die Nachrüstung von einem passiven optischen Legacy-Netzsystem (Legacy-PON-System) auf ein nachgerüstetes System, das einen Mehrzyklusfeld-Arrayed-Waveguide-Grating-Router (Mehrzyklusfeld-AWG-Router) verwendet.
  • HINTERGRUND
  • Ein Grundkommunikationssystem enthält einen Sender, der eine Nachricht in eine elektrische Form umsetzt, in der sie geeignet ist, über einen Kommunikationskanal übertragen zu werden. Der Kommunikationskanal überträgt die Nachricht von dem Sender zu dem Empfänger. Der Empfänger empfängt die Nachricht und setzt sie wieder in ihre ursprüngliche Form um.
  • Die Lichtwellenleiterkommunikation ist ein aufstrebendes Verfahren, um Informationen unter Verwendung von Lichtleitfasern als der Kommunikationskanal von einer Quelle (einem Sender) zu einem Ziel (Empfänger) zu übertragen. Lichtleitfasern sind biegsame, durchsichtige Medien, die aus dünnem Quarzglas oder Kunststoff hergestellt sind, das bzw. der Licht über die gesamte Länge der Faser zwischen der Quelle und dem Ziel überträgt. Lichtwellenleitertechnik-Kommunikationen ermöglichen die Übertragung von Daten über längere Entfernungen und mit höherer Bandbreite als andere bekannte Kommunikationsformen. Die Lichtwellenleitertechnik ist gegenüber Metalldrähten eine verbesserte Kommunikationsform, da das über die Faser gelaufene Licht weniger Verlust erfährt und unempfindlich gegen elektromagnetische Störung ist. Unternehmen verwenden Lichtleitfasern, um Telephonsignale, die Internetkommunikation und Kabelfernsehsignale zu übertragen. Ein Fiber-to-the-Home-Netz (FTTH-Netz) oder Faserzugangsnetz verbindet die Endnutzer, die die Lichtleiterfaser nutzen, als die Verbindung der letzten Meile von dem Dienstanbieter.
  • Die Lichtwellenleiterkommunikation stellt ein Signal mit sehr niedrigem Verlust und mit sehr hoher Bandbreite bereit. Diese zwei Eigenschaften ermöglichen, dass sich Dienstanbieter von ihrer Vermittlungsstelle (CO) unter Verwendung einer passiven Faseranlage direkt mit Endnutzern verbinden, was Kapital- und Betriebskosteneinsparungen erzeugt. Während der Bedarf für Bandbreite im derzeitigen Internet weiter zunimmt, sind Fiber-to-the-Home-Netze (FTTH-Netze) für Träger zu Verkabelungs- und Neuverkabelungskunden zu einer guten, zukunftssicheren Technologie geworden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die Nachrüstung von einer Technologie zu einer anderen kann in einem Faserzugangsnetz wegen Nachrüstungen der Hardware in einer Vermittlungsstelle (CO) und in optischen Netzabschlusseinheiten (ONUs), die sich in Kundenräumen befinden, schwierig sein. In einem typischen passiven optischen Netz (PON) bedient jedes optische Leitungsendgerät (OLT) in der CO mehrere ONUs. Somit kann die Nachrüstung des Zugangsnetzes wegen der Schwierigkeit, den Zeitpunkt der Hardwarenachrüstungen bei den ONUs mit den einzelnen Kunden zu koordinieren, eine Herausforderung sein. Diese Offenbarung schafft ein System und ein Verfahren zum Nachrüsten eines Zugangsnetzes, während zwei gleichzeitige Dienste, ein Legacy-Dienst und ein nachgerüsteter Dienst, bereitgestellt werden, bis alle Legacy-Hardware bei den ONUs problemlos und schrittweise nachgerüstet worden ist.
  • Ein Aspekt der Offenbarung schafft ein Kommunikationssystem. Das System enthält ein erstes optisches System, ein zweites optisches System und eine optische Zuleitungsfaser, die die zwei optischen Systeme verbindet. Das erste optische System enthält einen Multiplexer, der dafür konfiguriert ist, zwischen dem Signal eines ersten optischen Leitungsendgeräts, dem Signal eines zweiten optischen Leitungsendgeräts und dem Signal einer optischen Zuleitung zu multiplexieren und zu demultiplexieren. Das Zuleitungssignal enthält das Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts und das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts. Das Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in einem ersten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in einem ersten freien Downstream-Spektralbereich. Das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in einem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in einem zweiten freien Downstream-Spektralbereich. Die optische Zuleitungsfaser ist mit dem ersten optischen System lichttechnisch verbunden und dafür ausgelegt, das Signal der optischen Zuleitung zu übermitteln. Das zweite optische System ist mit der optischen Zuleitungsfaser lichttechnisch verbunden und dafür konfiguriert, zwischen dem Signal der optischen Zuleitung und den Signalen der optischen Netzabschlusseinheiten zu multiplexieren und zu demultiplexieren. Das Signal jeder optischen Netzabschlusseinheit enthält eine erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich, eine erste Downstream-Welle in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich, eine zweite Upstream-Welle in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine zweite Downstream-Welle in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich.
  • Implementierungen der Offenbarung können ein oder mehrere der folgenden optionalen Merkmale enthalten. In einigen Implementierungen enthält das zweite optische System ein zyklisches Arrayed-Waveguide-Grating. Außerdem kann das zweite optische System ein Arrayed-Waveguide-Grating enthalten, das Ausgänge aufweist, die mit Optokopplern lichttechnisch verbunden sind, wobei jeder Koppler wenigstens zwei Ausgänge kombiniert. Das System kann ein erstes optisches Leitungsendgerät, das mit dem ersten optischen System lichttechnisch verbunden ist, und ein zweites optisches Leitungsendgerät, das mit dem ersten optischen System lichttechnisch verbunden ist, enthalten. Das erste optische Leitungsendgerät kann das Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts senden/empfangen und das zweite optische Leitungsendgerät kann das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts senden/empfangen.
  • In einigen Beispielen enthält das System eine erste optische Netzabschlusseinheit, die mit dem zweiten optischen System verbunden ist und dafür konfiguriert ist, das Signal einer optischen Netzabschlusseinheit zu empfangen. Das Signal der optischen Netzabschlusseinheit weist die erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und die erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich auf. Das System kann eine zweite optische Netzabschlusseinheit enthalten, die mit dem zweiten optischen System verbunden ist und dafür konfiguriert ist, das Signal der optischen Netzabschlusseinheit zu empfangen. Das Signal der optischen Netzabschlusseinheit weist die zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und die zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich auf.
  • In einigen Beispielen enthält das System einen optischen Leistungsteiler, der mit dem zweiten optischen System und mit der ersten und mit der zweiten optischen Netzabschlusseinheit verbunden ist. Der optische Leistungsteiler kann dafür konfiguriert sein, das von dem zweiten optischen System empfangene Signal der optischen Netzabschlusseinheit zur Lieferung an die erste und an die zweite optische Netzabschlusseinheit zu teilen und ein erstes Upstream-Signal von der ersten optischen Netzabschlusseinheit und ein zweites Upstream-Signal von der zweiten optischen Netzabschlusseinheit zur Lieferung des Signals eines optischen Netzes von der ersten und von der zweiten optischen Netzabschlusseinheit an das zweite optische System zu kombinieren. Die erste optische Netzabschlusseinheit und die zweite Netzabschlusseinheit können unter Verwendung unterschiedlicher Protokolle arbeiten. Die erste optische Netzabschlusseinheit und die zweite optische Netzabschlusseinheit können jeweils ein festes Bandpassfilter enthalten. Dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und dem ersten freien Downstream-Spektralbereich kann ein erstes Protokoll zugeordnet sein und dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich ist ein zweites Protokoll, das von dem ersten Protokoll verschieden ist, zugeordnet.
  • Ein anderer Aspekt der Offenbarung schafft ein Verfahren zum Betreiben des Kommunikationssystems. Das Verfahren enthält das Empfangen bei einem ersten optischen System und das Multiplexieren/Demultiplexieren zwischen dem Signal eines ersten optischen Leitungsendgeräts, dem Signal eines zweiten optischen Leitungsendgeräts und dem Signal einer optischen Zuleitung, das das Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts und das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält. Das Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich. Das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich. Außerdem enthält das Verfahren das Senden des Signals der optischen Zuleitung zwischen dem ersten optischen System und dem zweiten optischen System. Ferner enthält das Verfahren das Empfangen bei dem zweiten optischen System und das Multiplexieren/Demultiplexieren zwischen dem Signal der optischen Zuleitung und den Signalen der optischen Netzabschlusseinheiten. Das Signal jeder optischen Netzabschlusseinheit enthält eine erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich, eine erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich, eine zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich.
  • Dieser Aspekt kann ein oder mehrere der folgenden optionalen Merkmale enthalten. Das Verfahren kann das Senden wenigstens eines der Signale einer optischen Netzabschlusseinheit von dem zweiten optischen System zu einer ersten optischen Netzabschlusseinheit und zu einer zweiten optischen Netzabschlusseinheit enthalten. Die erste optische Netzabschlusseinheit kann optional mit dem zweiten optischen System verbunden sein und dafür konfiguriert sein, das Signal einer optischen Netzabschlusseinheit zu empfangen, das die erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und die erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich aufweist. Die zweite optische Netzabschlusseinheit kann mit dem zweiten optischen System lichttechnisch verbunden sein und dafür konfiguriert sein, das Signal eines optischen Netzes zu empfangen, das die zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und die zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich aufweist.
  • In einigen Beispielen arbeiten die erste optische Netzabschlusseinheit und die zweite optische Netzabschlusseinheit unter Verwendung unterschiedlicher Protokolle. Die erste optische Netzabschlusseinheit und die zweite optische Netzabschlusseinheit können jeweils ein festes Bandpassfilter enthalten. Dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und dem ersten freien Downstream-Spektralbereich kann ein erstes Protokoll zugeordnet sein und dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich kann ein zweites Protokoll, das von dem ersten Protokoll verschieden ist, zugeordnet sein. Das erste optische System kann einen Multiplexer enthalten und das zweite optische System kann ein zyklisches Arrayed-Waveguide-Grating enthalten. Das zweite optische System kann ein Arrayed-Waveguide-Grating enthalten, das Ausgänge aufweist, wobei wenigstens zwei Ausgänge mit einem Koppler lichttechnisch verbunden sind.
  • Ein abermals anderer Aspekt der Offenbarung schafft ein zweites Verfahren zum Betreiben des Systems. Das Verfahren enthält das Empfangen des Signals einer optischen Zuleitung und von Signalen der optischen Netzabschlusseinheiten bei einem optischen System. Außerdem enthält das Verfahren das Multiplexieren/Demultiplexieren zwischen dem Signal der optischen Zuleitung und den Signalen der optischen Netzabschlusseinheit bei dem optischen System. Für eine erste Zeitdauer enthält das Signal der optischen Zuleitung das Signal eines ersten optischen Leitungsendgeräts, das eine Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich enthält, und enthält jede optische Netzabschlusseinheit eine erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und eine erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich. Für eine zweite Zeitdauer nach der ersten Zeitdauer enthält das Signal der optischen Zuleitung das Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts und das Signal eines zweiten optischen Leitungsendgeräts. Das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich. Das Signal jeder optischen Netzabschlusseinheit enthält die erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich, die erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich, eine zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich.
  • In einigen Implementierungen enthält das Verfahren das Senden wenigstens eines der Signale einer optischen Netzabschlusseinheit von dem optischen System zu einer ersten optischen Netzabschlusseinheit, die mit dem optischen System verbunden ist und die dafür konfiguriert ist, das Signal einer optischen Netzabschlusseinheit, das die erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und die erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich aufweist, zu empfangen, für die erste Zeitdauer. Für die zweite Zeitdauer kann das Verfahren das Senden wenigstens eines der Signale einer optischen Netzabschlusseinheit von dem optischen System zu einer ersten optischen Netzabschlusseinheit und zu einer zweiten optischen Netzabschlusseinheit enthalten. Die erste optische Netzabschlusseinheit kann mit dem optischen System lichttechnisch verbunden sein und dafür konfiguriert sein, das Signal einer optischen Netzabschlusseinheit, das die erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und die erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich aufweist, zu empfangen. Das zweite optische Netz kann mit dem optischen System lichttechnisch verbunden sein und dafür konfiguriert sein, das Signal einer optischen Netzabschlusseinheit, das die zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich aufweist und die zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich aufweist, zu empfangen. Die erste optische Netzabschlusseinheit und die zweite Netzabschlusseinheit können unter Verwendung unterschiedlicher Protokolle arbeiten. Die erste optische Netzabschlusseinheit und die zweite optische Netzabschlusseinheit können jeweils ein festes Bandpassfilter enthalten.
  • Für eine dritte Zeitdauer nach der zweiten Zeitdauer kann das Signal der optischen Zuleitung das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthalten, das in dem Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts fehlt. Das Signal jeder optischen Netzabschlusseinheit kann die zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und die zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich enthalten, während die erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und die erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich abwesend ist. Für die dritte Zeitdauer kann das Verfahren das Senden wenigstens eines der Signale der optischen Netzabschlusseinheit von dem optischen System zu einer zweiten optischen Netzabschlusseinheit, die mit dem optischen System lichttechnisch verbunden ist und dafür konfiguriert ist, das Signal einer optischen Netzabschlusseinheit, das die zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und die zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich aufweist, zu empfangen, enthalten.
  • Dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und dem ersten freien Downstream-Spektralbereich kann ein erstes Protokoll zugeordnet sein und dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich kann ein zweites Protokoll, das von dem ersten Protokoll verschieden ist, zugeordnet sein. Das zweite optische System kann ein zylindrisches Arrayed-Waveguide-Grating enthalten. Ferner kann das optische System ein Arrayed-Waveguide-Grating enthalten, das Ausgänge aufweist, wobei wenigstens zwei Ausgänge mit einem Koppler lichttechnisch verbunden sind.
  • In einem abermals anderen Aspekt der Offenbarung enthält ein Kommunikationssystem ein optisches System, das von einer optischen Zuleitung, die mit dem optischen System lichttechnisch verbunden ist, das Signal einer optischen Zuleitung empfängt. Das optische System ist dafür konfiguriert, zwischen dem Signal der optischen Zuleitung und den Signalen der optischen Netzabschlusseinheit zu multiplexieren und zu demultiplexieren. Das Signal jeder optischen Netzabschlusseinheit enthält eine erste Upstream-Wellenlänge in einem ersten freien Upstream-Spektralbereich, eine erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich, eine zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich. Das optische System weist einen Eingang des optischen Systems zum Empfangen des Signals der optischen Zuleitung und Ausgänge des optischen Systems zum Ausgeben der Signale der optischen Netzabschlusseinheit auf.
  • In einigen Implementierungen enthält das optische System ein Arrayed-Waveguide-Grating, das Arrayed-Waveguide-Grating-Ausgänge, die mit Optokopplern lichttechnisch verbunden sind, aufweist. Jeder Optokoppler kombiniert wenigstens zwei Arrayed-Waveguide-Grating-Ausgänge, wobei jeder Optokoppler mit einem der Ausgänge des optischen Systems lichttechnisch verbunden ist. Das optische System kann ein zyklisches Arrayed-Waveguide-Grating enthalten.
  • Ferner kann das Kommunikationssystem eine erste optische Netzabschlusseinheit und eine zweite optische Netzabschlusseinheit enthalten. Die erste optische Netzabschlusseinheit ist mit dem optischen System lichttechnisch verbunden und dafür konfiguriert, das Signal einer optischen Netzabschlusseinheit zu empfangen. Das Signal der optischen Netzabschlusseinheit weist die erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und die erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich auf. Die zweite optische Netzabschlusseinheit ist mit dem optischen System lichttechnisch verbunden und dafür konfiguriert, das Signal der optischen Netzabschlusseinheit zu empfangen. Das Signal der optischen Netzabschlusseinheit weist die zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und die zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich auf. In einigen Beispielen enthält das Kommunikationssystem ferner einen optischen Leistungsteiler in Kommunikation mit einem der Ausgänge des optischen Systems und mit der ersten und mit der zweiten optischen Netzabschlusseinheit. Der optische Leistungsteiler ist konfiguriert zum: Teilen des von dem optischen System empfangenen Signals der optischen Netzabschlusseinheit zur Lieferung an die erste und an die zweite optische Netzabschlusseinheit; und Kombinieren eines ersten Upstream-Signals von der ersten optischen Netzabschlusseinheit und eines zweiten Upstream-Signals von der zweiten optischen Netzabschlusseinheit zur Lieferung des Signals eines optischen Netzes von der ersten und von der zweiten optischen Netzabschlusseinheit zu dem optischen System. In einigen Beispielen arbeiten die erste optische Netzabschlusseinheit und die zweite optische Netzabschlusseinheit unter Verwendung unterschiedlicher Protokolle. Die erste optische Netzabschlusseinheit und die zweite optische Netzabschlusseinheit können jeweils ein festes Bandpassfilter enthalten.
  • In einigen Beispielen ist dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und dem ersten freien Downstream-Spektralbereich ein erstes Protokoll zugeordnet. Dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich ist ein zweites Protokoll, das von dem ersten Protokoll verschieden ist, zugeordnet.
  • Ein anderer Aspekt der Offenbarung schafft ein Verfahren zum Empfangen des Signals einer optischen Zuleitung und von Signalen optischer Netzabschlusseinheiten bei einem optischen System und zum Multiplexieren/Demultiplexieren zwischen dem Signal der optischen Zuleitung und den Signalen der optischen Netzabschlusseinheiten bei dem optischen System. Für eine erste Zeitdauer enthält das Signal der optischen Zuleitung das Signal eines ersten optischen Leitungsendgeräts und das Signal eines zweiten optischen Leitungsendgeräts. Das Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in einem ersten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in einem ersten freien Downstream-Spektralbereich. Das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in einem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in einem zweiten freien Downstream-Spektralbereich. Das Signal jeder optischen Netzabschlusseinheit enthält eine erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und eine erste Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich, eine zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich. Außerdem enthält das Signal der optischen Zuleitung für eine zweite Zeitdauer nach der ersten Zeitdauer das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts, während das Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts abwesend ist. Das Signal jeder optischen Netzabschlusseinheit enthält die zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich, während die erste Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und die ersten Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich abwesend sind.
  • In einigen Beispielen enthält das Verfahren ferner für eine dritte Zeitdauer nach der zweiten Zeitdauer, dass das Signal der optischen Zuleitung das Signal eines dritten optischen Leitungsendgeräts und das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält. Das Signal des dritten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich. Das Signal des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und eine Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich. Das Signal jeder optischen Netzabschlusseinheit enthält eine dritte Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich und eine dritte Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich, die zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und die zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich. Die dritte Upstream-Wellenlänge kann dieselbe wie die erste Upstream-Wellenlänge sein und die dritte Downstream-Wellenlänge kann dieselbe wie die des ersten Downstream-Signals sein. In einigen Beispielen sind den Wellenlängen des ersten Upstream-Spektralbereichs und den Wellenlängen des ersten freien Downstream-Spektralbereichs für die erste Zeitdauer ein erstes Protokoll und für die dritte Zeitdauer ein zweites Protokoll zugeordnet. Außerdem ist den Wellenlängen des zweiten freien Upstream-Spektralbereichs und des zweiten freien Downstream-Spektralbereichs für eine erste, eine zweite und eine dritte Zeitdauer ein drittes Protokoll zugeordnet. Das dritte Protokoll unterscheidet sich von dem ersten und/oder von dem zweiten Protokoll.
  • Die Einzelheiten einer oder mehrerer Implementierungen der Offenbarung sind in den beigefügten Zeichnungen und in den folgenden Beschreibungen dargelegt. Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile gehen aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen und aus den Ansprüchen hervor.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften passiven optischen Netzes des Standes der Technik unter Verwendung eines beispielhaften wellenlängenabstimmbaren Lasers.
  • 1B ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften passiven optischen Netzes unter Verwendung eines beispielhaften wellenlängenabstimmbaren Lasers und unter Verwendung von Mehrwellenlängen-Zuleitungsfasern.
  • 2A und 2B sind schematische Ansichten beispielhafter Arrayed-Waveguide-Gratings (AWGs).
  • 2C ist eine schematische Ansicht des zyklischen Verhaltens des beispielhaften AWG aus 2A und 2B.
  • 3A ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Netzes mit einem Zwei-Netzebenen-Dienst über ein Vier-Zyklus-AWG.
  • 3B ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften ONU eines ersten Dienstes des Zwei-Netzebenen-Dienstes.
  • 3C ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften ONU eines zweiten Dienstes des Zwei-Netzebenen-Dienstes.
  • 3D ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften zweiten optischen Systems aus 3A.
  • 3E und 3F sind schematische Ansichten eines beispielhaften AWG in Kommunikation mit Leistungsteilern.
  • 4A–4D sind schematische Ansichten beispielhafter Verfahren und Schritte der Nachrüstung eines Legacy-Netzes.
  • 5A–5D sind schematische Ansichten beispielhafter Verfahren und Schritte zum Nachrüsten eines Legacy-Netzes, das zwei Dienste aufweist.
  • 6 und 7 sind beispielhafte Anordnungen von Operationen für ein Verfahren zum Nachrüsten eines Legacy-Netzes.
  • Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Da Fasern praktisch unbeschränkte Bandbreite bieten, wird Fiber-tothe-Home (FTTH) als der Endzustand von Breitbandzugangsnetzen angesehen. FTTH ersetzt die aktuell verwendete Kupferinfrastruktur (z. B. Telephondrähte, Koaxialkabel usw.). Das Multiplexieren ist ein Verfahren, das in optischen Netzen verwendet wird, um die große Bandbreite der Optik zu ihren vollen Vorteilen zu nutzen. Das Multiplexieren ermöglicht, dass auf einer einzelnen Faser mehrere virtuelle Kanäle gebildet werden. Somit erhöht das Multiplexieren mehrerer optischer Signale die Nützlichkeit einer Netzinfrastruktur. Die Zeitmultiplexierung (TDM) ist ein Verfahren, das zum Multiplexieren mehrerer Signale auf ein digitales Hochgeschwindigkeitssignal auf einer Lichtwellenleiterübertragungsstrecke verwendet wird. Die TDM multiplexiert mehrere Signale durch Aufbauen unterschiedlicher virtueller Kanäle unter Verwendung unterschiedlicher Zeitschlitze. Die Wellenlängenmultiplexierung (WDM) multiplexiert die Signale dadurch, dass sie veranlasst, dass verschiedene Kanäle verschiedene Wellenlängen verwenden; getrennte Laser erzeugen diese Kanäle und ihr Verkehr tritt üblicherweise nicht in Wechselwirkung.
  • Ein Laser ist ein Hochfrequenzgenerator oder Hochfrequenzoszillator, der einen Verstärkungs-, einen Rückkopplungs- und einen Abstimmmechanismus, der die Frequenz bestimmt, erfordert. Laser emittieren Licht kohärent, so dass die Laserausgabe ein schmales Lichtbündel ist. In einigen Implementierungen enthält ein Laser ein Medium, das die Verstärkung und die Frequenz bereitstellt, und Spiegel, die die Rückkopplung bereitstellen. Photonen werden durch das Medium an einem Spiegel reflektiert und laufen zu einem anderen Spiegel zurück, um zur weiteren Verstärkung reflektiert zu werden. Ein und gelegentlich beide Spiegel können Licht teilweise durchlassen, um zu ermöglichen, dass ein Bruchteil des erzeugten Lichts emittiert wird. Eine Laserdiode ist ein elektrisch gepumpter Halbleiterlaser, der ein aktives Medium aufweist, das ein pn-Übergang ist. Der pn-Übergang wird durch Dotieren (d. h. durch die Einführung von Störstellen in einen reinen Halbleiter, um seine elektrischen Eigenschaften zu ändern) erzeugt.
  • Fiber to the Home (FTTH) ist die Lieferung eines Kommunikationssignals über Lichtleitfasern von einem optischen Leitungsendgerät (OLT), das in einer Vermittlungsstelle (CO) aufgenommen ist, zu einer Wohnung oder zu einem Geschäft. Anhand von 1A werden derzeitige FTTH-Systeme im Wesentlichen über passive optische Punkt-zu-Mehrpunkt-Zeitmultiplex-Netze (TDM-PONs) 10, die im praktischen Einsatz einen passiven optischen Leistungsteiler bei einem fernen Knoten 70 (RN) zur gemeinsamen Nutzung eines gemeinsamen Transceivers 50 (OLT) bei der CO 40 nutzen, oder über eine Punkt-zu-Punkt-Direktverbindung (pt-2-pt-Direktverbindung) wie etwa unter Verwendung optischer Ethernets (nicht gezeigt), bei denen im Gegensatz zu dem wie gezeigten gemeinsam genutzten Transceiver 50 (TDM) eine Einfachteilnehmerleitungsfaser die ganze Strecke zurück zu einer CO verläuft und jeder Kunde durch einen getrennten Transceiver abgeschlossen ist, angeboten. Ein PON 10 ist eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Netzarchitektur, die optische Leistungsteiler verwendet, um zu ermöglichen, dass eine einzelne optische Zuleitungsfaser 20 mehrere Nutzer 30a–30n (z. B. 16-128) bedient. Das PON 10 stellt optische Signale von einer CO 40 bereit und enthält einen optischen Sender/Empfänger oder Transceiver 50 zu einer Anzahl optischer Netzabschlusseinheiten (ONUs) 60 in den Kundenräumen, die jeweils einen bidirektionalen optischen Transceiver enthalten.
  • Im Vergleich zu pt-2-pt-Einfachteilnehmersystemen schafft ein TDM-POM nützliche Einsparungen der Anzahl der Zuleitungsfasern 20 (zwischen einem fernen Knoten 70 und der Vermittlungsstelle 40) und der Anzahl optischer Transceiver 50 bei der CO 40, während Rangierfeldplatz zum Abschließen der Fasern eingespart wird. Allerdings skaliert das TDM-PON nicht gut mit dem Bandbreitenwachstum. Da die Bandbreite pro Transceiver eines optischen Leitungsendgeräts in der Vermittlungsstelle 40 unter allen ONUs 60, die mit dem OLT 40 verbunden sind, gemeinsam genutzt wird, ist die Bandbreite pro Haushalt häufig überzeichnet.
  • Pt-2-pt-Systeme stellen für Endnutzer 30 eine hohe Bandbreite bereit; allerdings verwendet pt-2-pt eine hohe Anzahl sowohl Amtsleitungsfasern 20 als auch optischer Transceiver 50. Somit skalieren pt-2-pt-Systeme nicht gut mit dem OLT 50 bei der CO 40 und mit der Faseranzahl zwischen der CO 40 und dem RN 70, was zu höheren Platzanforderungen, höherer Leistung und erhöhten Kosten führt.
  • Die CO 40 empfängt Informationen wie etwa eine Videomedienverteilung 42, Internetdaten 44 und Sprachdaten 46, die an die Endnutzer 30 übertragen werden können. Die CO 40 enthält ein optisches Leitungsendgerät (OLT) 50, das das optische Zugangsnetz z. B. mit einem IP-, einem ATM- oder einem SONET-Backbone verbindet. Somit ist das OLT 50 der Endpunkt des PON 10 und setzt die von dem Gerät des Dienstanbieters verwendeten elektrischen Signale und die von dem PON 10 verwendeten Lichtwellenleitersignale um. Außerdem koordiniert das OLT 50 die Multiplexierung zwischen den Umsetzungsvorrichtungen an dem Nutzerende 30. Das OLT 50 sendet das Lichtwellenleitersignal über eine Zuleitungsfaser 20 und das Signal wird durch einen fernen Knoten 70 empfangen, der das Signal demultiplexiert und an mehrere Nutzer 30 verteilt. In einigen Beispielen enthält jede CO 40 mehrere OLTs 50, 50a–n. Jedes OLT 50 ist dafür konfiguriert, ein Signal für eine Gruppe von Nutzern 30 bereitzustellen. Außerdem kann jedes OLT 50 dafür konfiguriert sein, Signale oder Dienste bereitzustellen, die in unterschiedlichem Dienst stehen, wobei z. B. ein OLT Dienste in dem 1G-PON bereitstellt und ein anderes Dienste in dem (wie später diskutierten) 10G-PON bereitstellt. Wo die CO 40 mehr als ein OLT 50 enthält, können die Signale mehrerer OLT multiplexiert werden, um ein Zeit-Wellenlängen-Multiplexsignal (TWDM-Signal) zu bilden (wobei z. B. das erste optische System 300a einen wie in 3A gezeigten Multiplexer 310 enthält), bevor es an den fernen Knoten 70 gesendet wird.
  • Das Multiplexieren kombiniert mehrere Eingangssignale und gibt ein kombiniertes Signal, das getrennte Signale aufweist, aus. Das multiplexierte Signal wird über einen physikalischen Draht, z. B. über eine einzelne Lichtleitfaser 20, gesendet, was die Kosten, für jedes Signal mehrere Drähte zu haben, spart. Wie in 1 gezeigt ist, multiplexiert die CO 40 die von mehreren Quellen wie etwa von der Videomedienverteilung 42, von Internetdaten 44 und von Sprachdaten 46 empfangenen Signale und multiplexiert sie die empfangenen Signale zu einem multiplexierten Signal, bevor sie das multiplexierte Signal über die Zuleitungsfaser 20 an den fernen Knoten 70 sendet. Das Multiplexieren kann durch das OLT 50 oder durch ein bei der CO 40 positioniertes Breitbandnetz-Gateway (BNG) ausgeführt werden. Üblicherweise sind die meisten Dienste auf die Paketschicht multiplexierte TDM. Videoinhalt kann unter Verwendung des Internetprotokolls (IP) oder eines Paketmultiplex übermittelt werden oder kann eine Hochfrequenzüberlagerung auf einer anderen Wellenlänge sein. Jedes OLT 50, 50a–n enthält eine Trägerquelle (z. B. eine Laserdiode oder eine Leuchtdiode) zum Erzeugen eines optischen Signals, das das multiplexierte Signal zu dem Endnutzer 30 übermittelt. Am Kundenende, d. h. bei der ONU 60 am Nutzerende, findet unter Verwendung eines Demultiplexers (DEMUX) ein umgekehrter Prozess statt. Der Demultiplexer empfängt das multiplexierte Signal und teilt es in die getrennten ursprünglichen Signale, die ursprünglich kombiniert wurden. In einigen Beispielen setzt ein Photodetektor die optische Welle zurück in ihre elektrische Form um, wobei er sich bei dem fernen Knoten oder bei dem Endnutzer 30 befindet. Daraufhin wird das elektrische Signal in seine Teilkomponenten (z. B. Daten über ein Netz, Schallwellen, die unter Verwendung von Mikrofonen in Ströme und unter Verwendung von Lautsprechern zurück in ihre ursprüngliche physikalische Form umgewandelt werden, das Umwandeln von Bildern, die unter Verwendung von Videokameras in Ströme umgesetzt werden und unter Verwendung eines Fernsehgeräts in ihre physikalische Form zurück umgewandelt werden) weiter demultiplexiert. In TDM-PONs findet das Demultiplexieren des Signals nach der Photodiode in dem elektrischen Bereich statt.
  • Ein Transceiver oder eine ONU 60 am Nutzerende enthält eine Trägerquelle (z. B. eine Laserdiode oder Leuchtdiode) zum Erzeugen eines optischen Signals, das die Informationen übermittelt, die von einem Endnutzer 30 an die CO 40 gesendet werden sollen. Wie gezeigt ist, wird eine Zuleitungsfaser 20 von der CO 40 zu einem fernen Knoten 70 genutzt, wo das Signal durch ein zweites optisches Signal 300b geteilt wird und z. B. an die optischen Netzabschlusseinheiten 60a–60n verteilt wird.
  • Kommerzielle FTTH-Systeme werden hauptsächlich mit TDM-PON-Technologien (Technologien eines zeitmultiplexierten passiven optischen Netzes) (z. B. G-PON oder E-PON) implementiert. Ein TDM-PON nutzt einen einzelnen OLT-Transceiver 50 bei der CO 40 unter Verwendung eines Teilers bei dem fernen Knoten 70 mit mehreren Endkunden 30 gemeinsam. Die Vermittlungsstelle 40 empfängt Informationen wie etwa Videomedienverteilung 42, Internetdaten 44 und Sprachdaten 46, die an die Endnutzer 30 übertragen werden können. Die CO 40 enthält ein optisches Leitungsendgerät 50 (OLT), das das optische Zugangsnetz mit einem IP-, ATM- oder SONET-Backbone verbindet. Somit ist die OLT-50-Vorrichtung der Endpunkt des PON 10 und setzt die von einem Dienstanbietergerät verwendeten elektrischen Signale und die von dem PON 10 verwendeten Lichtwellenleitersignale um. Außerdem koordiniert das OLT 50 die Multiplexierung zwischen den Umsetzungsvorrichtungen (z. B. den ONUs) bei dem Nutzerende 30. Das OLT 50 sendet das Lichtwellenleitersignal über eine Zuleitungsfaser 20 und das Signal wird durch einen fernen optischen Verteilungsknoten 70 empfangen, der das optische Signal unter Verwendung eines zweiten optischen Systems 300b teilt oder demultiplexiert und an mehrere Nutzer 30 verteilt.
  • Die am häufigsten genutzten TDM-PON-Systeme sind das durch die ITU (International Telecommunication Union) standardisierte GPON-System und das durch das IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) standardisierte EPON-System. Ein GPON-System bietet eine Downstream-Bandbreite von 2,5 Gb/s und Upstream-Bandbreiten von 1,25 Gb/s, die unter den Nutzern 30 an der Zuleitungsfaser 20, 22 und die mit demselben OLT-Transceiver 50 verbunden ist gemeinsam genutzt werden. GPON-Systeme sind ausgereift und sehr kostengünstig. Das TDM-PON steht der Schwierigkeit der Bandbreitenskalierung gegenüber, da die optischen Transceiver sowohl am Ende des OLT 50 als auch an dem der ONU 60 bei der aggressiven Bandbreite aller ONUs, die dasselbe OLT gemeinsam nutzen, arbeiten müssen. TDM-PONs weisen üblicherweise ein Leistungsteilungsverhältnis von 1:16 bis 1:64 auf. Die durchschnittliche Bandbreite pro Nutzer und die PON-Reichweite skalieren umgekehrt in Bezug auf das Teilungsverhältnis.
  • Die schnelle Zunahme von Internetanwendungen beansprucht die von Legacy-TDM-PON-Systemen verfügbare Bandbreite. Zur Überwindung der Langzeitzunahme des Bandbreitenbedarfs ist eine Migration zu WDM oder TWDM-PON (Zeit-Wellenlängen-Multiplexierung) mit einer höheren Anzahl von ONUs pro Zuleitungsfaser 20 offensichtlich in der Lage, an die Erhöhung des Bandbreitenbedarfs und der Abnahmerate anzupassen. Das Wellenlängenmultiplexierungs-PON (WDM-PON) gibt jedem Nutzer 30 in jeder Übertragungsrichtung eine dedizierte Wellenlänge. In einem WDM-PON-Netz wird jedem Nutzer 30 für die Upstream-Übertragung zu der CO 40 eine andere Wellenlänge λ zugewiesen. Somit verwendet jede ONU 60 einen wellenlängenspezifischen Sender wie etwa einen Laser 200 mit abstimmbarer Wellenlänge, um Daten bei verschiedenen Wellenlängen λ an die CO 40 zu senden. Der Laser mit abstimmbarer Wellenlänge kann zur Zeit des Einsatzes für jeden bestimmten Weg 22 (der einem Nutzer 30 entspricht) abgestimmt werden, was die Verwendung eines Transceiver-Typs durch alle Nutzer 30 zulässt. Eine TWDM-PON-Netzarchitektur kombiniert den Kostenvorteil der Unterstützung mehrerer Nutzer 30 auf einer einzelnen Wellenlänge mit der Wellenlängenflexibilität des WDM-PON, was den Dienst für mehrere Nutzer über eine einzelne Faser bereitstellt und die WDM-PON-Komponenten (z. B. Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFAs)) besser nutzt. Wie zuvor diskutiert wurde, wird bei dem RN 70 ein zyklisches AWG 200 verwendet, um das Netz effizient nachzurüsten. Somit ist es erwünscht, ein wie in 1B gezeigtes Zugangsnetz 100 zu entwerfen, das nahtlos von einer TWDM-PON-Architektur zu einem anderen TWDM-PON nachgerüstet werden kann, ohne dass die Nutzer 30 außer während der Änderung des Geräts in ihrem Haus einen Ausfall erfahren, wobei jedes TWDM-PON unterschiedliche Dienste (z. B. unterschiedliche PON-Raten für die Upstream- und/oder für die Downstream-Übertragung oder für unterschiedliche PON-Protokolle) bereitstellt. Wenn das Zugangsnetz 100 nachgerüstet wird, müssen Hardwareänderungen bei der CO 40 mit Hardwareänderungen in den Nutzerräumen (z. B. der ONUs 60) koordiniert werden. Da in einem TWDM-PON-Netz jedes OLT 50 in der CO 40 mehrere ONUs 60 bedient, die sich in den Häusern der einzelnen Nutzer befinden, kann es unmöglich sein, die gesamte Kundenhardware (ONUs 60) in dem PON 100 gleichzeitig nachzurüsten. Dies veranlasst, dass Kunden 30, die ihr Gerät langsam nachrüsten, den Dienst vollständig verlieren, bis sie ihre Nachrüstung ausführen. Somit ist es für den Internetdienstanbieter (ISP) nützlich, eine Möglichkeit zu finden, zwei PON-Protokolle, d. h. das Legacy-TWDM-PON und das Nachrüst-TWDM-PON, gleichzeitig zu bedienen, bis alle Nutzer 30 ihre ONUs 60 auf das Nachrüst-TWDM-PON nachgerüstet haben. Um an eine solche Nachrüstung anzupassen, wird bei dem RN 70 ein zyklischer Wellenlängendemultiplexer wie etwa ein zyklisches Arrayed-Waveguide-Grating 200 verwendet. Die Verwendung des zyklischen AWG 200 beseitigt die Notwendigkeit, bei den ONUs 60 abstimmbare Filter zu verwenden, die viel teurer als nicht abstimmbare Filter sind. Außerdem weist die Verwendung des zyklischen AWG 200 bei dem fernen Knoten 70 einen niedrigeren Übertragungsstreckenverlust als ein Leistungsteiler mit großer Portanzahl auf.
  • Zuvor vorgeschlagene TWDM-PONs verwenden bei dem RN 70 einen optischen Leistungsteiler, um mehrere ONUs 60 mit jedem OLT 50 zu verbinden. Wenn über einen optischen Leistungsteiler eine große Anzahl von Wellenlängen übertragen werden, enthält jede ONU 60 ein Sperrfilter, um Außerbandwellenlängen zu sperren. In einem Beispiel wird eine abstimmbare ONU 60 verwendet und enthält sie ein abstimmbares schmalbandiges Filter. Die Verwendung einer abstimmbaren ONU 60 erhöht die Kosten jeder ONU 60, was zu einer Erhöhung der Kosten des Netzes 100 führt. Darüber hinaus kann der Leistungsteiler bei dem RN 70 keine großen Teilungsverhältnisse erzielen, da der Gesamtleistungsverlust für einen großen Teiler durch die Sender und Empfänger der OLTs 50 und ONUs 60 schwer zu überwinden ist. Somit ist es erwünscht, einen wellenlängenselektiven (De-)Multiplexer wie etwa den zyklischen Arrayed-Waveguide-Grating-Router (AWG-Router) 200 zu verwenden, um das maximale Teilungsverhältnis stark zu erhöhen und die Notwendigkeit eines schmalbandigen Filters bei den ONUs 60 zu beseitigen und dadurch die Kosten (durch die Nichtverwendung abstimmbarer Empfänger) zu senken. Außerdem entkoppelt das zyklische AWG 200 den Verlust von der Anzahl der Ports und ermöglicht dadurch ein höheres Teilungsverhältnis bei weniger Verlust. Außerdem kann hinter dem zweiten optischen System 300a (das das zyklische AWG 200 enthält) ein passiver Teiler 400 verwendet werden, um die Anzahl der Nutzer 30 an einer einzigen Faserzuleitung 20, 22 unter Verwendung eines TWDM-PON zu maximieren. Somit erhöht das zyklische AWG 200 die Effizienz von TWDM-PONs stark. Mehrere TDM-PONs (z. B. 1G-PON und 10G-PON), die ein AWG 200 verwenden, können als ein TWDM-PON gedacht werden, da die WDM genutzt wird, um die Gesamtkapazität des Netzes zu erhöhen.
  • Die 2A und 2B stellen ein beispielhaftes Arrayed-Waveguide-Grating 200 (AWG) dar. Ein AWG 200 kann verwendet werden, um ein optisches Signal in einem WDM- oder in einem TWDM-System zu demultiplexieren. AWGs 200 können eine große Anzahl von Wellenlängen in eine Lichtleitfaser multiplexieren und somit die Übertragungskapazität optischer Netze erhöhen. Somit können AWGs 200 Kanäle mehrerer Wellenlängen an einem Sendeende in eine einzelne Lichtleitfaser multiplexieren und können sie reziprok Kanäle verschiedener Wellenlängen an dem Empfangsende eines optischen Kommunikationsnetzes demultiplexieren. Ein AWG 200 ist eine passive planare Lichtwellenschaltungsvorrichtung, die in optischen Netzen üblicherweise als ein Wellenlängenmultiplexer und/oder Wellenlängendemultiplexer verwendet wird. Außerdem weisen N × N-AWGs 200 Wellenlängen-Routing-Fähigkeiten auf. Falls ein System N äquidistante Wellenlängen λN aufweist, kann ein N × N-AWG 200 mit einem Ausgangsportabstand entworfen werden, der an den Wellenlängenabstand angepasst ist. Das N × N-AWG 200 routet unterschiedliche Wellenlängen bei einem Eingangsport 210 in der Weise zu unterschiedlichen Ausgangsports 220, dass alle N Wellenlängen nacheinander auf alle N Ausgangsports 220N abgebildet werden. Die Wellenlängenabbildung des Routings derselben N Wellenlängen bei zwei aufeinander folgenden Eingangsports 210 ist um eine Ausgangsseite verschoben. Außerdem wiederholen sich die Wellenlängenkanäle an irgendeinem Eingang bei dem FSR. In einigen Implementierungen empfängt das AWG 200 bei einem ersten Eingang 210a (z. B. bei dem Eingang 1) über eine erste Lichtleitfaser 10a ein erstes multiplexiertes optisches Signal. Das AWG 200 demultiplexiert das empfangene Signal und gibt über seine Ausgänge 220, 220a–n (z. B. über die Ausgänge 1–32) demultiplexierte Signale aus.
  • Das AWG 200 ist dem Wesen nach zyklisch. Die Wellenlängenmultiplexierungs- und Wellenlängendemultiplexierungseigenschaft des AWG 200 wiederholt sich über Wellenlängenperioden, die freier Spektralbereich (FSR) genannt werden. Über jeden Port 220 werden mehrere Wellenlängen, die durch den freien Spektralbereich (FSR) getrennt sind, weitergegeben. Somit können durch die Nutzung mehrerer FSR-Zyklen Dienste unterschiedlicher Netzebenen auf derselben Faseranlage 20, 22 koexistieren.
  • In einigen Implementierungen sollten die Sternkoppler und das Wellenleitergitter sorgfältig entworfen werden, um ein verlustarmes zyklisches AWG 200 zu konstruieren. Die Arrayed-Waveguides in dem Fasergitter sollten richtig konstruiert werden. Die Phasendifferenz zwischen den Wellenleitern in dem Gitter ist ein Faktor, der den FSR B1–B4 des AWG 200 bestimmt. Das Verlustprofil von Kanal zu Kanal innerhalb eines FSR B1–B4 hängt mit dem Überlappungsintegral zwischen der Eigenmode (der Eigenschwingung des AWG 200) des Ausgangskanalwellenleiters und von den Wellenleiterarmen in dem Gitter gebeugten Teilstrahls zusammen. Üblicherweise weisen die Endkanäle irgendeines FSR B1–B4 einen höheren Verlust und einen beeinträchtigten Durchlassbereich auf. Üblicherweise ist es optimal, etwa vier oder sechs Kanäle mehr als die gewünschte Anzahl von Kanälen zu entwerfen, wodurch vier bzw. sechs Kanäle der Bandbreite pro Zyklus verschwendet werden.
  • Der Nachteil der Verwendung eines zyklischen AWG 200 mit kleinem FSR ist, dass der Kanalabstand von Zyklus zu Zyklus geringfügig variieren kann. Der Wellenlängenabstand kann für längere Wellenlängen weiter sein. Allerdings tragen neben der Wellenlängenarm-Phasendifferenz die Materialdispersion, d. h. die Tatsache, dass sich der Brechungsindex mit der Wellenlänge ändert, und der Wellenleiterquerschnittsentwurf ebenfalls zu der Änderung des Kanalabstands bei. Der Kanalabstand kann durch die richtige Materialauswahl und durch den richtigen Wellenlängenentwurf optimiert werden. Somit wird in einigen Beispielen ein größeres AWG 200 zusammen mit Teilern (siehe 3D) verwendet.
  • Das AWG 200 kann mehrere Zyklen optischer Wellenlängenbereiche mit sich wiederholenden Multiplexierungs- und Demultiplexierungseigenschaften aufweisen. Wie in 2C gezeigt ist, wird jeder Zyklus B1–B4 häufig als FSR bezeichnet. Ein Mehrzyklus-AWG 200 sendet über jeden Port 220, 220a–220d mehrere durch den FSR getrennte Wellenlängen λ1–λ16. In den meisten PON-Systemen werden wegen des Nah-Fern-Effekts für upstream und downstream von Signalen unterschiedliche Wellenlängen verwendet. Der Nah-Fern-Effekt ist ein Zustand, bei dem ein Empfänger die Reflektion eines starken Signals (üblicherweise von seinem eigenen Sender) erfasst, was es unmöglich macht, dass der Empfänger ein schwächeres Signal detektiert. Die Verwendung unterschiedlicher Tx- und Rx-Wellenlängen ermöglicht die Verwendung einer wellenlängenselektiven Vorrichtung wie etwa eines Dünnfilmfilters (TFF), um die geforderte Isolation zwischen der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke zum Überwinden des Nah-Fern-Effekts erzielen zu helfen. Somit verwendet eine WDM-PON-Plattform für jede Netzebene des Dienstes zwei FSR-Zyklen des zyklischen AWG 200 (einen Zyklus für die Downstream-Sendung und den anderen Zyklus für die Upstream-Sendung). Um eine zweite Plattform zu einem Netz 100 hinzuzufügen, würden vier nutzbare Zyklen die gleichzeitige Verwendung zweier Plattformen ermöglichen. Ein solches System 100 würde Signale von beiden Plattformen an jeden der Nutzer 30 liefern und jeder AWG-Ausgang 220 würde Signale von beiden Plattformen ausgeben/empfangen. Jeder AWG-Ausgang 220 ist mit wenigstens einer ONU 60 lichttechnisch verbunden, woraufhin jede ONU 60 Signale von beiden Plattformen empfangen würde. Dass zwei Dienste auf jede ONU 60 treffen ist nützlich während Systemnachrüstungen und während der allgemeinen Verwendung für TWDM-Systeme, wobei jeder AWG-Ausgang 220 über einen Leistungsteiler 400 mit mehreren ONUs 60 verbunden ist.
  • Um die Verwendung zweier Plattformen mittels der Verwendung eines zyklischen AWG 200 weiter zu erläutern, zeigt 2C ein zyklisches AWG 200, das einen Eingang 210a und vier Ausgänge 220, 220a–220b, aufweist. Das zyklische AWG 200 empfängt vier FSR (Bänder) B1–B4. Die FSRs B1 und B2 werden für die Upstream-Richtung verwendet, während die FSRs B3 und B4 für die downstream verwendet werden. Der FSR B1 enthält die Wellenlängen λ1–λ4, der FSR B2 enthält die Wellenlängen λ5–λ8, der FSR B3 enthält die Wellenlängen λ9–λ12 und der FSR B4 enthält die Wellenlängen λ13–λ16; wobei λ1 < λ2 < λ3 < ... < λ15 < λ16 ist. Wenn das zyklische AWG 200 an seinem Eingang 210 die Wellenlängen λ1–λ16 empfängt, wird jede Wellenlänge λ1–λ16 auf zyklische Weise von einem anderen Ausgang 220 ausgegeben. Somit wird die erste Wellenlänge λ1 des ersten FSR B1 über den ersten Ausgang 210a des zyklischen AWG 200 ausgegeben, wird die zweite Wellenlänge λ2 des ersten FSR B1 über den zweiten Ausgang 210b des zyklischen AWG 200 ausgegeben, wird die dritte Wellenlänge λ3 des ersten FSR B1 über den dritten Ausgang 210c des zyklischen AWG 200 ausgegeben und wird die vierte Wellenlänge λ4 des ersten FSR B1 über den vierten Ausgang 210b des zyklischen AWG 200 ausgegeben, was den ersten Zyklus abschließt. Der zweite Zyklus beginnt, wenn die erste Wellenlänge λ5 des zweiten FSR B2 über den ersten Ausgang 210a des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird, wenn die zweite Wellenlänge λ6 des zweiten FSR B2 über den zweiten Ausgang 210b des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird, wenn die dritte Wellenlänge λ7 des zweiten FSR B2 über den dritten Ausgang 210c des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird und wenn die vierte Wellenlänge λ8 des zweiten FSR B2 über den ersten Ausgang 210b des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird, was den zweiten Zyklus abschließt. Der dritte Zyklus beginnt damit, dass die erste Wellenlänge λ9 des dritten FSR B3 über den ersten Ausgang 210a des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird, dass die zweite Wellenlänge λ10 des dritten FSR B3 über den zweiten Ausgang 210b des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird, dass die dritte Wellenlänge λ11 des dritten FSR B3 über den dritten Ausgang 210c des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird und dass die vierte Wellenlänge λ12 des dritten FSR B3 über den vierten Ausgang 210b des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird, was den dritten Zyklus abschließt. Der vierte Zyklus beginnt damit, dass die erste Wellenlänge λ13 des vierten FSR B4 über den ersten Ausgang 210a des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird, dass die zweite Wellenlänge λ14 des vierten FSR B4 über den zweiten Ausgang 210b des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird, dass die dritte Wellenlänge λ15 des vierten FSR B4 über den dritten Ausgang 210c des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird und dass die vierte Wellenlänge λ16 des vierten FSR B4 über den vierten Ausgang 210b des zyklischen AWG 200 ausgegeben wird, was den dritten Zyklus abschließt. In diesem Fall enthält jeder FSR B1–B4 vier Wellenlängen λ1–λ16 (wobei der FSR B1 die Wellenlängen λ1–λ4 enthält, der FSR B2 die Wellenlängen λ5–λ8 enthält, der FSR B3 die Wellenlängen λ9–λ12 enthält, der FSR B4 die Wellenlängen λ13–λ16 enthält) und enthält das zyklische AWG 200 4 Ausgänge 210. Somit gibt eine Wellenlänge von jedem FSR B1–B4 jede AWG-Ausgabe 220 aus. Mit anderen Worten, jede AWG-Ausgabe 220 gibt eine Wellenlänge von einem FSR B1–B4 aus. Wie beschrieben ist, kann eine erste Plattform den ersten FSR B1 für die Upstream-Übertragung und den dritten FSR B3 für downstream verwenden und kann die zweite Plattform den zweiten FSR B2 für die Upstream-Übertragung und den vierten FSR B4 für downstream verwenden. Ähnlich kann das Netz 100 drei Plattformen unter Verwendung von sechs FSR-Zyklen, die für jeden Nutzer 30 drei Plattformen bereitstellen, unterstützen. Außerdem kann das Netz unter Verwendung von acht FSR-Zyklen vier Plattformen bereitstellen, unter Verwendung von 10 FSR-Zyklen fünf Plattformen bereitstellen usw. In einer TWDM-PON-Architektur übermittelt jede Wellenlänge λ mehrere Nutzer 30, so dass das Netz 100 dafür konfiguriert werden kann, verschiedene Protokolle von PONs gleichzeitig zu betreiben, um unterschiedliche Netzebenen von Diensten (z. B. 1G-PON und 10G-PON) gleichzeitig zu bedienen. Zum Beispiel kann der Dienstanbieter bei der CO 40 einen Geschäfts-Vorzugsdienst PON mit höherer Upstream/Downstream-Rate und Standardprivatdienste an einem PON mit niedrigerer Upstream/Downstream-Rate bereitzustellen wünschen. In Bezug auf das anhand von 2C diskutierte Beispiel kann der Geschäfts-Vorzugsdienst entweder den ersten und den dritten FSR B1, B3 oder den zweiten und den vierten B2, B4 verwenden und kann das PON mit niedrigerer Upstream/Downstream-Rate den anderen des ersten und des dritten FSR B1, B3 oder des zweiten und des vierten B2, B4 verwenden. Der Dienst, den der Nutzer 30 empfängt, wird durch seine jeweilige Kundenraumausrüstung (CPE), genauer seine ONU 60, bestimmt. Die CPE kann dafür konfiguriert werden, entweder den Geschäftsvorzugsdienst oder den Dienst mit niedriger Upstream/Downstream-Rate zu empfangen. In einigen Beispielen muss der Nutzer 30 seine CPE ändern/nachrüsten, um die von der CO 40 gesendeten nachgerüsteten Signale/Vorzugssignale empfangen zu können, falls der Nutzer 30 von dem Dienst mit niedrigerer Upstream/Downstream-Rate zu dem Geschäfts-Vorzugsdienst nachrüsten möchte.
  • Wie zuvor beschrieben wurde, ist es häufig erwünscht, mehrere Dienste oder Plattformen auf derselben Faser 20 zu überlagern, um die Kapazität des Netzes 100 zu erhöhen. In einer TDM-PON-Architektur wird das Überlagern mehrerer Dienste z. B. dadurch erzielt, dass für jede Plattform, die überlagert wird, ein anderes Paar von Wellenlängen verwendet wird. Anhand von 3A–3C überlagert eine TDM-PON-Architektur 100 in einigen Implementierungen zwei verschiedene Dienste, z. B. 1G-PON-MAC 50a und 10G-PON-MAC 50b. Das Netz 100 enthält ein erstes optisches System 300a in Kommunikation mit einem zweiten optischen System 300b über eine Faserzuleitung 20, die zum Übermitteln eines Zuleitungssignals S1 und S2 angeordnet ist. Das erste optische System 300a enthält einen Multiplexer 310 wie etwa einen Bandmultiplexer. Der Multiplexer 310 ist dafür konfiguriert, zwischen einem ersten OLT-Signal S1 (λ1–λ4, λ9–λ12) von einem ersten OLT 50a (1G-PON), einem zweiten OLT-Signal S2 (λ5–λ8, λ13–λ12) von dem zweiten OLT 50b (10G-PON) und dem Signal S3 der optischen Zuleitung der optischen Zuleitung 20, das sowohl das erste als auch das zweite OLT-Signal S1, S2 enthält, zu multiplexieren und zu demultiplexieren. Das erste OLT-Signal S1 enthält einen Upstream-FSR B1 und einen Downstream-FSR B3 und das zweite OLT-Signal enthält ebenfalls einen Upstream-FSR B2 und einen Downstream-FSR B4. Jeder FSR B1–B4 weist Wellenlängen λ1–λ16 auf, die sich von denen der anderen FSRs B1–B4 unterscheiden.
  • Das zweite optische System 300b kann Teil oder teilweise Teil des fernen Knotens 70 sein. Das zweite optische System 300b ist mit der Faserzuleitung 20 lichttechnisch verbunden. Außerdem ist das zweite optische System 300b dafür konfiguriert, zwischen dem Signal S3 der optischen Zuleitung und den ONU-Signalen US1–US4 zu multiplexieren und zu demultiplexieren, wobei die ONU-Signale US1–US4 von dem Ausgang 320 des zweiten optischen Systems 300b ausgegeben/eingegeben werden. Jeder Ausgang 320 des zweiten optischen Systems 300b ist mit Zugriffsfasern 22, 22a–22n verbunden, die ihn mit einer zugeordneten ONU 60 verbinden. Jedes ONU-Signal US1–US4 enthält eine erste Upstream-Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten Upstream-FSR B1, eine erste Downstream-Wellenlänge λ9–λ12 in dem ersten Downstream-FSR B3, eine zweite Upstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem zweiten Upstream-FSR B2 und eine zweite Downstream-Wellenlänge λ13–λ16 in dem zweiten Downstream-FSR B4. Somit enthält das erste ONU-Signal US1 die Wellenlänge λ1 des FSR B1, die Wellenlänge λ5 des FSR B2, die Wellenlänge λ9 des FSR B3 und die Wellenlänge λ13 des FSR B4. Das zweite ONU-Signal US2 enthält die Wellenlänge λ2 des FSR B1, die Wellenlänge λ6 des FSR B2, die Wellenlänge λ10 des FSR B3 und die Wellenlänge λ14 des FSR B4. Das dritte ONU-Signal US3 enthält die Wellenlänge λ3 des FSR B1, die Wellenlänge λ7 des FSR B2, die Wellenlänge λ11 des FSR B3 und die Wellenlänge λ15 des FSR B4. Schließlich enthält das vierte ONU-Signal US4 die Wellenlänge λ4 des FSR B1, die Wellenlänge λ8 des FSR B2, die Wellenlänge λ12 des FSR B3 und die Wellenlänge λ16 des FSR B4.
  • Das System 100 kann einen optischen Teiler 400 in Kommunikation mit jedem Ausgang 320 des zweiten optischen Systems 300b enthalten. Der optische Teiler 400 erweitert das Netz 100 weiter. Jeder optische Teiler 400 übermittelt das von jedem Port 320 des zweiten optischen Systems 300b ausgegebene Signal US1–US4 an die ONUs 60. Zum Beispiel wird das von dem ersten Port 320a des zweiten optischen Systems 300b ausgegebene erste Signal US1 durch den Leistungsteiler 400 aufgeteilt, woraufhin das Signal US1 an die ONUs 60 übermittelt wird, die mit dem Teiler 400a lichttechnisch verbunden sind. In diesem Fall empfängt die erste ONU 60a, die eine 1G-PON-MAC 60a ist, das ausgegebene Signal US1 und empfängt außerdem die zweite ONU 60b, die eine 10G-PON-MAC 60b ist, dasselbe ausgegebene Signal US1. In diesem Fall enthält jede ONU 60a, 60b das Bandpassfilter 64, das die Wellenlängen filtert, die zu empfangen die ONU 60 ausgelegt ist. Die erste ONU 60a enthält das Bandpassfilter 64, das ermöglicht, dass die Wellenlängen λ1 und λ9 (von dem ersten OLT-Signal S1) an den farbigen Diplexer 62 übergeben werden, und die zweite ONU 60b enthält das Bandpassfilter 64, das ermöglicht, dass die Wellenlängen λ5 und λ13 (von dem zweiten OLT-Signal S2) an den farbigen Diplexer 62 übergeben werden. In einigen Fällen kann die Funktionalität des Bandpassfilters 64 ein Teil des farbigen Diplexers 62 sein, so dass das Bandpassfilter 64 keine physikalische Komponente in der ONU sein kann.
  • Jede ONU 60 enthält einen Diplexer 62, der den ersten und den zweiten Port P1, P2 zu einem dritten Port P3 multiplexiert. Die Signale an dem ersten und an dem zweiten Port P1, P2 belegen getrennte Frequenzbänder, d. h. sind an verschiedenen FSRs B1–B4; somit können die Signale an dem ersten und an dem zweiten Port P1, P2 an dem dritten Port P3 koexistieren. Wie in 3A gezeigt ist, werden somit die zwei Bänder FSR B1 und FSR B2 kürzerer Wellenlänge für die Aufwärtsstrecke verwendet und die zwei Bänder FSR B3 und FSR B4 längerer Wellenlänge für die Abwärtsstrecke verwendet. Dies entspannt die Anforderungen des farbigen Diplexers in der ONU 60. Darüber hinaus enthält jede ONU 60 vor dem Diplexer 62 das Bandpassfilter 64, um unerwünschte Abwärtsstreckenkanäle von den OLTs 50 für andere Dienste zu entfernen. Das feste Bandpassfilter 64 lässt Frequenzen oder Wellenlängen λ innerhalb eines bestimmten Bereichs durch und unterdrückt (d. h. dämpft) Frequenzen oder Wellenlängen λ außerhalb dieses Bereichs. Somit lässt jedes Bandpassfilter 64 die gewünschten Wellenlängen λ, die dem gewünschten Dienst zugeordnet sind, durch. In einigen Implementierungen dient der Diplexer 62 innerhalb jeder ONU 60 außerdem als das Bandpassfilter 64 vor dem Empfänger Rx, um unerwünschte Abwärtsstreckenkanäle von den OLTs 50 für andere Dienste zu entfernen. In einigen Beispielen werden die Abwärtsstreckensignale anderer Wellenlängen für denselben Dienst alle durch das zyklische AWG 200, 200a entfernt.
  • In einigen Implementierungen ermöglicht das AWG 200 nur, dass diskrete (oder farbige) Wellenlängen zu jedem Nutzer 30 durchgelassen werden, wenn das zyklische AWG 200 in dem zweiten optischen System 300b enthalten ist, um das Teilungsverhältnis eines TWDM-PON-Signals zu erhöhen, was das effektive Stapeln mehrerer PONs an derselben Zuleitungsfaser 20, 22 ermöglicht. Die 3A–3C zeigen 1G-PONs und die 10G-PONs, die über dieselbe Faseranlage 20, 22 gleichzeitig arbeiten, die das Vier-Zyklus-AWG 200 nutzen. Das zyklische AWG 200 beschränkt die möglichen Wellenlängen, die über eine Faseranlage 20, 22 überlagert werden können. Allerdings ermöglichen die mehreren FSR-Zyklen B1–B4, dass jedes Paar von Zyklen einem anderen Produkt oder Netzprotokoll dient. In einigen Implementierungen ist es wegen der Implementierungsschwierigkeit mit dem farbigen Diplexer 62 der ONU 60, der üblicherweise unter Verwendung eines TFF (Dünnfilmfilters) implementiert wird, nicht erwünscht, für die Aufwärtsstrecke und für die Abwärtsstrecke an demselben Netzebenendienst angrenzende FSR-Zyklen B1–B4 zu verwenden, siehe 3B und 3C.
  • 1G-PON-Dienste bei dem ersten OLT 50a verwenden z. B. den FSR B1 mit den Wellenlängen λ1–λ4 für die Upstream-Übertragung und den FSR B3 mit den Wellenlängen λ9–λ12 für die Downstream-Übertragung, während 10G-PON bei dem zweiten OLT 50b den FSR B2 mit den Wellenlängen λ5–λ8 für die Upstream-Übertragung und den FSR B4 mit den Wellenlängen λ13–λ16 für downstream verwendet. Diese Spektralzuordnung ermöglicht, dass das 1G-PON-OLT 50a und das 10G-PON-OLT 50b an derselben Faseranlage 20 arbeiten, da, wie zuvor in Bezug auf 2B diskutiert wurde, jeder Dienst für jede seiner Upstream- bzw. Downstream-Übertragung verschiedene FSRs verwendet. Die ONUs 60, 60a, 60b, empfangen von beiden OLTs 50a, 50b sowohl 1G-PON-Dienste als auch 10G-PON-Dienste, wobei jede ONU 60, 60a, 60b, dafür konfiguriert ist, die gewünschte Wellenlänge (d. h. den jeweiligen Dienst) mit dem festen Bandpassfilter 64 vor einem der ONU 60 zugeordneten Empfänger Rx auszuwählen.
  • Wie in 3A gezeigt ist, enthält das zweite optische System 300b ein zyklisches AWG 200 mit vier Ausgangsports 220, 220a–d, die jeweils ein Signal US1–US4 ausgeben. Außerdem enthält das zweite optische System 300b vier Ausgänge 320a–320d. In diesem Fall sind die Ausgangsports 220, 220a–d, des zyklischen AWG 200 auf die Ausgangsports 320a–320d des zweiten optischen Systems 300b ausgerichtet. Somit sind der erste, der zweite, der dritte und der vierte Ausgangsport 220, 220a–d, des zyklischen AWG 200 dieselben wie der erste, der zweite, der dritte und der vierte Ausgangsport des zweiten optischen Systems 300b. Wie im Folgenden anhand von 3F diskutiert wird, enthält das zyklische AWG 200b aber in einigen Implementierungen acht Ausgangsports 220a–220h und enthält das zweite optische System 300b Optokoppler 340, wobei jeder Optokoppler 340 wenigstens zwei Ausgangsports 220 des zyklischen AWG kombiniert.
  • Anhand von 3D–3F können die Leistungsteiler, auch als Optokoppler 340, 340a–340d, bekannt, in einigen Implementierungen mit dem AWG 200 ortsgleich sind, um das Teilungsverhältnis zu erhöhen und somit die Anzahl von Nutzern pro Zuleitungsfaser zu erhöhen. AWGs 200 sind teurer als Leistungsteiler; somit minimiert das Anordnen des AWG 200 auf der Seite des OLT 50 des Leistungsteilers/Optokopplers 400 die Anzahl der AWGs 200 innerhalb des Netzes 100. 3E zeigt ein 4-Port-AWG 200, gefolgt von einem 2 × N-Optokoppler 400. Wie gezeigt ist, werden in dem AWG 200 zwei FSR-Zyklen B1 und B3 verwendet.
  • Es ist schwierig, den Frequenzabstand in den FSR-Zyklen B1–B4 eines AWG 200 gleich zu halten. 3D zeigt einen gleichförmigen Kanalabstand in zwei FSR-Zyklen B1–B4. 3D ist eine Erweiterung des gleichförmigen Kanalabstands in einem FSR-Zyklus B1 und B3, wie er in 3F gezeigt ist. Anhand von 3F kann ein AWG 200 mit der doppelten Anzahl der Kanäle oder Ausgänge 220 verwendet werden. Somit werden die Kanäle 1 und N + 1 den Eingängen eines 2 × N-Optokopplers, die 2 und N + 2 denen eines anderen Optokopplers zugeführt usw., um eine N-Kanal-Zwei-Zyklus-Vorrichtung (das in 3D gezeigte zweite optische System 300b) zu erzeugen. Zum Beispiel verbindet der erste Ausgangskanal 220a des AWG 200 mit dem ersten Koppler 400a, verbindet der zweite Ausgangskanal 220b des AWG 200 mit dem zweiten Koppler 400b, verbindet der dritte Ausgangskanal 220c des AWG 200 mit dem dritten Koppler 400c, verbindet der vierte Ausgangskanal 220d des AWG 200 mit dem vierten Koppler 400d, verbindet der fünfte Ausgangskanal 220e des AWG 200 mit dem ersten Koppler 400a, verbindet der sechste Ausgangskanal 220f des AWG 200 mit dem zweiten Koppler 400b, verbindet der siebente Ausgangskanal 220g des AWG 200 mit dem dritten Koppler 400c und verbindet der achte Ausgangskanal 220h des AWG 200 mit dem vierten Koppler 400d. Der erste Koppler 400a koppelt die Wellenlängen von dem ersten Ausgangskanal 220a und von dem fünften Ausgangskanal 220e des AWG 200. Der zweite Koppler 400b koppelt die Wellenlängen von dem zweiten Ausgangskanal 220b und von dem sechsten Ausgangskanal 220f des AWG 200. Der dritte Koppler 400c koppelt die Wellenlängen von dem dritten Ausgangskanal 220c und von dem siebenten Ausgangskanal 220g des AWG 200. Schließlich koppelt der vierte Koppler 400d die Wellenlängen von dem vierten Ausgangskanal 220d und von dem achten Ausgangskanal 220h des AWG 200. Abgesehen davon, dass die Kanalabstände über die FSRs gleichförmiger sind, ist die Übertragungsfunktion von dem gemeinsamen Port oder Eingang 210 des AWG 200 zu dem Ausgang der Koppler 400 nahezu gleich der in 3E gezeigten Implementierung.
  • In Bezug auf die Herstellung erhöht das Erhöhen der Anzahl der Kanäle/Ausgänge 220 in dem AWG 200 die Fläche des AWG 200 und somit die Kosten. Allerdings ermöglicht es, dass zyklische AWGs zwischen den Kanälen 210 über mehrere FSR-Zyklen B1–B4 gleichförmige Kanalabstände aufweisen. Zusätzlich können die 'Kanteneffekte' der fernen Kanäle in jedem FSR-Zyklus B1–B4 einschließlich des höheren Einfügungsverlusts unter Verwendung einer großen Anzahl von Wellenleitern ebenfalls vermieden werden, um einen viel größeren FSR B1–B4 zu erzeugen. Dies ermöglicht, dass alle Kanäle fern von irgendwelchen Kanten sind. Wie in 3D gezeigt ist, implementiert das zweite optische System 300b in einigen Implementierungen den Entwurf von 3E, der zwei AWG-Ausgänge 220 unter Verwendung von Zwei-Eingangs-Kopplern 400 bindet. Da der Entwurf aus 3F auf mehrere Koppler-Ports verallgemeinert werden kann, um z. B. vier FSR-Zyklen B1–B4 zu erzeugen, müssen die Ausgänge 1, N + 1, 2N + 1 und 3N + 1 wie in 3D mit einem Vier-Eingangs-Koppler 340 verbunden werden. Unter Verwendung dieses Verfahrens können die FSR B1–B4 irgendeiner wellenlängenselektiven Vorrichtung, einschließlich Vorrichtungen, die dem Wesen nach bereits zyklisch sind, um eine ganze Zahl verringert werden. Wie in 3D gezeigt ist, enthält das zweite optische System 300b ein AWG 200b mit 16 Ausgängen und vier Leistungskoppler 340, 340a–d, wobei jeder Koppler 340 vier Wellenlängen koppelt, was zu derselben Ausgabe wie in 3A gezeigt führt. Das System 100 aus 3D kann zwischen den FSR-Zyklen B1–B4 einen gleichförmigen Kanalabstand bereitstellen.
  • Die 4A–4D zeigen den Fortschritt der Nachrüstung eines Netzes 100, wobei das Netz 100 einen einzelnen Netzebenendienst enthält, wobei der Legacy-Dienst den FSR B1 für upstream und den FSR B3 für downstream verwendet. Somit sind der FSR B2 und der FSR B4 wie in 4A gezeigt nicht verwendet. Um eine nahtlose Systemnachrüstung zu ermöglichen, sollte die Nachrüstung des Systems/Dienstes an zwei nicht verwendeten FSR-Zyklen B2, B4 des AWG 200 arbeiten. Wieder anhand von 3A kann z. B. der erste Dienst durch ein erstes OLT 50a bereitgestellt werden, während die Nachrüstung durch das zweite OLT 50b bereitgestellt werden kann. Somit ist der erste Schritt der Systemnachrüstung das Verbinden des nachgerüsteten Systems (z. B. des OLT 50b) mit der Faseranlage unter Verwendung wellenlängenselektiver optischer Multiplexer (z. B. des Bandmultiplexers 310). An diesem Punkt koexistieren das Legacy-System, das OLT 50a, und das nachgerüstete System, das OLT 50b, wie in 4C gezeigt ist, an derselben Faseranlage 20. Der nächste Schritt der Nachrüstung ist das Beginnen der Nachrüstung der ONUs 60 mit nachgerüsteten CPEs, die die nachgerüsteten Dienste unterstützen. Wie in Bezug auf 3A diskutiert ist, empfängt während dieser Zeit jeder Nutzer 30 beide Dienste. Somit empfängt die dem Nutzer 30 zugeordnete ONU 60 die nachgerüsteten Dienste, wenn ein Nutzer seine CPE nachrüstet. Der dritte Schritt der Nachrüstung findet statt, wenn alle Nutzer 30 ihre Legacy-ONUs 60 (die das OLT 50a unterstützen) zu ONUs 60, die das nachgerüstete System (z. B. das OLT 50b) unterstützen, nachgerüstet haben. In diesem Schritt werden die Legacy-Dienste getrennt, d. h. wird das OLT 50a getrennt, was zwei FSRs (in diesem Fall B1, B3), die das Legacy-System verwendet hat, freisetzt.
  • Die Fähigkeit, die problemlose Nachrüstung eines Netzes 100 (z. B. bei der CO 40) ohne Dienstunterbrechung für den Nutzer 30 auszuführen, ist für einen ISP stark erwünscht, um Kundenbeschwerden, die zu einer höheren Anzahl von Anrufen zur technischen Unterstützung führen, zu vermeiden. In Fällen, in denen das OLT 50 nur eine ONU 60 bedient (z. B. WDM-PON-Netze), kann die Nachrüstung der Dienste auf Kosten der Betriebskomplexität, die mehr auf Seiten des OLT 50 abzuschließender Fasern enthält, einfacher sein. Wo jedes OLT 50 Dienste für mehrere ONUs 60 bereitstellt, ist es aber wesentlich, dass der Dienstanbieter verhindert, dass Spätnachrüster die Konnektivität vollständig verlieren. Beispiele für OLTs 50, die mehrere ONUs 60 bedienen, sind: (1) lichttechnisch integrierte OLTs 50, die die photonische Integration und die Packungsintegration nutzen, um mehrere Wellenlängen zu bedienen; (2) Systeme, die zusätzlich zu WDM ebenfalls die Zeitmultiplexierung (TDM) nutzen, um ein TWDM-PON zu bilden; oder (3) eine Kombination der zwei.
  • Die 5A–5D zeigen die Nachrüstung eines Systems 100 für mehrere Dienste. In einigen Implementierungen möchte der Dienstanbieter über dieselbe Faserzuleitung 20 verschiedene Netzebenendienste gleichzeitig anbieten. Zum Beispiel kann der Dienstanbieter für Geschäftskunden einen 10G-PON-Dienst und für Privatkunden einen 2,5 G-PON-Dienst anzubieten wünschen. In diesem Fall verwendet jedes PON zwei FSR-Zyklen B1–B4, was zu insgesamt vier FSR-Zyklen B1–B4 führt, siehe 3A und 5B. Unter Verwendung des in 4A–4D beschriebenen Prozesses benötigt der Dienstanbieter zwei zusätzliche FSR-Zyklen B1–B4, um beide Dienste nahtlos nachzurüsten, was zu insgesamt sechs FSR-Zyklen führt. Allerdings ermöglicht der in 5A–D beschriebene Prozess, dass der Dienstanbieter nur mit den vier verwendeten FSRs B1–B4 den Dienst der niedrigeren Netzebene nachrüstet und daraufhin den Dienst der höheren Netzebene nachrüstet. Der erste Schritt der Nachrüstung ist das Aussenden von Legacy-Plattform-ONUs 60 der höheren Netzebene an alle Dienstnutzer 30 der niedrigeren Netzebene, was sie zu der Plattform der höheren Netzebene migrieren würde. Wie zuvor in Bezug auf 3A diskutiert wurde, empfangen alle Nutzer 30 die zwei Dienste, die zwei OLTs bereitstellen, wobei der Dienst des Nutzers 30 auf der Grundlage des CPE-Geräts in der ONU 60 (3B und 3C) bestimmt wird. Somit ermöglicht die Nachrüstung der CPE in der ONU 60, dass der Nutzer 30 die Legacy-Dienste der höheren Netzebene ohne Änderungen an den OLTs 50 empfängt. Wenn die zum Empfangen von Legacy-Diensten der niedrigen Netzebene konfigurierten ONUs 60 alle zu ONUs 60, die zum Empfangen von Legacy-Diensten der hohen Netzebene konfiguriert sind, nachgerüstet worden sind, werden alle Nutzer 30 durch die Legacy-Plattform der hohen Netzebene bedient. Dies verringert vorübergehend die tatsächliche Kapazität des Netzes 100 um die Kapazität des Legacy-Dienstes der niedrigeren Netzebene. In einigen Beispielen konfiguriert der Dienstanbieter die CPEs der vorhergehenden Kunden der niedrigen Netzebene, um den für diese Kunden zugelassenen Verkehr zu begrenzen, um einen drastischen Einfluss der Netzgeschwindigkeit der Legacy-Kunden der hohen Netzebene zu verhindern. Der nächste Schritt in der Nachrüstung ist die Stilllegung der Legacy-Dienste der niedrigen Netzebene durch Stilllegung oder Trennung der Legacy-OLTs 50 der niedrigen Netzebene, was, wie in 5C gezeigt ist, zwei FSR-Zyklen (z. B. FSR B1 und B3) freisetzt. Danach installiert der Dienstanbieter auf demselben Wellenlängenplan (z. B. FSR B1 und B3) den nachgerüsteten Dienst der hohen Netzebene als den wie in 5D gezeigten Legacy-Dienst der niedrigen Netzebene. Außerdem stellt der Dienstanbieter für die Legacy-Nutzer 30 der hohen Netzebene nachgerüstete ONUs 60 bereit, die dafür konfiguriert sind, die nachgerüsteten Legacy-Dienste der hohen Netzebene zu empfangen. Wenn alle Legacy-Nutzer 30 der hohen Netzebene ihre CPE nachgerüstet haben, um die nachgerüsteten Dienste der hohen Netzebene zu unterstützen, wird die Legacy-Dienst-Plattform der hohen Netzebene zu der nachgerüsteten Dienstplattform der niedrigen Netzebene. Wie in 5D gezeigt ist, wird die Spektrumzuordnung des Dienstes der niedrigen Netzebene und des Dienstes der hohen Netzebene ausgetauscht (d. h. die nachgerüstete Plattform der niedrigen Netzebene verwendet die FSR-Zyklen B2 und B4, während die nachgerüstete Plattform der hohen Netzebene die FSR-Zyklen B1 und B3 verwendet).
  • Wie beschrieben wurde, ermöglichten die Nachrüstungsprozesse verringerte Nachrüstungskosten, da der Dienstanbieter keine merkliche Unterbrechung für die Nutzer 30 verursacht, was somit Kundendienstanrufe vermeidet. Außerdem unterstützt der Dienstanbieter unter Verwendung der TWDM eine höhere Anzahl von Nutzern 30 mit derselben Anzahl von Fasern, was somit die Anzahl von CO 40 und die Menge der zwischen der CO 40 und dem fernen Knoten 70 erforderlichen Zuleitungsfasern verringert und schließlich Betriebskosten spart.
  • 6 bietet eine beispielhafte Anordnung von Operationen eines Verfahrens 600 zum Betreiben des wie in 3A–3F diskutierten Kommunikationssystems 100. Ebenfalls anhand von 3A enthält das Verfahren 600 im Block 602 das Empfangen bei einem ersten optischen System 300a und das Multiplexieren/Demultiplexieren zwischen dem Signal S1 eines ersten optischen Leitungsendgeräts, dem Signal S2 eines zweiten optischen Leitungsendgeräts und dem Signal S3 einer optischen Zuleitung, das das Signal S1 des ersten optischen Leitungsendgeräts und das Signal S2 des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält. Das Signal S1 des ersten optischen Leitungsendgeräts enthält einen ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und einen ersten freien Downstream-Spektralbereich B3. Das Signal S2 des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält einen zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und einen zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4. Im Block 604 enthält das Verfahren 600 das Senden des Signals S3 der optischen Zuleitung zwischen dem ersten optischen System 300a und einem zweiten optischen System 300b. Im Block 606 enthält das Verfahren 600 ferner das Empfangen bei dem zweiten optischen System 300b und das Multiplexieren/Demultiplexieren zwischen dem Signal S3 der optischen Zuleitung und den Signalen US, US1–USn, optischer Netzabschlusseinheiten. Jedes Signal US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit enthält eine erste Upstream-Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1, eine erste Downstream-Wellenlänge λ9–λ12 in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3, eine zweite Upstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und eine zweite Downstream-Wellenlänge λ13–λ16 in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4.
  • Das Verfahren 600 kann das Senden wenigstens eines der Signale US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit von dem zweiten optischen System 300b zu einer ersten optischen Netzabschlusseinheit 60 und zu einer zweiten optischen Netzabschlusseinheit 60 enthalten. Die erste optische Netzabschlusseinheit 60, 60a, kann mit dem zweiten optischen System 300b lichttechnisch verbunden sein und dafür konfiguriert sein, das Signal US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit mit der ersten Upstream-Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und mit der ersten Downstream-Wellenlänge λ9–λ12 in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3 zu empfangen. Die zweite optische Netzabschlusseinheit 60, 60b, kann mit dem zweiten optischen System 300b lichttechnisch verbunden sein und dafür konfiguriert sein, das Signal US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit mit der zweiten Upstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und mit der zweiten Downstream-Wellenlänge λ13–λ16 in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4 zu empfangen.
  • In einigen Beispielen arbeiten die erste optische Netzabschlusseinheit 60, 60a, und die zweite optische Netzabschlusseinheit 60, 60b, unter Verwendung unterschiedlicher Protokolle (z. B. 1G-PON und 10G-PON). Die erste optische Netzabschlusseinheit 60, 60a, und die zweite optische Netzabschlusseinheit 60, 60b, können jeweils ein festes Bandpassfilter 64 enthalten. Dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3 kann ein erstes Protokoll zugeordnet sein und dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4 kann ein zweites Protokoll, das von dem ersten Protokoll verschieden ist, zugeordnet sein. Das erste optische System 300a kann einen Multiplexer 310 enthalten und das zweite optische System 300b kann ein zyklisches Arrayed-Waveguide-Grating 200 enthalten. Das zweite optische System 300b kann ein Arrayed-Waveguide-Grating 200 mit Ausgängen 220 enthalten, wobei wenigstens zwei Ausgänge mit einem Koppler 340, 400 lichttechnisch verbunden sind.
  • 7 bietet eine beispielhafte Anordnung von Operationen eines Verfahrens 700 zum Betreiben des Kommunikationssystems 100 unter Verwendung eines optischen Systems wie etwa des wie in 3A, 3D, 3E und 3F gezeigten zweiten optischen Systems 300b. Im Block 702 enthält das Verfahren 700 das Empfangen des Signals S3 einer optischen Zuleitung und von Signalen US, US1–USn, optischer Netzabschlusseinheiten bei dem zweiten optischen System 300b. Im Block 704 enthält das Verfahren 700 außerdem das Multiplexieren/Demultiplexieren zwischen dem Signal S3 der optischen Zuleitung und den Signalen US, US1–USn, optischer Netzabschlusseinheiten bei dem zweiten optischen System 300b.
  • In einem Beispiel und zusätzlich anhand von 4A–4D enthält das Signal S3 der optischen Zuleitung für eine erste Zeitdauer das Signal S1 eines ersten optischen Leitungsendgeräts, das eine Wellenlänge in einem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und eine Wellenlänge in einem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3 enthält, und enthält das Signal US, US1–USn, jeder optischen Netzabschlusseinheit eine erste Upstream-Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und eine erste Downstream-Wellenlänge λ9–λ12 in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3.
  • Für eine zweite Zeitdauer nach der ersten Zeitdauer enthält das Signal S3 der optischen Zuleitung das Signal S1 des ersten optischen Leitungsendgeräts und das Signal S2 eines zweiten optischen Leitungsendgeräts. Das Signal S2 des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält einen zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und einen zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4. Das Signal US, US1–USn, jeder optischen Netzabschlusseinheit enthält die erste Upstream-Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1, die erste Downstream-Wellenlänge λ9–λ12 in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3, eine zweite Upstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und eine zweite Downstream-Wellenlänge λ13–λ16 in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4.
  • In einigen Implementierungen enthält das Verfahren 700 für die erste Zeitdauer das Senden wenigstens eines der Signale US, US1–USn, der optischen Netzabschlusseinheit von dem zweiten optischen System 300b an eine erste optische Netzabschlusseinheit 60, 60a, die mit dem zweiten optischen System 300b lichttechnisch verbunden ist und dafür konfiguriert ist, das Signal US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit mit einer ersten Upstream-Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und mit der ersten Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3 zu empfangen. Für die zweite Zeitdauer kann das Verfahren 700 das Senden wenigstens eines der Signale US, US1–USn, der optischen Netzabschlusseinheit von dem zweiten optischen System 300b an eine erste optische Netzabschlusseinheit 60, 60a, und an eine zweite optische Netzabschlusseinheit 60, 60b, enthalten. Die erste optische Netzabschlusseinheit 60, 60a, kann mit dem zweiten optischen System 300b lichttechnisch verbunden sein und dafür konfiguriert sein, das Signal US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit mit der ersten Upstream-Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und mit der ersten Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3 zu empfangen. Das zweite optische Netz kann mit dem optischen System lichttechnisch verbunden sein und dafür konfiguriert sein, das Signal einer optischen Netzabschlusseinheit mit der zweiten Upstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und mit der zweiten Downstream-Wellenlänge λ13–λ16 in den zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4 zu empfangen. Die erste optische Netzabschlusseinheit und die zweite Netzabschlusseinheit können unter Verwendung unterschiedlicher Protokolle arbeiten. Die erste optische Netzabschlusseinheit 60, 60a, und die zweite optische Netzabschlusseinheit 60, 60b, können jeweils ein festes Bandpassfilter 64 enthalten.
  • Für eine dritte Zeitdauer nach der zweiten Zeitdauer kann das Signal S3 der optischen Zuleitung das Signal S2 des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthalten, während das Signal S1 des ersten optischen Leitungsendgeräts abwesend ist. Das Signal jeder optischen Netzabschlusseinheit kann die zweite Upstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und die zweite Downstream-Wellenlänge λ13–λ16 in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4 enthalten, während die erste Upstream-Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und die erste Downstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3 abwesend sind. Für die dritte Zeitdauer kann das Verfahren 700 das Senden wenigstens eines der Signale US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit von dem zweiten optischen System 300b an eine zweite optische Netzabschlusseinheit 60, 60b, die mit dem zweiten optischen System 300b lichttechnisch verbunden ist und dafür konfiguriert ist, das Signal US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit mit der zweiten Upstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und mit der zweiten Downstream-Wellenlänge λ13–λ16 in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4 zu empfangen, enthalten.
  • Dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3 kann ein erstes Protokoll zugeordnet sein und dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4 kann ein zweites Protokoll, das von dem ersten Protokoll verschieden ist, zugeordnet sein. Das zweite optische System 300b kann ein zyklisches Arrayed-Waveguide-Grating 200 enthalten. Ferner kann das optische System ein Arrayed-Waveguide-Grating 200 mit Ausgängen 220 enthalten, wobei wenigstens zwei Ausgänge 220 mit einem Koppler 340, 400 lichttechnisch verbunden sind.
  • In einem Beispiel und zusätzlich anhand von 5A–5D enthält das Signal S3 der optischen Zuleitung für eine erste Zeitdauer das Signal S1 eines ersten optischen Leitungsendgeräts und das Signal S2 eines zweiten optischen Leitungsendgeräts. Das Signal S1 des ersten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in einem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und eine Wellenlänge in einem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3. Das Signal S2 des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält eine Wellenlänge in einem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und eine Wellenlänge in einem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4. Jedes Signal US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit enthält eine erste Upstream-Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1, eine erste Downstream-Wellenlänge λ9–λ12 in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3, eine zweite Upstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und eine zweite Downstream-Wellenlänge λ13–λ16 in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4. Außerdem enthält das Signal S3 der optischen Zuleitung für eine zweite Zeitdauer nach der ersten Zeitdauer das Signal S2 eines zweiten optischen Leitungsendgeräts, während das Signal S1 des ersten optischen Leitungsendgeräts abwesend ist. Jedes Signal US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit enthält die zweite Upstream-Wellenlänge λ5–λ8 in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und eine zweite Wellenlänge λ13–λ16 in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4, während die m-te Wellenlänge λ1–λ4 in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und die erste Downstream-Wellenlänge λ9–λ12 in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3 abwesend sind. In einigen Beispielen enthält das Verfahren ferner für eine dritte Zeitdauer nach der zweiten Zeitdauer, dass das Signal S3 der optischen Zuleitung das Signal S1 eines dritten optischen Leitungsendgeräts (das von dem Signal des ersten optischen Leitungsendgeräts verschieden ist, das z. B. andere Protokolle aufweist) und das Signal S2 des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält. Das Signal S1 des dritten optischen Leitungsendgeräts enthält den ersten freien Upstream-Spektralbereich B1 und den ersten freien Downstream-Spektralbereich B3. Das Signal S2 des zweiten optischen Leitungsendgeräts enthält den zweiten freien Upstream-Spektralbereich B2 und den zweiten freien Downstream-Spektralbereich B4. Jedes Signal US, US1–USn, einer optischen Netzabschlusseinheit enthält eine dritte Upstream-Wellenlänge in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich B1, eine dritte Downstream-Wellenlänge in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3, die zweite Upstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich und die zweite Downstream-Wellenlänge in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich. Die dritte Upstream-Wellenlänge kann dieselbe wie die erste Upstream-Wellenlänge sein und die dritte Downstream-Wellenlänge kann dieselbe wie die des ersten Downstream-Signals sein. In einigen Beispielen ist dem ersten Upstream-Spektralbereich B1 und dem ersten freien Downstream-Spektralbereich B3 für eine erste Zeitdauer ein erstes Protokoll zugeordnet und für eine dritte Zeitdauer ein zweites Protokoll zugeordnet. Außerdem ist den Wellenlängen des zweiten freien Upstream-Spektralbereichs und des zweiten freien Downstream-Spektralbereichs für die erste, für die zweite und für die dritte Zeitdauer ein drittes Protokoll zugeordnet. Das dritte Protokoll unterscheidet sich von dem ersten und/oder von dem zweiten Protokoll.
  • Es sind eine Anzahl von Implementierungen beschrieben worden. Dennoch können selbstverständlich verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend liegen andere Implementierungen im Schutzumfang der folgenden Ansprüche. Zum Beispiel können die in den Ansprüchen erwähnten Tätigkeiten in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und dennoch erwünschte Ergebnisse erzielen.

Claims (17)

  1. Kommunikationssystem (100), das Folgendes umfasst: ein erstes optisches System (300a), das einen Multiplexer (310) umfasst, der dafür konfiguriert ist, zwischen dem Signal (S1) eines ersten optischen Leitungsendgeräts, dem Signal (S2) eines zweiten optischen Leitungsendgeräts und dem Signal (S3) einer optischen Zuleitung, das das Signal (S1) des ersten optischen Leitungsendgeräts und das Signal (S2) des zweiten optischen Leitungsendgeräts umfasst, zu multiplexieren und zu demultiplexieren, wobei das Signal (S1) des ersten optischen Leitungsendgeräts eine Wellenlänge (λ) in einem ersten freien Upstream-Spektralbereich (B1) und eine Wellenlänge in einem ersten freien Downstream-Spektralbereich (B3) umfasst, und wobei das Signal (S2) des zweiten optischen Leitungsendgeräts eine Wellenlänge (λ) in einem zweiten freien Upstream-Spektralbereich (B2) und eine Wellenlänge (λ) in einem zweiten freien Downstream-Spektralbereich (B4) umfasst; eine optische Zuleitungsfaser (20), die mit dem ersten optischen System (300a) lichttechnisch verbunden ist und dafür ausgelegt ist, das Signal (S3) der optischen Zuleitung zu übermitteln; und ein zweites optisches System (300b), das mit der optischen Zuleitungsfaser (20) lichttechnisch verbunden ist und dafür konfiguriert ist, zwischen dem Signal (S3) der optischen Zuleitung und den Signalen (US, US1–USn) einer optischen Netzabschlusseinheit zu multiplexieren und zu demultiplexieren, wobei jedes Signal (US, US1–USn) einer optischen Netzabschlusseinheit eine erste Upstream-Wellenlänge (λ1–λ4) in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich (B1), eine erste Downstream-Wellenlänge (λ9–λ12) in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich (B3), eine zweite Upstream-Wellenlänge (λ5–λ8) in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich (B2) und eine zweite Downstream-Wellenlänge (λ13–λ16) in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich (B4) umfasst.
  2. Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 1, wobei das zweite optische System (300b) ein zyklisches Arrayed-Waveguide-Grating (200) umfasst.
  3. Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 1, wobei das zweite optische System (300b) ein Arrayed-Waveguide-Grating (200) mit Ausgängen (220, 220a–p), die mit Optokopplern (340) lichttechnisch verbunden sind, umfasst, wobei jeder Koppler (340) wenigstens zwei Ausgänge (220) kombiniert.
  4. Kommunikationssystem (100) nach einem der Ansprüche 1–3, das ferner umfasst: ein erstes optisches Leitungsendgerät (50, 50a) in Kommunikation mit dem ersten optischen System (300a), wobei das erste optische Leitungsendgerät (50, 50a) das Signal (S1) des ersten optischen Leitungsendgeräts sendet/empfängt; und ein zweites optisches Leitungsendgerät (50, 50b) in Kommunikation mit dem ersten optischen System (300a), wobei das zweite optische Leitungsendgerät (50, 50b) das Signal (S2) des zweiten optischen Leitungsendgeräts sendet/empfängt.
  5. Kommunikationssystem (100) nach einem der Ansprüche 1–4, das ferner umfasst: eine erste optische Netzabschlusseinheit (60, 60a), die mit dem zweiten optischen System (300b) lichttechnisch verbunden ist und dafür konfiguriert ist, das Signal (US, US1–USn) einer optischen Netzabschlusseinheit, das die erste Upstream-Wellenlänge (λ1–λ4) in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich (B1) und die erste Downstream-Wellenlänge (λ9–λ12) in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich (B3) aufweist, zu empfangen; und eine zweite optische Netzabschlusseinheit (60, 60b), die mit dem zweiten optischen System (300b) lichttechnisch verbunden ist und dafür konfiguriert ist, das Signal (US, US1–USn) der optischen Netzabschlusseinheit zu empfangen, wobei das Signal (US, US1–USn) der optischen Netzabschlusseinheit die zweite Upstream-Wellenlänge (λ5–λ8) in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich (B2) und die zweite Downstream-Wellenlänge (λ13–λ16) in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich (B4) aufweist.
  6. Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 5, das ferner einen optischen Leistungsteiler (400) in Kommunikation mit dem zweiten optischen System (300b) und mit der ersten und mit der zweiten optischen Netzabschlusseinheit (60, 60a, 60b) umfasst, wobei der optische Leistungsteiler (400) konfiguriert ist zum: Teilen des von dem zweiten optischen System (300b) empfangenen Signals (US, US1–USn) der optischen Netzabschlusseinheit zur Lieferung an die erste und an die zweite optische Netzabschlusseinheit (60, 60a, 60b); und Kombinieren eines ersten Upstream-Signals von der ersten optischen Netzabschlusseinheit (60, 60a) und eines zweiten Upstream-Signals von der zweiten optischen Netzabschlusseinheit (60, 60b) zur Lieferung eines kombinierten Signals eines optischen Netzes von der ersten und von der zweiten optischen Netzabschlusseinheit (60, 60a, 60b) zu dem zweiten optischen System (300b).
  7. Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die erste optische Netzabschlusseinheit (60, 60a) und die zweite Netzabschlusseinheit (60a, 60b) unter Verwendung unterschiedlicher Protokolle arbeiten.
  8. Kommunikationssystem (100) nach einem der Ansprüche 5–7, wobei die erste optische Netzabschlusseinheit (60, 60a) und die zweite optische Netzabschlusseinheit (60, 60b) jeweils ein festes Bandpassfilter umfassen.
  9. Kommunikationssystem (100) nach einem der Ansprüche 1–8, wobei dem ersten freien Upstream-Spektralbereich (B1) und dem ersten freien Downstream-Spektralbereich (B3) ein erstes Protokoll zugeordnet ist und wobei dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich (B2) und dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich (B4) ein zweites Protokoll, das von dem ersten Protokoll verschieden ist, zugeordnet ist.
  10. Kommunikationssystem (100), das ein optisches System (300b) umfasst, das von einer optischen Zuleitung (20), die mit dem optischen System (300b) lichttechnisch verbunden ist, das Signal (S3) einer optischen Zuleitung empfängt, wobei das optische System (300b) dafür konfiguriert ist, zwischen dem Signal (S3) der optischen Zuleitung und den Signalen (US, US1–USn) einer optischen Netzabschlusseinheit zu multiplexieren und zu demultiplexieren, wobei jedes Signal (US, US1–USn) einer optischen Netzabschlusseinheit eine erste Upstream-Wellenlänge (λ1–λ4) in einem ersten freien Upstream-Spektralbereich (B1), eine erste Downstream-Wellenlänge (λ9–λ12) in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich (B3), eine zweite Upstream-Wellenlänge (λ5–λ8) in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich (B2) und eine zweite Downstream-Wellenlänge (λ13–λ16) in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich (B4) umfasst, wobei das optische System (300b) einen Eingang des optischen Systems zum Empfangen des Signals (S3) einer optischen Zuleitung und Ausgänge des optischen Systems zum Ausgeben der Signale (US, US1–USn) einer optischen Netzabschlusseinheit aufweist.
  11. Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 10, wobei das optische System (300b) ein Arrayed-Waveguide-Grating (200) umfasst, das Arrayed-Waveguide-Grating-Ausgänge (220) aufweist, die mit Optokopplern (340, 400) lichttechnisch verbunden sind, wobei jeder Optokoppler (340, 400) wenigstens zwei Ausgänge (220) des Arrayed-Waveguide-Gratings kombiniert, wobei jeder Optokoppler (340, 400) mit einem der Ausgänge des optischen Systems lichttechnisch verbunden ist.
  12. Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 11, wobei das optische System (300b) ein zyklisches Arrayed-Waveguide-Grating (200) umfasst.
  13. Kommunikationssystem (100) nach einem der Ansprüche 10–12, das ferner umfasst: eine erste optische Netzabschlusseinheit (60, 60a), die mit dem optischen System (300b) lichttechnisch verbunden ist und dafür konfiguriert ist, das Signal (US, US1–USn) einer optischen Netzabschlusseinheit mit einer ersten Upstream-Wellenlänge (λ1–λ4) in dem ersten freien Upstream-Spektralbereich (B1) und mit der ersten Downstream-Wellenlänge (λ9–λ12) in dem ersten freien Downstream-Spektralbereich (B3) zu empfangen; und eine zweite optische Netzabschlusseinheit (60, 60b), die mit dem optischen System (300b) lichttechnisch verbunden ist und dafür konfiguriert ist, das Signal (US, US1–USn) der optischen Netzabschlusseinheit zu empfangen, wobei das Signal (US, US1–USn) der optischen Netzabschlusseinheit die zweite Upstream-Wellenlänge (λ5–λ8) in dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich (B2) und die zweite Downstream-Wellenlänge (λ13–λ16) in dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich (B4) aufweist.
  14. Kommunikationssystem (100) nach einem der Ansprüche 10–13, das ferner einen optischen Leistungsteiler (400) in Kommunikation mit einem der Ausgänge (220) des optischen Systems (300b) und mit der ersten und mit der zweiten optischen Netzabschlusseinheit (60, 60a, 60b) umfasst, wobei der optische Leistungsteiler (400) konfiguriert ist zum: Teilen des von dem optischen System (300b) empfangenen Signals (US, US1–USn) der optischen Netzabschlusseinheit zur Lieferung an die erste und an die zweite optische Netzabschlusseinheit (60, 60a, 60b); und Kombinieren eines ersten Upstream-Signals von der ersten optischen Netzabschlusseinheit (60, 60a) und eines zweiten Upstream-Signals von der zweiten optischen Netzabschlusseinheit (60, 60b) zur Lieferung des Signals (US, US1–USn) des optischen Netzes von der ersten und von der zweiten optischen Netzabschlusseinheit (60, 60a, 60b) an das optische System (300b).
  15. System (100) nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei die erste optische Netzabschlusseinheit (60, 60a) und die zweite Netzabschlusseinheit (60, 60b) unter Verwendung unterschiedlicher Protokolle arbeiten.
  16. System (100) nach einem der Ansprüche 13–15, wobei die erste optische Netzabschlusseinheit (60, 60a) und die zweite optische Netzabschlusseinheit (60, 60b) jeweils ein festes Bandpassfilter umfassen.
  17. System (100) nach einem der Ansprüche 10–16, wobei dem ersten freien Upstream-Spektralbereich (B1) und dem ersten freien Downstream-Spektralbereich (B3) ein erstes Protokoll zugeordnet ist und wobei dem zweiten freien Upstream-Spektralbereich (B2) und dem zweiten freien Downstream-Spektralbereich (B4) ein zweites Protokoll, das von dem ersten Protokoll verschieden ist, zugeordnet ist.
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