DE60028517T2

DE60028517T2 - Verfahren zur Initialisierung eines optischen Senders

Info

Publication number: DE60028517T2
Application number: DE60028517T
Authority: DE
Inventors: Soren Sorensen
Original assignee: Tellabs Denmark AS
Current assignee: Infinera Denmark AS
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2020-09-15
Also published as: EP1109336B1; DK1109336T3; EP1109336A1; ATE329419T1; DE60028517D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Initialisierung eines optischen Senders, der angepasst ist, um eine Lichtausgangsleistung als eine Funktion eines Stroms durch den Sender zu liefern, und bei dem eine im Wesentlichen lineare Beziehung zwischen dem Strom und der Lichtausgangsleistung für mindestens Stromwerte in einem Intervall über einer Bezugsstromgrenze vorhanden ist, während eine nichtlineare Beziehung zwischen dem Strom und der Lichtausgangsleistung für mindestens Stromwerte in einem Intervall unter der Bezugsstromgrenze vorhanden ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Zuführen eines Stroms zum Sender, umfassend einen Gleichstrom, der mit einem Modulationswechselstrom moduliert ist, wobei bewirkt wird, dass eine mittlere Lichtleistung und eine Lichtwechselstromleistung von dem Sender emittiert werden, Messen der Lichtausgangsleistung aus dem Sender und eines Verzerrungsniveaus derselben aufgrund der nichtlinearen Beziehung, Setzen des Modulationsstroms auf eine untere Stromgrenze, und Einstellen der mittleren Lichtleistung auf ein Niveau, das zu einem vordefinierten Niveau der Verzerrung führt.
Normalerweise werden solche Sender betrieben, indem ein Vor(gleich)strom, der mit einem signaltragenden (Wechsel) Strom moduliert ist, zugeführt wird, was zu einer mittleren Lichtausgangsleistung mit einer überlagerten Lichtwechselstromleistung führt. Vorzugsweise werden sie in dem linearen Intervall betrieben, um die Verzerrung, die von einer Nichtlinearität herrührt, möglichst klein zu halten. Andererseits wünscht man, die mittlere Lichtleistung möglichst klein zu halten, um z.B. einen Energieverbrauch zu verringern und die Gesamtlichtleistung zu minimieren, die im Netzwerk übertragen wird. Deshalb werden die Sender häufig kalibriert, um möglichst nahe am nichtlinearen Intervall zu arbeiten.
Solche optischen Sender werden häufig in optischen Netzwerken, die eine Mehrzahl von optischen Sendern und mindestens einen optischen Empfänger umfassen, z.B. passiven optischen Netzwerken, verwendet. Die optischen Sender verwenden häufig Laser, die Licht mit ungefähr derselben Wellenlänge emittieren, während der optische Empfänger eine einzige Fotodiode verwenden kann, um das Licht, das von sämtlichen Sendern emittiert ist, zu empfangen.
Während eines Betriebs solcher Netzwerke ist es häufig zweckmäßig, dass man die Wellenlänge von einzelnen Sendern einstellen kann, was durch z.B. Ändern des Vorstroms und folglich der Lichtausgangsleistung des Senders durchgeführt werden kann. Eine solche Wellenlängeneinstellung kann bei z.B. einer optischen Überlagerungsrauschunterdrückung oder in Wellenlängenmultiplexsystemen benötigt werden. Wenn der Sender so kalibriert ist, dass er möglichst nahe am nichtlinearen Intervall ist, bringt eine Änderung des Vorstroms in negativer Richtung den Sender in das nichtlineare Intervall und erhöht folglich eine Verzerrung beträchtlich, was normalerweise nicht akzeptabel ist.
Folglich ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Initialisierung eines solchen optischen Senders bereitzustellen, wobei das Verfahren eine Änderung des Vorstroms auf eine solche Weise ermöglicht, dass der Sender im linearen Intervall bleibt.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, dass das Verfahren weiter den Schritt umfasst: Definieren eines zulässigen minimalen mittleren Lichtleistungswerts, der um einen vordefinierten Faktor höher als das mittlere Lichtleistungsniveau ist, das zu einem vordefinierten Verzerrungsniveau führt.
Wenn die mittlere Lichtleistung zuerst auf ein Niveau eingestellt wird, das zu einem vordefinierten Niveau der Verzerrung führt, wird der Sender so kalibriert, dass er möglichst nahe bei dem nichtlinearen Intervall am unteren Ende des Betriebsbereichs des Senders ist. Wenn der zulässige minimale mittlere Lichtleistungswert danach so ausgewählt wird, dass er um einen Faktor höher als das untere Ende des Betriebsbereichs ist, ist es gewährleistet, dass es genügend Raum für weitere Änderungen der mittleren Leistung während eines Betriebs gibt.
Wenn, wie in Anspruch 2 angegeben, das Verfahren weiter die Schritte umfasst: Setzen des Modulationsstroms auf eine obere Stromgrenze, Einstellen der mittleren Lichtleistung auf ein Niveau, das zu dem vordefinierten Verzerrungsniveau führt, und Definieren eines zulässigen maximalen mittleren Lichtleistungswerts als das mittlere Lichtleistungsniveau, das zu einem vordefinierten Verzerrungsniveau führt, multipliziert mit dem vordefinierten Faktor, ist der Sender ähnlich kalibriert, so dass er möglichst nahe am nichtlinearen Intervall am höheren Ende des Betriebsbereichs des Senders ist, während ein ausreichender Raum für weitere Änderungen der mittleren Leistung während eines Betriebs gewährleistet ist.
Wenn, wie in Anspruch 6 angegeben, das Verfahren weiter den Schritt umfasst: Senden der Lichtausgangsleistung durch eine Dämpfungsvorrichtung, die auf Dämpfungen zwischen und einschließlich einem minimalen Dämpfungswert und einem maximalen Dämpfungswert einstellbar ist, vor Messen der Leistung, ist der Kalibrierprozess leichter gemacht.
Eine zweckmäßige Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung ist in Anspruch 7 angegeben, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Setzen der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung auf den maximalen Dämpfungswert, Setzen der mittleren Lichtleistung auf eine vordefinierte zulässige maximale mittlere Lichtleistung, Erhöhen des Modulationsstroms, bis ein vordefiniertes Zielniveau von Lichtwechselstromleistung am Ausgang der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung gemessen wird, Reduzieren der mittleren Lichtleistung auf ein erstes Niveau, für das die Verzerrung bei oder unter dem vordefinierten Verzerrungsniveau ist, Neueinstellen des Modulationsstroms während des obigen Schritts, falls erforderlich, so dass das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung am Ausgang der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung aufrechterhalten wird, Definieren des Setzens des Modulationsstroms als der zulässige maximale Modulationsstrom, Setzen der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung auf den minimalen Dämpfungswert, Ausschalten des Modulationsstroms, Erhöhen des Modulationsstroms bis das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung am Ausgang der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung gemessen wird, Reduzieren der mittleren Lichtleistung auf ein zweites Niveau, für das die Verzerrung bei oder unter dem vordefinierten Verzerrungsniveau ist, Neueinstellen des Modulationsstroms während des obigen Schritts, falls erforderlich, so dass das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung am Ausgang der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung aufrechterhalten wird, Definieren des Setzens des Modulationsstroms als der zulässige minimale Modulationsstrom, Berechnen einer zulässigen maximalen mittleren Lichtleistung als das erste Niveau, multipliziert mit dem vordefinierten Faktor, und Berechnen einer zulässigen minimalen mittleren Lichtleistung als das zweite Niveau, multipliziert mit dem vordefinierten Faktor.
Wenn, wie in Anspruch 8 angegeben, das Verfahren die Schritte umfasst: Verbinden des optischen Senders mit einem optischen Netzwerk, umfassend mindestens einen optischen Empfänger, wobei das Netzwerk eine optische Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger aufweist, Setzen der mittleren Lichtleistung des Senders auf einen Wert, der die Summe einer konstanten Lichtleistung und einer Lichtleistung ist, die proportional zur optischen Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger ist, und Setzen des Modulationsstroms des Senders auf einen Wert, der proportional zur optischen Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger ist, ist es gewährleistet, dass ein Sender, wenn er nach Kalibrierung mit einem Netzwerk verbunden wird, auf die Betriebsbedingungen entsprechend der Ist-Dämpfung gesetzt ist.
Zweckmäßigerweise kann, wie in Anspruch 9 angegeben, der Modulationsstrom auf den zulässigen maximalen Modulationsstrom, dividiert durch den maximalen Dämpfungswert und multipliziert mit der optischen Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger, gesetzt werden. Ähnlich kann wie in Anspruch 10 angegeben, die mittlere Lichtleistung auf
gesetzt werden, wobei P_0,max die zulässige maximale mittlere Lichtleistung ist, p_0,min die zulässige minimale mittlere Lichtleistung ist, A_max der maximale Dämpfungswert ist, A_min der minimale Dämpfungswert ist, und A die optische Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger ist.
Eine Weise, den Modulationsstrom und die mittlere Lichtleistung auf die Werte entsprechend dem Ist-Dämpfungswert zu setzen, besteht darin, wie in Anspruch 11 angegeben, dass das Verfahren die Schritte umfasst: Setzen des Modulationsstroms und der mittleren Lichtleistung auf die Werte entsprechend dem minimalen Dämpfungswert, Messen der empfangenen Lichtwechselstromleistung im Empfänger, im Fall, dass das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung nicht erreicht wird: Setzen des Modulationsstroms und der mittleren Lichtleistung auf die Werte entsprechend schrittweise erhöhten Dämpfungswerten, bis das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung erreicht ist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die richtigen Werte erreicht werden, selbst wenn die Beziehung zwischen dem Strom und der Lichtausgangsleistung des Senders nicht perfekt linear ist, und weiter weist im Fall von z.B. einer optischen Überlagerungsrauschunterdrückung das System eine Möglichkeit auf, um die Wellenlängen von einigen der anderen Sender zu ändern und folglich übermäßiges Rauschen zu vermeiden, bevor der neu angeschlossene Sender mit voller Leistung arbeitet.
Alternativ kann, in dem Fall, wo der Empfänger optische Signale bei einem festen Niveau zurück zum Sender sendet, wie in Anspruch 12 angegeben, das Verfahren die Schritte umfassen: Messen des Niveaus der optischen Signale, die im Sender empfangen werden, Berechnen der optischen Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger als das feste Niveau, dividiert durch das empfangene Niveau, und Setzen der mittleren Lichtleistung auf den Wert entsprechend dem berechneten Dämpfungswert. Hier wird die Tatsache, dass der Sender die Ist-Dämpfung messen und berechnen kann, verwendet, um die mittlere Lichtleistung direkt auf den richtigen Wert zu setzen, was ein schnelleres Verfahren ist.
Ähnlich kann diese Tatsache verwendet werden, um den Modulationsstrom auf den Wert entsprechend dem berechneten Dämpfungswert zu setzen, wie in Anspruch 13 angegeben, oder der Modulationsstrom kann gemäß Anspruch 14 gesetzt werden, wobei das Verfahren weiter die Schritte umfasst: Setzen des Modulationsstroms auf den Wert entsprechend dem minimalen Dämpfungswert, Messen der empfangenen Lichtwechselstromleistung im Empfänger, im Fall, dass das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung nicht erreicht wird: Setzen des Modulationsstroms auf den Wert entsprechend schrittweise erhöhten Dämpfungswerten, bis das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung erreicht ist.
Wenn die mittlere Lichtleistung direkt auf die richtigen Werte gesetzt wird, kann dies, wie in den Ansprüchen 15 und 16 angegeben, durchgeführt werden, indem das Setzen der mittleren Lichtleistung und/oder des Modulationsstroms auf den Wert entsprechend dem berechneten Dämpfungswert durch langsames Erhöhen der mittleren Lichtleistung ausgeführt wird, bis der Wert erreicht ist. Folglich weist auch dieses Verfahren im Fall von z.B. optischer Überlagerungsrauschunterdrückung eine Möglichkeit auf, um die Wellenlängen von einigen der anderen Sender zu ändern und folglich übermäßiges Rauschen zu vermeiden, bevor der neu angeschlossene Sender mit voller Leistung arbeitet.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnung unten ausführlicher beschrieben.
1 stellt ein allgemeines Hardwareblockdiagramm eines passiven optischen Netzwerks gemäß der Erfindung dar,
2 stellt ein Flussdiagramm zur Initialisierung von optischen Netzwerkeinheiten in dem Netzwerk von 1 dar,
3 stellt ein Flussdiagramm eines optischen Überlagerungsrauschunterdrückungsprozesses dar,
4 stellt ein Subroutinenflussdiagramm zum Minimieren von optischem Überlagerungsrauschen in einem Fenster dar,
5 stellt ein Kurvenbild einer Laserdioden-Ausgangsleistung gegen den Strom dar,
6 stellt ein Blockdiagramm des Frontends der optischen Netzwerkeinheit dar, und
7 stellt ein Blockdiagramm des Frontends eines optischen Leitungsterminals dar.
1 stellt ein passives optisches Netzwerk (PON) dar, in dem die Erfindung verwendet werden kann, um das Netzwerk mit der Absicht, eine optische Überlagerungsrauschunterdrückung und Leistungsentzerrung zu erlangen, zu initialisieren.
Eine optische Überlagerungsinterferenz entsteht in optischen Empfängern durch einen Mischprozess in der Fotodiode aufgrund der quadratischen Detektion, die optische in elektrische Leistung umwandelt, wenn zwei oder mehr Lichtquellen die Fotodiode zur selben Zeit anstrahlen. Wenn die empfangene Leistung von den Lichtquellen groß genug ist und ihre Wellenlängenunterschiede klein genug sind, um unerwünschte störende Mischprodukte im elektrischen Frequenzbereich, der zur Kommunikation verwendet wird, hervorzurufen, wird die Interferenz als optisches Überlagerungsrauschen (OBN) definiert.
Im passiven optischen Netzwerk (PON), das in 1 dargestellt ist, liefert das optische Leitungsterminal (OLT) einen Netzaufwärts-Hilfsträgervielfachzugriff (SCMA) für eine Anzahl von gleichzeitig sendenden optischen Netzwerkeinheiten (ONUs) mit dem potenziellen Risiko, dass OBN die Kommunikation im Hilfsträgerfrequenzbereich stört, es sei denn, dass spezielle Vorkehrungen ergriffen werden.
Die Parameter, die den Betrag von OBN in einem SCMA-PON-System beeinflussen, sind unten zusammengefasst:

• Die Anzahl von ONUs im PON
• Der Typ von Lichtquellen in den ONUs
• Die spektrale Verteilung der Lichtquellen
• Die Anzahl und die Linienbreite von Longitudinalmoden für die Laser
• Die Wellenlängentrennung der optischen Spektren
• Eine Polarisation der einzelnen optischen Moden
• Die Datenübertragungsgeschwindigkeit und das Modulationsformat
• Die Hilfsträgerfrequenz
• Das Hilfsträgermodulationsverfahren und -index

Der Störabstand (SIR) ist proportional zum Quadrat des Modulationsindex (m₁ ≤ 1) und umgekehrt proportional zur Empfängerbandbreite (B). Nach Wahl der Anzahl und des Typs von Lichtquellen und der Empfängerbandbreite für eine gegebene Datenübertragungsgeschwindigkeit und ein Modulationsformat können die übrigen Verfahren zum Minimieren von OBN in die zwei Hauptkategorien eingeteilt werden:
Spektrale Verbreiterung

• LEDs als Lichtquellen. Die niedrige Ausgangsleistung begrenzt das Teilungsverhältnis und den Übertragungsabstand im PON.
• Direktintensitätsmodulationsindex m > 1. Begrenzt den brauchbaren Hilfsträgerfrequenzbereich aufgrund von Oberwellen.
• Hohe Hilfsträgermodulationsfrequenzen. Erhöht die Kosten von Sender und Empfänger.
• Hochfrequenzlaserzerhacken. Erhöht die Kosten von Sender und Empfänger.

Wellenlängentrennung

• Laserauswahl nach Wellenlänge. Kostspielig, erfordert eine Lasertemperatursteuerung für Mehrkanalfeldsysteme.
• Lasertemperatursteuerung. Kostspielig, erfordert eine Registrierung von Wellenlängen/Temperaturen für Hinzufügung oder Ersatz von ONUs.
• Automatische Wellenlängensteuerung. Erfordert Rückkopplung vom Empfänger zu jedem der Sender.

Das Verfahren einer OBN-Unterdrückung und Leistungsentzerrung durch Netzabwärts-Rückkopplung, das im folgenden Abschnitt beschrieben wird, gehört zur zweiten Kategorie. Es stützt sich auf eine automatische Feinabstimmung der Laserwellenlängen durch kleine Änderungen in den mittleren Lichtleistungen nach Entzerrung. Obwohl eine Rückkopplung vom OLT erforderlich ist, liefert es noch eine sehr wirtschaftliche Weise, die Anzahl von Bitfehlern zu verringern und das Risiko zu beseitigen, dass man lange Perioden von hohen Bitfehlerraten besitzt, die durch OBN hervorgerufen werden.
Dieses Verfahren ist mit passiven optischen Netzwerken mit Hilfsträgervielfachzugriff (SCMA-PONs) verwandt, die aus den Gründen von Einfachheit und niedrigen Kosten Multilongitudinalmoden-Fabry-Perot-Laser ohne Temperatursteuerung verwenden, die nicht so ausgewählt sind, dass sie separate Wellenlängen aufweisen. Es ist besonders für Systeme mit Direktintensitätsmodulation geeignet, die über einen großen optischen dynamischen Bereich niedrige Hilfsträgeroberwellenniveaus erfordern, kann aber auch in Systemen verwendet werden, wo der Modulationsindex größer als 1 ist, und in Systemen mit einer gleichen Temperaturstabilisation der ONU-Laser.
Das Verfahren zum Handhaben von OBN, das hier beschrieben wird, beruht auf der Tatsache, dass sich die Laserwellenlänge geringfügig mit dem Vorstrom ändert, und der Annahme, dass das OBN minimiert werden kann, indem die Laservorströme mit Rückkopplung von Messungen des Empfängerstörpegels gesteuert werden, so dass die Anzahl von Bitfehlern, die durch OBN hervorgerufen werden, verringert wird.
Mit Bezug auf 1 stellt ein passives optisches Netzwerk (PON) Netzaufwärts-Hilfsträgervielfachzugriff (SCMA) für eine Anzahl (N) von optischen Netzwerkeinheiten (ONUs) mit Lasern bereit, die auf den Wellenlänge λ₁, λ₂, ... λ_N senden. In jeder ONU wird der Laservorstrom und dadurch die mittlere Lichtleistung durch den Kreis C gesteuert, und der Lasermodulationsstrom wird durch den variablen Verstärker A gesteuert. Die Eingangssignale werden mit den Hilfsträgerfrequenzen f₁, f₂, ... f_N mittels der Modulatoren M moduliert.
Im optischen Leitungsterminal (OLT) wandelt die Fotodiode die Summe von optischen Signalen zu einem elektrischen Signal um, das in A verstärkt wird und durch einen Satz von Filtern bei den Hilfsträgerfrequenzen f₁, f₂, ... f_N separiert wird. Die Ausgangssignale werden von den Hilfsträgern durch die Demodulatoren D rückgewonnen.
Der dynamische Bereich eines SCMA-PON, das Fabry-Perot-Laser verwendet, wird in der Anwesenheit von OBN sehr klein, wenn der Lasermodulationsindex kleiner als 1 ist. Weiter kann die Dämpfung für jeden Zweig in einem praktischen PON sehr unterschiedlich sein, und deshalb ist eine Entzerrung der empfangenen Lichtwechselstromleistung von den ONUs vorteilhaft. Dies wird mittels Niveaudetektoren L auf den Filterausgängen ausgeführt, wobei eine Rückkopplung zu den Leistungs- und Modulationssteuerungen der ONUs über einen Mikroprozessor uP und einen Netzabwärts-TDMA oder -SCMA-Managementkanal während einer Initialisierung des Netzwerks bereitgestellt wird, wie unten beschrieben.
Anschließend wird der Empfängerstörpegel in einer bestimmten freien Bandbreite, die für Übertragungskanäle nicht verwendet wird und von diesen durch ein Filter f₀ separiert wird, fortlaufend gemessen. Das gefilterte Rauschen wird einem Niveaudetektor L zugeführt, dessen Ausgang verwendet wird, um die ONU-Laservorströme über den Mikroprozessor und einen Netzabwärts-TDMA- oder SCMA-Managementkanal zu steuern, entsprechend der unten beschriebenen Prozedur.
Es sollte betont werden, dass 1 nur das allgemeine Hardwareprinzip von Leistungsentzerrung und OBN-Unterdrückung veranschaulicht und keine Details von irgendeiner spezifischen Ausführung darstellt. In einem wirklichen System können die Hilfsträgerfilter z.B. Heterodynempfänger sein, und das Netzabwärts-Management kann zusammen mit Nutzinformationsverkehr über dasselbe PON wie der Netzaufwärts-SCMA mittels bidirektionaler optischer Bauelemente im OLT und den ONUs übertragen werden. Die Hardware eines solchen spezifischen Systems wird unten beschrieben.
Unten wird eine Beschreibung der Software des Systems gegeben. Die Beschreibung ist in zwei Teile eingeteilt. Der erste Teil beschreibt die Initialisierung der ONUs, die eine Leistungsentzerrung einschließt, um den unterschiedlichen Dämpfungen der PON-Zweige Rechnung zu tragen und um die Anfangsbedingungen für den anschließenden OBN-Unterdrückungsprozess zu erstellen, der im zweiten Teil beschrieben wird.
Nur die allgemeinen Prinzipien werden beschrieben, da die tatsächlichen Einzelheiten von der spezifischen Hardwareausführung abhängen.
Die OLT-Software umfasst eine Tabelle mit Ist-Statuswerten S(ID) für die N möglichen ONUs im PON. Wenn eine ONU hinzugefügt wird, weist der Benutzer ihre Seriennummer einem Hilfsträger (ID) von der Tabelle zu, wodurch ihr Status, der zu erwarten ist, geändert wird.
Für jede der erwarteten ONUs im PON werden die mittlere Lichtleistung und -modulation schrittweise auf einer vorbestimmten Kurve oder Tabelle von Werten, die zueinander gehören, erhöht, bis ein spezifisches Niveau L_Nom auf dem Ausgang des entsprechenden Empfängerniveaudetektors erreicht wird. Die entsprechende mittlere Leistungseinstellung P_Nom(ID) wird zur späteren Verwendung gespeichert, und wenn der Netzaufwärts-Managementkanal gut arbeitet, wird die ONU als aktiv erklärt. Ein Flussdiagramm dieses Prozesses ist in 2 dargestellt.
Nach Initialisierung gibt es eine Anzahl von aktiven und Leistungsentzerrten ONUs im PON, jede mit ihrem eigenen separaten Managementkanal, was sie in den Stand setzt, Statusinformation und Quittierbefehle vom OLT zu senden.
Der OBN-Unterdrückungsprozess wird als ein Bewegtfensterminimumsuchen in den spezifizierten Grenzen wie folgt ausgeführt:
Nach Initialisierung durchläuft jeder von den aktiven ONUs der Reihe nach eine Zyklussuche, die das OBN in einem Fenster mittlerer Leistung minimiert. Dies wird für alle aktiven ONUs im PON fortlaufend wiederholt, wie in 3 dargestellt.
Bei der einen Zyklussuche durchläuft die mittlere Ist-Leistung P₀(ID) stufenweise ein Fenster und wird auf den Wert P_Min gesetzt, der einen minimalen Ausgang des Empfängerstörpegelniveaudetektors hervorruft. Die Fenstermitte P_C ist gleich dem Minimum, das in dem vorherigen Suchzyklus für diese ONU beginnend mit P_Nom(ID) unmittelbar nach Initialisierung gefunden wurde, und die Fenstergröße ist als ein Faktor K_W in Bezug zu P_C spezifiziert. Um ein zu weites Wegbewegen von der nominalen mittleren Leistung zu verhindern, wird nur derjenige Teil des Fensters, der sich in den Grenzen befindet, die als ein Faktor K_L in Bezug zu P_Nom(ID) spezifiziert sind, nach einem Minimum durchsucht. Um ein Überwachen des Prozesses zu erleichtern, wird die Ist-Abweichung von einer nominalen mittleren Leistung P_Dev(ID) am Ende von jedem Abtastdurchlauf berechnet. Ein Flussdiagramm dieser Subroutine ist in 4 dargestellt.
Nur ein Fensterabtastdurchlauf wird für eine ONU durchgeführt, bevor zur nächsten fortgeschritten wird, wodurch ermöglicht wird, dass sich die mittleren Leistungen und dadurch Wellenlängen der aktiven ONUs im PON in den spezifizierten relativen Grenzen bewegen, wobei versucht wird, die Kombination zu finden, die den niedrigsten Störpegel bei f₀ im Empfänger ergibt.
In der Abwesenheit von OBN sollten die nominalen mittleren Leistungseinstellungen ungeändert bleiben. Sobald OBN leicht auftritt, sollte es durch diesen Prozess unterdrückt werden, vorausgesetzt dass die Änderungen im OBN-Niveau ausreichend langsam sind, verglichen mit der Zeit, die benötigt wird, um einen Fensterabtastdurchlauf für alle ONUs im PON durchzuführen.
Der Wirkungsgrad dieses OBN-Unterdrückungsprozesses hängt auch von der Größe des Abtastdurchlauffensters und dem Bereich der zulässigen mittleren Leistungsabweichung ab. Wenn K_W klein ist, ist die Wahrscheinlichkeit, in einem lokalen Minimum eingefangen zu werden, größer, aber wenn sich K_W K_L nähert, ist es wahrscheinlicher, dass ein Leistungswert, der ein höheres OBN hervorruft, während eines Abtastdurchlaufs geprüft wird.
Weiter hängt die zulässige mittlere Leistungsabweichung K_L von der Systemkonstruktion und der Beschaffenheit der vordefinierten Kurve oder Tabelle von Werten ab, die während einer Entzerrung verwendet werden, die den ONU-Modulationsindex nach Initialisierung bestimmt. Konstruktionsüberlegungen dieser Art werden unten erörtert.
Eine Liste der Variablen, die in den Flussdiagrammen verwendet werden, wird unten gegeben:

N: Maximale Anzahl von ONUs im PON.
ID: Kennung = Kanalnummer = Hilfsträgernummer, 1 ≤ ID ≤ N.
ONU(ID): Die ONU, der ID zugewiesen worden ist.
S(ID): Status für ONU(ID), mögliche Werte: erwartet, nicht erwartet, aktiv, Fehler.
P₀(ID): Mittlere Ist-Leistungseinstellung für ONU(ID).
I₁(ID): Ist-Amplitude einer Modulationsstromeinstellung für ONU(ID).
L(ID): Ist-Ausgang von Niveaudetektor mit Kommunikationskanalnummer ID.
L_Nom: Zielausgang von Kommunikationskanal-Niveaudetektoren nach Initialisierung, konstant.
P_Nom(ID): Nominale mittlere Leistungseinstellung von ONU(ID) nach Initialisierung.
K_L: Grenze einer zulässigen mittleren Leistungsabweichung in Bezug zu P_Nom(ID), konstant.
P_Lhi: Obere Grenze einer zulässigen mittleren Leistung.
P_Llo: Untere Grenze einer zulässigen mittleren Leistung.
P_C: Mitte eines Abtastdurchlauffensters mittlerer Leistung.
K_W: Grenze eines Abtastdurchlauffensters mittlerer Leistung in Bezug zu P_C, konstant, K_W < K_L.
P_Whi: Obere Grenze eines Abtastdurchlauffensters mittlerer Leistung.
P_Wlo: Untere Grenze eines Abtastdurchlauffensters mittlerer Leistung.
NF: Ist-Ausgang von Störpegelniveaudetektor, d.h. derjenige auf dem f₀-Ausgang.
NF_Min: Minimaler Ausgang von Störpegelniveaudetektor.
P_Min: Einstellung von mittlerer Leistung, die NF_Min hervorruft.
P_S: Kleinster Schritt bei mittlerer Leistungseinstellung.
P_Dev(ID): Abweichung von nominaler mittlerer Leistung für ONU(ID), aktualisiert nach jedem Fensterabtastdurchlauf.

Wenn sie mit einem sinusförmigen Hilfsträger von Frequenz f_C moduliert ist, ist die Laserausgangsleistung der ONU gegeben durch: P(t) = P0 + P1cos(2πfct) + P2cos(4πfct) + ... (1)
Der Modulationsindex m und das relative zweite Oberwellenniveau s sind gegeben durch:
Werte von m > 1 sind zugelassen, weil die Terme höherer Ordnung in (1) Komponenten hinzufügen, die verhindern, dass P(t) negativ wird. Der zulässige maximale Wert von m = 2 tritt auf, wenn P(t) eine Reihe von unendlich schmalen Impulsen ist, die sich mit der Hilfsträgerperiode 1/f_C wiederholen.
Für eine ideale Laserdiode sind die Terme höherer Ordnung in (1) im linearen Bereich oberhalb des Schwellenwerts Null. Dies ist in 5 für einen konstanten Modulationsindex m = 0,5 in dem dynamischen Bereich von P_0,min bis P_0,max veranschaulicht. Für eine wirkliche Laserdiode ist der Bereich oberhalb des Schwellenwerts nichtlinear, was direkt oberhalb des Schwellenwerts am signifikantesten ist. Für einen festen Modulationsindex erhöht sich deshalb die nichtlineare Verzerrung, wenn die mittlere Ausgangsleistung verringert wird.
Für SCMA-Systeme, in denen Oberwellen der unteren Kanäle in den Hilfsträgerbereich fallen, sind nur Werte von m < 1 zugelassen, um ein nicht-störendes Oberwellenniveau aufrechtzuerhalten. Der maximale Wert m_max < 1 bei P_0,max muss deshalb auf m_min < m_max bei P_0,min auf eine Weise verringert werden, die keine übermäßigen Oberwellen im dynamischen Bereich hervorruft, selbst wenn die mittlere Leistung durch den K_L-Faktor im OBN-Unterdrückungsprozess nach Entzerrung verringert wird. Jedoch sollte der Modulationsindex im dynamischen Bereich möglichst groß sein, um ein Anfangs-OBN zu minimieren.
Empirisch wird ein geeigneter Kompromiss erhalten, indem die optische Leistung P₀ gegen die Dämpfung A entsprechend: P0(A) = a·A + b (4)gesetzt wird. Einsetzen der Grenzen des dynamischen Bereichs P_0,min = P₀(A_min) und P_0,max = P₀(A,_max), und Auflösen nach a und b ergibt
Wenn die zweite Oberwelle entsprechend (3) unter dem Niveau 10 log (s) = –S [dBc] über den dynamischen Bereich während des OBN-Unterdrückungsprozesses gehalten werden muss, kann die folgende Kalibrierprozedur verwendet werden, um die Werte von P_0,max und P_0,min zu erstellen:

• Die optische Dämpfung wird auf A_max gesetzt, und der ONU-Laser wird auf seine zulässige maximale mittlere Ausgangsleistung gesetzt.
• Der Modulationsstrom I₁ wird erhöht, bis das OLT-Empfängerzielniveau L_Nom erreicht ist.
• Die mittlere Ausgangsleistung wird auf das Niveau P_02,max verringert, für das die zweite Oberwelle S dB unter dem Träger ist.
• Die Modulation kann währenddessen neu eingestellt werden, um L_Nom aufrechtzuerhalten, und die Endeinstellung I_1,max wird verzeichnet.
• Die optische Dämpfung wird auf A_min gesetzt, und die Modulation wird ausgeschaltet.
• Der Modulationsstrom I₁ wird erhört, bis das OLT-Empfängerzielniveau L_Nom erreicht ist.
• Die mittlere Ausgangsleistung wird auf das Niveau P_02,min verringert, für das die zweite Oberwelle S dB unter dem Träger ist.
• Die Modulation kann währenddessen neu eingestellt werden, um L_Nom aufrechtzuerhalten, und die Endeinstellung I_1,min wird verzeichnet.
• Die Werte einer maximalen und minimalen Ausgangsleistung, die in (5) zu verwenden sind, werden dann als: P0,max = KL·P02,max und P0,min = KL·P02,min) (6)

_min

Die Kalibrierprozedur oben soll gewährleisten, dass das maximale zweite Oberwellenniveau im anschließenden OBN-Minimierungsprozess nicht überschritten wird, vorausgesetzt, dass die Lasertemperatur konstant gehalten wird oder dass die Modulationsstromamplitude für die Änderung in der P/I-Steigung mit der Temperatur richtig kompensiert wird.
Nach Entzerrung ist die optischen Leistung, die durch das OLT auf der Grundfrequenz f_C empfangen wird, eine Konstante: K₁ = P₁/A. Entsprechend (2) ist der Modulationsindex dann: m = K₁A/P₀, was in Termen von K₁ = m_maxP_0,max/A_max wird:
Der minimale Modulationsindex kann als ein Bruchteil des Maximums:
geschrieben werden. Nun, wenn die Netzabwärts-TDMA-Daten über dieselben Fasern wie die Netzaufwärts-SCMA-Daten mittels bidirektionaler optischer Bauelemente im OLT und in den ONUs übertragen werden, dann kann die Dämpfung als:
berechnet werden, wobei P_S die konstante optische mittlere Leistung ist, die durch das OLT gesendet wird, und P_R die empfangene optische mittlere Leistung in der ONU ist. Einsetzen von (6) und (10) in (5) ergibt:
Eine alternative Weise, eine Leistungsentzerrung der ONUs auszuführen, besteht dann darin, zuerst die optische mittlere Eingangsleistung in der ONU zu messen, dann die optische mittlere Ausgangsleistung entsprechend (11) zu setzen und schließlich den Modulationsstrom zu erhöhen, bis das OLT-Empfängerzielniveau erreicht ist.
Jedoch kann die letztgenannte Prozedur mehr optische Interferenz mit anderen Kanälen hervorrufen, wenn eine neue ONU zu einem arbeitenden System hinzugefügt wird, da die nominale optische mittlere Leistung aufgebracht wird, bevor die Modulation eingeschaltet wird. Von diesem Standpunkt aus ist es wahrscheinlich besser, gleichzeitig mittlere Leistung und Modulation langsam zu erhöhen, wobei dem OBN-Minimierungsprozess mehr Zeit zugestanden wird, um auf die aktiven ONUs einzuwirken.
Vorausgesetzt, dass die kleinen Änderungen in einer mittleren Laserausgangsleistung, die keine übermäßigen Oberwellen oder signifikanten Änderungen im Hilfsträgerniveau hervorrufen, zu ausreichenden Wellenlängenänderungen führen, um das optische Überlagerungsrauschen zu verringern, wird sowohl bei den Mess- als auch den Kommunikationskanalfrequenzen eine Verringerung in der Anzahl von Bitfehlern, die durch OBN hervorgerufen sind, erhalten.
In einer statischen Temperatursituation, wo sich zwei oder mehr Laser überlagern, wobei ein hoher Störpegel und Bitfehlerrate hervorgerufen werden, verringert eine Aktivierung des Algorithmus diese in einer kurzen Zeit auf akzeptable Niveaus, abhängig von der Algorithmusausführgeschwindigkeit, d.h. der Anzahl von ONUs, den Fenster- und Grenzparametern: K_W und K_L, den DAC- und ADC-Aufbau- und Auslesezeiten, der Mikroprozessor-Taktrate und der Managementkommunikationsgeschwindigkeit.
In einer dynamischen Temperatursituation, wo sich zwei oder mehr Laser vorübergehend aufgrund von Wellenlängen überlagern, die aneinander vorbeilaufen, kann keine Verringerung im Peak-Störpegelniveau erwartet werden, aber man sollte eine Verringerung in der Dauer des hohen Störpegelniveaus und der Gesamtanzahl von Bitfehlern erwarten, wenn der Algorithmus aktiviert wird, wenn die Temperatur/Wellenlängen-Änderungen langsam genug sind, verglichen mit der Algorithmusausführgeschwindigkeit. Bei einer bestimmten Rate kann der Algorithmus den Temperatur/Wellenlängen-Änderungen nicht mehr folgen, und die Fehlerverringerungswirkung geht verloren.
Der folgende Abschnitt beschreibt, wie die Prinzipien einer Leistungsentzerrung und OBN-Unterdrückung durch Netzabwärts-Rückkopplung tatsächlich in einem spezifischen System ausgeführt werden können. Das BBL-PON-System überträgt die Netzabwärts-TDMA-Daten auf 1550 nm über dieselben Fasern wie die Netzauwärts-SCMA-Daten auf 1300 nm mittels bidirektionaler optischer Bauelemente, BIDIs, die integrierte Wellenlängenmultiplexer-WDMs enthalten, im OLT und in den ONUs. Dies minimiert die Interferenz von optischen Reflexionen, Das TDMA-Modulationsformat ist 155,52 Mb/s optisches NRZ, und das SCMA-Modulationsformat ist 9,72 Mb/s QPSK auf 16 Hilfsträgern im Frequenzbereich von 80 bis 230 MHz.
Ein Blockdiagramm des ONU-Frontends ist in 6 dargestellt. Die empfangene optische mittlere Leistung wird durch den Mikroprozessor über die MON- und ADC-Kreise überwacht. Die 155,52 Mb/s-Daten vom optischen Empfänger RX werden in 8 Bit parallel gedemultiplext, und der rückgewonnene Takt wird zur Zeitsteuerung der 4,86 Mb/s-I/Q-Zeichenrate in der Netzaufwärtsrichtung im FPGA verwendet. Über das Basisbandfilter BB wird die programmierbare Hilfsträgerfrequenz f_C mit den I/Q-Zeichen im Modulator MOD QPSK-moduliert, und über das 3te-Oberwellen-Tiefpassfilter LP wird der optische Sender TX mit dem Hilfsträger moduliert. Die übertragene optische mittlere Leistung und der Modulationsindex werden durch den Mikroprozessor über die DAC- und CON-Kreise gesteuert.
Ein Blockdiagramm des OLT-Frontends ist in 7 dargestellt. Der optische Sender TX wird mit den 155,52 Mb/s-Daten von dem 8-Bit-Parallel-Seriell-Multiplexer moduliert, und die übertragene optische mittlere Leistung und das Extinktionsverhältnis werden durch den Mikroprozessor mittels der DAC- und CON-Kreise gesteuert.
Die empfangene optische mittlere Leistung wird durch den Mikroprozessor über die MON- und ADC-Kreise überwacht, und die Hilfsträger vom optischen Empfänger RX werden in einen 4-Wege-Leistungsteiler eingespeist, dessen Ausgänge verbunden sind mit:

• Einem Tiefpassfilter LP zur Spiegelselektion, gefolgt von einem 8-Wege-Leistungsteiler für die unteren Kanäle 1–8.
• Einem Hochpassfilter HP, gefolgt von einem 8-Wege-Leistungsteiler für die oberen Kanäle 9–16.
• Einem Bandpassfilter BP, gefolgt von einem Niveaudetektor L0 zum Messen des Empfängerstörpegels bei f₀ über den ADC.
• Einem Hilfsträgermonitorpunkt SC-Mon zur Verbindung mit einem elektrischen Spektrumanalysator über ein 50 Ω-Koaxialkabel.

Jeder von den Leistungsteilerausgängen 1–16 ist mit identischen Heterodynempfängern verbunden. In diesen wird das Eingangssignal mit der programmierbaren Lokaloszillatorfrequenz f_lo gemischt und durch Bandpassfiltern in IF zur Zwischenfrequenz f_i abwärtsgemischt, die schließlich zu den I/Q-Zeichen im Demodulator DEM QPSK-demoduliert wird. Die I/Q-Ausgänge der Empfänger werden in den Phaseneinsteller FPGA eingespeist, der eine Taktrückgewinnung, Phasenausrichtung, Mehrdeutigkeitsauflösung und Multiplexen zu 9,72 Mb/s auf allen 16 Kanälen handhabt.
Jeder Empfänger enthält auch einen Niveaudetektor L1–L16 zum Messen des Zwischenfrequenzniveaus mittels des ADC. Dieses wird zum Vergleich mit dem Zielniveau L_Nom während einer Initialisierung der ONUs verwendet.
Die BIDIs, die in der ONU und dem OLT verwendet werden, könnten SBL414G und SBM81314G vom Siemenstyp sein. Sie enthalten eine Empfänger-PIN-Diode, eine Senderlaserdiode, eine Lasermonitordiode und integriertes WDM mit einem Einmodenfaserpigtail. Da es kein integriertes Peltierelement gibt, wird zugelassen, dass die Lasertemperatur driftet, aber ein externer Sensor misst die Temperatur in der Nähe des Gehäuses. Die mittlere Ausgangsleistung wird eingestellt, indem der Monitordiodenausgang mit einem programmierbaren Bezugswert verglichen wird, was bedeutet, dass er praktisch temperaturunabhängig ist, während sich der Laservorstrom mit der Temperatur erhöht. Der sinusförmige Modulationsstrom in der ONU und der Impulsstrom im OLT sind hinsichtlich der P/I-Steigungsabnahme mit steigender Temperatur kompensiert, um einen praktisch temperaturunabhängigen Modulationsindex in der ONU und Extinktionsverhältnis im OLT zu erhalten.
6 und 7 zeigen nur die Frontendteile der ONU und des OLT, da eine Beschreibung der zusätzlichen digitalen Verarbeitungsteile, die physisch in diesen Modulen enthalten sind, für die Erfindung nicht relevant ist. Jedoch sollte es erwähnt werden, dass diese Frontends in zwei digital unterschiedlichen Typen von PON-Systemen verwendet werden, d.h. dem Synchron-PON (SPON), wo jeder 9,72 Mb/s-Kanal 4 gemultiplexte 2,048 Mb/s transportiert, und dem Asynchron-PON (APON), wo jeder 9,72 Mb/s-Kanal 9,3 Mb/s-ATM-Verkehr transportiert.
Die Software zur Leistungsentzerrung und OBN-Unterdrückung ist genau wie oben beschrieben, wenn die mittlere Leistung P₀ durch den Eingangswert (0–255) zu dem 8-Bit-DAC, der die mittlere Leistung steuert, in 6 ersetzt wird.
Unten werden einige der Konstruktionskriterien für das BBL-PON-System in Bezug zum Modulationsformat, dem Frequenzplan und dem optischen dynamischen Bereich beschrieben.
Modulationsformat
Für PSK-modulierte Systeme mit M = 2^π Phasenzuständen ist die 3 dB-Übertragungsbandbreite B_t gleich der Zeichenrate R_S, die wiederum gleich der Übertragungsgeschwindigkeit R_b geteilt durch n ist. Dies bedeutet, dass für:
BPSK, wo n = 1 und M = 2, B_t = R_S = R_b
QPSK, wo n = 2 und M = 4, B_t = R_S = R_b/2
MPSK, wo n ≥ 3 und M = 2ⁿ, B_t = R_S = R_b/n
Wenn n zunimmt, nimmt die Übertragungsbandbreite und der minimale Kanalabstand ab, was bedeutet, dass es möglich ist, mehr Information in einer gegebenen Bandbreite zu übertragen. Jedoch wird der Empfänger empfindlicher auf unerwünschtes Phasenrauschen, wenn n zunimmt, da die Konstellationspunkte in der Phasenebene dichter liegen, was bedeutet, dass die Phasenrauscherfordernisse für die Träger- und Lokaloszillatoren strenger werden.
Als ein geeigneter Kompromiss wird QPSK-Modulation gewählt, hauptsächlich, weil die Systemanforderungen dann mit Komponenten für Digitalradioausrüstung erfüllt werden können, die auf dem Markt in großen Mengen leicht erhältlich sind, wodurch die Gesamtkosten des Systems verringert werden.
Frequenzplan
Das grundlegende Prinzip zur Konstruktion des 16-Kanal-Frequenzplans besteht darin, jede Trägerfrequenz zu berechnen als:
f_C = f_off + N·f_S, für N = 1 bis 16, wobei f_off die Offset-Frequenz und f_s der Kanalabstand ist.
Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 9,72 Mb/s und da eine QPSK-Modulation verwendet wird, sind die Zeichenraten der I- und Q-Signale 4,86 Mb/s. Nyquist-Filtern von diesen Signalen ergibt eine 3 dB-Bandbreite von 2,43 MHz, und die erforderliche Bandbreite für den modulierten Träger liegt zwischen 4,86 und 9,72 MHz, abhängig von dem Filterflankenabfall. Ein steileres Filter führt zu einer kleineren Brandbreite, aber größerer Zwischenzeicheninterferenz. Um ein unkritisches Filtern zu ermöglichen, wird der Kanalabstand auf f_S = 9,72 MHz gesetzt.
Die Offset-Frequenz wird so gewählt, dass die 2ten Oberwellen der unteren Träger zwischen den höheren Trägerfrequenzen platziert werden, und so, dass die 3te Oberwelle des untersten Trägers über der höchsten Trägerfrequenz platziert wird. Dies bedeutet, dass der Frequenzoffset auf f_off = 7,5·f_S = 72,9 MHz gesetzt wird.
Schließlich wird die Zwischenfrequenz für den Einfachsuperhet auf f_i = 70 MHz gesetzt, für welche kompakte SAW-Bandpassfilter erhältlich sind, und die Lokaloszillatorfrequenz wird auf f_lo = f_C + f_i gesetzt, um Störfrequenzen so weit wie möglich von den Trägerfrequenzen zu separieren.
Dies ergibt den Frequenzplan, der unten dargestellt ist, in dem die Träger-, Lokaloszillator-, Spiegel-, Stör- und Oberwellenfrequenzen aufgeführt sind. Da der Empfänger genauso empfindlich für die Spiegel- wie für die Trägerfrequenz ist, ist ein Tiefpassfilter für die Empfänger unterer Kanäle notwendig. Dies teilt den Empfänger in zwei Frequenzbänder auf, und aus praktischen Gründen umfasst das untere Band die Kanäle 1–8 und das obere Band die Kanäle 9–16.
Frequenzplan für 16-Kanal-9,72 MB/s-QPSK-System mit 70 MHz-IF-Empfänger:
Dynamischer Bereich
Das PON-System ist so konstruiert, dass es in der Abwesenheit von OBN mit Dämpfungen zwischen 10 und 25 dB in den optischen Pfaden zwischen dem OLT und den ONUs fehlerfrei arbeitet, entsprechend einem optischen dynamischen Bereich von 15 dB. Das OLT sendet konstant P_S = –4,0 dBm von mittlerer Lichtleistung, so dass die empfangene mittlere Leistung in den ONUs, P_R, zwischen –14 und –29 dBm liegt.
Um die mittlere Ausgangsleistung zu erstellen, die erforderlich ist, um zweite Oberwellen unter –10 dBc zu gewährleisten, entsprechend mindestens 20 dB unter dem Träger, gemessen mit einem elektrischen Spektrumanalysator im OLT-Überwachungspunkt in 7, wird die Kalibrierprozedur oben verwendet.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben und dargestellt worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann auf andere Weisen im Umfang des Gegenstandes, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist, verwirklicht werden.

Claims

Verfahren zur Initialisierung eines optischen Senders, wobei der optische Sender angepasst ist, um eine Lichtausgangsleistung (P) als eine Funktion eines Stroms (I) durch den Sender zu liefern, und bei dem eine im Wesentlichen lineare Beziehung zwischen dem Strom und der Lichtausgangsleistung für mindestens Stromwerte in einem Intervall über einer Bezugsstromgrenze (I_Th) vorhanden ist, während eine nichtlineare Beziehung zwischen dem Strom und der Lichtausgangsleistung für mindestens Stromwerte in einem Intervall unter der Bezugsstromgrenze vorhanden ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: • Zuführen eines Stroms zum Sender, umfassend einen Gleichstrom, der mit einem Modulationswechselstrom moduliert ist, wobei bewirkt wird, dass eine mittlere Lichtleistung und eine Lichtwechselstromleistung von dem Sender emittiert werden, wobei der Modulationswechselstrom aus einem Bereich mit einer unteren Stromgrenze (2I_1,min) und einer oberen Stromgrenze (2I_1,max) ausgewählt ist, • Messen der Lichtausgangsleistung aus dem Sender und eines Verzerrungsniveaus derselben aufgrund der nichtlinearen Beziehung, • Setzen des Modulationsstroms auf die untere Stromgrenze (2I_1,min), und • Einstellen der mittleren Lichtleistung auf ein Niveau, das zu einem vordefinierten Niveau der Verzerrung führt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter den Schritt umfasst: • Definieren eines zulässigen minimalen mittleren Lichtleistungswerts, der um einen vordefinierten Faktor höher als das mittlere Lichtleistungsniveau ist, das zu einem vordefinierten Verzerrungsniveau führt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter die Schritte umfasst • Setzen des Modulationsstroms auf die obere Stromgrenze (2I_1,max), • Einstellen der mittleren Lichtleistung auf ein Niveau, das zu dem vordefinierten Verzerrungsniveau führt, • und Definieren eines zulässigen maximalen mittleren Lichtleistungswerts als das mittlere Lichtleistungsniveau, das zu einem vordefinierten Verzerrungsniveau führt, multipliziert mit dem vordefinierten Faktor.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationswechselstrom als ein sinusförmiger Strom zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzerrungsniveau der Lichtausgangsleistung als eine harmonische Verzerrung des sinusförmigen Modulationswechselstroms gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die harmonische Verzerrung als ein Niveau einer zweiten Harmonischen des sinusförmigen Modulationswechselstroms gemessen wird.
Verfahren nach einem von Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter den Schritt umfasst: Senden der Lichtausgangsleistung durch eine Dämpfungsvorrichtung, die auf Dämpfungen zwischen und einschließlich einem minimalen Dämpfungswert und einem maximalen Dämpfungswert einstellbar ist, vor Messen der Leistung.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst: • Setzen der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung auf den maximalen Dämpfungswert, • Setzen der mittleren Lichtleistung auf eine vordefinierte zulässige maximale mittlere Lichtleistung, • Erhöhen des Modulationsstroms, bis ein vordefiniertes Zielniveau von Lichtwechselstromleistung am Ausgang der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung gemessen wird, • Reduzieren der mittleren Lichtleistung auf ein erstes Niveau, für das die Verzerrung bei oder unter dem vordefinierten Verzerrungsniveau ist, • Neueinstellen des Modulationsstroms während des obigen Schritts, falls erforderlich, so dass das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung am Ausgang der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung aufrechterhalten wird, • Definieren des Setzens des Modulationsstroms als der zulässige maximale Modulationsstrom, • Setzen der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung auf den minimalen Dämpfungswert, • Ausschalten des Modulationsstroms, • Erhöhen des Modulationsstroms bis das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung am Ausgang der einstellbaren Dämpfungs vorrichtung gemessen wird, • Reduzieren der mittleren Lichtleistung auf ein zweites Niveau, für das die Verzerrung bei oder unter dem vordefinierten Verzerrungsniveau ist, • Neueinstellen des Modulationsstroms während des obigen Schritts, falls erforderlich, so dass das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung am Ausgang der einstellbaren Dämpfungsvorrichtung aufrechterhalten wird, • Definieren des Setzens des Modulationsstroms als der zulässige minimale Modulationsstrom, • Berechnen einer zulässigen maximalen mittleren Lichtleistung als das erste Niveau, multipliziert mit dem vordefinierten Faktor, • und Berechnen einer zulässigen minimalen mittleren Lichtleistung als das zweite Niveau, multipliziert mit dem vordefinierten Faktor.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst: • Verbinden des optischen Senders mit einem optischen Netzwerk, umfassend mindestens einen optischen Empfänger, wobei das Netzwerk eine optische Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger aufweist, • Setzen der mittleren Lichtleistung des Senders auf einen Wert, der die Summe einer konstanten Lichtleistung und einer Lichtleistung ist, die proportional zur optischen Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger ist, • und Setzen des Modulationsstroms des Senders auf einen Wert, der proportional zur optischen Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationsstrom auf den zulässigen maximalen Modulationsstrom, dividiert durch den maximalen Dämpfungswert und multipliziert mit der optischen Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger, gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Lichtleistung auf
gesetzt wird, wobei P_0,max die zulässige maximale mittlere Lichtleistung ist, P_0,min die zulässige minimale mittlere Lichtleistung ist, A_max der maximale Dämpfungswert ist, A_min der minimale Dämpfungswert ist und A die optische Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst • Setzen des Modulationsstroms und der mittleren Lichtleistung auf die Werte entsprechend dem minimalen Dämpfungswert, • Messen der empfangenen Lichtwechselstromleistung im Empfänger, • im Fall, dass das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung nicht erreicht wird: Setzen des Modulationsstroms und der mittleren Lichtleistung auf die Werte entsprechend schrittweise erhöhten Dämpfungswerten, bis das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Empfänger optische Signale bei einem festen Niveau zurück zum Sender sendet, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst • Messen des Niveaus der optischen Signale, die im Sender empfangen werden, • Berechnen der optischen Dämpfung zwischen dem Sender und dem Empfänger als das feste Niveau, dividiert durch das empfangene Niveau, • und Setzen der mittleren Lichtleistung auf den Wert entsprechend dem berechneten Dämpfungswert.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter den Schritt umfasst: • Setzen des Modulationsstroms auf den Wert entsprechend dem berechneten Dämpfungswert.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter die Schritte umfasst: • Setzen des Modulationsstroms auf den Wert entsprechend dem minimalen Dämpfungswert, • Messen der empfangenen Lichtwechselstromleistung im Empfänger, • im Fall, dass das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung nicht erreicht wird: Setzen des Modulationsstroms auf den Wert entsprechend schrittweise erhöhten Dämpfungswerten, bis das vordefinierte Zielniveau von Lichtwechselstromleistung erreicht ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzen der mittleren Lichtleistung auf den Wert entsprechend dem berechneten Dämpfungswert durch langsames Erhöhen der mittleren Lichtleistung ausgeführt wird, bis der Wert erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzen des Modulationsstroms auf den Wert entsprechend dem berechneten Dämpfungswert durch langsames Erhöhen des Modulationsstroms ausgeführt wird, bis der Wert erreicht ist.