EP4233209A1 - Procédé d'égalisation dans un reseau d'accès de type reseau optique passif, produit programme d'ordinateur, terminaison de ligne optique et unité de réseau optique correspondants - Google Patents

Procédé d'égalisation dans un reseau d'accès de type reseau optique passif, produit programme d'ordinateur, terminaison de ligne optique et unité de réseau optique correspondants

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Publication number
EP4233209A1
EP4233209A1 EP21810668.0A EP21810668A EP4233209A1 EP 4233209 A1 EP4233209 A1 EP 4233209A1 EP 21810668 A EP21810668 A EP 21810668A EP 4233209 A1 EP4233209 A1 EP 4233209A1
Authority
EP
European Patent Office
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optical
onu
olt
given
line termination
Prior art date
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Pending
Application number
EP21810668.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gael Simon
Philippe Chanclou
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Orange SA
Original Assignee
Orange SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Orange SA filed Critical Orange SA
Publication of EP4233209A1 publication Critical patent/EP4233209A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/25073—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion using spectral equalisation, e.g. spectral filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0254—Optical medium access
    • H04J14/0272—Transmission of OAMP information
    • H04J14/0275—Transmission of OAMP information using an optical service channel

Definitions

  • Equalization method in a passive optical network type access network corresponding computer program product, optical line termination and optical network unit.
  • the field of the invention is that of optical telecommunications (optical fiber) and access networks of the "passive optical network” type (PON, "Passive Optical Network”).
  • the invention relates to a method (and various corresponding devices) for equalization within such a PON network.
  • a passive optical network refers to a layer 1 optical fiber transport principle used in optical service networks (FTTx, "Fiber To The x"). It is characterized by a passive point-to-multipoint fiber architecture (several users share the same optical fiber and there is no active equipment between the exchange and the subscribers).
  • PON network standards including GPON (ITU-T G.984 standard), XGS-PON (ITU-T G.9807 standard), NG-PON2 (ITU-T G.989 standard), HS-PON (ITU-T G.9804 standard), etc.
  • a PON network includes optical line termination (OLT) equipment that is connected to optical network units (ONUs) via one or more point-to-multipoint optical distribution network (ODN) (also called “PON tree(s)”).
  • ONT optical line termination
  • ODN point-to-multipoint optical distribution network
  • the OLT equipment is the termination equipment, network side, providing the interface with the fibers of one or more ODN network(s). In France, it is generally located in the optical connection node (NRO). It traditionally has a chassis with cards each comprising optical ports. Each of these optical ports addresses several dozen clients through a separate ODN network.
  • NRO optical connection node
  • a OLT equipment can for example aggregate several hundred optical ports, and therefore several thousand ONUs.
  • Each optical network unit provides the user-side interface. It converts the optical signals received by fiber into electrical signals which are then sent to individual subscribers. It is also sometimes called "Optical Network Termination” (ONT).
  • ONT Optical Network Termination
  • Each optical distribution network provides the optical transmission medium for the physical connection of a plurality of optical network units (ONU) to the OLT equipment, with a range for example limited to 20 km.
  • a given ODN network therefore comprises a plurality of transmission channels, each connecting the given port of the OLT equipment to one of the ONU equipments of the given plurality, either in the downlink direction (referenced “D” in Figure 1 for “downstream “, that is to say “OLT to ONU”) or in the upstream direction (referenced “U” in FIG. 1 for “upstream”, that is to say “ONU to OLT”).
  • the rise in speed in the PON access network (with for example line speeds greater than 10 Gbit/s) increasingly tightens the constraints on the various components of the signal transmission chain (laser transmitter, optical channel , reception photodiode, transimpedance amplifier), whether in the downlink direction (from the OLT equipment to the ONU equipment) or in the uplink direction (from the ONU equipment to the OLT equipment).
  • the passband (frequency) limitations of the various components make it necessary to carry out an equalization making it possible to compensate for the distortion undergone by the transmission chain.
  • Figure 2 illustrates an example PON network without equalization
  • Figure 3 an example PON network with ideal equalization.
  • the optical transmitter T laser transmitter for example
  • the equipment OLT receives an input signal to be transmitted, which is for example a stream of bits in NRZ format and at a rate of 50 Gb/s , whose temporal representation is referenced 21b and the spectral representation is referenced 21a (with a main lobe and secondary lobes).
  • Transmitter bandwidth is limited (e.g.
  • the ODN network comprises an optical channel OC connecting, in the downward direction (“downstream”), the transmitter T located in the equipment OLT and the receiver R located in the equipment ONU, and exhibiting a fading whose frequency position is a function in particular of the chromatic dispersion (which itself depends on the wavelength), of the chirp and of the OLT/ONU distance (i.e. i.e. the length of the fiber transmission line).
  • the curve referenced 23 illustrates this fading.
  • the optical receiver R photodiode for example included in the equipment ONU receives the signal at the output of the optical channel OC and generates an output signal. The bandwidth of the receiver is limited, as illustrated by the curve referenced 24.
  • the output signal undergoes a distortion compared to the input signal (21a, 21b), as it appears on the temporal representation referenced 25b and the spectral representation referenced 25a (the secondary lobes are cropped) of the output signal. It is therefore necessary to compensate for the limited passband of the transmitter T, the limited passband of the receiver R, as well as the fading of the optical channel OC.
  • this equalization is achieved by completing the PON network of Figure 2 with a pre-compensation element (referenced "Pre-C” and performing a pre-compensation whose frequency representation is referenced 31 ), included in the OLT equipment (upstream of the transmitter) and/or a post-compensation element (referenced "Post-C” and performing post-compensation whose frequency representation is referenced 32), included in the equipment ONU (downstream of the receiver).
  • Pre-C a pre-compensation element
  • Post-C and performing post-compensation whose frequency representation is referenced 32
  • the output signal is substantially identical to the input signal, as appears on the temporal representation referenced 33b and the spectral representation referenced 33a (the secondary lobes are no longer cropped) of the output signal.
  • this equalization is all the more complex to implement as the characteristics of the transmission chain are not known a priori.
  • this element must pre-compensate for the unknown distortion introduced by the optical channel and the receiver ( ONU equipment side).
  • Equalization can also be performed by an element located on the receiver side (case of post-compensation on the ONU equipment side).
  • the distances between the OLT equipment and the different ONU equipment are traditionally specified in ranges (classes) (for example: 0-20km) further complicates the problem of equalization, and today makes the implementation of this equalization little (or not) realistic.
  • ranges classes
  • the transmitter in the OLT equipment must be ready to compensate all the possible transmission channels of the different ODN networks (PON trees), in the range of specified OLT/ONU distances (for example: 0-20km).
  • an equalization element typically in the form of an equalization module running on a digital signal processor (DSP, “Digital Signal Processor”), such as an FFE (“Feed-Forward Equalization”) module, a DFE (“Decision Feedback Equalization”) module, a CTLE (“Continuous Time Linear Equalization”) module, etc.) in the transmission chain comes up against implementation limitations.
  • DSP Digital Signal Processor
  • FFE Field-Forward Equalization
  • DFE Decision Feedback Equalization
  • CTLE Continuous Time Linear Equalization
  • an FFE equalization module for example, is characterized by its number of “cursors” (also called “coefficients” or “taps”) used to define its impulse response, as well as by the time interval separating these cursors.
  • an equalization method in a passive optical network (PON) type access network comprising the following steps, for a given optical distribution network (ODN) connecting a given port from an optical line termination (O LT) to a given plurality of optical network units (ONU):
  • ODN optical distribution network
  • O LT optical line termination
  • ONU optical network units
  • the proposed solution is based on an approach consisting in performing the equalization of a PON network based not on a range of possible OLT/ONU distances (typically: 0-20km) but only on one or more OLT/ONU distances.
  • ONU of a given ODN network There is not one equalization common to all ODN networks, but one equalization per ODN network.
  • each ODN network can be the subject of a separate equalization, which depends on the fiber infrastructure actually existing in this ODN network (that is to say, depends in particular on the OLT / ONU distance obtained for at least one ONU equipment connected to this ODN network).
  • the proposed solution therefore facilitates the implementation of an equalization in a PON network.
  • the OLT/ONU distance constraint is much weaker than with the classic solution based on a range of possible OLT/ONU distances (typically: 0-20km).
  • each ODN network (sometimes also called "PON tree") generally connects only a few dozen ONU equipment to the OLT equipment, and since these ONU equipment are generally co-located, this greatly simplifies the problem of implementing equalization.
  • the equalization parameters will be adapted to this distance (and not to the range of distances Possible OLT/ONU, typically equal to 0-20km).
  • the step of obtaining a distance is performed for each of the optical network units (ONU) of the given plurality, and in that the determination of the representative distance is a function of the distances obtained for said units optical network (ONU) of the given plurality.
  • the determination of the representative distance associated with the optical distribution network (ODN) considered is improved.
  • ODN optical distribution network
  • obtaining a distance for a given optical network unit results from a sharing of a set of transmission parameter(s) including said distance, between the optical line termination (OLT) and the given optical network unit (ONU), via another transmission channel which is established before said connecting transmission channel is established the given port from the optical line termination (OLT) to the given optical network unit (ONU).
  • the obtaining of an OLT/ONU distance is carried out thanks to another transmission channel (for example low speed) between the two equipment considered (OLT and ONU).
  • This first implementation is therefore simple and inexpensive.
  • obtaining a distance for a given optical network unit results from sharing a set of transmission parameter(s) including said distance, between the optical line termination ( OLT) and another optical line termination of a different generation, and also connected to said optical distribution network (ODN).
  • OLT optical line termination
  • ODN optical distribution network
  • obtaining an OLT/ONU distance is performed by sharing parameter(s) between the optical line termination (OLT) and another optical line termination, of a different generation. Sharing is therefore carried out during a migration to a new generation of optical line termination (OLT), for the given ODN network (which remains the same). This involves, for example, a migration from XGSPON-type OLT equipment to HSPON-type OLT equipment.
  • This second implementation is therefore also simple and inexpensive.
  • said set of transmission parameter(s) includes at least one other transmission parameter of a transmission chain between the optical line termination (OLT) and said given optical network unit (ONU), distinct from the distance between the optical line termination (OLT) and said given optical network unit (ONU), and in that the determination of said at least one equalization parameter is also a function of said at least one other transmission parameter.
  • said at least one other transmission parameter belongs to the group comprising:
  • the method comprises a step of storing in the optical line termination (OLT), or transmitting to a device capable of storing, said set of transmission parameter(s) or parameters which are representative thereof, for later sharing.
  • OLT optical line termination
  • the set of transmission parameter(s) which is stored may be used to carry out another subsequent sharing (for example, during a migration to yet another optical line termination d yet another generation).
  • the equalization comprises at least one type of equalization belonging to the group comprising:
  • the proposed solution is compatible with all possible cases of equalization: equalization by pre and/or post-compensation and whether for the downward direction (“OLT to ONU”) or for the upward direction (“ONU to OLT ").
  • a computer program product which includes program code instructions for implementing the above method (in any of its various embodiments), when said program is executed on a computing machine (computer, processor, etc.).
  • a computer-readable and non-transitory storage medium storing a computer program comprising a set of instructions executable by a computing machine (computer, processor, etc.) to implement the aforementioned method (in any of its various embodiments).
  • an optical line termination (OLT) of a passive optical network (PON) type access network comprises, for a network of given optical distribution (ODN) connecting a given port of said optical line termination (OLT) to a given plurality of optical network units (ONU):
  • ODN optical distribution
  • ONU optical network units
  • This optical line termination is able to implement in all its embodiments the equalization method which has just been described.
  • an optical network unit (ONU) of a passive optical network (PON) type access network comprising, for a given optical distribution network (ODN) connecting a given port of an optical line termination (OLT) to a given plurality of optical network units (ONU) including said optical network unit (ONU):
  • equalization means according to said at least one equalization parameter, of the transmission channel connecting the given port of the optical line termination (OLT) to said optical network unit (ONU).
  • This optical network unit (ONU) is able to implement in all its embodiments the equalization method which has just been described.
  • FIG. 1 already described in relation to the prior art, illustrates components of a PON network
  • FIG. 2 already described in relation to the previous Part, illustrates an example of a PON network without equalization
  • FIG. 3 already described in relation to the previous Part, illustrates an example of a PON network with ideal equalization
  • FIG. 4 presents a flowchart of a particular embodiment of the equalization method according to the invention.
  • FIG. 5A presents an example of a PON network comprising first and second ODN networks
  • FIG. 5B illustrates fading curves of optical channels included in the first ODN network of FIG. 5A
  • FIG. 5C illustrates fading curves of optical channels included in the second ODN network of FIG. 5A.
  • FIG. 6 presents the structure of a computing machine according to a particular embodiment of the invention, configured to implement the method of Figure 4.
  • a given ODN network is considered, connecting a given port of an OLT equipment to a given plurality of ONU equipment.
  • the given ODN network therefore comprises a plurality of transmission channels (hereinafter called “main transmission channels”), each connecting the given port of the OLT equipment to one of the ONU equipments of the given plurality, either in the downward direction (“downstream”, that is to say “OLT to ONU”) or in the upstream direction (“upstream”, that is to say “ONU to OLT”).
  • the steps of the method are for example executed by a first calculation machine included in the OLT equipment, or by a second calculation machine included in each of the ONU equipment (or in at least some of the ONU equipment), or even at the times by the aforementioned first and second computing machine.
  • a first calculation machine included in the OLT equipment or by a second calculation machine included in each of the ONU equipment (or in at least some of the ONU equipment), or even at the times by the aforementioned first and second computing machine.
  • An embodiment example of such a (first or second) calculating machine is detailed below in relation to FIG. 6.
  • a distance is obtained between the OLT equipment and this ONU equipment, hereinafter called “OLT/ONU distance”.
  • OLT/ONU distance is obtained for each of the ONU equipments of the given plurality.
  • obtaining an OLT/ONU distance for a given ONU equipment results from a sharing, between the OLT equipment and the given ONU equipment, of a set of parameters ( s) transmission (including OLT/ONU distance).
  • This sharing is done via another transmission channel (for example low bit rate), hereinafter called "secondary transmission channel", which is established before the main transmission channel (high bit rate) connecting the given port of the OLT device to the given ONU device.
  • obtaining an OLT/ONU distance for a given ONU equipment results from sharing between the OLT equipment and another OLT equipment of a different generation and using the same network given ODN.
  • the sharing relates to a set of transmission parameter(s) (including the OLT/ONU distance).
  • This sharing is performed via a communication interface between the two OLT devices of different generations.
  • the knowledge of the set of transmission parameter(s) can also be inherited, following a migration of technologies between two OLT equipment of different generations (for example a migration from an OLT equipment of type G- PON to HS-PON type OLT equipment). See below for a more detailed presentation of such technology migration.
  • the set of transmission parameter(s) (shared between the OLT equipment and given ONU equipment) is not limited to the OLT/ONU distance and includes at least one other transmission parameter, relating to the transmission chain between the OLT equipment and the given ONU equipment (either in the downlink ("OLT to ONU") or in the up direction ("ONU to OLT").
  • This transmission chain includes for example the following elements: optical transmitter (laser), optical channel, optical receiver (receiver photodiode), transimpedance amplifier , etc.
  • transmission parameter we mean in particular, but not exclusively:
  • a representative distance associated with the given ODN network is determined, as a function of the OLT/ONU distance(s) obtained. For this determination, different types of calculation are possible: average, standard deviation, disparity, etc. In the particular embodiment where an OLT/ONU distance is obtained for each of the ONU equipment items of the given plurality, the determination of the representative distance is a function of all the OLT/ONU distances obtained.
  • step 42 advantage is taken of the fact that in practice, for an ODN network considered, the OLT/ONU distances are centered and the disparity of OLT/ONU distances (that is to say the difference between the distance OLT/ONU for the farthest ONU equipment and the OLT/ONU distance for the nearest ONU equipment) is relatively low ( ⁇ lkm on average to date).
  • Step 43 a set of equalization parameters (also called hereinafter “cursors”, “coefficients” or “taps”) is determined as a function of the representative distance.
  • the equalization parameters can be pre-established by an abacus (in this case, the abacus makes it possible to obtain the equalization parameters, knowing the representative distance).
  • the equalization parameters are calculated on the fly (ie dynamically).
  • the equalization parameters will be adapted to this representative distance (and not the range of possible OLT/ONU distances, typically equal to 0-20km).
  • step 43 if the set of transmission parameter(s) (exchanged in step 41) includes at least one other transmission parameter, the determination of the at least one equalization parameter is also a function of this (these) other transmission parameter(s).
  • the other transmission parameters influence the physical parameters of the transmission. For example, increasing the temperature of the laser transmitter results in a reduction in bandwidth. This reduction in the bandwidth of the laser transmitter results in a reduction in the overall transfer function of the system (the overall transfer function being the product of the transfer functions of the transmitter, the channel and the receiver).
  • an equalization of the main transmission channels included in the given ODN network is carried out, as a function of the equalization parameter(s).
  • the equalization comprises a pre-compensation type equalization (performed by an equalization element included in the OLT equipment) and/or a post-compensation type equalization (performed by an equalization element included in each - or minus one - ONU equipment).
  • the equalization by pre and/or postcompensation is performed either for the downlink (“OLT to ONU”) or for the uplink (“ONU to OLT”).
  • an equalization module of the FFE, DFE, CTLE, etc. type executed on a DSP processor, is used.
  • an FFE equalization module is characterized by its number of “cursors” (also called “coefficients” or “taps”) used to define its impulse response, as well as by the time interval separating these cursors.
  • the equalization elements whose financial cost is reasonable only include a small number of cursors (typically about ten). This limitation of the number of cursors prevents correct equalization of all possible transmission channels in the 0-20km range.
  • this limitation of the number of cursors does not prevent performing a suitable equalization since this equalization does not apply to all the possible transmission channels in the 0-20km range, but only to the transmission channels actually existing in the ODN network considered (and whose OLT/ONU distance is equal to, or approximated by, the representative distance determined in step 42 and associated with this ODN network considered).
  • the method for obtaining the cursors (coefficients or taps) in step 43 is for example the following: once the transmission channels to be equalized have been estimated from the ONU/OLT distances (and possibly other transmission parameters), these channels are averaged (different types of calculation are possible: average, standard deviation, disparity, etc.). This results in a global channel having characteristics representative of all the ONU/OLT links (in particular a representative OLT/ONU distance). The impulse response of this global channel is extracted (by inverse Fourier transform) and used to calculate the optimal parameters of the equalization element (i.e. the aforementioned sliders/coefficients/taps), as described for example by CIOFFI (see “https: //cioff ⁇ -group.stanford.edu/doc/book/chap3.pdf”, equation 3.313).
  • a step 45 makes it possible to perform a memorization in the OLT equipment, or a transmission to a device able to memorize, the set of transmission parameter(s) (or parameters which are representative thereof) in view of another later sharing.
  • FIG. 5A presents an example of a PON network comprising first and second ODN networks, referenced 0DN1 and 0DN2 respectively.
  • FIG. 5B illustrates fading curves of optical channels included in the first network 0DN1 of FIG. 5A (optical channels between the OLT equipment and the ONU equipment referenced 0NU1, 0NU2 and 0NU3).
  • FIG. 5C illustrates fading curves of optical channels included in the second network 0DN2 of FIG. 5A (optical channels between the OLT equipment and the ONU equipment referenced 0NU4, 0NU5 and 0NU6).
  • FIG. 6 presents the structure of a calculation machine 60 according to a particular embodiment of the invention, configured to implement the method of FIG. 4 and which can be implemented in the OLT equipment and/or in the UN equipment.
  • This structure comprises a random access memory 62 (for example a RAM memory), a read only memory 63 (for example a ROM memory or a hard disk) and a processing unit 61 (equipped for example with a processor, and controlled by a program computer 630 stored in the ROM 63).
  • a random access memory 62 for example a RAM memory
  • a read only memory 63 for example a ROM memory or a hard disk
  • a processing unit 61 equipped for example with a processor, and controlled by a program computer 630 stored in the ROM 63.
  • the code instructions of the computer program 630 are for example loaded into the RAM 62 before being executed by the processor of the processing unit 61.
  • FIG 6 only illustrates one particular way, among several possible ways, of implementing the method of the invention on a computing machine.
  • the method of the invention is implemented indifferently on a reprogrammable calculation machine (a PC computer, a DSP processor or a microcontroller) executing a program comprising a sequence of instructions, or on a dedicated calculation machine (for example a set of logic gates such as an FPGA or an ASIC, or any other hardware module).
  • a reprogrammable calculation machine a PC computer, a DSP processor or a microcontroller
  • a program comprising a sequence of instructions
  • a dedicated calculation machine for example a set of logic gates such as an FPGA or an ASIC, or any other hardware module.
  • the corresponding program (that is to say the sequence of instructions) could be stored in a removable storage medium (such as for example a diskette, a CD -ROM or a DVD-ROM) or not, this storage medium being partially or totally readable by a computer or a processor.
  • a removable storage medium such as for example a diskette, a CD -ROM or a DVD-ROM
  • An exchange is proposed, between two generations of OLT equipment, of parameters on the optical infrastructure (ODN network) which will be shared via coexistence between the two generations of OLT equipment.
  • OLT network optical infrastructure
  • a G-PON or XG(S)-PON type OLT device will inform an HS-PON type OLT device of the supervision parameters (BBF TR-280) and other operating parameters, in particular: the number connected ONUs; • the OLT/ONU distances (distances between the OLT equipment and each of the ONU equipment);
  • All of these parameters will allow the OLT equipment of the HS-PON type to optimize the transmission of the physical layer for the ODN network (PON tree) considered.
  • knowledge of the range (distance) and the optical budget for each client (ONU equipment) are, for example, essential data for optimizing signal processing parameters, for equalization in particular.
  • the knowledge of the statistics of all the customers of the infrastructure considered (the ODN network considered) makes it possible to optimize the processing of the signal to serve all the customers. Indeed, a statistic in customer range centered at 5 km with a disparity of 1 km will not require the same intermediate signal processing parameters (in particular equalization) as a statistic in customer range centered at 12 km with a disparity of 8 km.
  • This exchange can be occasional during the installation of the HS-PON network. This exchange can be periodic or linked to an event between generations of OLT equipment. Typically, a customer who disappears from a G-PON or XG(S)-PON network is potentially a customer who will migrate to the HS-PON network. Otherwise, a customer switchover process on the HS-PON network (by "pre-provisioning") may require the HS-PON type OLT equipment to interrogate the G-PON or XG(S) type OLT equipment )-PON on the operating parameters of this client before this toggle.
  • the exchange can be implemented as follows: • identification of the data of a PON network by an OLT equipment of a first type;
  • the exchanged parameters can be used to perform, thanks to the second type OLT equipment (HS-PON for example), at least one additional function other than equalization:
  • the ranging phase is the phase allowing the OLT equipment to discover equipment ONUs and to estimate in particular their OLT/ONU distance in order to properly manage the allocation of ONU equipment “talking times” (or transmission times) over time;

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Abstract

Procédé d'égalisation dans un réseau d'accès de type réseau optique passif, comprenant les étapes suivantes, pour un réseau de distribution optique (ODN) donné reliant un port donné d'une terminaison de ligne optique (OLT) à une pluralité donnée d'unités de réseau optique (ONU) : pour au moins une des unités de réseau optique de la pluralité donnée, obtention d'une distance entre la terminaison de ligne optique et l'unité de réseau optique; détermination d'une distance représentative associée au réseau de distribution optique donné, en fonction de la ou les distances obtenues; détermination d'au moins un paramètre d'égalisation, en fonction de la distance représentative; et égalisation de canaux de transmission compris dans le réseau de distribution optique donné, en fonction du au moins un paramètre d'égalisation, chacun des canaux de transmission reliant le port donné de la terminaison de ligne optique à une des unités de réseau optique de la pluralité donnée.

Description

DESCRIPTION
Procédé d’égalisation dans un réseau d’accès de type réseau optique passif, produit programme d'ordinateur, terminaison de ligne optique et unité de réseau optique correspondants.
1. DOMAINE TECHNIQUE
Le domaine de l’invention est celui de la télécommunication optique (fibre optique) et des réseaux d’accès de type « réseau optique passif » (PON, « Passive Optical Network »).
Plus précisément, l’invention concerne un procédé (et différents dispositifs correspondants) d’égalisation au sein d’un tel réseau PON.
Un réseau optique passif (PON) désigne un principe de transport de niveau 1 en fibre optique utilisé dans les réseaux de desserte optique (FTTx, « Fiber To The x »). Il est caractérisé par une architecture fibre point-multipoint passive (plusieurs usagers partagent une même fibre optique et il n'y a pas d'équipement actif entre le central et les abonnés). Il existe différents standards de réseau PON, parmi lesquels GPON (standard ITU-T G.984), XGS-PON (standard ITU-T G.9807), NG-PON2 (standard ITU-T G.989), HS-PON (standard ITU-T G.9804), etc.
2. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Comme illustré sur la figure 1, un réseau PON comprend un équipement de terminaison de ligne optique (OLT, « Optical Line Termination ») qui est relié à des unités de réseau optique (ONU, « Optical Network Units »), via un ou plusieurs réseau(x) de distribution optique (ODN, « optical distribution network ») de type point-multipoint (aussi appelé(s) « arbre(s) PON »).
L’équipement OLT est l’équipement de terminaison, côté réseau, assurant l’interface avec les fibres d’un ou plusieurs réseau(x) ODN. En France, il est généralement situé dans le nœud de raccordement optique (NRO). Il possède traditionnellement un châssis avec des cartes comportant chacune des ports optiques. Chacun de ces ports optiques adresse plusieurs dizaines de clients au travers d’un réseau ODN distinct. Un équipement OLT peut par exemple agréger plusieurs centaines de ports optiques, et donc plusieurs milliers d’ONU.
Chaque unité de réseau optique (ONU) assure l'interface côté utilisateur. Elle convertit les signaux optiques reçus par fibre en signaux électriques qui sont ensuite envoyés à des abonnés individuels. Elle est aussi parfois appelée « terminaison de réseau optique » (ONT, « Optical Network Termination »).
Chaque réseau de distribution optique (ODN) fournit le support de transmission optique pour la connexion physique d’une pluralité d’unités de réseau optique (ONU) à l’équipement OLT, avec une portée par exemple limitée à 20 km.
Un réseau ODN donné comprend donc une pluralité de canaux de transmission, chacun reliant le port donné de l’équipement OLT à un des équipements ONU de la pluralité donnée, soit dans le sens descendant (référencé « D » sur la figure 1 pour « downstream », c'est-à-dire « OLT vers ONU ») soit dans le sens montant (référencé « U » sur la figure 1 pour « upstream », c'est-à-dire « ONU vers OLT »).
La montée en débit dans le réseau d’accès PON (avec par exemple des débits en ligne supérieurs à 10 Gbit/s) resserre de plus en plus les contraintes sur les différents composants de la chaîne de transmission du signal (émetteur laser, canal optique, photodiode de réception, amplificateur transimpédance), que ce soit dans le sens descendant (depuis l’équipement OLT jusqu’à l’équipement ONU) ou dans le sens montant (depuis l’équipement ONU jusqu’à l’équipement OLT). Les limitations en bande passante (en fréquence) des différents composants imposent de réaliser une égalisation permettant de compenser la distorsion subie par la chaîne de transmission.
Pour illustrer cette nécessité d’effectuer une égalisation, la figure 2 illustre un exemple de réseau PON sans égalisation et la figure 3 un exemple de réseau PON avec une égalisation idéale. A titre d’exemple, on se place sur les figures 2 et 3 dans le cas d’un canal dans le sens descendant (mais la problématique est la même dans le sens montant). Sur la figure 2, l’émetteur optique T (émetteur laser par exemple) compris dans l’équipement OLT reçoit un signal d’entrée à transmettre, qui est par exemple un train de bits au format NRZ et à un débit de 50Gb/s, dont la représentation temporelle est référencée 21b et la représentation spectrale est référencée 21a (avec un lobe principal et des lobes secondaires). La bande passante de l’émetteur est limitée (par exemple à environ 40GHz), comme illustré par la courbe référencée 22. Le réseau ODN comprend un canal optique OC reliant, dans le sens descendant (« downstream »), l’émetteur T situé dans l’équipement OLT et le récepteur R situés dans l’équipement ONU, et présentant un évanouissement (fading) dont la position en fréquence est fonction notamment de la dispersion chromatique (qui elle-même dépend de la longueur d’onde), du chirp et de la distance OLT/ONU (c'est-à-dire la longueur de la ligne de transmission sur fibre). La courbe référencée 23 illustre cet évanouissement. Le récepteur optique R (photodiode par exemple) compris dans l’équipement ONU reçoit le signal en sortie du canal optique OC et génère un signal de sortie. La bande passante du récepteur est limitée, comme illustré par la courbe référencée 24. Le signal de sortie subit une distorsion par rapport au signal d’entrée (21a, 21b), comme cela apparaît sur la représentation temporelle référencée 25b et la représentation spectrale référencée 25a (les lobes secondaires sont rognés) du signal de sortie. Il convient donc de compenser la bande passante limitée de l’émetteur T, la bande passante limitée du récepteur R, ainsi que l’évanouissement du canal optique OC. Idéalement, et comme illustré sur la figure 3, cette égalisation est réalisée en complétant le réseau PON de la figure 2 avec un élément de pré-compensation (référencé « Pre-C » et réalisant une pré-compensation dont la représentation fréquentielle est référencée 31), compris dans l’équipement OLT (en amont de l’émetteur) et/ou un élément de postcompensation (référencé « Post-C » et réalisant une post-compensation dont la représentation fréquentielle est référencée 32), compris dans l’équipement ONU (en aval du récepteur). Ainsi, le signal de sortie est sensiblement identique au signal d’entrée, comme cela apparaît sur la représentation temporelle référencée 33b et la représentation spectrale référencée 33a (les lobes secondaires ne sont plus rognés) du signal de sortie.
En pratique, cette égalisation (compensation) est d’autant plus complexe à mettre en œuvre que les caractéristiques de la chaîne de transmission ne sont pas connues a priori. Par exemple, si l’égalisation est effectuée par un élément situé du côté de l’émetteur (cas d’une pré-compensation côté équipement OLT), cet élément devra pré-compenser la distorsion inconnue introduite par le canal optique et le récepteur (côté équipement ONU). Une égalisation peut également être effectuée par un élément situé du côté du récepteur (cas d’une post-compensation côté équipement ONU). Le fait que l’infrastructure du réseau ODN soit partagée et que les distances OLT/ONU (c'est-à-dire les distances entre l’équipement OLT et les différents équipements ONU) soient traditionnellement spécifiées dans des gammes (classes) (par exemple : 0-20km) complexifie encore d’avantage le problème de l’égalisation, et rend aujourd’hui l’implémentation de cette égalisation peu (voire pas) réaliste. Par exemple, dans le cas d’une égalisation de type pré-compensation, l’émetteur dans l’équipement OLT doit être prêt à compenser l’ensemble des canaux de transmission possibles des différents réseaux ODN (arbres PON), dans la gamme de distances OLT/ONU spécifiées (par exemple : 0-20km).
On détaille maintenant, à travers un exemple, la difficulté actuelle d’implémentation de l’égalisation dans un réseau PON.
La nature point-à-multipoint du réseau PON ainsi que son usage massif (millions de clients) supposent une grande variété de distances OLT/ONU et donc une grande variété de canaux de transmission. Les générations antérieures de réseau PON (notamment G-PON, XGS-PON et NG-PON2) prévoient jusqu’à présent une interopérabilité pour un canal de transmission d’une distance comprise dans une gamme 0-20km (c'est-à-dire pouvant être entre 0 et 20 km, sans pré-connaissance). Si on considère un réseau d’accès de type HS-PON, l’implémentation pratique d’un élément d’égalisation (typiquement sous la forme d’un module d’égalisation exécuté sur un processeur numérique de signal (DSP, « Digital Signal Processor »), comme par exemple un module FFE (« Feed- Forward Equalization »), un module DFE (« Decision Feedback Equalization »), un module CTLE (« Continuous Time Linear Equalization »), etc.) dans la chaîne de transmission se heurte à des limites d’implémentation.
En effet, un module d’égalisation FFE par exemple est caractérisé par son nombre de « curseurs » (aussi appelés « coefficients » ou « taps ») servant à définir sa réponse impulsionnelle, ainsi que par l’intervalle temporel séparant ces curseurs. Plus le nombre de curseurs sera important, plus la capacité d’égalisation sera adaptée à la variété de canaux considérés. De même, plus l’intervalle temporel sera faible, plus le module d’égalisation permettra de compenser des canaux larges spectralement.
Or l’utilisation de ces techniques dans un réseau PON de type HS-PON, avec des débits de 50Gb/s NRZ (donc larges spectralement) impose des contraintes fortes sur l’intervalle temporel nécessaire à l’élément d’égalisation (typiquement lOps ; soit 172 avec T : temps symbole (=l/50GHz en 50Gb/s)). L’état de l’art des modules d’égalisation actuels restreint le nombre de curseurs à une dizaine typiquement pour un intervalle temporel aussi faible. Cette limitation du nombre de curseurs empêche de d’égaliser correctement la totalité des canaux de transmission possibles dans la gamme 0-20km.
Il existe donc un besoin de fournir une solution permettant de faciliter la mise en œuvre d’une égalisation dans un réseau d’accès de type réseau PON. Un autre objectif est que cette solution soit simple à implémenter et peu coûteuse.
3. RÉSUMÉ
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, il est proposé un procédé d’égalisation dans un réseau d’accès de type réseau optique passif (PON), comprenant les étapes suivantes, pour un réseau de distribution optique (ODN) donné reliant un port donné d’une terminaison de ligne optique (O LT) à une pluralité donnée d’unités de réseau optique (ONU) :
• pour au moins une des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée, obtention d’une distance entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) ;
• détermination d’une distance représentative associée au réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction de la ou les distances obtenues ;
• détermination d’au moins un paramètre d’égalisation, en fonction de la distance représentative ; et
• égalisationde canaux de transmission compris dans le réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction dudit au moins un paramètre d’égalisation, chacun des canaux de transmission reliant le port donné de la terminaison de ligne optique (OLT) à une des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée. Ainsi, la solution proposée repose sur une approche consistant à effectuer l’égalisation d’un réseau PON en se basant non pas sur une gamme de distances OLT/ONU possibles (typiquement : 0-20km) mais seulement sur une ou plusieurs distances OLT/ONU d’un réseau ODN donné. Il n’y a pas une égalisation commune à tous les réseaux ODN, mais une égalisation par réseau ODN. En d’autres termes, chaque réseau ODN peut faire l’objet d’une égalisation distincte, qui est fonction de l’infrastructure fïbrée existant réellement dans ce réseau ODN (c'est-à-dire fonction en particulier la distance OLT/ONU obtenue pour au moins un équipement ONU relié à ce réseau ODN).
La solution proposée permet donc de faciliter la mise en œuvre d’une égalisation dans un réseau PON. En effet, pour un réseau ODN donné, la contrainte de distance OLT/ONU est beaucoup moins forte qu’avec la solution classique basée sur une gamme de distances OLT/ONU possibles (typiquement : 0-20km). En d’autres termes, dans la mesure où chaque réseau ODN (parfois aussi appelé « arbre PON ») ne relie généralement que quelques dizaines d’équipements ONU à l’équipement OLT, et où ces équipements ONU sont généralement co-localisés, cela simplifie énormément le problème d’implémentation de l’égalisation. Par exemple, si les équipements ONU du réseau ODN (arbre PON) considéré sont distribués en moyenne à 17km +/-lkm de l’équipement OLT, les paramètres d’égalisation seront adaptés à cette distance (et non pas à la gamme de distances OLT/ONU possibles, égale typiquement à 0-20km). L’égalisation appliquée à un réseau ODN voisin (arbre PON voisin), même s’il est géré par la même carte de l’équipement OLT (mais par un autre port optique), pourra avoir des paramètres d’égalisation différents.
De cette manière, il devient possible de mettre en œuvre une égalisation dans un réseau ODN donné, même si ce réseau ODN donné fait partie d’un réseau d’accès de type HS-PON, avec des débits de 50Gb/s NRZ.
Selon une caractéristique particulière, l’étape d’obtention d’une distance est effectuée pour chacune des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée, et en ce que la détermination de la distance représentative est fonction des distances obtenues pour lesdites unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée.
Ainsi, on améliore la détermination de la distance représentative associée au réseau de distribution optique (ODN) considéré. Comme précisé par la suite, il existe plusieurs manières de déterminer la distance représentative en fonction des distances OLT/ONU.
Selon une première implémentation particulière, l’obtention d’une distance pour une unité de réseau optique (ONU) donnée résulte d’un partage d’un ensemble de paramètre(s) de transmission incluant ladite distance, entre la terminaison de ligne optique (OLT) et l’unité de réseau optique (ONU) donnée, via un autre canal de transmission qui est établi avant que ne soit établi ledit canal de transmission reliant le port donné de la terminaison de ligne optique (OLT) à l’unité de réseau optique (ONU) donnée.
Dans cette première implémentation, l’obtention d’une distance OLT/ONU est effectuée grâce à un autre canal de transmission (par exemple bas débit) entre les deux équipements considéré (OLT et ONU). Cette première implémentation est donc simple et peu coûteuse.
Selon une deuxième implémentation particulière, l’obtention d’une distance pour une unité de réseau optique (ONU) donnée résulte d’un partage d’un ensemble de paramètre(s) de transmission incluant ladite distance, entre la terminaison de ligne optique (OLT) et une autre terminaison de ligne optique d’une génération différente, et également reliée audit réseau de distribution optique (ODN).
Dans cette deuxième implémentation, l’obtention d’une distance OLT/ONU est effectuée grâce à un partage de paramètre(s) entre la terminaison de ligne optique (OLT) et une autre terminaison de ligne optique, d’une génération différente. Le partage est donc effectué lors d’une migration vers une nouvelle génération de terminaison de ligne optique (OLT), pour le réseau ODN donné (qui reste le même). Il s’agit par exemple d’une migration depuis un équipement OLT de type XGSPON vers un équipement OLT de type HSPON. Cette deuxième implémentation est donc également simple et peu coûteuse.
Selon une caractéristique particulière, ledit ensemble de paramètre(s) de transmission inclut au moins un autre paramètre de transmission d’une chaîne de transmission entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) donnée, distinct de la distance entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) donnée, et en ce que la détermination dudit au moins un paramètre d’égalisation est également fonction dudit au moins un autre paramètre de transmission.
Ainsi, en tenant compte d’au moins un autre paramètre de transmission (autre que la distance OLT/ONU) pour chaque couple OLT/ONU, on améliore encore la qualité de l’égalisation dans le réseau ODN considéré. Selon une caractéristique particulière, ledit au moins un autre paramètre de transmission appartient au groupe comprenant :
• une température, de la terminaison de ligne optique (OLT) ou de l’unité de réseau optique (ONU) ;
• une puissance optique émise par un émetteur compris dans la terminaison de ligne optique (OLT) ou l’unité de réseau optique (ONU) ;
• une puissance optique reçue par un récepteur compris dans la terminaison de ligne optique (OLT) ou l’unité de réseau optique (ONU) ;
• un courant de biais au sein d’un émetteur compris dans la terminaison de ligne optique (OLT) ou l’unité de réseau optique (ONU) ; et
• une tension de modulation au sein d’un émetteur compris dans la terminaison de ligne optique (OLT) ou l’unité de réseau optique (ONU). Cette liste de paramètres de transmission n’est pas exhaustive.
Selon une caractéristique particulière, le procédé comprend une étape de mémorisation dans la terminaison de ligne optique (OLT), ou d’émission vers un dispositif apte à mémoriser, dudit ensemble de paramètre(s) de transmission ou de paramètres qui en sont représentatifs, en vue d’un autre partage ultérieur.
Ainsi, l’ensemble de paramètre(s) de transmission qui est mémorisé (ou paramètres qui en sont représentatifs) pourra être utilisé pour effectuer un autre partage ultérieur (par exemple, lors d’une migration vers encore une autre terminaison de ligne optique d’une génération encore différente).
Selon une caractéristique particulière, l’égalisation comprend au moins un type d’égalisation appartenant au groupe comprenant :
• une égalisation de type pré-compensation, effectuée dans la terminaison de ligne optique (OLT) et s’appliquant pour un sens descendant, depuis la terminaison de ligne optique (OLT) vers la pluralité donnée d’unités de réseau optique (ONU) ;
• une égalisation de type post-compensation, effectuée dans au moins une des unités de réseau optique (ONU) et s’appliquant pour un sens descendant, depuis la terminaison de ligne optique (OLT) vers ladite unité de réseau optique (ONU) ; • une égalisation de type pré-compensation, effectuée dans la terminaison de ligne ; optique (OLT) et s’appliquant pour un sens montant, depuis une des unités de réseau optique (ONU) vers la terminaison de ligne optique (OLT) ; et
• une égalisation de type post-compensation, effectuée dans au moins une des unités de réseau optique (ONU) et s’appliquant pour un sens montant, depuis ladite unité de réseau optique (ONU) vers la terminaison de ligne optique (OLT).
Ainsi, la solution proposée est compatible avec tous les cas possibles d’égalisation : égalisation par pré et/ou post-compensation et que ce soit pour le sens descendant (« OLT vers ONU ») ou pour le sens montant (« ONU vers OLT »).
Les différents aspects du procédé d'égalisation qui viennent d'être décrits peuvent être mis en œuvre indépendamment les uns des autres ou en combinaison les uns avec les autres.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé un produit programme d'ordinateur qui comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé précité (dans l’un quelconque de ses différents modes de réalisation), lorsque ledit programme est exécuté sur une machine de calcul (ordinateur, processeur, etc.).
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, il est proposé un médium de stockage lisible par ordinateur et non transitoire, stockant un programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions exécutables par machine de calcul (ordinateur, processeur, etc.) pour mettre en œuvre le procédé précité (dans l’un quelconque de ses différents modes de réalisation).
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, il est proposé une terminaison de ligne optique (OLT) d’un réseau d’accès de type réseau optique passif (PON), caractérisé en ce qu’il comprend, pour un réseau de distribution optique (ODN) donné reliant un port donné de ladite terminaison de ligne optique (OLT) à une pluralité donnée d’unités de réseau optique (ONU) :
• des moyens d’obtention, pour au moins une des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée, d’une distance entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) ; • des moyens de détermination d’une distance représentative associée au réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction de la ou les distances obtenues ;
• des moyens de détermination d’au moins un paramètre d’égalisation, en fonction de la distance représentative ; et
• des moyens d’égalisation de canaux de transmission compris dans le réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction dudit au moins un paramètre d’égalisation, chacun des canaux de transmission reliant le port donné de la terminaison de ligne optique (OLT) à une des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée.
Cette terminaison de ligne optique (OLT) est apte à mettre en œuvre dans tous ses modes de réalisation le procédé d'égalisation qui vient d'être décrit.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé une unité de réseau optique (ONU) d’un réseau d’accès de type réseau optique passif (PON), comprenant, pour un réseau de distribution optique (ODN) donné reliant un port donné d’une terminaison de ligne optique (OLT) à une pluralité donnée d’unités de réseau optique (ONU) incluant ladite unité de réseau optique (ONU) :
• des moyens d’obtention, pour au moins ladite unité de réseau optique (ONU), d’une distance entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) ;
• des moyens de détermination d’une distance représentative associée au réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction de la ou les distances obtenues ;
• des moyens de détermination d’au moins un paramètre d’égalisation, en fonction de la distance représentative ; et
• des moyens d’égalisation, en fonction dudit au moins un paramètre d’égalisation, du canal de transmission reliant le port donné de la terminaison de ligne optique (OLT) à ladite unité de réseau optique (ONU).
Cette unité de réseau optique (ONU) est apte à mettre en œuvre dans tous ses modes de réalisation le procédé d'égalisation qui vient d'être décrit.
4. LISTE DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels :
[Fig. 1], déjà décrite en relation avec l’art antérieur, illustre des composantes d’un réseau PON ;
[Fig. 2], déjà décrite en relation avec Part antérieur, illustre un exemple de réseau PON sans égalisation ;
[Fig. 3], déjà décrite en relation avec Part antérieur, illustre un exemple de réseau PON avec une égalisation idéale ;
[Fig. 4] présente un organigramme d’un mode de réalisation particulier du procédé d’égalisation selon l’invention ;
[Fig. 5A] présente un exemple de réseau PON comprenant des premier et deuxième réseaux ODN ;
[Fig. 5B] illustre des courbes d’évanouissement de canaux optiques compris dans le premier réseau ODN de la figure 5 A ;
[Fig. 5C] illustre des courbes d’évanouissement de canaux optiques compris dans le deuxième réseau ODN de la figure 5A ; et
[Fig. 6] présente la structure d'une machine de calcul selon un mode de réalisation particulier de l’invention, configuré pour mettre en œuvre le procédé de la figure 4.
5. DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Sur toutes les figures du présent document, les éléments et étapes identiques sont désignés par une même référence numérique.
On présente maintenant, en relation avec la figure 4, un procédé d’égalisation dans un réseau PON, selon un mode de réalisation de l’invention. On considère un réseau ODN donné, reliant un port donné d’un équipement OLT à une pluralité donnée d’équipements ONU. Le réseau ODN donné comprend donc une pluralité de canaux de transmission (appelés par la suite « canaux de transmission principaux »), chacun reliant le port donné de l’équipement OLT à un des équipements ONU de la pluralité donnée, soit dans le sens descendant (« downstream », c'est-à-dire « OLT vers ONU ») soit dans le sens montant (« upstream », c'est-à-dire « ONU vers OLT »). Les étapes du procédé sont par exemple exécutées par une première machine de calcul comprise dans l’équipement OLT, ou bien par une deuxième machine de calcul comprise dans chacun des équipements ONU (ou dans au moins certains des équipements ONU), ou encore à la fois par la première et la deuxième machine de calcul précitées. Un exemple de réalisation d’une telle (première ou deuxième) machine de calcul est détaillé ci-dessous en relation avec la figure 6.
Etape 41
Dans une étape 41 , pour au moins un des équipements ONU de la pluralité donnée, on obtient une distance entre l’équipement OLT et cet équipement ONU, appelée par la suite « distance OLT/ONU ». Dans un mode de réalisation particulier, on obtient une distance OLT/ONU pour chacun des équipements ONU de la pluralité donnée.
Dans une première implémentation de l’étape 41, l’obtention d’une distance OLT/ONU pour un équipement ONU donné résulte d’un partage, entre l’équipement OLT et l’équipement ONU donné, d’un ensemble de paramètre(s) de transmission (incluant la distance OLT/ONU). Ce partage est effectué via un autre canal de transmission (par exemple bas débit), appelé par la suite « canal de transmission secondaire », qui est établi avant que ne soit établi le canal de transmission principal (haut débit) reliant le port donné de l’équipement OLT à l’équipement ONU donné.
Dans une deuxième implémentation de l’étape 41, l’obtention d’une distance OLT/ONU pour un équipement ONU donné résulte d’un partage entre l’équipement OLT et un autre équipement OLT d’une génération différente et utilisant le même réseau ODN donné. Le partage porte sur un ensemble de paramètre(s) de transmission (incluant la distance OLT/ONU). Ce partage est effectué via une interface de communication entre les deux équipements OLT de génération différentes. En d’autres termes, la connaissance de l’ensemble de paramètre(s) de transmission peut également être héritée, suite à une migration de technologies entre deux équipements OLT de générations différentes (par exemple une migration depuis un équipement OLT de type G-PON vers un équipement OLT de type HS-PON). Voir ci-après une présentation plus détaillée d’une telle migration de technologies.
Dans une variante de la première ou de la deuxième implémentation de l’étape 41, l’ensemble de paramètre(s) de transmission (partagé entre l’équipement OLT et l’équipement ONU donné) n’est pas limité à la distance OLT/ONU et inclut au moins un autre paramètre de transmission, relatif à la chaîne de transmission entre l’équipement OLT et l’équipement ONU donné (soit dans le sens descendant (« OLT vers ONU ») soit dans le sens montant (« ONU vers OLT »). Cette chaîne de transmission comprend par exemple les éléments suivants : émetteur optique (laser), canal optique, récepteur optique (photodiode de réception), amplificateur transimpédance, etc.
Par paramètre de transmission on entend notamment, mais non exclusivement :
• une température, de l’équipement OLT ou de l’équipement ONU ;
• une puissance optique émise par un émetteur compris dans l’équipement OLT ou l’équipement ONU ;
• une puissance optique reçue par un récepteur compris dans l’équipement OLT ou l’équipement ONU ;
• un courant de biais au sein d’un émetteur compris dans l’équipement OLT ou l’équipement ONU ;
• une tension de modulation au sein d’un émetteur compris dans l’équipement OLT ou l’équipement ONU ;
•
Etape 42
Dans une étape 42, on détermine une distance représentative associée au réseau ODN donné, en fonction de la ou les distance(s) OLT/ONU obtenue(s). Pour cette détermination, différents types de calcul sont possibles : moyenne, écart-type, disparité, etc. Dans le mode de réalisation particulier où on obtient une distance OLT/ONU pour chacun des équipements ONU de la pluralité donnée, la détermination de la distance représentative est fonction de toutes les distances OLT/ONU obtenues.
Dans l’étape 42, on tire profit du fait qu’en pratique, pour un réseau ODN considéré, les distances OLT/ONU sont centrées et la disparité de distances OLT/ONU (c'est-à-dire la différence entre la distance OLT/ONU pour l’équipement ONU le plus éloigné et la distance OLT/ONU pour l’équipement ONU le plus proche) est relativement faible (<lkm en moyenne à ce jour).
Etape 43 Dans une étape 43, on détermine un jeu de paramètres d’égalisation (aussi appelés par la suite « curseurs », « coefficients » ou « taps »), en fonction de la distance représentative. Les paramètres d’égalisation peuvent être préétablis par un abaque (dans ce cas, l’abaque permet d’obtenir les paramètres d’égalisation, connaissant la distance représentative). Dans une variante, les paramètres d’égalisation sont calculés à la volée (c'est-à-dire de manière dynamique).
Par exemple, si les équipements ONU du réseau ODN (arbre PON) considéré sont distribués en moyenne à 17km +/-lkm de l’équipement OLT (ce qui constitue la « distance représentative » précitée), les paramètres d’égalisation seront adaptés à cette distance représentative (et non pas à la gamme de distances OLT/ONU possibles, égale typiquement à 0-20km).
Dans une variante de l’étape 43, si l’ensemble de paramètre(s) de transmission (échangé à l’étape 41) inclut au moins un autre paramètre de transmission, la détermination du au moins un paramètre d’égalisation est également fonction de ce(s) autre(s) paramètre(s) de transmission. En effet, les autres paramètres de transmission influent sur les paramètres physiques de la transmission. Par exemple, l’augmentation de la température de l’émetteur laser se traduit par une réduction de la bande-passante. Cette réduction de la bande passante de l’émetteur laser se traduit par une réduction de la fonction de transfert globale du système (la fonction de transfert globale étant le produit des fonctions de transfert de l’émetteur, du canal et du récepteur).
Etape 44
Dans une étape 44, on effectue une égalisation des canaux de transmission principaux compris dans le réseau ODN donné, en fonction du ou des paramètre(s) d’égalisation. L’égalisation comprend une égalisation de type pré-compensation (effectuée par un élément d’égalisation compris dans l’équipement OLT) et/ou une égalisation de type post-compensation (effectuée par un élément d’égalisation compris dans chacun - ou au moins un - des équipements ONU). L’égalisation par pré et/ou postcompensation est effectuée soit pour le sens descendant (« OLT vers ONU ») soit pour le sens montant (« ONU vers OLT »). On utilise par exemple un module d’égalisation de type FFE, DFE, CTLE, etc., exécuté sur un processeur DSP. Comme déjà mentionné plus haut, un module d’égalisation FFE est caractérisé par son nombre de « curseurs » (aussi appelés « coefficients » ou « taps ») servant à définir sa réponse impulsionnelle, ainsi que par l’intervalle temporel séparant ces curseurs. Plus le nombre de curseurs sera important, plus la capacité d’égalisation sera adaptée à la variété de canaux considérés. De même, plus l’intervalle temporel sera faible, plus le module d’égalisation permettra de compenser des canaux larges spectralement. L’utilisation d’un module d’égalisation FFE dans un réseau PON de type HS-PON, avec des débits de 50Gb/s NRZ (donc larges spectralement) impose des contraintes fortes sur l’intervalle temporel nécessaire à l’élément d’égalisation (typiquement lOps ; soit 172 avec T : temps symbole (=l/50GHz en 50Gb/s)).
Dans l’état de l’art, pour un intervalle temporel aussi faible, les éléments d’égalisation dont le coût financier est raisonnable ne comprennent qu’un faible nombre de curseurs (une dizaine typiquement). Cette limitation du nombre de curseurs empêche d’égaliser correctement la totalité des canaux de transmission possibles dans la gamme 0-20km.
Avec la solution proposée, cette limitation du nombre de curseurs n’empêche pas d’effectuer une égalisation convenable puisque cette égalisation ne s’applique pas à la totalité des canaux de transmission possibles dans la gamme 0-20km, mais seulement aux canaux de transmission existant effectivement dans le réseau ODN considéré (et dont la distance OLT/ONU est égale à, ou approximée par, la distance représentative déterminée à l’étape 42 et associée à ce réseau ODN considéré).
Avec la solution proposée, la méthode pour obtenir les curseurs (coefficients ou taps) à l’étape 43, est par exemple la suivante : une fois que les canaux de transmission à égaliser ont été estimés à partir des distances ONU/OLT (et éventuellement des autres paramètres de transmission), ces canaux sont moyennés (différents types de calcul sont possibles : moyenne, écart-type, disparité, etc.). Il en résulte un canal global possédant des caractéristiques représentatives de l’ensemble des liens ONU/OLT (notamment une distance OLT/ONU représentative). La réponse impulsionnelle de ce canal global est extraite (par transformée de Fourier inverse) et utilisée pour calculer les paramètres optimaux de l’élément d’égalisation (c'est-à-dire les curseurs/coefficients/taps précités), comme décrit par exemple par CIOFFI (voir « https ://cioffï- group.stanford.edu/doc/book/chap3.pdf », équation 3.313).
Etape 45
Dans une implémentation particulière, une étape 45 permet d’effectuer une mémorisation dans l’équipement OLT, ou une émission vers un dispositif apte à mémoriser, l’ensemble de paramètre(s) de transmission (ou de paramètres qui en sont représentatifs) en vue d’un autre partage ultérieur.
Le principe général de la solution proposée est maintenant résumé en relation avec les figures 5A, 5B et 5C. La figure 5A présente un exemple de réseau PON comprenant des premier et deuxième réseaux ODN, référencés 0DN1 et 0DN2 respectivement. La figure 5B illustre des courbes d’évanouissement de canaux optiques compris dans le premier réseau 0DN1 de la figure 5 A (canaux optiques entre l’équipement OLT et les équipements ONU référencés 0NU1, 0NU2 et 0NU3). La figure 5C illustre des courbes d’évanouissement de canaux optiques compris dans le deuxième réseau 0DN2 de la figure 5 A (canaux optiques entre l’équipement OLT et les équipements ONU référencés 0NU4, 0NU5 et 0NU6).
On voit que les courbes C-0NU1, C-0NU2 et C-0NU3 de la figure 5B (associées aux trois canaux reliant chacun l’équipement OLT à l’un des équipements 0NU1, 0NU2 et 0NU3) montrent que leurs pics d’évanouissement sont sensiblement co-localisés en fréquence, ce qui justifie que la solution proposée réalise une égalisation pour ces trois canaux.
On voit également que les courbes C-0NU4, C-0NU5 et C-0NU6 de la figure 5C (associées aux trois autres canaux reliant chacun l’équipement OLT à l’un des équipements 0NU4, 0NU5 et 0NU6) montrent que leurs pics d’évanouissement sont également sensiblement co-localisés en fréquence, ce qui justifie que la solution proposée réalise une égalisation pour ces trois autres canaux, et que leurs pics d’évanouissement sont décalés fréquentiellement par rapport à ceux des courbes C-ONU 1 , C-0NU2 et C- 0NU3 de la figure 5B, ce qui justifie que la solution proposée ne réalise pas la même égalisation pour chacun des deux groupes de trois autres canaux. La figure 6 présente la structure d'une machine de calcul 60 selon un mode de réalisation particulier de l’invention, configuré pour mettre en œuvre le procédé de la figure 4 et pouvant être implémenté dans l’équipement OLT et/ou dans l’équipement ONU.
Cette structure comprend une mémoire vive 62 (par exemple une mémoire RAM), une mémoire morte 63 (par exemple une mémoire ROM ou un disque dur) et une unité de traitement 61 (équipée par exemple d’un processeur, et pilotée par un programme d’ordinateur 630 stocké dans la mémoire morte 63). A l’initialisation, les instructions de code du programme d’ordinateur 630 sont par exemple chargées dans la mémoire vive 62 avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 61.
Cette figure 6 illustre seulement une manière particulière, parmi plusieurs possibles, d’implémenter le procédé de l’invention sur une machine de calcul. En effet, le procédé de l’invention s’implémente indifféremment sur une machine de calcul reprogrammable (un ordinateur PC, un processeur DSP ou un microcontrôleur) exécutant un programme comprenant une séquence d’instructions, ou sur une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA ou un ASIC, ou tout autre module matériel).
Dans le cas d’une implémentation sur une machine de calcul reprogrammable, le programme correspondant (c'est-à-dire la séquence d’instructions) pourra être stocké dans un médium de stockage amovible (tel que par exemple une disquette, un CD-ROM ou un DVD-ROM) ou non, ce médium de stockage étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou un processeur.
Migration de technologies entre deux équipements OLT de générations différentes (pour le même réseau ODN)
Il est proposé un échange, entre deux générations équipements OLT, de paramètres sur l’infrastructure optique (réseau ODN) qui va être partagée via de la coexistence entre les deux générations d’équipements OLT. Par exemple, un équipement OLT de type G-PON ou XG(S)-PON va informer un équipement OLT de type HS-PON des paramètres de supervision (BBF TR-280) et d’autres paramètres de fonctionnement, notamment : le nombre d’équipements ONU connectés ; • les distances OLT/ONU (distances entre l’équipement OLT et chacun des équipements ONU) ;
• la température, le voltage, le courant de biais d’un émetteur compris dans un des équipements ONU ou dans l’équipement OLT ;
• la puissance optique émise par un émetteur compris dans un des équipements ONU ou dans l’équipement OLT ;
• la puissance optique reçue par un récepteur compris dans un des équipements ONU ou dans l’équipement OLT ;
• l’historique du monitoring de la performance du correcteur (FEC) et des GEM ports ;
•
L’ensemble de ces paramètres va permettre à l’équipement OLT de type HS-PON d’optimiser la transmission de la couche physique pour le réseau ODN (arbre PON) considéré. En effet, la connaissance de la portée (distance) et du budget optique pour chacun des clients (équipements ONU) sont, par exemple, des données essentielles à l’optimisation des paramètres de traitement du signal, pour l’égalisation notamment. Ainsi la connaissance de la statistique de l’ensemble des clients de l’infrastructure considérée (réseau ODN considéré) permet d’optimiser le traitement du signal pour desservir l’ensemble des clients. En effet, une statistique en portée de clients centrée à 5 km avec une disparité de 1 km ne nécessitera pas les mêmes paramètres de traitement dispositif intermédiaire signal (notamment d’égalisation) qu’une statistique en portée de clients centrée à 12 km avec une disparité de 8 km.
Cet échange peut être ponctuel lors de l’installation du réseau HS-PON. Cet échange peut être périodique ou lié à un événement entre les générations d’équipements OLT. Typiquement, un client qui disparaît d’un réseau G-PON ou XG(S)-PON est potentiellement un client qui va migrer vers le réseau HS-PON. Autrement, un processus de bascule d’un client sur le réseau HS-PON (par « pre-provisionning ») peut nécessiter que l’équipement OLT du type HS-PON interroge l’équipement OLT du type G-PON ou XG(S)-PON sur les paramètres de fonctionnement de ce client avant cette bascule.
L’échange peut être mis en œuvre comme suit : • identification des données d’un réseau PON par un équipement OLT d’un premier type ;
• mémorisation locale de ces données, par exemple au sein de l’équipement OLT du premier type (ou d’un équipement situé dans le central office, ou distant, par exemple au sein d’un contrôleur de réseaux ou d’une base de données disjointe) ;
• échange (en local ou à distance) de ces données via une interface entre l’équipement OLT du premier type et un équipement OLT d’un deuxième type ; et
• prise en compte de ces données par l’équipement OLT du deuxième type (HS- PON par exemple) pour optimiser notamment la connectivité couche physique des clients.
Ainsi, les paramètres échangés peuvent être utilisés pour effectuer, grâce à l’équipement OLT du deuxième type (HS-PON par exemple), au moins une fonction complémentaire autre que l’égalisation :
• la connaissance du point de fonctionnement des différents composants de la chaîne de transmission permet d’en optimiser les performances. La température joue par exemple un rôle dans la bande passante du laser (voir par exemple : S. J. Wand, T. M. Shen and N. K. Dutta, "Temperature dependence of the bandwidth of buried heterostructure distributed feedback lasers," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 1, no. 9, pp. 258-260, Sept. 1989, doi: 10.1109/68.43338) ;
• de même, le courant de biais ou la tension de modulation appliquée aux éléments influent sur leurs performances. La connaissance de la puissance d’émission ou de réception (Ptx/Prx) permet d’avoir une meilleure idée de l’état du système ;
• la pré-connaissance de paramètres de configuration comme les GEM-ports peut permettre une migration plus rapide entre technologies PON (pas besoin de configurer la nouvelle technologie) ;
• la connaissance de l’historique des alarmes peut quant à elle permettre d’exclure certaines interventions inutiles. Par exemple, si on a remarqué avec la génération d’équipement antérieurs que l’équipement d’un client remonte une alarme à heure fixe et que cette série d’alarmes s’avère inoffensif, après migration cette connaissance peut permettre de déclarer immédiatement inoffensives les alarmes générées sur la nouvelle génération par le même client ;
• la connaissance de la distance OLT-ONU peut de son côté accélérer et simplifier la phase de « ranging » de l’équipement ONU nouvelle-génération après migration (la phase de ranging est la phase permettant à l’équipement OLT de découvrir des équipements ONU et d’estimer notamment leur distance OLT/ONU pour gérer convenablement dans le temps l’attribution des « temps de parole » des équipements ONU (ou temps d’émission) ;

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé d’égalisation dans un réseau d’accès de type réseau optique passif (PON), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes, pour un réseau de distribution optique (ODN) donné reliant un port donné d’une terminaison de ligne optique (OLT) à une pluralité donnée d’unités de réseau optique (ONU) :
- pour au moins une des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée, obtention (41) d’une distance entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) ;
- détermination (42) d’une distance représentative associée au réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction de la ou les distances obtenues ;
- détermination (43) d’au moins un paramètre d’égalisation, en fonction de la distance représentative ; et
- égalisation (44) de canaux de transmission compris dans le réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction dudit au moins un paramètre d’égalisation, chacun des canaux de transmission reliant le port donné de la terminaison de ligne optique (OLT) à une des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée.
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape d’obtention d’une distance est effectuée pour chacune des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée, et en ce que la détermination de la distance représentative est fonction des distances obtenues pour lesdites unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée.
3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’obtention d’une distance pour une unité de réseau optique (ONU) donnée résulte d’un partage d’un ensemble de paramètre(s) de transmission incluant ladite distance, entre la terminaison de ligne optique (OLT) et l’unité de réseau optique (ONU) donnée, via un autre canal de transmission qui est établi avant que ne soit établi ledit canal de transmission reliant le port donné de la terminaison de ligne optique (OLT) à l’unité de réseau optique (ONU) donnée. 4) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’obtention d’une distance pour une unité de réseau optique (ONU) donnée résulte d’un partage d’un ensemble de paramètre(s) de transmission incluant ladite distance, entre la terminaison de ligne optique (OLT) et une autre terminaison de ligne optique d’une génération différente, et également reliée audit réseau de distribution optique (ODN).
5) Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit ensemble de paramètre(s) de transmission inclut au moins un autre paramètre de transmission d’une chaîne de transmission entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) donnée, distinct de la distance entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) donnée, et en ce que la détermination dudit au moins un paramètre d’égalisation est également fonction dudit au moins un autre paramètre de transmission.
6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit au moins un autre paramètre de transmission appartient au groupe comprenant :
- une température, de la terminaison de ligne optique (OLT) ou de l’unité de réseau optique (ONU) ;
- une puissance optique émise par un émetteur (T) compris dans la terminaison de ligne optique (OLT) ou l’unité de réseau optique (ONU) ;
- une puissance optique reçue par un récepteur (R) compris dans la terminaison de ligne optique (OLT) ou l’unité de réseau optique (ONU) ;
- un courant de biais au sein d’un émetteur (T) compris dans la terminaison de ligne optique (OLT) ou l’unité de réseau optique (ONU) ; et
- une tension de modulation au sein d’un émetteur (T) compris dans la terminaison de ligne optique (OLT) ou l’unité de réseau optique (ONU).
7) Procédé selon Tune quelconque des revendication 3 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de mémorisation (45) dans la terminaison de ligne optique (OLT), ou d’émission vers un dispositif apte à mémoriser, dudit ensemble de paramètre(s) de transmission ou de paramètres qui en sont représentatifs, en vue d’un autre partage ultérieur. 8) Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’égalisation comprend au moins un type d’égalisation appartenant au groupe comprenant :
- une égalisation de type pré-compensation, effectuée dans la terminaison de ligne optique (OLT) et s’appliquant pour un sens descendant, depuis la terminaison de ligne optique (OLT) vers la pluralité donnée d’unités de réseau optique (ONU) ;
- une égalisation de type post-compensation, effectuée dans au moins une des unités de réseau optique (ONU) et s’appliquant pour un sens descendant, depuis la terminaison de ligne optique (OLT) vers ladite unité de réseau optique (ONU) ;
- une égalisation de type pré-compensation, effectuée dans la terminaison de ligne ; optique (OLT) et s’appliquant pour un sens montant, depuis une des unités de réseau optique (ONU) vers la terminaison de ligne optique (OLT) ; et
- une égalisation de type post-compensation, effectuée dans au moins une des unités de réseau optique (ONU) et s’appliquant pour un sens montant, depuis ladite unité de réseau optique (ONU) vers la terminaison de ligne optique (OLT).
9) Produit programme d'ordinateur, comprenant des instructions de code de programme qui, quand elles sont exécutées par une machine de calcul, provoquent la réalisation par la machine de calcul du procédé selon Tune quelconque des revendications 1 à 8.
10) Terminaison de ligne optique (OLT) d’un réseau d’accès de type réseau optique passif (PON), caractérisé en ce qu’il comprend, pour un réseau de distribution optique (ODN) donné reliant un port donné de ladite terminaison de ligne optique (OLT) à une pluralité donnée d’unités de réseau optique (ONU) :
- des moyens d’obtention, pour au moins une des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée, d’une distance entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) ;
- des moyens de détermination d’une distance représentative associée au réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction de la ou les distances obtenues ;
- des moyens de détermination d’au moins un paramètre d’égalisation, en fonction de la distance représentative ; et - des moyens d’égalisation de canaux de transmission compris dans le réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction dudit au moins un paramètre d’égalisation, chacun des canaux de transmission reliant le port donné de la terminaison de ligne optique (OLT) à une des unités de réseau optique (ONU) de la pluralité donnée.
11) Unité de réseau optique (ONU) d’un réseau d’accès de type réseau optique passif (PON), caractérisé en ce qu’elle comprend, pour un réseau de distribution optique (ODN) donné reliant un port donné d’une terminaison de ligne optique (OLT) à une pluralité donnée d’unités de réseau optique (ONU) incluant ladite unité de réseau optique (ONU) :
- des moyens d’obtention, pour au moins ladite unité de réseau optique (ONU), d’une distance entre la terminaison de ligne optique (OLT) et ladite unité de réseau optique (ONU) ;
- des moyens de détermination d’une distance représentative associée au réseau de distribution optique (ODN) donné, en fonction de la ou les distances obtenues ;
- des moyens de détermination d’au moins un paramètre d’égalisation, en fonction de la distance représentative ; et
- des moyens d’égalisation, en fonction dudit au moins un paramètre d’égalisation, du canal de transmission reliant le port donné de la terminaison de ligne optique (OLT) à ladite unité de réseau optique (ONU).
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