CN101026416A - 光网络单元及其控制方法 - Google Patents

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黄强圃
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Abstract

一种光网络单元，包括一光接收模块、一能量转换模块以及一调整模块。光接收模块接收一光功率信号；能量转换模块将光功率信号转换为一电平信号；调整模块依据电平信号产生一功率调整信号，并据以调整光网络单元的一发射功率。本发明亦揭露一种光网络单元的控制方法，包括以下步骤：接收一光功率信号；将光功率信号转换为一电平信号；依据电平信号产生一功率调整信号；以及依据功率调整信号调整光网络单元的一发射功率。

Description

光网络单元及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种光网络单元，特别涉及一种可主动地控制发射功率的光网络单元。
背景技术
请参照图1所示，无源光网络(Passive Optical Network，PON)1技术是一种一点到多点的光纤传输技术，其一般是由一光线路终端设备(Optical Line Termination，OLT)11藉由一光分配网络(OpticalDistribution Network，ODN)13，而与多个光网络单元(Optical NetworkUnit，ONU)12进行信息传输，其中，光分配网络13是由多个光分路器(Splitter)131所组成。
由于光线路终端设备11的一接收单元的执行速率需大于1244.16Mb/s，因此光线路终端设备11的接收单元必须具备高灵敏度及大动态范围的特点。光网络单元12的一发射机的发射功率，在经过光分配网络13而将信息传输至光线路终端设备11时，若功率太大，会造成光线路终端设备11的接收单元的负载过高；而若功率太小，则会造成光线路终端设备11将信息误判为噪声，导致信息的遗漏。因此，在光线路终端设备11与光网络单元12之间必须取得适当的传输功率，以维持光线路终端设备11的使用寿命，同时避免信息的遗漏。
由于光网络单元12分散于各地，因此各个光网络单元12与光线路终端设备11的距离皆不相等，现有技术是由光线路终端设备11发送一测试信号至各光网络单元12，而各光网络单元12则将一光功率信号发射至光线路终端设备11，再由光线路终端设备11测量每个光网络单元12的光功率信号强度，并依据强度分类后，再通知各光网络单元12是否需要提高或降低发射功率或维持原发射功率，换言之，光网络单元12仅具备有被动地提高或降低发射功率的能力，而无法主动地判断或控制发射功率，使得光线路终端设备11必须要具备有强大的运算功能，以维持无源光网络1的传输效率，因此也会使得光线路终端设备11的设计较为复杂。
因此，如何提供一种光网络单元及其控制方法以简化无源光网络中的光线路终端设备的设计复杂度，并使得光网络单元具有主动地控制或判断所需发射功率的功能，实属当前重要课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种可主动地控制发射功率的光网络单元及其控制方法，简化无源光网络中的光线路终端设备的设计复杂度，并维持信息传输的最佳效率。
缘是，为达上述目的，依据本发明的一种光网络单元包括一光接收模块、一能量转换模块以及一调整模块。光接收模块接收一光功率信号；能量转换模块将光功率信号转换为一电平信号；调整模块依据电平信号产生一功率调整信号，并据以调整光网络单元的一发射功率。
本发明亦提供一种光网络单元的控制方法，其包括以下步骤：接收一光功率信号；将光功率信号转换为一电平信号；依据电平信号产生一功率调整信号；以及依据功率调整信号调整光网络单元的一发射功率。
承上所述，因依据本发明的一种光网络单元及其控制方法是利用能量转换模块及调整模块，而使得光网络单元能够依据光线路终端设备所传输的光功率信号，而主动地判断及控制所需的发射功率的大小。与现有技术相较，本发明应用于无源光网络时，能够简化光线路终端设备的设计复杂度，且光网络单元亦能够随着动态的改变，而随时改变发射功率，以维持信息传输的最佳效率。
附图说明
图1为一种现有无源光网络的结构图；
图2为依据本发明较佳实施例的一种光网络单元的方块图；
图3为图2的光网络单元的调整模块的示意图；
图4为图3的调整模块的功率调整回路的主要电路图；
图5为依据本发明较佳实施例的光网络单元，其中，能量转换模块所产生的电平信号，及调整模块所产生的功率调整信号的一关系图；以及
图6为依据本发明较佳实施例的一种光网络单元的控制方法的流程图。
附图符号说明：
1-无源光网络
11-光线路终端设备
12-光网络单元
13-光分配网络
131-光分路器
21-光网络单元
211-光接收模块
212-能量转换模块
213-调整模块
2131-功率调整回路
2132-驱动回路
214-发射模块
S1-光功率信号
S2-电平信号
S3-功率调整信号
R1-偏压电阻
R2-调制电阻
R3～R6-电阻器
OP1、OP2-运算放大器
IAPC-偏压电流
IMOD-调制电流
VAPC-偏压电压
VMOD-调制电压
S01～S04-流程步骤
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的一种光网络单元及其控制方法，其中，相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
请参照图2所示，本发明较佳实施例的一种光网络单元21可与一光线路终端设备配合应用于一无源光网络，其中，光网络单元21包括一光接收模块211、一能量转换模块212以及一调整模块213。
光接收模块211接收一光功率信号S1，本实施例中，光功率信号S1是由光线路终端设备(此图中未显示)藉由一光分配网络(此图中未显示)而传送至光网络单元21的光接收模块211。
能量转换模块212将光功率信号S1转换为一相对应的电平(Level)信号S2。本实施例中，电平信号S2是一电压信号。
调整模块213依据电平信号S2产生一功率调整信号S3，并且依据功率调整信号S3调整光网络单元21的一发射模块214的发射功率，本实施例中，功率调整信号S3是一电流信号，发射模块214是一激光模块。
另外，请参照图3所示，调整模块213包括一功率调整回路2131及一驱动回路2132。其中，功率调整回路2131接收电平信号S2并产生功率调整信号S3；而驱动回路2132则依据功率调整信号S3来驱动光网络单元21的发射模块214的发射功率，本实施例中，驱动回路2132可以数字方式实现，即驱动回路2132可为一驱动IC。
由于发射模块214的驱动回路2132一般是采用电压控制电流源(VCCS)的驱动方式，且通常是由一偏压电流及一调制电流来控制。因此，请参照图4所示，本实施例中，功率调整回路2131包括二组运算放大器OP1、OP2以分别依据电平信号S2，而产生功率调整信号S3，其中，功率调整信号S3即是分别为图4所示的偏压电流IAPC及调制电流IMOD。本实施例中，运算放大器OP1与电阻器R3、R4构成一负反馈运算放大器，其电连接一偏压电阻R1；运算放大器OP2与电阻器R5、R6构成另一负反馈运算放大器，其电连接一调制电阻R2。其表达式如下所示：
V APC = R 1 I APC - R 4 S 3 R 3
V MOD = R 2 I MOD - R 6 S 3 R 5
其中，R1是偏压电阻，R2是调制电阻，VAPC是偏压电压，VMOD是调制电压。
由上述表达式的结果，即能够得到如图5所示的对应结果，电平信号S2与功率调整信号S3呈线性关系，且本实施例中，电平信号S2与功率调整信号S3是呈反比关系。换言之，当光网络单元21的光接收模块211所接收到的光功率信号S1越大时，则代表光网络单元21与光线路终端设备距离较近，因此光网络单元21的发射模块214仅需要以较小的发射功率即可将信息传输至光线路终端设备。
另外，本发明较佳实施例的一种光网络单元的控制方法，请参照图6所示，其包括以下步骤：步骤S01，接收一光功率信号；步骤S02，将该光功率信号转换为一电平信号；步骤S03，依据该电平信号产生一功率调整信号；步骤S04，依据该功率调整信号调整该光网络单元的一发射功率。
由于本发明较佳实施例的光网络单元的控制方法已在上述实施例一并说明，故在此不再赘述。
综上所述，因依据本发明的一种光网络单元及其控制方法是利用能量转换模块及调整模块，而使得光网络单元能够依据光线路终端设备所传输的光功率信号，而主动地判断及控制所需的发射功率的大小。与现有技术相较，本发明应用于无源光网络时，能够简化光线路终端设备的设计复杂度，且光网络单元亦能够随着动态的改变，而随时改变发射功率，以维持信息传输的最佳效率。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在后附的申请专利范围中。

Claims (15)

1、一种光网络单元，包括：
一光接收模块，用于接收一光功率信号；
一能量转换模块，用于将该光功率信号转换为一电平信号；以及
一调整模块，用于依据该电平信号产生一功率调整信号，其发射功率由该调整模块依据该功率调整信号而调整并据以调整该光网络单元的一发射功率。
2、如权利要求1所述的光网络单元，其中，该电平信号是一电压信号。
3、如权利要求1所述的光网络单元，其中，该调整模块包括：
一功率调整回路，用于接收该电平信号，并产生该功率调整信号；以及
一驱动回路，用于依据该功率调整信号以调整该光网络单元的该发射功率。
4、如权利要求3所述的光网络单元，其中，该功率调整回路包括至少一负反馈运算放大器电连接一偏压电阻以及另一负反馈运算放大器电连接一调制电阻。
5、如权利要求1所述的光网络单元，其中，该功率调整信号是一电流信号。
6、如权利要求1所述的光网络单元，其中，该电平信号与该功率调整信号是成线性关系。
7、如权利要求6所述的光网络单元，其中，该电平信号与该功率调整信号是成反比关系。
8、如权利要求1所述的光网络单元，其中，该调整模块是依据该功率调整信号，以调整该光网络单元的一发射模块的该发射功率，其中，该发射模块是一激光模块。
9、一种光网络单元的控制方法，包括以下步骤：
接收一光功率信号；
将该光功率信号转换为一电平信号；
依据该电平信号产生一功率调整信号；以及
依据该功率调整信号调整该光网络单元的一发射功率。
10、如权利要求9所述的控制方法，其中，当该电平信号越大时，则该功率调整信号越小。
11、如权利要求10所述的控制方法，其中，该电平信号是藉由一偏压电阻，而产生该功率调整信号。
12、如权利要求10所述的控制方法，其中，该电平信号是藉由一调制电阻，而产生该功率调整信号。
13、如权利要求9所述的控制方法，其中，该电平信号是一电压信号。
14、如权利要求9所述的控制方法，其中，该功率调整信号是一电流信号。
15、如权利要求9所述的控制方法，其中，该功率调整信号是调整该光网络单元的一发射模块的该发射功率，其中，该发射模块是一激光模块。
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