CN108768514B - 光网络***、装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及光分配网络中差分路径损耗的动态均衡。从连接到光集线器的多个光网络单元接收的功率差可能超过可允许的动态范围。动态范围可以通过确定在光集线器处接收的来自每个光网络单元的功率并且调节从一个或更多个光网络单元发射的功率以减小总动态范围来减小。对于每个光网络单元，集线器可以确定来自光网络单元的上行信号中的接收到的光功率，并接收所发射的功率的数字表示。集线器可以确定调节从光网络单元的一个或更多个发送的光功率以减小动态范围。可以通过经由下行信号将来自光集线器的命令发送到每个被调节的光网络单元来执行对在光网络单元处的光功率的调节。

Description

光网络***、装置及方法
相关申请的交叉引用
本专利文献要求2017年4月19日提交的美国临时专利申请号为 62/487,268的优先权利益。前述专利申请的全部内容通过引用被并入作为本文件的公开内容的一部分。
技术领域
本公开涉及光网络。
背景
光网络提供用于高速数字通信的主干网。光纤中的单个波长信道可以支持每秒10千兆比特(GBPS)的数据速率，且单条光纤可以支持在该光纤上的100GBPS或更高的总数据速率的多个波长信道。在无源光网络中，光线路终端(OLT)可以连接到多个光节点，其中每个连接经由一个或更多个不同的光纤。光节点可以分开很大的距离并且位于距OLT不同的距离处。例如，光节点可以距离集线器很多公里，并且光节点可以彼此相距很多公里。因此，光节点可以通过不同长度的光纤与光集线器通信。与不同长度的光纤相关联的是不同的光路损耗，其导致集线器处的不同光功率。需要新技术来在集线器处适应不同光功率。
概述
公开了装置、方法和***。在一个方面中，公开了一种光网络***。该***可以包括包含光学检测器的光集线器。该***还可以包括第一光节点和/或第二光节点，该第一光节点包括通过具有第一光路径损耗的第一光纤耦合到光集线器的第一光源，该第二光节点包括通过具有第二光路径损耗的第二光纤耦合到光集线器的第二光源。该***还可以包括光分配网络，该光分配网络包括功率分配器或波分复用器、第一光纤和第二光纤。光学检测器可以确定通过第一光纤从第一光源接收到的第一光功率。光学检测器可以确定通过第二光纤从第二光源接收到的第二光功率。光集线器可以将第一光功率与第二光功率进行比较。当第一光功率超过第二光功率预定阈值时，光集线器可以生成将被发送到第一光节点的消息，以引起对第一光功率的、导致超过第二光功率小于预定阈值的调节。
以下特征可能被包括在任何组合中。消息可以包括用于调节在第一光节点处的激光器的光功率的命令。消息可以包括用于调节在第一光节点处的光放大器的增益的命令。第一光节点可以向光集线器发送指示第一光路径损耗的消息，和/或第二光节点可以向光集线器发送指示第二光路径损耗的另一消息。集线器可以基于第一光路径损耗和第二光路径损耗来确定调节。第一光节点可以通过发送第一标识符向光集线器进行注册，并且第二光节点可以通过发送第二标识符向光集线器进行注册。波分复用器可以根据波长将下行信号从光集线器分离到第一光节点和第二光节点，并且可以组合来自第一光节点和第二光节点的不同波长的上行信号。从光集线器到第一光节点和第二光节点的下行信号可以在时间上分离，并且来自光集线器的下行信号中的功率可以被功率分配器分成到第一光节点和第二光节点的部分。功率分配器可以组合来自第一光节点和第二光节点的时间上分离的上行信号以提供给光集线器。第一光纤可以比第二光纤更长，导致第一光路径损耗大于第二光路径损耗。
另一方面，公开了一种光通信装置。该装置可以包括至少一个存储器、至少一个处理器和光收发器。处理器可以被配置为从存储器读取指令并且实施光通信方法。指令可以包括用于由光集线器处的光学检测器确定通过第一光纤从在第一光节点处的第一光源接收的第一光功率的代码。指令还可以包括用于由光集线器处的光学检测器确定通过第二光纤从在第二光节点处的第二光源接收的第二光功率的代码。指令还可以包括用于在光集线器处将第一光功率与第二光功率进行比较的代码。可以提供代码以用于在第一光功率超过第二光功率预定阈值时在光集线器处生成将被发送到第一光节点的引起对第一光功率的调节的消息，该调节导致第一光功率超过第二光功率小于预定阈值。
另一方面，光学***可以包括包含光学检测器的光集线器。光检测器可以确定通过第一光纤从第一光节点处的第一光源接收到的第一光功率。光检测器可以确定通过第二光纤从在第二光节点处的第二光源接收到的第二光功率。光集线器可将第一光功率与第二光功率进行比较，其中当第一光功率超过第二光功率预定阈值时，光集线器生成将被发送到第一光节点的引起对第一光功率的调节的消息，该调节导致第一光功率超过第二光功率小于预定阈值。该消息可以包括用于调节在第一光节点处的激光器的光功率的命令。该消息可以包括用于调节在第一光节点处的光放大器的增益的命令。
另一方面，光网络节点可以包括光接收器。光网络节点还可以包括光发射器，该光发射器包括通过具有光路径损耗的第一光纤耦合到光集线器的光源。光接收器可以被配置为接收使光网络节点调节光源的光功率以导致超过在另一光网络节点处的另一光功率小于预定阈值的消息。该消息可以包括用于调节在第一光节点处的激光器的光功率的命令。该消息可以包括用于调节在第一光节点处的光放大器的增益的命令。
附图说明
图1描绘了根据一些示例实施方式的光网络。
图2描绘了根据一些示例实施方式的光网络中的数据流的示例。
图3描绘了根据一些示例实施方式的光网络中的光功率控制方案的示例。
图4描绘了根据一些示例实施方式的过程的示例。
图5描绘了根据一些示例实施方式的装置的示例。
在可能的情况下，相似的参考数字指代相同或相似的特征。
详细描述
无源光网络包括光集线器(在本文中也称为光线路终端)、光网络单元(在本文中也称为光节点或节点)和光分配网络。光分配网络可以将光集线器连接到许多光网络单元，其中光网络单元可以放置在离光集线器各种距离处。下行有效载荷和控制数据可以从光集线器发送到光网络单元，并且上行有效载荷和控制数据可以从光网络单元发送到光集线器。控制数据可以包括命令和/或状态信息。光分配网络可以包括功率分配器或波长分束器，以将来自光集线器的光信号分离到光网络单元，并且将来自光网络单元的信号组合到光集线器。
多个光网络单元和光集线器之间的不同长度的光纤可能导致集线器和光网络单元的每一个之间的不同光路径损耗。例如，当光网络单元处的光源的每一个提供相同的功率并且在集线器和光网络单元之间光路径损耗比该集线器和另一个光网络单元之间的路径损耗大10分贝(dB)时，该集线器将需要在接收器处适应10dB的功率差。减小集线器处的光功率差可能会减小在集线器处的接收器必须在其中进行工作的动态范围。继续前面的示例，如果对应于具有10dB更多衰减的较长路径的光网络单元处的源增加10dB，则从较远的光网络单元接收的功率将与较近的光网络单元的功率相同，从而减小了在集线器处的接收器所需的动态范围。
在一些示例实施方式中，从连接到光集线器的多个光网络单元接收到的功率差可以通过以下方式来减小：确定在集线器处接收到的来自每个光网络单元的功率并且调节从一个或更多个光网络单元发射的功率以减小在集线器处从不同光网络单元接收到的光信号的动态范围。例如，动态范围可表示在光集线器处从光网络单元接收到的最强信号与在光集线器处从另一光网络单元接收到的最弱信号之间的差值。可选地，动态范围可以指来自所有光网络单元的最高平均接收功率与最低平均接收功率之间的差值。对于每个光网络单元，集线器可以确定从光网络单元到集线器的上行信号的接收光功率。如果上行信号的功率过于不同或者相差预定量，则集线器可以确定调节从光网络单元中的一个或更多个发送的光功率以便减小在集线器处的动态范围。对光网络单元处的光功率的调节可以通过以下方式来执行：经由下行信号将来自集线器的命令发送到每个被调节的光网络单元以对光网络单元进行调节。
图1描绘了根据一些示例实施方式的光网络100。光网络100包括光线路终端(OLT)110(在本文中也称为光集线器)、光分配网络(ODN) 120和光网络单元(ONU)130A-130C(也称为光节点或节点)。
OLT 110可以位于诸如网络服务提供商的中心局的中央位置。OLT 110 可以包括多个(a plurality of)光发射器和多个光接收器。不同的光发射器和接收器可以在不同的波长下工作，或者多个发射器和接收器可以在相同的波长下工作。
OLT 110可以包括多个发射器。例如，OLT 110可以包括与每个ONU 130A-130C通信的光发射器。每个发射器可以使用不同的波长工作。不同的波长可以通过光纤112传送并且由波分复用器/解复用器(WDM)116 解复用到诸如光纤132A-132C的多条光纤。在一些示例实施方式中，一个发射器可以生成特定波长的信号，或者如果使用高级调制，则可以生成多个波长。在一些实现中，WDM可以被包括在OLT 110中以将不同波长的信号组合到光纤112中。在另一个示例中，256个OLT发射信号可以由 WDM 116从光纤112解复用到连接到256个ONU的256条光纤。波分复用器可以是与波分解复用器相同的器件。在另一个示例中，光发射器可以使用一个波长进行操作，并且来自OLT 110的光信号可以由光功率分配器 116进行分离。例如，256个OLT发射信号可以由光纤112传送，并且来自光纤112的功率可以分离成256个部分，每个ONU一个部分。在另一个示例中，对于ONU 130A-130C的OLT发射信号可以从OLT 110通过光纤112传送，并且来自光纤112的功率可以在116处分离成多个部分并且经由光纤132A-132C而被提供给ONU 130A-130C中的每个。
OLT 110还可以包括多个接收器。例如，OLT 110可以包括与每个ONU 130A-130C通信的光接收器。每个接收器可以使用不同的波长来操作。不同的波长可以由诸如光纤132A-132C的多条光纤传送并且通过WDM 116 复用到光纤112上。在另一个示例中，来自256个ONU的由256条光纤传送的256个OLT接收信号可以通过WDM 116复用到光纤112上。在 OLT 110处，每个光信号(波长)可以耦合到不同的光检测器，或者多个波长可以耦合到一个检测器。在另一个示例中，光接收器可以使用一个波长来操作，并且从多个ONU到OLT 110的光信号可以由光功率合成器116 进行组合。例如，来自256个ONU的256个OLT接收信号可以由256条光纤传送到合成器116，并被组合到直至OLT 110的光纤112上。在另一个示例中，来自ONU130A-130C的OLT接收信号可以通过光纤132A-132C 从ONU 130A-130C传送到功率合成器116，并且经由光纤112将组合信号提供给OLT 110。
从OLT传递到ONU的信号可以被称为下行信号，并且从ONU传递到OLT的信号可以被称为上行信号。功率分配器可以支持时分多址 (TDMA)，其中多条链路使用相同的光纤并且信号按时间分开。WDM支持波分多址(WDMA)，其中多条链路可以使用相同的光纤，其中信号按波长分开。
光分配网络(ODN)120可以包括一条或更多条光纤(诸如连接到OLT 110的光纤112)、一个或更多个WDM/功率分配器以及将ONU连接到一个或更多个WDM/功率分配器的附加光纤。例如，光纤112可以将光集线器连接到WDM 116。光纤112可以传递来自OLT 110中的多个发射器和/ 或接收器的信号。WDM 116可以将各种波长***到连接到每个光网络单元130A-130C的单独光纤132A-132C。
根据光网络单元的位置，光分配网络120可以包括大量长度的光纤。作为说明性示例，OLT 110可以位于中心局。光纤112可以是3km长并且将集线器110连接到WDM 116。WDM116可以将各种波长处的信号***成由单独的光纤传送的单独的信号。例如，光纤132A可以将WDM 116 连接到位于距WDM 116为10km处的光网络单元130A，并且传送将要在光网络单元130A处接收的处于第一波长的信号，并且传送从光网络单元 130A发射的处于第二波长的信号。光纤132B可以将WDM 116连接到位于距WDM 116为8km处的光网络单元130B并且传送将要在光网络单元 130B处接收的处于第三波长的信号，并且传送从光网络单元130B发射的处于第四波长的信号。光纤132C可以将WDM 116连接到位于距WDM 116 为20km处的光网络单元130C，并且传送将要在光网络单元130C处接收的处于第五波长的信号，并且传送从光网络单元130C发射的处于第六波长的信号。附加光网络单元可以经由附加光纤连接到WDM 116。上述示例指示了示例距离和三个光网络单元，但也可以使用任何其他距离和/或任意数量的光网络单元。
每个光网络单元可以连接到一条或更多条光纤。例如，光网络单元 130A可以连接到光纤132A。光网络单元可以包括光发射器和光接收器。光发射器可以包括可以被调制为包括数据的光源。在一些示例实施方式中，光源可以耦合到半导体光放大器。可以经由偏置电压来调节从光源输出的功率，并且SOA还可以经由耦合到光纤的SOA中的增益来调节光功率。
图2描绘了根据一些示例实施方式的光网络中的数据流200的示例。图2的描述还参考了图1。在图2的示例中，OLT 110可以通过向光网络单元130A-130C发射下行信号210A-210C并接收上行信号220A-220C来与光网络单元130A-130C通信。不同的下行信号可以被发送到不同的光网络单元130A-130C，并且不同的上行信号可以在OLT 110处从不同的光网络单元130A-130C被接收。图2描绘了信息/数据流，并且没有描绘WDM、功率分配器或其他光学器件。
在一些示例实施方式中，OLT 110可以向每个光网络单元(例如光网络单元130A-130C)发射具有预定功率和表示预定功率的数据的信号。例如，OLT 110可以向光网络单元130A发射具有1毫瓦(0dBm)的光功率的下行信号210A。该信号可以包括表示光功率的数据(例如表示0dBm的二进制数)，其被调制到被发射的光信号上。OLT 110可以将相同或相似的信号发射到诸如130B和130C的其他光网络单元。每个光网络单元然后接收调制信号并解调该信号以确定表示OLT 110处的功率电平的数据。每个光网络单元使用检测器可以测量节点处接收到的功率。由于OLT 110与光网络单元130A-130C之间的光纤中的光信号衰减，每个光网络单元处接收的功率小于从OLT 110发射的功率。由于OLT 110与光网络单元130A-130C 之间的不同距离，所测量的功率在每个光网络单元处可能不同。例如，光网络单元130A距离OLT 110可以比光网络单元130B距离OLT 110远10 km，使得与光网络单元130B相比，导致在光网络单元130A处检测到更低的功率电平。由OLT 110发送的光功率(其由被调制到传送到每个光网络单元的光信号上的数据表示)与每个光网络单元处测量的功率之间的差值是光集线器与相应的光网络单元之间的光功率损耗(在本文中也称为光路径损耗)。
在一些示例实施方式中，每个光网络单元可以将表示在光网络单元与光集线器之间的相应的光功率损耗的数据调制到直至集线器的上行光链路上。例如，光网络单元130A可以将表示在光网络单元130A和OLT 110 之间的光功率损耗的数据调制到上行信号220A上。调制可以是模拟调制或数字调制，并且数据可以是光功率损耗的数字数据或模拟表示。光网络单元130B可以将光网络单元130B与OLT 110之间的光路径损耗的表示调制到上行信号220B上。光网络单元130C可以将光网络单元130C与OLT 110之间的光路径损耗的表示调制到上行信号220C上。上行光链路的功率可以是每个光网络单元处的相同的预定值或不同的值，或者可以根据光路径损耗来调节每个光网络单元处的光源的功率。例如，具有相应较大的到光集线器的光路径损耗的光网络单元可以被调节为从光源发射更多的功率以补偿附加路径损耗。以这种方式，OLT 110从每个光网络单元 130A-130C接收在OLT 110与光网络单元的每个之间的光路径损耗。
在一些示例实施方式中，OLT 110可以通过以下方式来调节上行信号 220A-220C的动态范围：经由下行链路信号210A-210C发送命令以使光网络单元130A-130C中的一个或更多个调节它们的发射功率。例如，上行信号220A可以以-10dBm的功率在OLT 110处被接收，上行信号220B可以以-15dBm的功率在OLT 110处被接收，上行信号220C可以以-30dBm的功率在OLT 110处被接收。在这个示例中，在OLT 110处接收到的信号的动态范围是20dB。为了减小接收到的信号的动态范围，OLT 110可以经由下行信号210C命令光网络单元130C将其发射功率增加8dB成为-22dBm。利用来自光网络单元130C的经调节的功率，OLT 110处的动态范围从20dB 减小至12dB。
在一些示例实施方式中，由多个光网络单元产生的光功率可以一起或独立进行调节。例如，光网络单元中的一个或更多个可以被一起命令来调节光节点处的光功率。在一些示例实施方式中，可以在***初始化时或在光网络的操作期间一起调节光网络单元。在另一个示例中，可以串行调节光网络单元。例如，来自第一光网络单元的源功率可以被调节，之后第二单元被调节，依次类推。串行调节可以包括通过多个光网络单元循环的多次迭代。在一些示例实施方式中，每次迭代可以包括在每个节点处的最小功率增量。在另一个示例中，由多个光网络单元产生的功率可以以循环方式或以预定模式产生。在一些示例实施方式中，调节来自光网络单元的光功率可能需要一些时间。例如，从光集线器发送命令的时间到调节来自光节点的光功率的时间之间的时间可以是200至600微秒。其他时间也是可能的。在一些示例实施方式中，附加时间可以允许来自光网络单元的光功率稳定。以这种方式，对光网络单元的后续调节在时间上可以间隔至少与调节时间加上稳定时间一样长的量。在一些示例实施方式中，可以并行测量在光集线器处接收到的功率电平(即，一次在集线器处测量来自多于一个光网络单元的光功率)。
图3描绘了根据一些示例实施方式的光网络300中的光功率控制方案的示例。图3的描述也参照了对图1和图2的描述。光网络300包括OLT 110、光分配网络120以及诸如光网络单元130A的一个或更多个光网络单元。尽管图3描绘了一个光网络单元，但是任意数量的光网络单元可以连接到光分配网络120和OLT 110。
OLT 110可以经由光分配网络120从光网络单元130A接收上行信号 320A。上行光信号320A在220A处源于光网络单元130A并被传递通过光分配网络120。上行光信号320A可以包括来自光网络单元130A的有效载荷数据和状态信息。例如，状态数据可以包括由光网络单元130A确定的在OLT 110和光网络单元130A之间的光路径损耗。
在350处，OLT 110可以利用检测器来确定来自光网络单元130A的接收功率。接收的功率可以用下面的等式表示：
PowerRx(i)＝PowerTx(i)-OPL(i)， 等式(1)
其中，PowerRx(i)是在OLT 110处从第i个光网络单元(例如，光网络单元 130A)接收到的(检测到的)功率，PowerTx(i)是由第i个光网络单元发射的功率，以及OPL(i)是在集线器和第i个光网络单元之间的光功率损耗。在图3的示例中，功率从光网络单元130A接收，其中i可以等于1。例如，当发射功率PowerTx(1)＝0dBm，并且光路径损耗为OPL(1)＝10dB时，接收功率PowerRx(i)＝-10dBm。
在352处，OLT 110可以包括控制逻辑以使从多个光网络单元(例如图2中的光网络单元130A-130C)接收到的功率发射当在OLT 110处被接收时位于上阈值功率之下且下阈值之上的信号。上阈值和下阈值可适应从各种光网络单元接收到的功率之间的预定的最大差值。预定的最大差值可适应由于温度或器件老化引起的来自光源的功率电平的小漂移或由于温度或诸如受灰尘或湿气影响的光学连接等缺陷而导致的光分配网络中的损耗变化。作为说明性示例，上阈值可以被设置为-10dBm，并且下阈值可以被设置为-25dBm。继续图2的示例，其中上行信号220A可以以-10dBm 的功率在OLT 110处被接收，上行信号220B可以以-15dBm的功率在OLT 110处被接收，并且上行信号220C可以以-30dBm的功率在OLT 110处被接收。在该示例中，从光网络单元130C接收的光功率在上阈值和下阈值的可接受范围之外并且应该被调节为在可接受的范围内。
在354处，OLT 110可以经由下行信号210C向光网络单元130C发送命令以将光网络单元130C的发射功率增加8dB成为-22dBm。然后来自光网络单元130C的功率位于上阈值和下阈值内。该命令可以被包括在经调制的下行信号中，该经调制的下行信号经由310A通过光分配网络120和 210A发送到控制器332A。
控制器332A可以包括光学检测器和解调器以生成有效载荷数据并确定从OLT 110发送的命令。例如，可以从OLT 110接收命令以调节由光网络单元130A生成的上行信号的功率。在一些示例实施方式中，OLT 110 可命令光网络单元130A调节半导体光放大器(SOA)340A的在236A处的增益。OLT 110可以经由激光偏置控制器334A命令调节以引起对由发射器338A中的诸如激光器的光源产生的功率的调节。在OLT 110处接收到的功率可以由以下等式表示：
PowerRx(i)'＝PowerTx(i)+ΔP(i)+Gain(i)-OPL(i)， 等式(2)
其中，PowerRx(i)'是在OLT 110处接收的功率，PowerTx(i)是由第i个光网络单元(例如，光网络单元e130A)发射的初始功率，ΔP(i)是由第i个发射器中的源生成的光功率的变化，Gain(i)是第i个SOA提供的增益，以及 OPL(i)是从OLT 110通过光分配网络120到第i个光网络单元的光路径损耗。在336A处调节源发射功率或在334A处调节相应的SOA的增益可以使从光网络单元接收的功率位于上阈值和下阈值之间。使用图2和图3作为说明性示例，OLT 110可以经由下行信号210C向光网络单元130C发送命令以利用对由等式2中的ΔP(i)表示的源发射功率和等式2中的Gain(i) 表示的SOA增益的调节的组合来将其发射功率从-30dBm增加8dB成为 -22dBm。在一些示例实施方式中，光源可以在保持所需的信噪比的同时具有有限的输出功率调节范围。例如，激光二极管可具有4dB的调节范围，尽管其他调节范围也是可能的。在一些示例实施方式中，SOA的调节范围可以大于激光二极管输出功率的调节范围。例如，SOA可具有10dB的调节范围。在220A处对提供给光分配网络的光功率的总调节是激光二极管功率调节与SOA增益范围的结果。在前面的示例中，总调节是4dB+10dB＝14dB。根据算法，OLT 110可以使激光功率调节和SOA增益调节之间的调节相称。例如，为了实现6dB的功率增量，SOA控制器336A可以由 OLT 110命令以将SOA 340A的增益增加3dB，并且激光偏置控制器334A 可以由OLT 110命令以将发射器338A中的光源上的功率增加3dB。在前面的示例中，SOA增益和光源功率调节的其他组合也可引起在220A处的 6dB的增量。在其他示例中，光功率的减小可以由OLT 110命令。在一些示例实施方示中，调节光功率可以使得能够使用不同的前向纠错码。例如，提高接收器处的光功率和信噪比使得能够使用具有较少编码增益的代码 (例如，Reed-Solomon(255，239)代替具有较高编码增益的代码)。
图4描绘了根据一些示例实施方式的过程的示例。图4的描述再次参考图1-3中的描述。在410处，光网络单元测量来自光集线器的下行信号的功率，并接收表示从光集线器发送的功率的数据。在415处，激光偏置控制器为光源设置起始功率，并且增益控制器为SOA设置起始增益。在 420处，光网络单元向光集线器注册并且向光集线器发送表示光路径损耗的数据。在425处，光网络单元可以向光集线器发射上行信号。在435处，光集线器可以测量来自光网络单元的上行信号的光功率。在440处，光集线器可以确定来自注册的光网络单元的一个或更多个的发射功率所需的调节。在445处，如果不需要调节，则光集线器继续监视从每个光网络单元接收的光功率。如果需要调节，则在450处将一个或更多个命令发送到一个或更多个光网络单元以调节光功率。在430处，在光网络单元处接收对激光偏置和/或光增益的调节，以引起来自需要改变的每个光网络单元的光功率的改变。图4中描绘的过程可以在启动新***时对每个光网络单元执行，可以在将新光网络单元添加到***时执行，并且可以在***运行时的不同时间执行。例如，该过程可以每个月一次或任何其他周期性或间歇性时间在所有光网络单元上执行。
在410处，光网络单元测量从光集线器发送的下行信号的功率，并接收表示从光集线器发送的功率的数据。如以上关于图2所描述的，光网络单元可以根据在光网络单元处接收到的信号的测量功率和包括从光集线器发送的功率的表示的数据来确定光网络单元与光集线器之间的光路径损耗。
在415处，激光偏置控制器为光源设置起始功率，并且增益控制器为 SOA设置起始增益。起始功率和起始增益可以是固定值，或者一个或二者可由OLT 110确定并作为起始功率发送到一个或更多个光网络单元。例如，起始功率可以是-3dBm，以及起始增益可以是3dB，以产生0dBm的光功率。在一些示例实施方式中，可以根据光网络单元和光集线器之间的光路径损耗来调节起始功率和起始增益。例如，如果光路径损耗超过预定值，则光网络单元可以调节起始增益和/或起始光功率，以使在光集线器处接收至少最小功率。连接到光集线器的每个光网络单元可以如上所述设置起始增益和起始光功率。
在420处，光网络单元可以向光集线器进行注册并且将表示光路径损耗的数据发送到光集线器。例如，光网络单元可以在上行信号中发送表示对于光网络单元的标识符的数据。连接到光集线器的每个光网络单元可以类似地发送识别每个光网络单元的不同的标识符。连接到光集线器的每个光网络单元可以发送表示在相应的光网络单元和光集线器之间的光路径损耗的数据。
在425处，每个光网络单元可以向光集线器发射包括有效载荷数据的上行信号。在435处，光集线器可以测量来自一个或更多个连接的光网络单元的上行信号的光功率。在图2的示例中，上行信号220A可以以-10dBm 的功率在OLT 110处被接收，上行信号220B可以以-15dBm的功率在OLT 110处被接收，上行信号220C可以以-30dBm的功率在OLT 110处被接收。在这个示例中，在OLT 110处接收到的信号的动态范围是20dB。
在440处，光集线器可以确定来自注册的光网络单元中的一个或更多个的发射功率所需的调节。继续425处的示例，为了减小接收到的信号的动态范围，OLT 110可能需要经由下行信号210C命令光网络单元130C将其发射功率增加8dB成为-22dBm。利用来自光网络单元130C的经调节的功率，OLT 110处的动态范围从20dB减小至12dB。
在另一个示例中，为了在OLT 110处具有预定的最大动态范围，可以调节多个光网络单元。当添加了与连接到光集线器的其他光网络单元相比具有更大的光路径损耗的新的光网络单元时，可能发生对多个光网络单元的调节。例如，信号220A可以以-10dBm的功率在OLT 110处被接收，上行信号220B可以以-15dBm的功率在OLT 110处被接收，上行信号220C可以以-30dBm的功率在OLT 110处被接收。新的光网络单元可以在OLT 110处添加-40dBm的光功率。在这个示例中，在OLT 110处接收的信号的动态范围是30dB(-10dBm和-40dBm之间的差值)。为了减小接收到的信号的动态范围，OLT 110可以经由相应的下行信号命令新的光网络单元将其发射功率增加18dB，以达到12dB的动态范围，但是新的光网络单元可能不具有足够的功率来调节18dB。例如，新节点可能能够将其发射功率调节最大4dB增量的光功率和调节SOA最多10dB的增益。因此，可以从新的光网络单元接收到的最大功率可以是-26dBm。为了减小从所有光网络单元接收到的信号的动态范围，可以调低来自光网络单元130A的光功率。例如，光网络单元130A处的光功率和增益可以减小4dB，以将从光网络单元130A接收的功率降低4dB成为-14dBm。光网络单元130B处的光功率和增益可以在-15dBm处保持不调节。通过上述调节，动态范围降至12dB (-14dBm和-26dBm之间)。前面的示例仅仅是一个说明。也可以适应不同的功率电平、来自各个连接的光网络单元的接收的功率差以及被调节的光网络单元的数量。
在445处，如果不需要调节，则光集线器可以继续监视从每个光网络单元接收到的光功率。例如，光集线器可以连续地、周期性地或间歇地监视来自每个光网络单元的光功率。如果如上所述需要进行调节，则在450 处，将一个或更多个命令发送到一个或更多个光网络单元以调节光功率。在430处，在光网络单元处接收对激光偏置和/或光增益的调节，以引起对来自需要改变的每个光网络单元的光功率所需的改变。
图5描绘了根据一些示例实施方式的装置500的示例。图5的描述也参照图1-4。所公开的光网络单元(例如光网络单元130A-130C)和OLT 110 的操作和管理可以包括诸如500的装置。在光网络单元中，装置500可以实现以下中的一个或更多个：诸如控制器332A的控制器、诸如增益控制器336A的增益控制器、诸如激光偏置控制器334A的激光偏置控制器。装置500还可以实现其他状态和控制功能并且包括与其他设备的接口。在光集线器中，装置500可以在352处确定功率电平调节，生成要发送到一个或更多个光网络单元的命令，并且接收并操作从光网络单元接收到的信息。图5中在500处是与诸如上述光网络单元和/或光集线器等各种实施方式一致的计算***的框图。
计算***500可以包括一个或更多个中央处理单元(“处理器”)505、存储器510、输入/输出设备525(例如，键盘和定点设备、显示设备)、储存设备520(例如，磁盘驱动器)和连接到互连件515的网络适配器530 (例如，网络接口)。装置500还可以包括光学器件540，其包括一个或更多个激光器、检测器、半导体放大器以及其他光学和光电子部件。光学器件540可以经由一条或更多条光纤545连接到光网络、光集线器或光网络单元。互连件515被例示为表示均通过合适的桥、适配器或控制器连接的任一条或更多条单独的物理总线、点到点连接线的抽象概念。因而，互连件515可以包括例如***总线、***部件互连(PCI)总线或PCI-Express 总线、超传输或工业标准架构(ISA)总线、小型计算机***接口(SCSI) 总线、通用串行总线(USB)、IIC(I2C)总线，或电气和电子工程师协会 (IEEE)标准1394总线(也叫“火线”)。
存储器510和储存设备520是可以储存实施所描述的技术的至少一部分的指令的计算机可读储存介质。此外，可以经由数据传输介质(例如，通信链路上的信号)储存或传输数据结构和消息结构。可以使用各种通信链路，例如，互联网、局域网、广域网或点到点拨号连接。如此，计算机可读介质可以包括计算机可读储存介质(例如，“非暂时”介质)和计算机可读传输介质。
储存在存储器510中的指令可以被实施为软件和/或固件，以对处理器 (多个处理器)505进行编程，以执行上面所描述的动作。在一些实施方示中，这样的软件或固件可以通过经由计算***500从远程***将其下载而初始地被提供给处理***500(例如，经由网络适配器530或光学器件 540)。
可以由例如用软件和/或固件编程的可编程的电路(例如，一个或更多个微处理器)，或完全在专用硬连线(不可编程的)电路中，或在这样的形式的组合中实施本文中介绍的技术。专用硬连线的电路可以是例如一个或更多个ASIC、PLD、FPGA等的形式。
上面描述和附图是说明性的，并且不被解释为限制性的。描述了许多具体细节，以提供本公开的彻底的理解。然而，在某些实例中，没有描述众所周知的细节，以便避免混淆描述。另外，在不偏离实施方式的范围的情况下，可以做出各种修改。因此，除了被所附权利要求所限定，实施方式不受限制。
本说明书中提及的“一个实施方式”或“实施方式”意味着结合实施方式所描述的特定的特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施方式中。在说明书中各个地方中的短语“在一个实施方式中”的出现既没必要全指同一实施方式，也并非是与其它实施方式互斥的单独或可选的实施方式。而且，所描述的各种特征可在一些实施方式中被呈现，而在其它实施方式中未被呈现。类似地，描述了各种要求，其可能是对于一些实施方式的要求但不是对于其它实施方式的要求。
在本公开的上下文内，且在使用每个术语的特定上下文中，在本说明书中使用的术语一般具有它们在本领域中的普通含义。下面或在本说明书中的别处讨论了被用于描述本公开的术语，以向实践者提供关于本公开的描述的额外的指导。为了方便，可能例如使用斜体和/或引号强调某些术语。强调的使用对术语的范围和含义没有影响；在相同的上下文中，无论是否强调，术语的范围和含义是相同的。应当认识到，相同的事物可以以不止一个方式叙述。将认识到，“存储器(memory)”是“储存器(storage)”的一种形式，并且术语有时可以互换使用。
因此，可选的语言和同义词可以被用于本文中所讨论的术语中的任一个或更多个，无论术语是否在本文中详细阐述或讨论都没有被赋予任何特定意义。提供了某些术语的同义词。一个或更多个同义词的叙述并不排斥使用其它的同义词。包含本文中讨论的任何术语的示例在本说明书中任何地方的示例的使用仅是说明性的，并且不旨在进一步限制本公开的范围和含义或任何例证的术语的范围和含义。同样地，本公开并不局限于在本说明书中给定的各种实施方式。
在不旨在进一步限制本公开的范围的情况下，以下给出根据本公开的实施方示的仪器、装置、方法和它们的相关的结果的示例。应当注意，为了方便读者，标题或副标题可以被用于示例中，其决不应该以任何方式限制本公开的范围。除非另有限定，本文中使用的全部技术术语和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在相冲突的情况下，以本申请文件(包括定义)为准。

Claims (25)

1.一种光网络***，包括：
光集线器，所述光集线器包括光学检测器；
第一光节点，所述第一光节点包括通过具有第一光路径损耗的第一光纤耦合到所述光集线器的第一光源；
第二光节点，所述第二光节点包括通过具有第二光路径损耗的第二光纤耦合到所述光集线器的第二光源；和
光分配网络，所述光分配网络包括功率分配器或波分复用器、所述第一光纤和所述第二光纤，
其中，所述光学检测器确定通过所述第一光纤从所述第一光源接收的第一光功率，
其中，所述光学检测器确定通过所述第二光纤从所述第二光源接收的第二光功率，
其中，所述光集线器将所述第一光功率与所述第二光功率进行比较，其中，当所述第一光功率超过所述第二光功率预定阈值时，所述光集线器生成将要发送至所述第一光节点的引起对所述第一光功率的调节的消息，所述调节导致所述第一光功率超过所述第二光功率小于所述预定阈值。
2.根据权利要求1所述的光网络***，其中，所述消息包括用于调节所述第一光节点处的激光器的光功率的命令。
3.根据权利要求1所述的光网络***，其中，所述消息包括用于调节所述第一光节点处的光放大器的增益的命令。
4.根据权利要求1所述的光网络***，其中，所述第一光节点向所述光集线器发送指示所述第一光路径损耗的消息，并且所述第二光节点向所述光集线器发送指示所述第二光路径损耗的另一消息，其中，所述集线器基于所述第一光路径损耗和所述第二光路径损耗来确定所述调节。
5.根据权利要求1所述的光网络***，其中，所述第一光节点通过发送第一标识符向所述光集线器注册，以及所述第二光节点通过发送第二标识符向所述光集线器注册。
6.根据权利要求1所述的光网络***，其中，所述波分复用器根据波长将来自所述光集线器的下行信号分离到所述第一光节点和所述第二光节点，并组合来自所述第一光节点和所述第二光节点的不同波长的上行信号。
7.根据权利要求1所述的光网络***，其中，从所述光集线器到所述第一光节点和第二光节点的下行信号在时间上被分离，并且来自所述光集线器的所述下行信号的功率被功率分配器分成到所述第一光节点和所述第二光节点的多个部分，并且所述功率分配器将来自所述第一光节点和第二光节点的在时间上被分离的上行信号组合以提供给所述光集线器。
8.根据权利要求1所述的光网络***，其中，所述第一光纤比所述第二光纤长，使得所述第一光路径损耗大于所述第二光路径损耗。
9.一种方法，包括：
由光集线器处的光学检测器确定通过第一光纤从在第一光节点处的第一光源接收到的第一光功率；
由所述光集线器处的所述光学检测器确定通过第二光纤从在第二光节点处的第二光源接收的第二光功率；
在所述光集线器处将所述第一光功率与所述第二光功率进行比较；和
当所述第一光功率超过所述第二光功率预定阈值时，在所述光集线器处生成将要发送到所述第一光节点的引起对所述第一光功率的调节的消息，所述调节导致所述第一光功率超过所述第二光功率小于所述预定阈值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述消息包括用于调节在所述第一光节点处的激光器的光功率的命令。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述消息包括用于调节在所述第一光节点处的光放大器的增益的命令。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一光节点向所述光集线器发送指示所述第一光路径损耗的消息，并且所述第二光节点向所述光集线器发送指示所述第二光路径损耗的另一消息，其中，所述集线器基于所述第一光路径损耗和所述第二光路径损耗来确定所述调节。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一光节点通过发送第一标识符向所述光集线器注册，并且所述第二光节点通过发送第二标识符向所述光集线器注册。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，波分复用器根据波长将来自所述光集线器的下行信号分离到所述第一光节点和第二光节点，并组合来自所述第一光节点和第二光节点的不同波长的上行信号。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，从所述光集线器到所述第一光节点和第二光节点的下行信号在时间上被分离，并且来自所述光集线器的所述下行信号的功率被功率分配器分成到所述第一光节点和第二光节点的多个部分，并且所述功率分配器将来自所述第一光节点和第二光节点的在时间上分离的上行信号组合以提供给所述光集线器。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一光纤比所述第二光纤长，使得所述第一光路径损耗大于所述第二光路径损耗。
17.一种光通信装置，包括：
至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为实施一种方法，所述方法包括：
确定通过第一光纤从在第一光节点处的第一光源接收到的第一光功率；
确定通过第二光纤从在第二光节点处的第二光源接收到的第二光功率；
将所述第一光功率与所述第二光功率进行比较；和
响应于所述第一光功率超过所述第二光功率预定阈值，生成引起对所述第一光功率的调节的消息，所述调节导致所述第一光功率超过所述第二光功率小于所述预定阈值。
18.根据权利要求17所述的光通信装置，其中，所述消息包括用于调节激光器的光功率的命令。
19.根据权利要求17所述的光通信装置，其中，所述消息包括用于调节光放大器的增益的命令。
20.一种光通信装置，包括：
至少一个存储器；
至少一个处理器；以及
光收发器，其中所述处理器被配置为从所述存储器读取指令并且实现光通信方法，所述指令包括：
用于确定通过第一光纤从在第一光节点处的第一光源接收到的第一光功率的代码；
用于确定通过第二光纤从在第二光节点处的第二光源接收的第二光功率的代码；
用于将所述第一光功率与所述第二光功率进行比较的代码；和
用于在所述第一光功率超过所述第二光功率预定阈值的情况下生成将要发送到所述第一光源的引起对所述第一光功率的调节的消息的代码，所述调节导致所述第一光功率超过所述第二光功率小于所述预定阈值。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述指令还包括用于接收指示所述第一光路径损耗的消息和指示所述第二光路径损耗的另一消息并且基于所述第一光路径损耗和所述第二光路径损耗来确定所述调节的代码。
22.根据权利要求20所述的装置，其中，所述指令还包括用于基于接收发送第一标识符和第二标识符来注册所述第一光源和所述第二光源的代码。
23.一种光学***，包括：
光集线器，所述光集线器包括光学检测器，
其中，所述光学检测器确定通过第一光纤从在第一光节点处的第一光源接收到的第一光功率，
其中，所述光学检测器确定通过第二光纤从在第二光节点处的第二光源接收到的第二光功率，
其中，所述光集线器将所述第一光功率与所述第二光功率进行比较，其中，当所述第一光功率超过所述第二光功率预定阈值时，所述光集线器生成将要发送到所述第一光节点的引起对所述第一光功率的调节的消息，所述调节导致所述第一光功率超过所述第二光功率小于所述预定阈值。
24.根据权利要求23所述的光学***，其中，所述消息包括用于调节在所述第一光节点处的激光器的光功率的命令。
25.根据权利要求23所述的光学***，其中，所述消息包括用于调节在所述第一光节点处的光放大器的增益的命令。
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