使用噪声窗用于未校准的光网络单元激活的制作方法
【专利说明】使用噪声窗用于未校准的光网络单元激活
[0001]背景
[0002]该文件涉及实现多波长无源光网络中的数据通信的系统、设备和技术，更具体地说，采用具有弱发射机预校准性能的0NU (光网络单元)的有效且高效的激活的方法。
[0003]概述
[0004]本文件提供了用于激活光网络中未校准的0NU，同时最小化对已在网络操作的其他0NU的通信带宽的不利影响的技术等。提供了噪声窗时间间隔用于多波长无源光网络(Ρ0Ν)系统中的0NU激活。
[0005]—方面，公开了用于实现下述步骤的方法、装置和计算机程序产品，从多个0NU中选择试图在光通信网络中激活的集合，指示多个0LT发布协调的功率许可(Power Grant),通过所述协调的功率许可，所述多个0NU的集合被指示在指定的时间间隔进行上行传输，所述协调的功率许可不抑制不在所述0NU的集合内的其他0NU发送的上行链路传输，从所述0LT接收通知在所述指定的时间间隔期间观察到的超过预定的阈值的上行链路功率水平的报告，及基于所述接收到的报告，指示所述0LT发送下行功率指示信号以便于来自所述0LT的集合的至少一个0NU的激活。
[0006]另一方面，公开了一种光通信系统，包括(a)光分布网络(0DN)，所述0DN包括主干光纤，一个或多个分支元件，以及所述0DN的多个分布光纤，(b)多个光线路终端(0LT)，所述多个0LT通过波长多路复用器(WM)附接到所述0DN的主干光纤，每个所述0LT与单独的双向波长通道相关联，所述双向波长通道包括单一的下行波长和单一的上行波长，且支持特定的下行线路速率和一个或多个不同的上行线路速率，(c)波长协调器，其与所述多个光线路终端(0LT)进行通信，及(d)多个光网络单元(0NU)，每个所述0NU附接到各自的分布光纤，在特定的下行波长范围和特定的上行波长范围可调谐，并支持特定的下行线路速率和特定的上行线路速率。所述波长协调器执行噪声窗程序以便于所述Mff-ΡΟΝ系统上的0NU发射机校准和0NU激活。
[0007]附图的简要描述
[0008]图1示出了典型的单通道TDM Ρ0Ν系统。
[0009]图2示出了典型的多波长Ρ0Ν系统，其中多个0LT通过波长多路复用器连接到传统的0DN。
[0010]图3呈现了用于多个0NU的在TDM Ρ0Ν系统中的下行通信的时序图，每个都由离0LT的特定的光纤距离来表征。
[0011]图4呈现了 Mff-PON系统中的下行通信的简化时序图。
[0012]图5描绘了系统体系结构，其中具体地，每个0LT配备了接收光功率计，且所有的0LT逻辑上连接到波长协调器功能。
[0013]图6描绘了由波长协调器反复执行的便于Mff-ΡΟΝ系统上的0NU发射机校准和0NU激活的噪声窗程序。
[0014]图7呈现了丽Ρ0Ν系统中的下行通信的时序图，其使用了用于0NU发射机校准和0NU激活的噪声窗的概念。
[0015]图8是光通信过程的流程图表示。
[0016]图9是光通信装置的方框图表示。
[0017]详细描述
[0018]相比于传统的TDM Ρ0Ν系统，公开的多波长Ρ0Ν系统的用于0NU激活的噪声窗方法将两个额外的步骤引入到激活程序中以适应未校准的0NU。
[0019]第一，0LT执行集合分割以降低两个或更多0NU可能同时利用所述方法的概率。集合分割是通过使用限制可能使用方法调用的0NU的序列号掩码消息(Serial_Number_Maskmessage)来实现的。如果预先已知对向0NU群的序列号，0LT可以使用序列号掩码消息来分离单个0NU。如果序列号是未知的，0LT可以使用序列号掩码消息来识别对向0NU群的随机子集。
[0020]一旦建立了允许参与的0NU集合，0LT通过提供功率许可作为发射未携带可识别的信息且不阻止定期的上行传输脉冲串被接收的未调制的或低频调制的信号的机会来调用噪声窗方法。0LT测量所有活跃的上行波长通道上的平均接收功率水平并提供具有异常高的接收光功率的上行波长通道的下行指示。激活的0NU采用这种指示来校准其初始化通道，然后使用通道映射来重新调谐到适当的上行激活通道。
[0021]无源光网络(Ρ0Ν)是基于点到多点(P2MP)拓扑结构的光网络体系结构，在P2MP拓扑结构中，单个光纤和多个无源分支点被用来提供数据通信服务。Ρ0Ν系统使用服务提供者的访问互联网的电信、信息、娱乐和其他资源的通信设施可以方便用户的访问。Ρ0Ν系统可以包括一个中心节点，称为光线路终端(0LT)，它可以与称为光网络单元(0NU)的一个或多个用户节点通过无源光分配网络(0DN)连接。0NU可以位于或靠近接入用户的处所。0LT可以位于接入提供商的通信设施(中心局)处。在基于时分复用/时分多址(TDM/TDMA)原理的传统Ρ0Ν中，比如G.984G-P0N或G.987XG-P0N，0LT操作在单一的下行波长和单一的上行波长上。通过0DN连接到0LT的多个0NU共享相同的下行和上行波长。
[0022]在传统的TDM Ρ0Ν系统上，当0NU加入或恢复操作时，它必须经过激活，即，由0LT和0NU执行的一组分布程序，包括参数学习、序列号获取(发现)和测距的阶段。激活程序要求0LT定期广播相关的操作参数，且不时地打开安静窗，其中激活的0NU能够宣布它们自己，使得0LT能够发现和测量0NU的距离。安静窗是一个时间间隔，如此称谓是因为0LT必须暂时传输Ρ0Ν系统上的活跃的流量流，以避免新激活的0NU的上行传输脉冲串与服务中的0NU的定期的上行传输脉冲串发生冲突。在安静窗内，0LT发送序列号许可，其邀请激活的0NU在上行传输脉冲串中宣布其唯一的序列号。该序列号作为允许0LT分配本地ID给0NU并直接在随后的通信中寻址的识别信息。为了支持多个0NU在单一的安静窗内发送的可能性，安静窗是足够大的，且传输时间易受到额外的随机化的影响。在安静窗期间，激活的0NU的传输携带允许0LT分配本地ID给0NU并直接在随后的通信中寻址的识别信息。由于活跃流的暂时抑制，安静窗与不利的服务影响相关，但对于支持基于TDM-P0N光接入网的操作是必要的。
[0023]在多波长无源光网络(Mff-ΡΟΝ)中，每个操作在唯一的下行波长通道和唯一的上行波长通道的多个0LT都经由波长多路复用器(WM)连接到同一个0DN，且通过所述0DN连接到多个0NU。上行波长通道可以由多个周期性波长组成。与给定的0LT相关的一个下行波长通道和一个上行波长通道的组合形成双向波长通道。多个下行波长到达每个0NU ;然而，每个ONU在任何给定的时间仅能够接收和处理一个下行波长，在任何给定的时间仅能生成一个上行波长。0NU可被设计成在特定的一对下行和上行波长上操作，在这种情况下，它是固定的0NU，或者它可能能够及时改变其下行和上行波长，在这种情况下，它是可调的0NU。可调的0NU可以单独调节其接收机和发射机。具有可调的接收机的0NU将内部控制接收机参数，如电流、电压、功率或温度设置到特定值以将接收机调节到特定的波长。具有可调的发射机的0NU将内部控制发射机参数，如电流、电压、功率或温度设置到特定值以将发射机调节到特定的波长。由于允许的双向波长通道的集合是有限的，并且对应于每个双向波长通道的标称操作波长可以在标准或操作文件中预先指定，实际的下行或上行波长值可以不损失一般性地分别由下行或上行通道索引(通道ID)取代。
[0024]校准是分别在内部受控参数的值与下行和上行方向的可达到的波长之间建立对应关系的过程。在安装到网络中之前，可以在工厂或实验室实现校准，在这种情况下，它被称为预校准，或在操作过程中实现校准，在这种情况下，它被称为在运行中校准。由于预校准影响设备的成本，预校准的较高精度与较高的成本相关，网络运营商为0NU提供满足网络的操作要求和限制的最弱的校准性能是合理的。
[0025]如果带有具有强大的校准性能的收发机的0NU安装在基于TWDM-P0N的接入网络中，其初始上行波长(与波长通道)是可以控制的，所以由0LT打开的避免新激活的0NU的上行传输脉冲串与运行中的0NU的定期的上行传输脉冲串之间的冲突的安静窗可以被限制到单一的波长通道。
[0026]如果具有未校准的收发机的0NU安装在基于TWDM-P0N的接入网络中，在其最初激活时，预测它将在哪个上行波长和哪个上行波长通道传输是不可能的。如果是这样的话，由0LT打开的避免新激活的未校准的0NU的上行传输脉冲串与运行中的0NU的定期的上行传输脉冲串之间的冲突的安静窗必须跨越所有活跃的上行波长通道，从而导致最大的服务影响。具有未校准的收发机的0NU在激活时开始传输的上行波长通道称为初始化通道。0LT在其上期望0NU的序列号传输，因此，在其上打开安静窗来避免与运行中的0NU的定期的上行传输脉冲串之间的冲突的上行波长通道被称为激活通道。
[0027]本文件教导了如何在TWDM-P0N中修改0NU激活程序来最小化安静窗的影响，即使在未校准的0NU必须在网络上被激活时也将其限制到单一的波长通道的方法及其他技术。
[0028]传统的TDM/TDMA Ρ0Ν系统(见图1)是由通过光分布网络(0DN) 170互连的单一的