一种无源光网络设备以及用于无源光网络设备的方法技术

本公开内容的实施例提供了一种无源光网络设备以及用于无源光网络设备的方法。该无源光网络设备可以被配置为通过较窄传输带宽的组件来进行较高速率的通信，并且可以包括：预处理单元，被配置为对通信信号进行预处理以减少通信信号在通信过程中将会遭受到的失真，其中失真至少部分地将由组件的较窄传输带宽和长距离光纤传输导致；以及电光转换单元，被配置为将经预处理的通信信号转换为光信号以通过光纤进行传输。根据本公开内容的实施例在用户端的光网络单元ONU中可以无需进行基于高成本的ADC和DSP的数字化后处理。

【技术实现步骤摘要】
一种无源光网络设备以及用于无源光网络设备的方法
本公开内容的实施例一般性地涉及光接入网络，并且更特别地涉及一种无源光网路设备以及一种用于无源光网络设备的方法。
技术介绍
随着下一代以太网无源光网络(NG-EPON)标准化的时间临近，基于四阶电平脉冲幅度调制(PAM4)的4波长×25Gb/s(12.5G波特率)方式是最有希望的候选之一。如果现有的10GHz传输带宽的诸如光收发机之类的组件能够以某种方式适合用于NG-EPON的“超载的”12.5G波特率的PAM4数据，那么这种技术将非常有希望和竞争力。近些年人们一直在考虑这样的通信方案，但是迄今在实现上仍然存在一些技术困难，这些技术困难可以总结在下面的表1中。表1目前已经存在一些仅使用10G传输带宽的光收发机等组件来实现用于NG-EPON的25Gb/sPAM4信号传输的提议和方案，但是这些方案仍然存在着一些局限性和挑战。首先，这些方案在用户端使用了高成本和高复杂性的数字化后处理。为了节省成本，这些方案使用了10G传输带宽的收发机等组件。但是由于传输带宽的限制引起了非线性失真，在用户端的光网络单元ONU中需要高成本的ADC以及基于DSP的数字化后补偿/后处理，这显著地增加了用户端的成本和复杂性。另外，这些方案还存在一些不令人满意的性能，比如有限的光纤传输距离(小于30km)。通常，25Gb/s的PAM4数据不宜通过40km单模光纤传输并且无法在不使用色散补偿光纤(DCF)的情况下被接收。否则，就需要基于ADC和DSP的数字化后处理。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的上述技术问题，本公开内容的实施例的目的之一在于提供一种无源光网络设备以及用于无源光网络设备的方法，以解决现有技术中存在的上述至少一个技术问题。根据本公开内容的第一方面，提供了一种无源光网络设备，其可以被配置为通过较窄传输带宽的组件来进行较高速率的通信。在一些实施例中，较窄传输带宽可以是10GHz，并且较高速率可以是12.5GBaud/s。在一些实施例中，组件可以包括以下各项中的至少一项：发射机、接收机、驱动器、调制器、检测器、以及放大器。该无源光网络设备包括：预处理单元，被配置为对通信信号进行预处理以减少通信信号在通信过程中将会遭受到的失真，其中失真至少部分地将由组件的较窄传输带宽导致；以及电光转换单元，被配置为将经预处理的通信信号转换为光信号以通过光纤进行传输。在一些实施例中，预处理单元可以包括：第一预补偿单元，被配置为进行第一预补偿以减少将由组件的较窄传输带宽导致的通信信号失真。在一些实施例中，预处理单元可以进一步包括：第二预补偿单元，被配置为进行第二预补偿以减少将由光纤的色散导致的通信信号失真。在一些实施例中，预处理单元可以进一步包括：信号整形单元，被配置为进行信号整形以减少将由电光转换单元的非线性导致的通信信号失真。在一些实施例中，第一预补偿单元可以包括第一横向滤波器。在这些实施例中，组件可以包括作为发射方的无源光网络设备中的组件以及将接收光信号的接收方设备中的组件，并且第一预补偿单元可以进一步被配置为：在通信的初始化过程中获得接收方设备中的组件的传输信道信息；以及基于作为发射方的无源光网络设备中的组件的传输信道信息和所获得的接收方设备中的组件的传输信道信息，来确定第一横向滤波器的抽头数目和抽头系数。在一些实施例中，第一预补偿单元可以进一步被配置为：使用两阶电平脉冲幅度调制PAM2信号来进行初始化过程。在一些实施例中，第二预补偿单元可以包括第二横向滤波器。在这些实施例中，第二预补偿单元可以进一步被配置为：基于光纤的长度来确定第二横向滤波器的抽头数目和抽头系数。在一些实施例中，光纤可以包括标准单模光纤并且长度可以大于40千米。在一些实施例中，第二预补偿单元可以进一步被配置为：通过查表来进行确定。在一些实施例中，第一横向滤波器或第二横向滤波器的抽头数目可以为八个。在一些实施例中，通信信号可以包括四阶电平脉冲幅度调制PAM4信号，并且信号整形单元可以进一步被配置为：向PAM4信号的最低有效位和最高有效位分配适当的幅度权重，以使得在经过电光转换单元和光纤传输之后，PAM4信号的四个电平均匀分布。在一些实施例中，无源光网络设备可以是光线路终端并且可以进一步被配置成为接收方以从光网络单元接收上行链路光信号。在这些实施例中，无源光网络设备可以进一步包括：后处理单元，被配置为对从光网络单元接收的信号进行后处理，以减少所接收的信号在通信过程中所遭受的失真。在一些实施例中，后处理单元可以包括：自适应均衡器，被配置为针对每个光网络单元的上行链路信道进行自学习。在一些实施例中，自学习可以包括：基于最小均方误差算法学习每个上行链路信道响应并且反馈给每个光网络单元以用于其预处理单元的更新。在一些实施例中，预处理单元的更新可以包括：更新光网络单元中的用于预补偿的横向滤波器的抽头数目和抽头系数。在一些实施例中，无源光网络设备可以是光网络单元并且可以进一步被配置成为接收方以从光线路终端接收上行链路光信号。在这些实施例中，光网络单元可以被配置为：直接检测从光线路终端接收的信号而无需进行数字化后处理。根据本公开内容的第二方面，提供了一种用于无源光网络设备的方法。无源光网络设备可以被配置为通过较窄传输带宽的组件来进行较高速率的通信。该方法包括：对通信信号进行预处理以减少通信信号在通信过程中将会遭受到的失真，其中失真至少部分地将由组件的较窄传输带宽导致；以及将经预处理的通信信号转换为光信号以通过光纤进行传输。根据本公开内容的实施例的技术方案相对于现有技术至少可以提供以下有益的技术效果或优势。首先，在用户端的光网络单元ONU中无需进行基于高成本的ADC和DSP的数字化后处理或后均衡。其次，在一些特定的实施例中，还可以支持40km以上的标准单模光纤传输而无需使用色散补偿光纤。附图说明通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开内容的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得容易理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开内容的若干实施例，其中：图1示意性地示出了现有技术中的基于数字化后处理的光接入网络传输方案。图2示意性地示出了现有技术中的使用色散补偿光纤的光接入网络传输方案。图3示意性地示出了根据本公开内容的实施例的无源光网络设备的框图。图4示意性地示出了根据本公开内容的实施例的无源光网络设备作为光线路终端OLT的通信概念图。图5示意性地示出了根据本公开内容的实施例的用于下行链路的通信架构示图。图5A-5D示意性地示出了图5的通信过程中从不同单元输出的信号波形图。图6示意性地示出了根据本公开内容的实施例的横向滤波器的结构示图。图7示意性地示出了根据本公开内容的实施例的不同抽头数目的横向滤波器的误比特率比较示图。图8示意性地示出了根据本公开内容的实施例的电光调制响应与现有技术的对比示图。图9示意性地示出了根据本公开内容的实施例的用于上行链路的通信架构示图。图9A-9C示意性地示出了图9的通信过程中从不同单元输出的信号波形图。图10A-10C示意性地示出了根据本公开内容的一些实施例的频谱响应。图11A-11B示意性地示出了根据本公开内容的实施例的信号波形与现有技术的比较示图。图12A-12B示意性地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无源光网络设备，被配置为通过较窄传输带宽的组件来进行较高速率的通信，所述无源光网络设备包括：预处理单元，被配置为对通信信号进行预处理以减少所述通信信号在所述通信过程中将会遭受到的失真，其中所述失真至少部分地将由所述组件的较窄传输带宽导致；以及电光转换单元，被配置为将经预处理的所述通信信号转换为光信号以通过光纤进行传输。

【技术特征摘要】
1.一种无源光网络设备，被配置为通过较窄传输带宽的组件来进行较高速率的通信，所述无源光网络设备包括：预处理单元，被配置为对通信信号进行预处理以减少所述通信信号在所述通信过程中将会遭受到的失真，其中所述失真至少部分地将由所述组件的较窄传输带宽导致；以及电光转换单元，被配置为将经预处理的所述通信信号转换为光信号以通过光纤进行传输。2.根据权利要求1所述的无源光网络设备，其中所述预处理单元包括：第一预补偿单元，被配置为进行第一预补偿以减少将由所述组件的较窄传输带宽导致的通信信号失真。3.根据权利要求2所述的无源光网络设备，其中所述预处理单元进一步包括：第二预补偿单元，被配置为进行第二预补偿以减少将由所述光纤的色散导致的通信信号失真。4.根据权利要求3所述的无源光网络设备，其中所述预处理单元进一步包括：信号整形单元，被配置为进行信号整形以减少将由所述电光转换单元的非线性导致的通信信号失真。5.根据权利要求2所述的无源光网络设备，其中所述第一预补偿单元包括第一横向滤波器。6.根据权利要求5所述的无源光网络设备，其中所述组件包括作为发射方的所述无源光网络设备中的组件以及将接收所述光信号的接收方设备中的组件，并且所述第一预补偿单元进一步被配置为：在通信的初始化过程中获得所述接收方设备中的组件的传输信道信息；以及基于作为发射方的所述无源光网络设备中的组件的传输信道信息和所获得的所述接收方设备中的组件的传输信道信息，来确定所述第一横向滤波器的抽头数目和抽头系数。7.根据权利要求6所述的无源光网络设备，其中所述第一预补偿单元进一步被配置为：使用两阶电平脉冲幅度调制PAM2信号来进行所述初始化过程。8.根据权利要求3所述的无源光网络设备，其中所述第二预补偿单元包括第二横向滤波器。9.根据权利要求8所述的无源光网络设备，其中所述第二预补偿单元进一步被配置为：基于所述光纤的长度来确定所述第二横向滤波器的抽头数目和抽头系数。10.根据权利要求9所述的无源光网络设备，其中所述第二预补偿单元进一步被配置为：通过查表来进行所述确定。11.根据权利要求5或8所述的无源光网络设备，其中所述第一横向滤波器或所述第二横向滤波器的抽头数目为八个。12.根据权利要求4所述的无源光网络设备，其中所述通信信号包括四阶电平脉冲幅度调制PAM4信号，并且所述信号整形单元进一步被配置为：向所述PAM4信号的最低有效位和最高有效位分配适当的幅度权重，以使得在经过所述电光转换单元和所述光纤传输之后，所述PAM4信号的四个电平均匀分布。13.根据权利要求1所述的无源光网络设备，其中所述光纤包括标准单模光纤并且长度大于40千米。14.根据权利要求1所述的无源光网络设备，其中所述无源光网络设备是光线路终端并且进一步被配置成为接收方以从光网络单元接收上行链路光信号。15.根据权利要求14所述的无源光网络设备，其中所述无源光网络设备进一步包括：后处理单元，被配置为对从光网络单元接收的信号进行后处理，以减少所接收的信号在通信过程中所遭受的失真。16.根据权利要求15所述的无源光网络设备，其中所述后处理单元包括：自适应均衡器，被配置为针对每个光网络单元的上行链路信道进行自学习。17.根据权利要求16所述的无源光网络设备，其中所述自学习包括：基于最小均方误差算法学习每个上行链路信道响应并且反馈给每个光网络单元以用于其预处理单元的更新。18.根据权利要求17所述的无源光网络设备，其中预处理单元的更新包括：更新光网络单元中的用于预补偿的横向滤波器的抽头数目和抽头系数。19.根据权利要求1所述的无源光网络设备，其中所述无源光网络设备是光网络单元并且进一步被配置成为接收方以从光线路终端接收下行链路光信号。20.根据权利要求19所述的无源光网络设备，其中所述光网络单元被配置为：直接检测从光线路终端接收的信号而无需进行数字化后处理。21.根据权利要求1所述的无源光网络设备，其中所述较窄传输带宽是10GHz，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶晨晖，胡小锋，张凯宾，
申请(专利权)人：上海贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31