用于光接收器的快速温度调谐制造技术

一种基于热光学和控制器的新型改进型可调谐光接收器，适用于需要快速波长信道调谐的技术。该设备需要热控制系统，其中波长可调谐滤波器、传感器和至少两个热致动器能够实现快速调谐，这些由高级算法控制。概述了两个部分的关键组成并讨论了它们的主要要求。的关键组成并讨论了它们的主要要求。的关键组成并讨论了它们的主要要求。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光接收器的快速温度调谐


[0001]本专利技术涉及可调谐光接收器中的快速温度调谐，其中可调谐光学器件用于接收不同波长信道。更准确地说，本专利技术的示例性实施例涉及具有由可以是控制器的控制机构控制的集成波长可调光学器件的下一代无源光网络阶段2(NG
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PON2)光网络单元(ONU)收发器。

技术介绍

[0002]可调谐光接收器用于通过光滤波器选择指定的波长信道。NG
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PON2是需要可调谐光接收器的技术示例，因为该技术区别于现有无源光网络(PON)标准的主要特点是要求业界首个支持多波长并与基于功率分配器的光分配网络(ODN)兼容的PON标准。
[0003]在NG
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PON2标准中允许两种技术：混合时波分复用(TWDM)PON和波长重叠点对点WDM(PtP WDM)PON。由于NG
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PON2系统的多波长能力，TWDM和PtP WDM都可以使用一个以上的波长信道，以增加系统总容量。因此，能够在下行(DS)和上行(US)方向调谐到特定波长信道的ONU对于促进无色操作至关重要。值得注意的是，ONU发射器和接收器的波长可调性是早期PON标准中不存在的新特性，如在G.989.2“40
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Gigabit
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capable passive optical networks 2(NG
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PON2):Physical media dependent(PMD)layer specification”，技术报告，ITU
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T，修订2，2017年9月中描述的。因此，从光线路终端(OLT)到ONU，定义为DS方向，可调谐ONU接收器对于从OLT的可用信道中选择合适的波长信道至关重要(NG PON2的标准中定义了四个或八个信道)。类似地，从ONU到OLT，即所谓的US方向，需要调谐ONU发射器以便在所需的波长信道上发射。
[0004]基于TWDM的NG
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PON2系统支持的最小聚合容量在DS方向为40Gb/s，在US方向为10Gb/s。基于每波长信道感知，TWDM提供了三种DS/US线速组合：10/2.5Gb/s基准情形和可选的10/10和2.5/2.5Gb/s对称速率。此外，对于PtP WDM，三个线速等级(大约1、2.5和10Gb/s)被指定用于SDH/OTN、以太网和CPRI服务的传输。
[0005]作为与基于功率分配器的ODN兼容的基本要求的结果，已知NG
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PON2系统需要ONU收发器的发射器和接收器中的波长可调光学器件。调谐时间是NG
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PON2 ONU收发器中可调设备的一个特殊属性，是从可调谐设备离开源波长信道的那一刻到它稳定地到达发射器和接收器的目标波长信道的那一刻所经过的时间。例如，物理媒体相关层建议(ITU
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T G.989.2)规定了NG
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PON2技术的三个调谐时间类别。这些类别是根据已知的波长可调技术广泛定义的：
[0006]·
3类：这是最慢的(25ms到1s)类，可调设备可以很容易地基于热效应对其工作波长的变化进行调整。此类适用于不经常调整操作的应用程序。它也适用于可以容忍短暂服务中断的系统。
[0007]·
2类：此可调设备类允许更快的信道调谐时间(10μs至25ms)，从而实现低于50ms的保护。此外，2类设备有助于动态负载共享以及动态节能功能。
[0008]·
1类：此可调设备类按低调谐时间(<10μs)进行分类。这些可以促进系统中未来
的动态波长和带宽分配功能。此外，OLT不仅可以动态控制ONU的传输时间和时长，还可以动态控制ONU的传输波长。这将启用传输周期之间的波长跳跃。
[0009]这些类别要求波长切换和OLT业务恢复的组合在规定的时间内。现有的NG
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PON2技术重点是3类和2类，如Ronald Heron、Joe Smith和David Thomas在“Wavelength Mobility opens paths to efficiency”，技术报告，诺基亚，2017年2月中所描述的。但是，目前的部署只需要3类，对于一些要求更高的应用和服务，需要开发低成本的商业2类解决方案。并且对于仅使用例如用于发射器或接收器的基于热的波长控制器的实现，例如热电冷却器(TEC)设备，确保光收发器的整个工作温度范围(例如，C
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temp范围从0到70℃或I
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temp范围从
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40℃到85℃)，以及确保调谐时间与1类或2类模式操作兼容都极具挑战性。
[0010]因此，本专利技术的一个目的是使用基于热光学和控制器的实施方式提供具有快速波长信道调谐的可调谐光接收器。示例性实施例集中于NG
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PON2 ONU接收器的2类模式。本专利技术的另一个目的是在使用这些可调谐光接收器时提供精确的波长信道校准和操作。

技术实现思路

[0011]本文公开的实施例涉及能够在2类模式下操作的NG
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PON2 ONU接收器，作为使用能够实现快速波长信道调谐的可调谐光接收器的技术的示例。
[0012]NG
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PON2 ONU的接收器侧的示例性实施例包括可调谐波长滤波器(TWF)、可以是TEC的热致动器，以及热敏电阻，它们被封装在由控制器控制的模块中。TWF可以是例如薄膜滤光器。TEC致动器通常与TWF热耦合以控制接收器滤波器的中心波长，即TEC提供给TWF的特定温度导致特定的过滤光波长。
[0013]TEC、热敏电阻和控制器用于温度控制。热敏电阻的电阻与温度成正比变化，它用作分压器并将温度转换为电压。然后将该反馈电压用作控制系统的参考，以便将TEC致动器调平以达到所需的TWF温度，即接收器滤波器的所需中心波长。
[0014]一般而言，TEC控制器用于热电冷却和加热，结合珀耳帖元件(Peltier elements)作为后者的热泵，将热量从一侧传递到另一侧，这取决于施加的电流方向。TEC控制器用于驱动珀耳帖元件，控制器可用于监测和控制热回路。
[0015]为了实现与NG
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PON2 ONU的2类模式操作兼容的调谐时间，除了传统的TEC控制器之外，本专利技术还包括与TWF热耦合的附加热致动器(例如加热器设备)。这个额外的致动器用于在很宽的温度范围内有效地控制TWF的温度。
附图说明
[0016]示意图未按比例绘制，并且为了简洁可能未示出典型部件的具体细节。因此，本布置和附图被认为是描述性的而不是限制性的。此外，本文所述的方向性术语，例如顶部、底部和旁边，应该是相对的。因此，对系统或其部件的方向没有限制。
[0017]图1示出了周期性TWF中的重复信道的示例。
[0018]图2示出了周期性TWF中的递归信道的示例。
[0019]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可调谐光接收器，其特征在于，所述可调谐光接收器包括：温度可调谐波长滤波器，用于选择特定的接收光波长信道；与所述可调谐波长滤波器热耦合的至少两个热致动器；至少一个传感器，用于发出与所述可调谐波长滤波器的温度相关的感测信号；以及控制器，所述控制器电耦合到第一热致动器、第二热致动器和传感器，所述控制器被配置为通过控制可调谐波长滤波器的温度来接收波长信道信号，根据感测信号向第一热致动器和第二热致动器发出驱动信号。2.根据权利要求1所述的可调谐光接收器，其特征在于，所述控制器向第一热致动器发出第一驱动信号以将可调谐光接收器保持在第一限定温度范围内。3.根据权利要求1所述的可调谐光接收器，其特征在于，所述控制器向第二热致动器发出驱动信号以将可调谐波长滤波器保持在第二温度范围。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：里卡多，
申请(专利权)人：PICADVANCED公司，
类型：发明
国别省市：