【技术实现步骤摘要】
本公开的领域大体上涉及光纤通信网络，且更确切地说，涉及能够传输相干光学信号的存取网路。
技术介绍
1、高速有线(例如，光纤到户(fttp))存取网路的发展已由新业务和技术驱动程序(如云服务、5g无线传送和高带宽4k/8k视频应用)推动。对高速数据和视频服务的增长需求当前推动在不久的将来的光学存取网路中对住宅产品的高达千兆位每秒(gb/s)和对企业市场的高达多gb/s的存取网路范式带宽要求。举例来说，电缆运营商现定期向住宅产品提供gb/s服务，且来自其的存取带宽要求响应于增大的4k/8k视频串流、云计算的扩张、“大数据”、社交媒体、物联网(iot)和移动数据递送而预期增长到多gb/s速度。
2、常规存取网络架构利用无源光网络(pon)，例如，itu-t内的千兆位无源光网络(gpon)或ieee内的以太网无源光网络(epon)。pon可为点到多点(p2mp)，且通常是用于中等到大群体的点到点乙太网的低成本替代。gpon和epon在信号封装和动态带宽分配方面具有一些技术差异，但两种pon类型都能够通过无源光网络在光纤上从光学集线器到客户驻地一直携载数据。两种pon类型都使用光纤上的基带数字信令来携带信息。
3、在p2mp范式中，pon技术已是满足对终端用户的增长高容量需求的主要架构中的一个，这通过开发下一代高速时分多工pon(tdm-pon)标准的标准机构中的进展进一步得到证明。ieee 802.3ca 100g乙太网pon(epon)任务组朝向基于25gbps每单通道的波长多工的25/50g epon标准化迈
4、基于单波长具tdm机制的高速pon系统已常规地用于减小所需光学组件的数目且降低其相关联成本，且还节省波长资源。然而，这些系统的有限灵敏度已成为进一步开发具有高功率预算的基于直接检测的高速pon系统的重要挑战。
5、相干检测技术已提供用于提高接收器灵敏度的有效技术。在pon范式内，最近相干检测解决方案已通过用清洁本机振荡器(lo)信号对信号进行相干拍打来改良接收器灵敏度。这些最近解决方案支持较长距离传输和较大数目的终端用户，同时还实现使用多维的高存取速度和具有较高频谱效率的较先进调制格式。相干技术进一步使得可能的先进数字信号处理(dsp)技术实现数字域中的光学和电减损(例如，色度色散(cd)等)的减轻。然而，实施基于相干检测的tdm pon系统的主要挑战来源于上游突发接收器，所述挑战也存在于非相干tdm-pon系统。在下文相对于图1进一步描述常规tdm-pon系统。
6、图1是常规tdm pon系统100的示意性说明。系统100包含集中化光线路终端(olt)102、分离器104和多个光网络单元(onu)106(即，1到n)，所述光网络单元可例如进一步与多个用户或客户驻地(图中未示)通信。olt 102通常定位于中心局、通信集线器或光学链路的头端内，且用以将标准信号从服务提供商(图中未示)转换到由系统100使用的频率和成帧，且还用于协调onu 106上的转换装置之间的多工。分离器104可表示例如功率分离器/组合器。
7、在图1中所描绘的实例中，系统100表示实施上游突发技术的常规tdm-pon(例如，10g-epon、10g-pon(也称为xg-pon)等)，其中集中化olt 102通过光学传送媒体108(例如，单模光纤(smf))可操作地与分离器104连接，所述分离器继而通过遍及其无源光分布网络(odn)的不同方位处的次级光纤110可操作地与onu 106连接。在常规tdm pon的odn中，分离器104通常是无源光功率分离器。
8、在系统100的操作中，olt 102传输下游突发信号112，且接收多个上游突发信号114。因此，来自不同用户(即，分别onu 106(1)、106(2)、106(n))的上游突发信号114(1)、114(2)、114(2)在不同时隙下以不同功率电平到达olt 102处，如图1中所说明的实施例中所描绘。olt 102因此需要在相对短时间内实现突发时钟和数据恢复(bcdr)，以便减小上游突发信号114的个别突发的开销长度。然而，来自上游突发信号114的在上游方向上的接收功率的动态范围可通常大于15db，这为这种常规架构带来挑战。也就是说，为实现用于上游突发信号114的突发模式接收，常规技术大体上需要两个处理步骤116(即，通过处理器的计算机可执行指令或由用于其的专用硬件单元执行)以获得同步信号检测：(1)突发增益控制118；和(2)突发数据恢复120。
9、此外，在常规pon系统100中，突发放大通常使用突发模式限制跨阻抗放大器(tia)实现于电域中。然而，通过这种类型的tia电域实施带来额外挑战，且尤其相对于10gb/s以上的高速突发信号。在下文相对于图2a到2b进一步描述这种tia挑战。
10、图2a到2b是常规相干接收器200、202的示意性说明。更确切地说，图2a的相干接收器200表示常规外差双极化接收器，且图2b的相干接收器202表示常规零差双极化接收器。外差相干接收器200包含光学接收部分204(例如，光学混合和光检测器((pd))，所述光学接收部分接收输入光信号206和输入lo信号208，且使用用于每一电信号数据路径的多个突发tia212输出电信号210。在图2a所说明的外差实例中，展示用于两个相应输出电信号数据路径210的两个tia 212。类似地，零差相干接收器202包含光学接收部分214，所述光学接收部分接收输入光信号216和输入lo信号218，且使用用于每一相应电信号数据路径的多个突发tia 222(即，用于四个相应输出电信号数据路径220的四个tia 222)输出电信号220。为了易于解释，光学信号路径描绘为实线，且电信号路径描绘为虚线。
11、相干接收器200、202的相应架构由此受到用于相干上游突发接收器的每一不同电数据路径的多个突发tia的这种需求的挑战。此外，相应tia 212、222对于每一此类电数据路径210、220必须也是线性和相同的(即，分别用于双极化相干接收器200或202的2个或4个突发线性tia)。因此，与电域中实施的常规技术相反，存在对通过光域中的增益控制来实施突发放大的改良技术的需求，使得对突发tia的需求可放松，或甚至消除。
技术实现思路
1、在一实施例中，光网络通信系统利用相干无源光网络(pon)。系统包含具有配置成用于时分波分相干检测的下游传输器和上游接收器系统的光线路终端(olt)。系统进一步包含与olt可操作通信的分离器和与分离器可操作通信的多个光网络单元(onu)。多个onu中的每一个配置成(i)从olt接收下游相干突发信号，且本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于相干网络的相干光接收器，其包括：
2.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述一个或多个接收光检测器具有响应度R，其中所述可变功率输出LO信号的功率电平由PLO表示，其中所述输出电信号的振幅由Aac表示，并且其中所述输入光学突发信号的功率电平由PS表示，输出LO信号功率电平PLO遵循以下关系：
3.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述输入光学突发信号包含在第一时隙期间接收到的第一突发和在不同于所述第一时隙的第二时隙中接收到的第二突发。
4.根据权利要求3所述的接收器，其中，输出LO信号功率电平PLO与在所述第一时隙期间的所述第一突发的功率电平PS1逆相关，并且其中所述输出LO信号功率电平PLO与在所述第二时隙期间的所述第二突发的功率电平PS2逆相关。
5.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述功率控制模块包括：(i)控制输入，和(ii)控制输出，所述控制输出与所述LO电通信来适应性地控制所述可变功率输出LO信号的功率电平。
6.根据权利要求5所述的接收器，还包括：一个或多个放大器，所述一个或多个放大器与所述一
7.根据权利要求6所述的接收器，还包括：反馈回路，所述反馈回路在所述一个或多个接收光检测器与所述一个或多个放大器之间的位置处将所述控制输入电连接到所述输出电信号。
8.根据权利要求5所述的接收器，还包括：
9.根据权利要求5所述的接收器，还包括：
10.根据权利要求1所述的接收器，其中，(i)所述可变功率输出LO信号的初始功率电平是基于所述相干网络的功率预算计算得出的平均功率值，并且(ii)在所述初始功率电平之后，所述可变功率输出LO信号的后续功率电平动态地基于所述功率控制模块的控制输出得出。
11.根据权利要求1所述的接收器，其中，至少部分地根据在MAP信息中记录的所述接收器的位置来控制所述可变功率输出LO信号的功率电平。
12.一种注册多个上游相干光学收发器中的第一上游相干光学收发器的方法，所述方法通过在相干无源光网络PON中经由光学传送媒体与所述多个上游相干光学收发器可操作通信的下游相干光学收发器进行，所述下游光学收发器包含(i)接收器部分、(ii)将本机振荡器LO信号提供到所述接收器部分的本机振荡器LO和(iii)用于控制所述LO信号的功率电平的功率控制模块，所述方法包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述下游相干光学收发器包括光线路终端OLT，并且所述第一上游相干光学收发器包括第一光网络单元ONU。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述动态地控制的步骤是基于来自所述第一ONU的上游突发信号的从所述光学传送媒体提供到所述功率控制模块的实时前馈敲打进行的。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述OLT还包含与所述功率控制模块通信的动态带宽分配DBA单元，并且其中所述方法还包括以下步骤：基于来自所述DBA单元的MAP信息而调整所述LO的功率电平，以用于来自所述第一ONU的基于授权的上游突发。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述动态地控制的步骤是基于从在放大和处理之前的来自所述接收器部分的光检测器的电输出信号到所述功率控制模块的实时反馈回路进行的。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述发送的步骤之前、为所述相干PON设置多个不同上游功率损耗类别的步骤，并且其中所述发送的步骤包括广播用于所述多个不同上游功率损耗类别中的第一损耗类别的发现消息。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述接收的步骤包括：匹配第一ONU与第一损耗类别。
19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述动态地控制的步骤包括：基于第一损耗类别检测来自第一ONU的上游突发的子步骤。
20.根据权利要求13所述的方法，其中，所述发送的步骤包括发送所述OLT的输出功率，以使所述第一ONU能够根据所发送的输出功率的测量值来自动地调整到所述OLT的上游突发的光功率。
...【技术特征摘要】
1.一种用于相干网络的相干光接收器，其包括：
2.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述一个或多个接收光检测器具有响应度r，其中所述可变功率输出lo信号的功率电平由plo表示，其中所述输出电信号的振幅由aac表示，并且其中所述输入光学突发信号的功率电平由ps表示，输出lo信号功率电平plo遵循以下关系：
3.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述输入光学突发信号包含在第一时隙期间接收到的第一突发和在不同于所述第一时隙的第二时隙中接收到的第二突发。
4.根据权利要求3所述的接收器，其中，输出lo信号功率电平plo与在所述第一时隙期间的所述第一突发的功率电平ps1逆相关，并且其中所述输出lo信号功率电平plo与在所述第二时隙期间的所述第二突发的功率电平ps2逆相关。
5.根据权利要求1所述的接收器，其中，所述功率控制模块包括：(i)控制输入，和(ii)控制输出，所述控制输出与所述lo电通信来适应性地控制所述可变功率输出lo信号的功率电平。
6.根据权利要求5所述的接收器，还包括：一个或多个放大器，所述一个或多个放大器与所述一个或多个接收光检测器中的相应光检测器的所述输出电信号电通信。
7.根据权利要求6所述的接收器，还包括：反馈回路，所述反馈回路在所述一个或多个接收光检测器与所述一个或多个放大器之间的位置处将所述控制输入电连接到所述输出电信号。
8.根据权利要求5所述的接收器，还包括：
9.根据权利要求5所述的接收器，还包括：
10.根据权利要求1所述的接收器，其中，(i)所述可变功率输出lo信号的初始功率电平是基于所述相干网络的功率预算计算得出的平均功率值，并且(ii)在所述初始功率电平之后，所述可变功率输出lo信号的后续功率电平动态地基于所述功率控制模块的控制输出得出。
11.根据权利要求1所述的接收器，其中，至少部分地根据在map信息中记录的所述接收器的位置来控制所述可变功率输出lo信号的功率电平。
12.一种注...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊文，路易斯·阿尔贝托·坎波斯，贾振生，
申请(专利权)人：有线电视实验室公司，
类型：发明
国别省市：
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