無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(passive optical network，PON)是用于在最后一公里提供網(wǎng)絡(luò)接入的一種系統(tǒng)，最后一公里是向客戶提供通信的電信網(wǎng)絡(luò)的最后一部分。PON是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(point-to-multipoint，P2MP)網(wǎng)絡(luò)，包括中心局(central office，CO)處的光線路終端(optical line terminal，OLT)、光分配網(wǎng)絡(luò)(optical distribution network，ODN)以及用戶室內(nèi)的光網(wǎng)絡(luò)單元(optical network unit，ONU)。PON還可包括位于OLT和ONU之間的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(remote node，RN)，例如，位于多個(gè)客戶所在的道路的末端。

近年來(lái)，千兆比特PON(gigabit-capable PON，GPON)和以太網(wǎng)PON(Ethernet PON，EPON)等時(shí)分復(fù)用(time-division multiplexing，TDM)PON已經(jīng)在全世界部署，用于多媒體應(yīng)用。在TDM PON中，多個(gè)用戶之間使用時(shí)分多址(time-division multiple access，TDMA)方案共享總?cè)萘?，因此每個(gè)用戶的平均帶寬可以限制在100兆比特每秒(Mb/s)以下。

波分復(fù)用(wavelength-division multiplexing，WDM)PON被認(rèn)為是未來(lái)寬帶接入業(yè)務(wù)的非常有前景的解決方案。WDM PON能夠提供具有高達(dá)10千兆比特每秒(Gb/s)的專用帶寬的高速鏈路。通過(guò)采用波分多址(wavelength-division multiple access，TDMA)方案，WDM PON中的每個(gè)ONU由專用波長(zhǎng)信道服務(wù)以與CO或OLT通信。下一代PON(Next-generation PON，NG-PON)和NG-PON2可包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)WDM PONs(point-to-point WDM PON，P2P-WDM PON)，這樣可提供高于10Gb/s的數(shù)據(jù)速率。

NG-PON和NG-PON2還可以包括時(shí)分和波分復(fù)用(time-and wavelength-division multiplexing，TWDM)PON，這樣也可提供高于10Gb/s的數(shù)據(jù)速率。TWDM PON可以合并TDMA和WDMA以支持更高的容量，使得增加的用戶數(shù)量可以由每個(gè)用戶具有足夠帶寬的單個(gè)OLT來(lái)服務(wù)。在TWDM PON中，WDM PON可以覆蓋在TDM PON的頂部。換言之，不同的波長(zhǎng)可以一起復(fù)用以共享單個(gè)主干光纖，且多個(gè)用戶可以使用TDMA共享每個(gè)波長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一項(xiàng)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種OLT信道終端(channel termination，CT)，包括：接收器，用于接收來(lái)自O(shè)NU的包含相關(guān)標(biāo)簽的上行消息，其中，所述相關(guān)標(biāo)簽表示唯一數(shù)字；處理器，耦合到所述接收器且用于處理所述上行消息，并基于所述上行消息生成下行消息，其中，所述下行消息包括所述相關(guān)標(biāo)簽；發(fā)射器，耦合到所述處理器且用于向所述ONU傳輸所述下行消息。

在另一項(xiàng)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種ONU，包括：發(fā)射器，用于向OLT CT傳輸上行消息，其中，所述上行消息包括相關(guān)標(biāo)簽，所述相關(guān)標(biāo)簽表示唯一數(shù)字；接收器，耦合到所述發(fā)射器且用于接收來(lái)自所述OLT CT的下行消息，其中，所述下行消息包括所述相關(guān)標(biāo)簽。

在又一項(xiàng)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種用于ONU在線校準(zhǔn)的方法，包括：接收來(lái)自O(shè)NU的上行消息，其中，所述上行消息包括相關(guān)標(biāo)簽，所述相關(guān)標(biāo)簽表示唯一數(shù)字；基于所述上行消息生成下行消息，其中，所述下行消息包括所述相關(guān)標(biāo)簽；向所述ONU傳輸所述下行消息。

在又一項(xiàng)實(shí)施例中，本發(fā)明包括另一種用于ONU在線校準(zhǔn)的方法，包括：向OLT CT傳輸上行消息，其中，所述上行消息包括相關(guān)標(biāo)簽，所述相關(guān)標(biāo)簽表示唯一數(shù)字；接收來(lái)自所述OLT CT的下行消息，其中，所述下行消息包括所述相關(guān)標(biāo)簽。

結(jié)合附圖和權(quán)利要求書可以從以下的詳細(xì)描述中更清楚地理解這些和其它特征。

附圖說(shuō)明

為了更透徹地理解本發(fā)明，現(xiàn)參閱結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式而描述的以下簡(jiǎn)要說(shuō)明，其中的相同參考標(biāo)號(hào)表示相同部分。

圖1為TWDM PON的示意圖。

圖2為圖示ONU在線校準(zhǔn)的消息序列圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖示一種用于ONU在線校準(zhǔn)的方法的流程圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖示另一種用于ONU在線校準(zhǔn)的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

首先應(yīng)理解，盡管下文提供一項(xiàng)或多項(xiàng)實(shí)施例的說(shuō)明性實(shí)施方案，但所公開(kāi)的系統(tǒng)和/或方法可使用任何數(shù)目的技術(shù)來(lái)實(shí)施，無(wú)論該技術(shù)是當(dāng)前已知還是現(xiàn)有的。本發(fā)明決不應(yīng)限于下文所說(shuō)明的說(shuō)明性實(shí)施方案、附圖和技術(shù)，包括本文所說(shuō)明并描述的示例性設(shè)計(jì)和實(shí)施方案，而是可在所附權(quán)利要求書的范圍以及其等效物的完整范圍內(nèi)修改。

現(xiàn)有PON技術(shù)是單波長(zhǎng)PON，并且采用具有單個(gè)OLT CT的OLT，OLT CT是與ONU通信的OLT端口。因此，現(xiàn)有PON技術(shù)不支持ONU波長(zhǎng)調(diào)諧。NG-PON和NG-PON2，包括WDM PON、P2P-WDM PON和TWDM PON等多波長(zhǎng)PON，可以具有多個(gè)OLT CT，以便支持多個(gè)波長(zhǎng)。每個(gè)OLT CT可以在一對(duì)上行和下行波長(zhǎng)中提供數(shù)據(jù)傳輸。上行可以指從ONU到OLT的通信方向。相反，下行可以指從OLT到ONU的通信的方向。

在典型的TWDM PON中，在下行方向和上行方向上可以有多達(dá)八個(gè)波長(zhǎng)。校準(zhǔn)是一個(gè)在特定誤差范圍內(nèi)調(diào)整ONU傳輸?shù)纳闲泄庑盘?hào)的波長(zhǎng)的過(guò)程。對(duì)于未校準(zhǔn)的ONU或經(jīng)受性能下降的已校準(zhǔn)或預(yù)校準(zhǔn)的ONU，校準(zhǔn)可能是必要的。離線校準(zhǔn)可以指ONU在向PON注冊(cè)之前進(jìn)行預(yù)校準(zhǔn)時(shí)的校準(zhǔn)。ONU可能知道所有上行工作波長(zhǎng)信道的波長(zhǎng)，并知道如何自行校準(zhǔn)以在特定的信道中傳輸。在線校準(zhǔn)可以指ONU必須向PON注冊(cè)以便從OLT確定要使用哪個(gè)上行波長(zhǎng)信道時(shí)的校準(zhǔn)。ONU可能不知道任何上行工作波長(zhǎng)信道的波長(zhǎng)或者不知道如何自行校準(zhǔn)以在特定的上行波長(zhǎng)信道中傳輸。

國(guó)際電信聯(lián)盟電信(International Telecommunication Union Telecommunication，ITU-T)標(biāo)準(zhǔn)化部門G.989.3現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)草案(ITU-T G.989.3草案)公開(kāi)了一種用于ONU在線校準(zhǔn)的過(guò)程。上電后，ONU進(jìn)行下行掃描和校準(zhǔn)。ONE選擇一個(gè)用于上行信道校準(zhǔn)的下行信道。ONE從所選的下行信道了解系統(tǒng)和信道概況。作為校準(zhǔn)的一部分，ONU向OLT發(fā)送上行消息。

然而，在ITU-T G.989.3草案中沒(méi)有提供對(duì)從OLT到ONU的上行消息的直接響應(yīng)。因此，ONU沒(méi)有足夠的在線校準(zhǔn)信息。例如，ONU不知道ONU的上行波長(zhǎng)是否正確，ONU是否需要校準(zhǔn)更多的上行波長(zhǎng)信道，以及ONU是否準(zhǔn)備好激活上行波長(zhǎng)信道用于操作。

本文公開(kāi)了ONU的在線校準(zhǔn)的實(shí)施例。ONU向包括唯一索引編號(hào)的OLTCT傳輸上行消息。OLT CT接收上行消息，并基于上行消息向ONU傳輸下行消息，該下行消息包括唯一索引編號(hào)。上行消息和下行消息都可以是物理層操作、管理和維護(hù)(physical layer operation,administration and maintenance，PLOAM)消息。所公開(kāi)的實(shí)施例涉及TWDM PON，但是也可以應(yīng)用于支持ONU在線校準(zhǔn)的任何PON。

圖1是TWDM PON 100的示意圖。TWDM PON 100可適于實(shí)施所公開(kāi)的實(shí)施例。TWDM PON 100可以是不需要任何有源組件以在OLT 105與ONU_1-n150_1-n之間分布數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)。相反，TWDM PON 100可以使用無(wú)源光組件在OLT 105與ONU_1-n 150_1-n之間分布數(shù)據(jù)。TWDM PON 100可以遵守與多波長(zhǎng)PON有關(guān)的任何標(biāo)準(zhǔn)。TWDM PON 100包括OLT 105、分路器140和ONU_1-n 150_1-n,，其中n可以是任何正整數(shù)。

OLT 105可以是被配置為與ONU_1-n 150_1-n和另一網(wǎng)絡(luò)通信的任何設(shè)備。具體地，OLT 105可以充當(dāng)其它網(wǎng)絡(luò)與ONU_1-n 150_1-n之間的媒介。例如，OLT 105可以將從網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到ONU_1-n 150_1-n，并且可以將從ONU_1-n 150_1-n接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其它網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)其它網(wǎng)絡(luò)使用與在TWDM PON 100中使用的PON協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)，OLD 105可以包括將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換為PON協(xié)議的轉(zhuǎn)換器。OLT 105轉(zhuǎn)換器還可以將PON協(xié)議轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

OLT 105可以包括介質(zhì)訪問(wèn)控制(media access control，MAC)模塊110、OLT CT_1-m115_1-m、波長(zhǎng)復(fù)用器(wavelength multiplexer，WM)120、波長(zhǎng)解復(fù)用器(wavelength demultiplexer，WDEM)125、本地振蕩器(local oscillator，LO)130、雙向光放大器(bi-directional optical amplifier，OA)135。MAC模塊110可以是適于處理信號(hào)以在協(xié)議棧中的物理層處使用的任何模塊。WM 120可以是任何合適的波長(zhǎng)復(fù)用器，例如陣列波導(dǎo)光柵(arrayed waveguide grating，AWG)。WM 120可以復(fù)用波長(zhǎng)信道，并且因此將信號(hào)合并成合并的發(fā)射信號(hào)，然后將合并的發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到LO 130。LO 130可以向合并的發(fā)射信號(hào)添加特性，以便ONU_1-n 150_1-n正確地提取信號(hào)。LO 130然后可以將合并的發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到OA 135，OA 135可以根據(jù)需要放大合并的發(fā)射信號(hào)，以便通過(guò)光纖137將合并的發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到分路器140。OA 135還可以通過(guò)光纖137接收來(lái)自分路器140的合并的接收信號(hào)，并且根據(jù)需要放大合并的接收信號(hào)，以便將合并的接收信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到WDEM 125。WDEM 125可以類似于WM 120，并且可以將合并的接收信號(hào)解復(fù)用為多個(gè)光信號(hào)，然后將多個(gè)光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到OLT CT_1-m 115_1-m。

分路器140可以是適于劃分合并的光信號(hào)并將分路的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到ONU_1-n 150_1-n的任何設(shè)備。分路器140還可以是適于接收來(lái)自O(shè)NU_1-n 150_1-n信號(hào)，將這些信號(hào)合并成合并的接收信號(hào)，以及將合并的接收信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到OA 135的任何設(shè)備。例如，分路器140在下行方向(例如，從OLT 105到ONU_1-n 150_1-n)將下行光信號(hào)劃分成n個(gè)分路的下行光信號(hào)，以及在上行方向(例如，從ONU_1-n 150_1-n到OLT 105)將n個(gè)上行光信號(hào)合并為一個(gè)合并的上行光信號(hào)。

ONU_1-n 150_1-n可以是適于與OLT 105通信的任何設(shè)備。ONU_1-n 150_1-n可以包括波長(zhǎng)可調(diào)部件155_1-n和MAC模塊_1-n 160_1-n。波長(zhǎng)可調(diào)部件155_1-n包括波長(zhǎng)可調(diào)發(fā)射器和波長(zhǎng)可調(diào)濾波器(未示出)。MAC模塊_1-n 160_1-n類似于MAC模塊110。

TWDM PON 100可以通過(guò)將下行波長(zhǎng)(例如，λ1d、λ2d、...和λnd)和上行波長(zhǎng)(例如，λ1u、λ2u、...和λnu)與每個(gè)OLT CT_1-m 115_1-m關(guān)聯(lián)來(lái)提供WDM能力，使得存在多個(gè)波長(zhǎng)。然后，TWDM PON 100可以將這些波長(zhǎng)合并成單個(gè)光纖137，并通過(guò)分路器140將波長(zhǎng)分布到ONUs_1-n150_1-n。TWDM PON 100也可以提供TDM。

圖2為圖示ONU在線校準(zhǔn)的消息序列200。圖1的TWDM PON 100可以實(shí)施ONU在線校準(zhǔn)。圖2示出了OLT CT 210與ONU 220之間交換的消息。OLT CT 210和ONU 220可以是任意OLT CT_1-m 115_1-m和任意ONU_1-n 150_1-n。

ONU 220初始化和校準(zhǔn)其接收器和發(fā)射器(未示出)。初始化可以包括對(duì)OLT CT 210的自配置和測(cè)距。發(fā)射器和接收器的自校準(zhǔn)可以包括通過(guò)調(diào)節(jié)控制參數(shù)，包括ONU的溫度、電流和電壓，來(lái)校準(zhǔn)發(fā)射器傳輸?shù)纳闲泄庑盘?hào)和接收器接收的下行光信號(hào)的波長(zhǎng)。在自校準(zhǔn)之后，ONU 220的發(fā)射器傳輸?shù)纳闲泄庑盘?hào)的波長(zhǎng)應(yīng)與OLT CT 210的接收器接收的上行光信號(hào)的波長(zhǎng)相匹配。類似地，ONU 220的接收器接收的下行光信號(hào)的波長(zhǎng)應(yīng)與OLT CT 210的發(fā)射器傳輸?shù)南滦泄庑盘?hào)的波長(zhǎng)相匹配。

ONU 220向OLT CT 210傳輸上行消息230。上行消息230是PLOAM消息，并且包括區(qū)分ONU 220與其它ONU的相關(guān)標(biāo)簽。相關(guān)標(biāo)簽可以以各種形式表示唯一的非零數(shù)字。例如，相關(guān)標(biāo)簽可以包括16位字段的唯一非零數(shù)字。當(dāng)ONU 220對(duì)上行光信號(hào)的波長(zhǎng)或功率或兩者進(jìn)行調(diào)諧時(shí)，唯一的非零數(shù)字變?yōu)榱硪粋€(gè)唯一非零數(shù)字。

OLT CT 210接收上行消息230，評(píng)估上行消息230，并向ONU 220傳輸下行消息240。上行消息230的評(píng)估包括確定是否以正確的波長(zhǎng)和功率傳輸上行信號(hào)、ONU 220是否需要校準(zhǔn)更多的上行波長(zhǎng)信道，以及ONU 220是否準(zhǔn)備好被激活用于根據(jù)現(xiàn)有控制參數(shù)進(jìn)行操作。下行消息240也是PLOAM消息。

在一項(xiàng)實(shí)施例中，下行消息240可以是OLT CT210創(chuàng)建的新校準(zhǔn)下行消息。表1描述了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的下行消息240的參數(shù)。下行消息240包括未分配的ONU標(biāo)識(shí)(identification，ID)、消息類型ID、序列號(hào)(sequence number，SeqNo)、供應(yīng)商特定序列號(hào)、消息索引、校準(zhǔn)ID、上行波長(zhǎng)信道ID、接收信號(hào)強(qiáng)度指示(received signal strength indicator，RSSI)、填充和消息完整性檢查。消息索引是從上游消息230復(fù)制的相關(guān)標(biāo)簽。

校準(zhǔn)ID包括“0”位和校準(zhǔn)狀態(tài)位。例如，表1所示為校準(zhǔn)ID包括8個(gè)位，校準(zhǔn)狀態(tài)位后跟隨7個(gè)“0”位。校準(zhǔn)狀態(tài)位基于對(duì)OLT CT 210的上行消息230的評(píng)估來(lái)確定。校準(zhǔn)狀態(tài)位具有指示ONU 220應(yīng)繼續(xù)校準(zhǔn)的第一二進(jìn)制值，以及指示ONU 220應(yīng)被激活以進(jìn)行操作的第二二進(jìn)制值，其中第一二進(jìn)制值與第二二進(jìn)制值不同。在一項(xiàng)實(shí)施例中，表1所示為第一二進(jìn)制值為0，第二二進(jìn)制值為1。在另一項(xiàng)實(shí)施例中，第一二進(jìn)制值可以是1，第二二進(jìn)制值可以是0。

上行波長(zhǎng)信道ID是當(dāng)校準(zhǔn)狀態(tài)位具有第一二進(jìn)制值(例如，如表1所示的0)時(shí)正在校準(zhǔn)上行波長(zhǎng)的上行波長(zhǎng)信道，或者是當(dāng)校準(zhǔn)狀態(tài)位具有第二二進(jìn)制值(例如，如表1所示的1)時(shí)準(zhǔn)備好激活的上行波長(zhǎng)信道。RSSI指示在OLT CT 210處從ONU 220接收的光功率。RSSI可以由ONU 220用作在線校準(zhǔn)的參考。

表1：根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的下行消息。

在另一項(xiàng)實(shí)施例中，下行消息240可以是修訂的PLOAM消息，例如，修訂的上行波長(zhǎng)信道信息(US_WLCH_INFO)PLOAM消息或修訂的assign_ONU_ID PLOAM消息。表2描述了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的下行消息240的參數(shù)。下行消息240是通過(guò)將消息索引、校準(zhǔn)ID、上行波長(zhǎng)信道ID和RSSI添加到現(xiàn)有US_WLCH_INFO PLOAM消息來(lái)生成的。

表2：根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的下行消息。

表3描述了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的下行消息240的參數(shù)。下行消息240是通過(guò)將消息索引、校準(zhǔn)ID、上行波長(zhǎng)信道ID和RSSI添加到現(xiàn)有assign_ONU_ID PLOAM消息中來(lái)生成的。當(dāng)校準(zhǔn)ID為00000000時(shí)，ONU應(yīng)忽略O(shè)NU ID。

表3：根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的下行消息。

圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖示一種用于ONU在線校準(zhǔn)的方法300的流程圖。方法300在OLT CT中實(shí)施以便激活ONU。例如，OLT CT和ONU可以是OLT CT₁ 115₁和ONU₁ 150₁。在方框310中，從ONU接收包括相關(guān)標(biāo)簽的上行消息。相關(guān)標(biāo)簽表示區(qū)分ONU與其它ONU的唯一數(shù)字。當(dāng)ONU調(diào)諧上行光信號(hào)的波長(zhǎng)或功率或兩者時(shí)，唯一數(shù)字變?yōu)榱硪粩?shù)字。在方框320中，基于上行消息生成下行消息。下行消息包括相關(guān)標(biāo)簽。在方框330中，向ONU傳輸下行消息。

圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖示另一種用于ONU在線校準(zhǔn)的方法400的流程圖。方法400在OLT CT中實(shí)施以便激活ONU。例如，OLT CT和ONU可以是OLT CT₁ 115₁和ONU₁150₁。在方框410中，向OLT CT傳輸包括相關(guān)標(biāo)簽的上行消息。相關(guān)標(biāo)簽表示區(qū)分ONU與其它ONU的唯一數(shù)字。當(dāng)ONU調(diào)諧上行光信號(hào)的波長(zhǎng)或功率或兩者時(shí)，唯一數(shù)字變?yōu)榱硪粩?shù)字。在方框420中，從OLT CT接收包括相關(guān)標(biāo)簽的下行消息。

雖然本發(fā)明多個(gè)具體實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法也可通過(guò)其它多種具體形式體現(xiàn)，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神或范圍。本發(fā)明的實(shí)例應(yīng)被視為說(shuō)明性而非限制性的，且本發(fā)明并不限于本文本所給出的細(xì)節(jié)。例如，各種元件或部件可以在另一系統(tǒng)中組合或合并，或者某些特征可以省略或不實(shí)施。

此外，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，各種實(shí)施例中描述和說(shuō)明為離散或單獨(dú)的技術(shù)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和方法可以與其它系統(tǒng)、模塊、技術(shù)或方法進(jìn)行組合或合并。展示或論述為彼此耦合或直接耦合或通信的其它項(xiàng)也可以采用電方式、機(jī)械方式或其它方式通過(guò)某一接口、設(shè)備或中間部件間接地耦合或通信。其它變更、替換、更替示例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的，均不脫離此處公開(kāi)的精神和范圍。