用于发送数据和用于光收发器的方法与流程

1.本公开涉及光网络领域，特别是使用光纤进行数据通信的光接入网络。


背景技术：

2.使用光纤的光网络长期以来一直使用网络拓扑，诸如，点对点拓扑(ieee系列)、无源光网络(例如g.987、g988系列)，包括时分和波分复用(twdm)无源光网络(pon)(g.989系列)和通用波分复用wdm
‑
pon(g.989系列)。光点对点数据发送通常在两根光纤上使用一个波长，每根光纤专用于一个方向上的发送。无源光网络(例如g.987、g988系列)还在一根光纤上使用一个波长，其功率被分流到多根光纤中以到达不同终端用户。在同一光分配网络(odn)上通常在下行有一个波长，在上行有一个不同的波长。上行上的波长和下行上的波长彼此之间的距离足够远，以在由两个波长承载的信号之间以低复杂性和低成本提供隔离特性。pon系统可以使用nrz调制提供高达10吉比特每秒(gbps)的速度。twdm pon(g.989系列)系统使用在同一odn上相互堆叠的多个波长对。如由itu定义的，twdm pon系统是一种多波长pon系统，其中，每个波长信道可以通过采用时分复用和多址机制在多个onu之间被共享。基于nrz调制，twdm pon系统可以以10gbps线路速率提供多达4个信道。在点对点(ptp)wdm pon(g.989系列)系统中，不同的pon系统(可能对应于不同终端用户组)使用波长复用/解复用(可能通过使用附加功率分配器)在同一odn上被复用和解复用。如由itu定义的，ptp wdm pon系统是一种多波长pon系统，它使用每onu一个专用波长信道用于下行方向和每onu一个专用波长信道用于上行方向来实现点对点连接。链接光终端和光网络单元(终端用户)的波长可以在以可调谐方式(即，被调谐到目标发送波长)运行系统时进行选择，。这种波长通用wdm
‑
pon系统可以使用nrz调制提供高达每线路10gbps的速率。
3.2017年，市场上出现了新的光收发器，通常被称为“bidi”收发器，其具有在单根光纤上双向发送数据的能力，最大发送速率约为10gbps。
4.自2015
‑
2017年以来，光接入拓扑一直针对前传应用，例如链接移动基带单元(bbu)和远程无线电头端(rrh)，它们在3gpp(第三代合作伙伴计划)措辞中还被称为bu(基带单元)和du(分散单元)。此外，电信运营商对前传光接入提出了几点要求，包括：对于点对点通信，与ieee传统点对点技术相反，在唯一光纤上应提供上行通信链路和下行通信链路，即，在每个方向上都提供通信链路。除此优点之外，这使光纤数量减少一半，这也显著减少了外壳的尺寸和维护工作。
5.因此，存在限制光接入网络中的多个用户之间进行数据通信所使用的光纤的数量的需求，这导致考虑在单根光纤上复用多个用户的方案和相应的光组件。
6.还需要考虑额外的成本限制，因为希望重复使用低成本组件，例如，为光网络技术开发的收发器和复用器/解复用器设备，诸如cwdm(粗波分复用)或dwdm(密集波分复用)，其中，双向的数据通信信号在单根光纤上针对多个用户被复用。至少部分地重复使用为了光分配网络以外的光网络开发并且已部署的此类传统技术产生了当在光接入网络中使用时的若干技术挑战，特别是考虑到针对每个用户的上行和下行光信号的相邻波长的使用。这
些挑战变得更加突出，并且在考虑使用bidi收发器并以超过10gbps的线路速率运行的光接入网络时，还会出现其它挑战。
7.此外，bidi收发器的发送器侧可能在发送数据时受到任何光源经历的损害，这可能变得更加成问题，因为这样的发送器侧可用于多路复用用户的数据发送。
8.因此，需要提供一种用于操作光源的改进方案、以及实现该方案的网络节点，以解决本领域常规技术的上述缺点和不足。
9.还需要提供一种用于操作光网络节点(诸如包括光源的光收发器)的改进方案、以及实现该方案的光收发器，以解决本领域常规技术的上述缺点和不足。.
10.本公开的一个目的是提供一种用于操作光网络节点的改进方案以及实现该方案的网络节点。
11.本公开的另一个目的是提供一种用于操作光分配网络的光源的改进方案以及实现该方案的装置。
12.本公开的又一目的是提供一种用于操作光分配网络的光收发器的改进方案以及实现该方案的光收发器。
13.本公开的又一目的是提供一种用于在光源中发送数据的改进方案以及实现该方案的光源。
14.本公开的又一目的是提供用于在光收发器中发送数据的改进方案以及实现该方案的光收发器。
15.为了实现这些目的和其它优点并且根据本公开的目的，如本文具体实现和广泛描述的，在本公开的一个方面中，提出了一种用于在光分配网络的光源中发送数据的方法。该方法包括：
16.获取光收发器的发送从非发送切换到数据发送时出现的频率失谐损害的特性；以及
17.基于频率失谐损害的特性发送数据。
18.在一些实施方式中，获得频率失谐损害的特性可以包括获得与频率失谐损害的持续时间相关的数据。
19.在一些实施方式中，频率失谐损害的持续时间可以包括连续的第一持续时间和第二持续时间，其中，第一持续时间对应于频率失谐的峰值，而第二持续时间对应于频率失谐的衰减。
20.在一些实施方式中，基于频率失谐损害的特性发送数据可以包括：发送具有时移的数据，其中，时移基于频率失谐损害的持续时间。
21.在一些实施方式中，时移可以基于第一持续时间和第二持续时间的频率失谐高于预定阈值的部分的组合。


技术实现要素：

22.在一些实施方式中，时移可以基于对最后数据发送的结束和光源的下一次激活之间的持续时间的估计。
23.在一些实施方式中，获得频率失谐损害的特性可以包括获得对频率失谐损害的估计，并且发送数据可以包括处理承载数据的光信号以基于对频率失谐的估计来补偿频率失
谐损害。
24.在一些实施方式中，基于频率失谐损害的特性发送数据可以包括：发送具有时移的数据，其中，时移基于频率失谐损害的第一持续时间，获得频率失谐损害的特性可以包括：在频率失谐损害的第二持续时间期间获得对频率失谐损害的估计，并且发送数据还可以包括处理承载数据的光信号以基于对频率失谐损害的估计来补偿频率失谐损害。
25.在本公开的另一方面，提出了一种用于光分配网络中的光收发器的方法，该方法包括：由光收发器的发送侧根据用于根据本公开的在光源中发送数据的方法发送第二发送光信号，在光分配网络的光收发器中接收数据，其中，接收包括：在光收发器的接收侧接收接收到的光信号，其中，接收到的光信号与承载由光源在包括光纤的第一发送链路上发送的数据的第一发送光信号对应；确定接收到的光信号中的干扰信号的干扰分量，其中，该干扰分量是由光收发器的发送侧在包括光纤的第二发送链路上发送第二发送光信号引入的；以及基于所确定的干扰分量处理接收到的光信号以获得对第一发送光信号的估计，其中，确定干扰分量包括表征从所发送的第二发送光信号的相应反向传播引入的贡献信号的组合。
26.在一些实施方式中，所提出的用于光分配网络中的光收发器的方法还可以包括：确定干扰分量的幅度失真分量，并且从接收到的光信号中去除幅度失真分量。
27.在一些实施方式中，所提出的用于光分配网络中的光收发器的方法还可以包括：确定干扰分量的相位失真分量，并且从接收到的光信号中去除相位失真分量。
28.在一些实施方式中，至少一个贡献信号由所发送的第二发送光信号在包括在第二发送链路中的网络节点(诸如，光分配网络的光连接器或功率分配器)上的反向反射生成。
29.在本公开的又一方面，提出了一种用于光分配网络中的光收发器的方法，该方法包括：由光收发器的发送侧根据本公开的在光源中发送数据的方法来发送第二发送光信号，在光分配网络的光收发器中接收数据，其中，所述接收包括：在所述光收发器的接收侧接收接收到的光信号，其中，接收到的光信号对应于第一发送光信号，所述第一发送光信号承载由光源在包括光纤的第一发送链路上发送的数据；确定接收到的光信号中的干扰信号的干扰分量，其中，该干扰分量是由光收发器的发送侧在包括光纤的第二发送链路上发送第二发送光信号引入的；并且基于所确定的干扰分量处理接收到的光信号以获得对第一发送光信号的估计。
30.在一些实施方式中，接收到的光信号和第二发送光信号分别对应于利用频率复用在光纤上发送的多个双向光信号中的双向光信号的下行信道和上行信道。
31.在一些实施方式中，第一发送光信号和第二发送光信号具有相邻的载频，其中，接收接收到的光信号包括：对接收到的信号进行滤波以将双向光信号与多个双向光信号中的其它信号分开。
32.在一些实施方式中，所提出的用于光收发器的方法还可以包括：确定干扰分量的幅度失真分量，并且从接收到的光信号中去除幅度失真分量。
33.在一些实施方式中，所提出的用于光收发器的方法还可以包括：确定干扰分量的相位失真分量，并且从接收到的光信号中去除相位失真分量。
34.因此，所提出的补偿方案可以有利地被设计为使得仅补偿幅度失真分量，或者补偿幅度失真分量和相位失真分量两者。
35.在一些实施方式中，确定干扰分量可以包括表征从所发送的第二发送光信号的相应反向传播引入的贡献信号的组合。
36.在一些实施方式中，至少一个贡献信号是由所发送的第二发送光信号在包括在第二发送链路中的网络节点(诸如，光分配网络的光连接器或功率分配器)上的反向反射生成的。
37.在一个或更多个实施方式中，确定干扰分量可以包括：停止光分配网络中的除光收发器的发送侧之外的所有光源的发送；一旦除光收发器以外的光源都不发送，则在光收发器的发送侧发送预定信号；以及在光收发器的接收侧记录与发送预定信号相对应的接收信号。
38.在一些实施方式中，干扰分量的确定可以包括：确定接收到的光信号的与所发送的第一发送光信号对应的第一信号分量的第一衰减系数的估计。
39.在一些实施方式中，接收到的光信号的处理可以包括：确定接收到的光信号的与所发送的第二发送光信号对应的第二信号分量的第二衰减系数的估计。
40.在一些实施方式中，干扰分量的确定可以包括：基于第一发送光信号的第一载波频率和第二发送光信号的第二载波频率确定对相移系数的估计。
41.在本公开的另一方面，提出了一种装置，其包括处理器、可操作地联接到所述处理器的存储器、以及在光分配网络中通信的网络接口，其中，所述装置被配置为执行如在本公开中所提出的方法。还提出了包括这种装置的光分配网络的光收发器。
42.在本公开的又一方面，编码有可执行指令的非暂时性计算机可读介质在执行该指令时，使包括与存储器可操作地联接的处理器的装置执行如本公开中提出的方法。
43.在本公开的又一方面中，一种计算机程序产品，包括有形地体现在计算机可读介质中的计算机程序代码，所述计算机程序代码包括指令，指令在被提供给计算机系统并被执行时使所述计算机执行如在本公开中提出的方法。在本公开的另一方面，提出了一种数据集，例如通过压缩或编码来表示如在此提出的计算机程序。
44.应当理解，本发明可以以多种方式实施和利用，包括但不限于作为处理、装置、系统、设备以及作为用于现在已知和以后开发的应用的方法。根据以下描述和附图，本文公开的系统的这些和其它独特特征将变得更加明显。
45.通过参考以下附图并结合所附说明书，本公开将被更好地理解并且其众多目的和优点对于本领域技术人员而言将变得更加明显。
附图说明
46.[图1a]
[0047]
图1a示出了点对点拓扑网络的示例。
[0048]
[图1b]
[0049]
图1b示出了pon拓扑网络的示例。
[0050]
[图2a]
[0051]
图2a示出了根据一个或更多个实施方式的使用波分复用的双向拓扑。
[0052]
[图2b]
[0053]
图2b示出了光源中的边模功率贡献。
[0054]
[图2c]
[0055]
图2c示出了根据一个或更多个实施方式的将由光源解决的频率失谐损害。
[0056]
[图2d]
[0057]
图2d示出了根据一个或更多个实施方式的将由光源解决的频率失谐损害。
[0058]
[图2e]
[0059]
图2e示出了根据一个或更多个实施方式的将由光源解决的频率失谐损害。
[0060]
[图3]
[0061]
图3是示出根据一个或更多个实施方式的示例性光收发器的框图。
[0062]
[图4a]
[0063]
图4a是示出根据一个或更多个实施方式的示例性数据发送过程的框图。
[0064]
[图4b]
[0065]
图4b是图示根据一个或更多个实施方式的示例性数据接收过程的框图。
[0066]
[图5]
[0067]
图5示出了根据一个或更多个实施方式的示例性光网络。
[0068]
[图6]
[0069]
图6示出了根据一个或更多个实施方式的示例性反向信道知识获取过程。
[0070]
[图7]
[0071]
图7示出了根据一个或更多个实施方式的示例性失谐测量过程。
[0072]
[图8]
[0073]
图8示出了根据一个或更多个实施方式的示例性损害补偿。
[0074]
[图9]
[0075]
图9示出了根据一个或更多个实施方式的示例性收发器。
具体实施方式
[0076]
为了说明的简单和清楚起见，附图示出了一般构造方式，并且可以省略众所周知的特征和技术的描述和细节，以避免不必要地模糊对所描述的本发明的实施方式的讨论。此外，附图中的元件不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被放大以帮助改进对本发明的实施方式的理解。某些附图可能会以理想化方式显示以帮助理解，诸如当结构被显示为具有直线、锐角和/或平行平面等时，在现实世界条件下可能会明显不那么对称和有序时。不同图中的相同标号表示相同的元件，而类似标号可以但不必须表示类似元件。
[0077]
此外，显然本文的教导可以以多种形式体现并且这里公开的任何特定结构和/或功能仅是代表性的。特别地，本领域技术人员将理解，本文公开的一个方面可以独立于任何其它方面来实现，并且几个方面可以以各种方式组合。
[0078]
下面参考根据一个或更多个示例性实施方式的方法、系统和计算机程序的功能、引擎、框图和流程图说明来描述本公开。每个所描述的功能、引擎、框图和流程图说明的框可以在硬件、软件、固件、中间件、微代码或其任何合适组合中实现。如果以软件实现，则功能、引擎、框图和/或流程图的框可以通过计算机程序指令或软件代码实现，计算机程序指令或软件代码可以通过计算机可读介质被存储或发送，或被加载到通用计算机、专用计算
机或其它可编程数据处理装置来生产机器，使得在计算机或其它可编程数据处理设备上执行的计算机程序指令或软件代码创建用于实现本文所述功能的装置。
[0079]
计算机可读介质的实施方式包括但不限于计算机存储介质和通信介质两者，包括便于将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的任何介质。如本文所使用的，“计算机存储介质”可以是可以由计算机或处理器访问的任何物理介质。此外，术语《存储器》和《计算机存储介质”包括任何类型的数据存储设备，诸如但不限于硬盘驱动器、闪存驱动器或其它闪存设备(例如存储密钥、记忆棒、密钥驱动器)、cd
‑
rom或其它光存储、dvd、磁盘存储设备或其它磁存储设备、存储芯片、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、智能卡或可用于承载或存储计算机处理器可读取的指令或数据结构形式的程序代码的任何其它合适的介质，或其组合。此外，各种形式的计算机可读介质可以向计算机发送或承载指令，包括路由器、网关、服务器或其它发送设备、有线(同轴电缆、光纤、双绞线、dsl电缆)或无线(红外线、无线电、蜂窝、微波)。指令可以包括来自任何计算机编程语言的代码，包括但不限于汇编、c、c++、python、visual basic、sql、php和java。
[0080]
除非另有具体说明，否则将理解，贯穿以下描述讨论，使用诸如处理、运算、计算、确定等术语指的是计算机或计算系统或类似电子计算设备的动作或处理，将在计算系统的寄存器或存储器中表示为物理量(诸如，电子量)的数据处理或转换为在存储器、寄存器或计算系统的其它此类信息存储器、发送或显示设备中类似地表示为物理量的其它数据。
[0081]
术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体旨在涵盖非排他性包含，使得处理、方法、物品或包括一系列元件的装置不必须限于这些元件，而是可以包括未明确列出的或此类处理、方法、物品或装置固有的其它元件。
[0082]
此外，“示例性”一词在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。在此描述为“示例性”的任何实施方式或设计不必须被解释为优于其它实施方式或设计或比其它实施方式或设计有利。
[0083]
在以下说明书和权利要求中，术语“联接”和“连接”及其派生词可以无差别地用于表示两个或多个元件彼此直接物理或电接触，或者两个或更多个元件彼此之间没有直接接触，但仍然相互合作或互动。
[0084]
在以下描述中，术语“源”、“光源”、“发送器”、“光发送器”、“发送器侧”和“发送侧”可以无差别地用于指代任何设备或装置，该设备或装置可以在硬件中实现，或者作为硬件和软件的组合实现，并入或不并入在光收发器中，被配置用于在光网络(例如，光分配网络)中发送承载数据的光信号。
[0085]
出于本公开的目的，“光网络”应当被理解为是指可以联接设备(在本文中也称为“节点”)的网络(包括使用光纤)，从而可以在设备之间进行光数据通信。根据本公开，可以在光网络中使用任意数量的节点、设备、装置、链路、互连等。
[0086]
光网络的计算设备(例如，接收器、发送器(例如，包括激光源设备的光/电复合设备)或收发器)能够诸如经由一个或更多个光纤发送和/或接收信号，和/或能够处理和/或存储数据。
[0087]
应当理解，本公开的实施方式可以用于多种应用，特别是但不限于光分配网络。
[0088]
图1a示意性地示出了典型地用于传统光接入的示例性点对点拓扑。
[0089]
图1a示出了网络(1)，其中，两个光网络节点(2、3)通过两条光纤(4a、4b)相互连接
用于数据通信。
[0090]
点对点拓扑在光纤上沿一个通信链路方向使用一个波长(λ1)进行光通信，而针对另一个方向在另一根光纤上使用相同波长(λ1)。换句话说，相同波长被用于在分别专用于一个方向和相反方向上的数据发送的两个不同光纤(4a、4b)上发送光信号。贯穿本公开，从网络节点看的相反方向、对应于网络节点发送数据的一个方向、以及对应于网络节点接收数据的相反方向将被无差别地称为“上行”和“下行”、“上行链路”和“下行链路”。通过光纤(4a、4b)之一发送的数据通常经历约0.5db/km的衰减，具体取决于所使用的光纤类型(在光纤网络中，衰减在1550nm左右的工作波长下通常约为0.15db/km，以及在1300nm左右的工作波长下通常约为0.55db/km)。例如，假设光纤长度约为40km，从数据源(2,3)到井(3,2)的衰减约为4.5db。基于nrz调制，在大约1550nm波长的c波段中，这种点对点拓扑可以提供高达25gbps的线路速率。
[0091]
图1b示意性地示出了还典型地将用于常规光接入的示例性pon拓扑。
[0092]
图1b示出了网络(10)，其中，中心节点(11)通过功率分配器节点(12)连接到多个网络节点(13a
…
13n)，每对两个节点使用两个波长(λ1和λ2)(每个通信方向一个波长)通过单根光纤连接。
[0093]
图2示出了示例性双向拓扑，其中，多个下行信道/上行信道对通过单根光纤传递。
[0094]
与图1a所示的上行信道通过第一光纤传递且下行信道通过第二光信道传递的点对点拓扑形成对照，上行信道和下行信道使用相同波长，双向拓扑使用频率复用在同一光纤上传递上行信道和下行信道：上行信道和下行信道使用相邻频率资源，即，相邻波长。该频率复用可以用于传递多对上行信道和下行信道，其中，每对可以对应于一个用户。
[0095]
的确，为了优化点对点拓扑光网络中的资源消耗，无论是使用单根光纤还是使用两根光纤(每个方向一根光纤)，在同一光纤资源上复用尽可能多的用户是有益的。具体来说，在光接入网络中，资源利用效率是关键要求，以利用有限资源解决尽可能多的用户。当仅使用一根光纤时，可以通过为每个用户使用不同的一对波长(一个波长用于下行信道，并且一个波长用于上行信道)来复用不同用户。
[0096]
另一个要求(特别是对于光接入网络)是使用设计和制造足够简单的组件，从而限制其成本并满足严格的成本限制。针对该问题，现有组件(诸如收发器)通常可以重复使用。这些收发器被开发用于cwdm或dwdm技术，其中，每个用户都被分配了适合用户解复用的滤波宽度的一对相邻波长，以便可以使用光学带通滤波器在低成本收发器组件处执行用户之间的区分。
[0097]
例如，图2示出四对上行信道和下行信道。这些对使用波分复用(wdm)进行频率复用，使得相邻对的上行信道的各自中心波长相隔大约100ghz。对于每一对，该对的上行信道使用的中心波长与该对的下行信道使用的中心波长相距不到50ghz。这对应于为dwdm(密集波分复用)系统指定的信道间隔值，它允许同时发送比cwdm(粗波分复用)系统更多的信息，并且通常用于无线蜂窝网络系统(诸如3gpp网络(例如gsm、umts、hspa、lte、lte
‑
a等))的核心网络子系统中的光数据通信。
[0098]
图2还示出了每对上行波长和下行波长可以适配的相同滤波模板(例如，在可能基于滤波技术的分离器(双工器设备)中)可以用于相互区分与用户相关联的光信号。对于每个用户，使用适配至同一滤波器模板的相邻波长有利地允许使用基于滤波器的用户复用/
解复用组件，其中，相同光学滤波器用于处理与用户相关的上行信道和下行信道两者。在bidi收发器中，该滤波操作可以通过适于将一个方向与另一个方向隔离的分离器(双工器)来执行。在bidi收发器中使用这样的分离器组件可能带来各种技术问题：首先，分离器实现的隔离绝不完美，并且分离器组件的成本越低，隔离效果越差。此外，波长位置在通用系统中可能发生变化，这导致波长不再位于滤波器的中心位置。
[0099]
然而，在光分配网络中使用相同滤波器处理与每个用户相关联的上行信道和下行信道还强加针对每个用户的上行信道和下行信道使用相邻波长，这产生了若干挑战，主要是由于上行信道的波长和下行信道的波长之间的滤波模板内缺乏隔离。
[0100]
在考虑使用利用约10gbps线路速率的相邻波长光发送技术的双向光收发器时遇到的技术问题包括与上行滤波和下行滤波相关的问题。
[0101]
10gbps的线路速率下的滤波可以基于诸如循环器和薄膜滤波器之类的组件。由于滤波不完美，因此每个信道对的两个传播波束(上行信道和下行信道)之间的隔离也不完美，即，发送信号的部分(下行信道)与接收信号(上行信道)混合。这导致发送信号叠加在接收器处的预期接收信号上，这引入外部光注入并引入发送器级的增益特性(时域和频域)的扰动。
[0102]
此外，点对点链路的两端可能无法被完美调谐，特别是如果存在针对bidi收发器的成本减少要求，其通过降低调谐系统的性能和/或降低分离器/双工器的性能来解决。
[0103]
要解决的技术问题还包括与扩展信号频谱的以下现象相关的问题，这使得滤波甚至变得更加关键：用于发送数据的调制可能随着位速率的增加而在频域中扩展光信号，同时保持相同的调制格式。此外，沿发送链路(包括光纤)的传播散射也会在频域中扩展光信号。此外，传播中的扩散和反向反射会引入额外信号干扰。
[0104]
迄今为止已展示的bidi系统通常以10gbps运行。然而，一些运营商表示需要能够以超过10gbps的线路速率提供发送的双向系统，例如以25gbps甚至50gbps。例如，2017年8月发布的ecpri规范就是这种情况，该规范描述了运营商感兴趣的场景，其中，正在考虑50gbps的发送。因此，需要以超过10gbps的速率运行的双向dwdm收发器。
[0105]
除了上述与约10gbps的线路速率相关的挑战之外，对于超过10gbps的速率还必须解决几个额外问题/挑战：
[0106]
首先，与滤波组件中使用的组件相关的成本应该优选地受到控制，从而产生显著成本约束。优选地，应保持以10gbps运行的bidi技术可实现的上行和下行隔离的低成本。保持与用于高达10gbps速率的滤波组件相同的滤波组件或成本方面的等价物可能会提供解决此约束的方案。
[0107]
例如，如上所述，为了在以大约10gbps的线路速率运行并采用nrz调制的蜂窝网络的核心网络中使用的dwdm技术而设计的收发器设备在理想情况下应该在诸如odn网络之类的光接入网络环境中重复使用，以避免与设计和制造或采购具有更好滤波性能的设备相关的费用。
[0108]
其它挑战与将线路速率提高到10gbps以上的可用选项有关：
[0109]
首先，使用相同调制格式的线路速率的增加将导致相关基带频谱范围也增加(基本上呈线性)。在这方面，值得注意的是，使用nrz调制的10gbps发送速率已经需要20ghz带宽。
[0110]
此外，对于超过10gbps的发送速率，可以考虑使用比nrz频谱效率更高的调制。例如，可以考虑m
‑
pam调制，对于相同的位速率，m
‑
pam的带宽大约是nrz带宽的一半。然而，每次m加倍，与处于相同位速率的nrz相比，灵敏度会改变大约4db(例如，nrz和4pam之间的4db的灵敏度差)。
[0111]
不管调制方案(nrz或m
‑
pam)如何，原样保持滤波方案，必须显著提高上行和下行的滤波性能，这是非常昂贵的。当使用nrz时，滤波器的顶部必须扩大，同时保持频谱中的有效频带，即，斜率也必须增加。当使用4pam时，必须增加隔离，这也意味着更高的斜率。实际上，鉴于其在频域中的基本恒定频谱支持，4pam调制可用于实现更高的位速率，达到可以降低噪声水平的程度。这种噪声降低实际上是通过更高斜率滤波器来实现的，这些滤波器能够滤除位于信道通道的频率轴上的噪声。
[0112]
此外，本公开的发明人已经设计出，当从非发送状态切换到数据发送时，光收发器的发送侧可能经受在光源的发送侧发生的频率失谐损害。对于在突发模式下操作以进行数据发送的任何光源，都可能发生这种频率失谐损害。
[0113]
事实上，低成本激光器可能具有敏感边模功率贡献，如图2b所示，因为激光边模可能会引入串扰，但也可能包括频率失谐损害(在下文中可称为“频率啁啾”)，当在突发模式下操作时，其幅度通常约为20ghz，如图2c所示。解决此类频率啁啾对于降低例如用于分组发送的功耗至关重要。此外，解决频率啁啾允许更频繁地关闭激光源，从而有助于减少在光纤内发送的聚合功率量，从而减少潜在非线性传播损害。
[0114]
如图2c所示，在几纳秒的时间间隔内打开光源会导致失谐形式的频率漂移，其在数百微秒内在初始峰值后降低，并且在数百纳秒的时间间隔内打开光源也会导致失谐形式的频率漂移，其在数百微秒内在初始峰值后也会降低，并且在几微秒的时间间隔内打开光源也会导致失谐形式的频率漂移，其在数百微秒内在初始峰值之后也会降低。因此，图2c示出在小于几微秒的时间间隔内打开光源会产生频率失谐损害，其形式为峰值失谐部分随后是衰减部分，直到频率失谐变得微不足道为止。频率失谐峰值越显著，导致失谐越严重，因为光源打开速度快。因此，对于以更高发送速率(10gbps及更高)(例如使用nrz调制)执行数据发送的光源，这种频率失谐可能成为一个重要问题。对于以更高发送速率运行的双向dwdm收发器，这个问题可能变得更加严重，因为多用户时分复用操作导致所有用户停止发送，但在给定时隙上执行数据发送的用户除外。此外，与其它调制(例如，m
‑
pam调制)相比，具有更大频谱带宽的某些调制(诸如nrz和rz调制)甚至可能会进一步加剧该问题，因为它们可能会在用户信道之间在频域中经历泄漏.
[0115]
图3示出了bidi收发器设备(50)的示例，其接收通过光纤(51)发送的光信号s，该光纤(51)连接到设备(例如，联接器设备(52))的接口。联接器设备(52)可以是wdm联接器，即，能够基于用于上行和下行的光波长组合和分离通过光纤(51)发送的数据的联接器。
[0116]
该设备(50)包括光发送器(53)，光发送器被配置用于基于要发送到一个或更多个远程节点的发送数据(tx数据)通过光纤(51)发送信号t。发送数据由光发送器(53)处理以生成光信号t，该光信号t通过双工器(54)和联接器(52)被提供给光纤(51)。
[0117]
该设备(50)还包括：光接收器(55)(例如光
‑
接收器)，包括例如光电二极管、跨阻抗放大器组件、模拟电路和模数转换器；以及数字处理器，其被配置用于接收通过光纤(51)从一个或更多个远程节点发送并通过联接器(52)和双工器(54)接收的光信号。接收到的光
信号由光接收器(55)处理以生成接收数据(rx数据)。
[0118]
从远程源发送的信号s可以用以下相位
‑
幅度复数表示法表示：其中，i表示其平方等于
‑
1的复数，ω
s
表示信号s的脉动，t表示时间，并且表示信号的幅度。
[0119]
由设备(50)发送的信号t同样可以由以下相位
‑
幅度复数表示法表示：其中，i表示其平方等于
‑
1的复数，ω
t
表示信号t的脉动，t表示时间，并且表示信号的幅度。
[0120]
该设备(50)的光接收器(55)可以接收对应于从远程源发送的信号s的第一接收信号s
r
和第二接收信号t
b
(以下也称为干扰信号)的组合，其至少一个分量对应于由设备(50)自身发送的信号t的反向传播的集合。这些反向传播是由设备(50)发送信号的光纤(51)中的缺陷以及每个连接器、联接器或更一般地每个光学设备(52)中的反射导致的，除了光纤(51)之外，由设备(50)发送的信号t在其信号路径上遇到该反向传播。
[0121]
这些反向传播阻碍了在收发器处在发送信号和接收信号之间进行区分，特别是当这种收发器连接到几千米长的光纤时。如上所述，在40km长的光纤上发送的光信号可能经历大约0.15db/km的衰减，即，40千米长的光纤为6db的衰减。信号衰减也来自连接器，也可能来自信号路径上的任何其它组件，诸如功率分配器组件，在这种情况下，此类损失被称为“插入损失”，因此在接收器处接收到的信号经历的衰减可能高达18db。在发送器侧，发送信号的信号功率将比接收信号的功率高得多(例如15db、18db或可能20db)。尽管反向反射也可能被双工器强烈衰减(约20db或30db)，但是反射中的至少由位于发送信号的发送器附近的光学设备(诸如，在图3所示的收发器(50)接近发送器(53)的情况下的联接器(52))生成的那些反射的信号功率可能具有接近大约在引入对信号s的显著干扰的发送器处接收的信号的幅度的幅度。这产生对该接收信号的显著干扰，其降低以误码率值表示的收发器的性能，并且甚至可能难以将接收信号与由其反向反射生成的发送信号的分量区分开来。
[0122]
第一接收信号s
r
可以被表示为在接收器(55)处从通过传播信道发送的信号s接收的信号，该传播信道包括在连接到设备(50)的光纤(51)中的传播，该信道可以在下文中可以被称为“前向信道”。
[0123]
第二接收信号t
b
可以被表示为在接收器(55)处接收的作为由设备(50)发送的信号t的反向传播的结果的信号，该信号t可以由反向传播信道表示，该信道可以无区别地在下文中被称为“反向信道”或“反向传播信道”。换句话说，由收发器(50)在包括连接到收发器(50)的光纤(51)的发送链路上发送的信号t的反向传播生成的(干扰信号的)干扰分量可以被表示为信号t与表示反向信道的复数传递函数h
cp
的卷积。
[0124]
假设前向信道复杂脉冲响应函数h
p
＝αe
iθ
，第一接收信号的频域表示可以表示为以下：
[0125][0126]
假设反向信道复杂脉冲响应函数第二接收信号的频域表示可以表示如下：
[0127][0128]
在图3所示的示例中，s对应于由远离收发器(50)在光纤(51)上的源发送的信号，
并且t对应于由收发器(50)的发送器(53)在光纤(51)上发送的信号。h
p
和h
cp
分别是与s和t相关联的传播和对向传播信道。
[0129]
信号分量和可以被视为幅度衰减分量，θ和可以被视为相移分量，根据本公开的实施方式，其中一些或全部将被估计和补偿。虽然这在方程1和2中未被表示，但是本领域普通技术人员将理解，信号分量和是时变分量(因为它们通常随着符号持续时间的幅度的量级的时间常数而变化)。同样，α和a是时变分量(因为它们通常随着信道的持续时间的幅度的量级的时间常数而变化)。
[0130]
更具体地，在方程1中，项θ+ω
r
t对应于光载波。在实施方式中，ω
r
可以表示对应于约10
14
hz的频率的波长。
[0131]
在一个或更多个实施方式中，要处理的干扰包括与两个载波频率ω
r
和ω
t
之间的变化差对应的干扰，方程1和2是识别和估计这种变化差的一种方便方式，如下面导出其的方程4所示。
[0132]
时变分量和以及α和a的时间变化的时间常数可以被认为明显小于与光载波相关的时间常数，因此小于由两个载波频率ω
r
和ω
t
之间的变化差生成的干扰的时间常数。因此，在一些实施方式中，与由两个载波之间的变化差产生的干扰相比，鉴于它们的时间常数，时变分量和以及α和a的时间变化可以被忽略。
[0133]
收发器(50)的接收器(55)(例如，光电二极管接收器)接收叠加的第一接收信号s
r
和第二接收信号t
b
。在接收器(55)是光电二极管接收器的实施方式中，从光电二极管输出的电流i可以被估计为与接收到的光强度成比例，并且可以表示如下：
[0134][0135]
其中，m是与所用装置相关的已知参数。方程3也可以表示为：
[0136][0137]
其中z
*
和分别用于指定复数z的复共轭。
[0138]
组合方程1、2和4得出以下方程5：
[0139][0140]
在测量电流i的情况下，m是与所用装置相关的已知参数，是发送信号的已知分量(以及可能的相位分量)，α和a分别由传播信道和对向传播信道确定。如上所述，由ω
r
和ω
t
之间的变化差所生成的干扰明确出现在方程4中。方程4还表明可以通过滤波获得这种变化差的估计。实际上，即使和也是时变分量，它们的时间常数变化也明显小于ω
r
和ω
t
、以及ω
r
和ω
t
之间的差。
[0141]
在方程5中，对应于要估计的信号，在一般情况下可能也对应于θ。在一些实施方式中，可以假设θ参数不承载要在接收器侧确定的任何信息(例如，在发送侧没有对发送信号的相位中的任何信息进行编码的情况下)。然后，在一些实施方式中可以认为是接收器侧可能需要检索的唯一未知信号。
[0142]
在这个假设下，上面的方程5可以被视为a
·
x2+b
·
x+c＝0类型的二次方程，其中x是未知变量，具有以下参数：
[0143]
a＝1，
[0144]
并且是未知变量。
[0145]
上述二次方程的判别式δ＝b2‑
4ac可以认为是正数或零，因为i对应于所有贡献的总和，因此由此可知，方程5总是至少有一个实数解，其可以用方程6表示：
[0146][0147]
其中，
[0148]
方程6可以如下重写为方程6'和6”：
[0149][0150][0151]
在一些实施方式中，隔离可以被认为足够小，使得a也可以被认为足够小以考虑的泰勒展开：
[0152][0153]
这导致如下：
[0154][0155]
方程7也可以改写为方程7’：
[0156][0157]
鉴于是信号，对于可能只保留正解，这导致：
[0158][0159]
方程8也可以改写为方程8’：
[0160][0161]
其中
[0162]
远程源发送的信号可以近似如下：
[0163][0164]
其中a和α是分别表示由反向信道和前向信道上的传播引入的幅度衰减的参数，其中，θ和分别是前向信道和反向信道引入的相移。实际上，可以选择用于过滤干扰的滤波器，使得因此项
[0165]
如上所述，在一些实施方式中，这些参数可以被认为与一阶的时间无关。相反，可以考虑它们的频率依赖性。
[0166]
方程9示出了由收发器在包括接收信号s的光纤的发送链路上发送信号t引入的干扰分量可以通过表征反向信道来确定，该反向信道表示从发送信号t沿其发送路径的各自反向传播产生的贡献信号的组合。
[0167]
在一个或更多个实施方式中，反向信道可以通过确定与反向信道对应的衰减系数a的估计来表征。然后，在实施方式中，信号的估计可以涉及对应于前向信道的衰减系数α的估计的确定。根据收发器的接收器的实施方式，可以同时或顺序地获得α和a的估计。
[0168]
即，对应于前向信道的衰减系数α的估计在一些实施方式中可能已经可用，例如根据在系统部署时或系统配置期间执行的测量。在其它实施方式中，衰减系数α的估计也可以使用来自远程源的已知信号的发送来确定，同时网络的所有其它发送器(包括感兴趣的收发器的发送器)都被静音，如下面详细介绍将描述的。
[0169]
在一个或更多个实施方式中，反向信道还可以通过确定与前向信道和反向信道对应的相移系数的估计来表征。如上所述，关于α和a分量，θ和是时间常数为信道的时间常数的量级的时变分量，即，时间常数明显小于ω
r
和ω
t
的时间常数、以及ω
r
和ω
t
之间的差。
[0170]
即，根据实施方式，与由收发器发送的光信号t的反向传播对应的干扰分量的确定可以包括与反向信道对应的系数的估计的确定、与前向信道对应的衰减系数α的估计的确定、和/或与前向信道和反向信道对应的相移系数的估计的确定。在一些实施方式中，假设没有干扰，可以使用应用于预期信号s的标准估计和均衡技术来执行衰减系数α的确定。
[0171]
图4a示出了根据本公开的用于在光分配网络的光源处发送信号的所提出的方法的示例性实施方式。
[0172]
所提出的方法可以在被配置用于通过光网络发送数据的任何光源中实现。例如，在一个或更多个实施方式中，所提出的方法可以在收发器的发送侧实现，例如图3所示的收
发器的光发送器(53)。
[0173]
在一个或更多个实施方式中，实现所提出的方法的光源可以被配置用于获得(80)光源的发送在从非发送切换到数据发送时发生的频率失谐损害的特性。例如，光源可以被配置为使得可以执行频率啁啾知识获取处理，以便基于所获取的频率啁啾知识来调整在光源处的数据发送。在光源处发送数据(81)然后可以基于频率失谐损害的特性。
[0174]
在一个或更多个实施方式中，光源可以被配置为确定频率啁啾的特性。通常，频率啁啾知识获取可以使用在频域中具有三角形形状的滤波器与被配置用于检测信号的光电二极管相结合来执行。滤波器可以被配置用于跟踪随时间的幅度变化以获取频率啁啾的知识，例如具有配置有与感兴趣频率对应的中心频率和用于跟踪信号衰减的斜率的滤波器(然后可以从幅度变化的动态推导出频率变化的动态)。根据实施方式，被配置用于频率啁啾知识获取的滤波器
‑
光电二极管组可以被包括在光源中，或者被包括在网络中的任何其它节点中。
[0175]
在其它实施方式中，与频率啁啾相对应的频率失谐的特性的获取可以使用外差干扰技术来执行，诸如这里关于频率失谐知识获取所描述的那些技术。这样的技术可以使用多个激光源，其中之一是要获取其频率啁啾知识的感兴趣的激光源。
[0176]
如图2d所示并且上面关于图2b和图2c所讨论的，当在突发模式下操作数据发送时，光源经受的频率啁啾损害通常包括两个连续部分：初始部分(被称为“非绝热效应”)，在很短的时间范围内(在从时间0到几纳秒(narampup)的时间间隔内)，然后是第二部分(被称为“绝热演化”)，其在超过数百微秒(arampup)内缩放。频率失谐损害的持续时间包括连续的第一(narampup)持续时间和第二(arampup)持续时间。
[0177]
在一个或更多个实施方式中，光源可以被配置为获得与频率失谐损害的持续时间相关的数据，作为获得频率失谐损害的特性的部分。
[0178]
在一些实施方式中，光源可以被配置为确定与频率失谐损害的持续时间相关的数据。
[0179]
根据实施方式，与频率失谐损害的持续时间相关的数据的确定可以以动态方式执行，例如，随着光源操作的数据发送速率变化而被动态调整。
[0180]
根据实施方式，与频率失谐损害的持续时间有关的数据可以与频率失谐损害的部分持续时间的估计有关，或者与频率失谐损害的总持续时间的估计有关。
[0181]
在一些实施方式中，与频率失谐损害的部分持续时间相关的数据可以表示频率失谐损害的上述初始部分(非绝热效应)的持续时间的估计。例如，获得光源的发送在从非发送切换到数据发送时发生的频率失谐损害的特性在一些实施方式中可以包括获得对光源的持续时间narampup的估计。
[0182]
在一些实施方式中，与频率失谐损害的部分持续时间相关的数据可以表示频率失谐损害的上述初始部分(非绝热效应)的持续时间的估计、以及频率失谐损害的上述第二部分(绝热演化)的持续时间的估计，从而可以获得频率失谐损害的总持续时间的估计。例如，获得光源的发送在从非发送切换到数据发送时发生的频率失谐损害的特性在一些实施方式中可以包括获得针对光源的持续时间narampup的估计、获得针对光源的持续时间arampup的估计，基于该估计可以获得频率失谐损害的总持续时间(narampup+arampup)的估计。
[0183]
在其它实施方式中，可以直接确定频率失谐损害的总持续时间的估计。
[0184]
第一实施方式：使用斜升时段
[0185]
现在参考图2e，在一个或更多个实施方式中，基于频率失谐损害的特性发送数据可以包括具有基于频率失谐损害的持续时间的时移的发送数据。使用这种时移有利地允许避免频率失谐损害的最强影响。在一些实施方式中，光源可以被配置为在时移时段期间发送虚拟信号。即，可以在开始发送数据之前的时移持续时间期间发送虚拟信号。另选地，可以选择在时移时段期间发送数据，对于其发送，频率啁啾损害的出现被认为是可接受的。
[0186]
在一些实施方式中，可以定义在发送任何类型的信令或数据之前设置用于斜升的时段的成帧，并且实现所提出的方法的光源可以被配置为将信令或数据的任何发送推迟到预定义斜升时段之后。信号(斜升信号)的发送可以被开启(例如，用于发送如上所述的虚拟信号)，从而可能发生频率失谐损害，并且光源可以被配置为等待，直到斜升时段结束为止，斜升时段开始于在发送要发送的数据之前开启斜升信号的发送，并且频率啁啾损害被认为对于其是不期望的。
[0187]
在一些实施方式中，(用于发送数据的)时移可以基于第一持续时间(对应于非绝热效应的持续时间的估计)与第二持续时间(对应于绝热演化的持续时间的估计)的频率失谐高于预定阈值(图2e上的dth阈值)的部分的组合(例如，总和)。阈值(dth)可以被视为对应于绝热演化中的持续时间，在该持续时间的结束，频率失谐基本稳定(不再显著变化)(如图2e所示的arampup
′
)。
[0188]
如图2e所示，在对应于光源j处的绝热演化的持续时间arampup_j，n期间，频率失谐降低以达到dth阈值(持续时间arampup
′
)。时移可以配置有与narampup持续时间(第一持续时间)的估计和arampup
′
持续时间(第二持续时间的部分)的估计之和对应的持续时间。在时移时段之后(在图2e所示的示例中，narampup+arampup
′
)，光源可以在持续时间trans_j，n期间发送数据，因为可以认为频率啁啾损害不再显著或不期望.
[0189]
数据发送可能会在tltt(最后发送时间的时间)处停止，虚线曲线示出了在光源处停止发送后激光源腔中的谐振条件的演变转化为频率。当发送恢复时，例如使用上面讨论的虚拟信号，另一种非绝热效应发生在比前一个更高(δd)的值处，开始于对应于激活光源的时间。第二绝热效应生成频率失谐峰值，该峰值不像前一个峰值那么高，然后是新的绝热演化(arampup_j，n+1)，在此期间，频率啁啾比先前更快地达到dth阈值。第二绝热效应发生在比前一个更接近与稳态相关的啁啾的渐进值(δd)处的值处，开始于与激活光源对应的时间。然后下一个数据发送(trans_j，n+1)可以比前一个(trans_j，n)更早地执行，如图2e所示。
[0190]
在一些实施方式中，dth阈值可以是用于配置光源以用于可能动态地改变时移的持续时间的参数。
[0191]
在一些实施方式中，为了考虑从一个数据发送到下一个数据发送的非绝热
‑
绝热循环中的记忆效应的不同影响，还可以基于对最后数据发送的结束与光源的下一次激活之间的持续时间的估计来确定时移。
[0192]
在这样的实施方式中，与narampup和arampup’持续时间(arampup’是基于dth阈值确定的)的组合(例如，narampup+arampup’之和)相比，基于最后数据发送(在没有先前激活的任何记忆效应(或具有较少记忆效应)的系统中启动)的结束和光源的下一次激活之间的
估计持续时间，时移可以被缩短。例如，在一些实施方式中，在时移中使用的arampup’持续时间可以缩短与从绝热时段的开始到从一个数据发送(在没有任何先前激活的记忆效应(或具有较少记忆效应)的系统中被发起)到下一次数据发送达到失谐阈值dth的持续时间之间的差δarampup对应的时间量，因为失谐最大偏差的量将从在不具有先前激活的任何记忆效应(或具有很少记忆效应)的系统中发起的一次发送到下一次发送被减少(如图2e所示的δd)。
[0193]
时移的这种减少可以有利地用于解释先前激活的记忆效应，这些效应产生从绝热时段的开始到达到失谐阈值dth的持续时间的差。由于从一个发送到下一个发送的这种记忆效应可能具有不同的影响(例如，由于数据发送的持续时间不同)，因此时移可能会缩短变化的时间量。
[0194]
在一些实施方式中，可以使用由查找表给出的arampup_j，n处的失谐值计算时移减少的时间量，该查找表根据时间给出绝热失谐，t
‑
tltt的值由根据时间给出松弛失谐的另一个查找表给出。
[0195]
第二实施方式：失谐的估计和补偿
[0196]
在一个或更多个实施方式中，实现所提出的方法的光源可以被配置为估计频率失谐损害，并且通过补偿所估计的频率失谐损害来调整其数据发送。
[0197]
这样的实施方式可以被认为是使用时移来推迟如上所述的数据发送的替代方案，或者与使用时移相结合。它们提供的优点是可以避免时段被认为太长的时移，特别是考虑到要发送数据的发送速率。实际上，由于为斜升时段保留的数百微秒可能会产生很大的开销(25gbps下为100μs意味着丢失了2.5mb的数据发送)，并且还可能导致延迟，这可能成为临界延迟(<100μs)的应用的问题。因此，在一些实施方式中，可以通过估计和补偿由光源引入的失谐来避免在光源的成帧中引入斜升时段。
[0198]
在一些实施方式中，获得频率失谐损害的特性可以包括获得频率失谐损害的估计，并且数据的发送可以包括处理承载数据的光信号以基于对频率失谐的估计来补偿频率失谐损害。
[0199]
在一些实施方式中，可以在制造光源时估计频率啁啾损害，并且光源可以配置有表示所估计的频率啁啾损害的数据，以通过补偿损害来说明所获得的频率失谐损害的特性。
[0200]
在一些实施方式中，可以在设置光源时估计频率啁啾损害，并且可以在设置时用表示所估计的频率啁啾损害的数据来配置光源，以通过补偿损害来说明所获得的频率失谐损害的特性。
[0201]
在一些实施方式中，对于光源，频率啁啾损害可以是有规律的，并且光源可以配置有表示所估计的频率啁啾损害的更新数据，以通过补偿损害来说明所获得的频率失谐损害的特性。定期确定频率啁啾损害的估计提供了以下优点：可以通过定期更新更准确地估计随时间演变的频率啁啾损害，例如随着光源的老化。
[0202]
第三实施方式：第一实施方式和第二实施方式的组合
[0203]
在一个或更多个实施方式中，例如通过使用与频率失谐损害的上述初始部分(非绝热效应)对应的斜升时段(在此期间，失谐比随后的时段(绝热演化)期间更严重)，并且之后基于如上文关于第二实施方式所述的这种失谐的估计来减轻失谐，可以使用保留的斜升
时段并且估计和补偿频率失谐损害的组合。
[0204]
例如，在一些实施方式中，基于频率失谐损害的特性发送数据可以包括：发送具有时移的数据，其中时移基于频率失谐损害的第一持续时间，获得频率失谐损害的特性可以包括：在频率失谐损害的第二持续时间期间获得频率失谐损害的估计，并且发送数据还可以包括：处理承载数据的光信号以基于频率失谐损害的估计补偿频率失谐损害。
[0205]
图4b示出了根据本公开除了在光收发器的发送侧使用所提出的方法之外，还可以使用用于在odn网络的光收发器处接收信号的方法的示例性实施方式。
[0206]
收发器(例如，图3所示的收发器(50)的光接收器(55))的接收侧接收(60)接收到的光(rxo)信号，该接收到的光信号对应于承载由光源(例如激光源)在包括光纤的第一发送链路上发送的数据的第一发送光信号(txo)。
[0207]
如上所述，接收到的rxo信号包括干扰信号，干扰信号本身由一个或更多个干扰分量组成，干扰分量之一是由收发器的发送侧(例如，图3所示的收发器(50)的光发送器(53)执行的发送引入的)。
[0208]
然后，确定(61)对接收到的光信号中的干扰信号的干扰分量的估计，该干扰信号是由光收发器(53)的发送侧在包括光纤的第二发送链路上发送第二txo信号引入的。
[0209]
因此，所提出的用于接收光信号的方案考虑了在收发器的接收侧接收的光信号中的、由在收发器本身执行的光信号发送引入的干扰。
[0210]
在一个或更多个实施方式中，确定干扰分量可以包括表征从所发送的第二txo信号的相应反向传播引入的贡献信号的组合。
[0211]
基于所确定的干扰分量，接收到的rxo信号被处理(62)，以便获得(63)第一txo信号的估计，并且从所接收的rxo信号中去除这样的估计。下面提供一个或更多个实施方式中的关于该处理的进一步细节。
[0212]
图5示出了包括多个互连节点的光分配网络70，该光分配网络包括根据本公开的一个或更多个实施方式的收发器设备71、一个或更多个光接收器设备72a
‑
72d、一个或更多个光收发器设备73a
‑
73d、以及操作和管理节点74。
[0213]
操作和管理节点74通过odn 70与收发器71、收发器73a
‑
73d和接收器72a
‑
72d互连，以便它可以与收发器71、收发器73a
‑
73d和接收器72a
‑
72d交换消息。
[0214]
感兴趣的收发器71通过单根光纤71'连接到odn 70，收发器例如根据图2所示的复用方案在该光纤上发送和接收波分复用光信号。
[0215]
相关领域中的普通技术人员将理解，图5所示的网络70仅是示出可以实现本公开的实施方式的odn的示例。特别地，任何合适的网络拓扑或架构(例如树状拓扑或网状拓扑)都可以用于网络70，图5所示的架构仅作为示例给出。此外，任何合适的架构可以用于网络节点71、72a
‑
72d、73a
‑
73d和74中的每个。例如，接收器设备72a
‑
72d中的每个可以是独立设备或者可以集成在光收发器中。
[0216]
应用于图5所示的网络的反向信道获取的示例性操作过程描述如下。
[0217]
根据实施方式，以下操作过程或其变体可以在网络70被建立时、在网络更新期间执行，这可以在优选长期的、可能周期性的基础上和/或基于外部请求(外部请求是从网络70的操作与维护中心接收到的请求)来执行。
[0218]
在一个或更多个实施方式中，所提出的过程可以使用光时域反射计(otdr)，通过
在网络中发送otdr信号以便承载感兴趣参数的测量值。
[0219]
在一个或更多个实施方式中，可以在网络中的不活动时段之后执行操作过程，该不活动时段可以被选择为不短于预定时段(t
otdrrefresh
)。根据实施方式，预定义时段可以被设置为解决特定上下文。例如，在一些实施方式中，在运营商控制的网络的情况下，预定义时段可以对应于网络上的维护操作，并且可以例如在几个小时到几个月之间变化。在一些实施方式中，还可以调度操作过程以说明系统组件的老化的影响，在这种情况下，预定义时段可以被设置为几个月。在一些实施方式中，网络节点包括对温度(例如包括温度变化，例如在白天温度和夜间温度之间的温度变化，或在阳光照射下和没有阳光照射的温度之间的温度变化)敏感的组件，预定义时段可以被设置为约几毫秒。在一些实施方式中，预定义时段可以被设置为上述特定环境的预定义时段中的一些或全部的组合。
[0220]
例如，在双向点对点光链路的端点之一位于天线桅杆顶部的用例中，温度变化(例如在白天和黑夜之间的温度变化或在云经过端点的时间期间的温度变化)会影响bidi收发器的激光芯片组件的运行，使得预定义时段可以被设置为约10毫秒。
[0221]
在一些实施方式中，可以基于一时段内的温度变化的导数的估计来确定不活动的时段。在一些实施方式中，还可以更新预定义时段(包括动态地更新)，以便使bidi收发器的操作适应变化的条件。例如，在bidi收发器周围的温度随时间变化的情况下，预定义时段可以从几毫秒更新到更长持续时间(例如1小时)。在一些实施方式中，可以例如基于bidi收发器周围的温度变化的导数来动态地调整预定义时段。
[0222]
假设程序的执行已被触发，则管理节点(74)向网络(70)的每个发送器(收发器73a
‑
73d)发送对从预定义时间t
m
开始并持续持续时间t
m
的otdr静默的请求。相关参数可以作为请求消息的有效载荷被传送到目的地节点，或者可以在发送器处被预先配置。根据实施方式，诸如光网络单元(onu)管理协议omci(用于onu管理和控制接口)的协议(由itu
‑
t指定为itu
‑
t g.988推荐)或物理层操作和维护(ploam)协议(由itu指定为gpon规范)可用于本公开中描述的消息发送。在一些实施方式中，特定层2信道(诸如以太网信道)也可以用于本公开中描述的消息发送。
[0223]
在一个或更多个实施方式中，管理节点(74)确定是否已经从网络的所有接收器接收到请求的确认响应。接收器的肯定确认响应通常可以承载指示已经接收到请求的信息，并且可以由接收器提供服务。例如，肯定确认响应可以确认可以使用相关参数来执行otdr静默，包括所请求的开始时间(tm)和所请求的持续时间(t
m
)。根据实施方式，确认响应可以是显式的或隐式的。
[0224]
在一个或更多个实施方式中，可以基于感兴趣的收发器的请求开始时间(tm)为除了感兴趣的收发器之外的每个收发器确定各自的请求开始时间参数(tmi)值，使得感兴趣的收发器不在其接收器侧接收除otdr信号之外的任何信号，直到时间tm为止。例如，可以基于收发器i和感兴趣的收发器之间的相应距离来确定收发器i(而不是感兴趣的收发器)的tmi参数。例如，可以配置otdr程序，以便除了感兴趣的收发器之外的每个收发器i在tmi＝tm
‑
li/n/c时停止发送，其中，li表示感兴趣的收发器和(除了感兴趣的收发器的)收发器i之间的距离，n是感兴趣的收发器和收发器i之间的光链路的光学索引，c是真空中的光速。在一些实施方式中，otdr管理可以基于tm参数以及感兴趣的收发器和(除了感兴趣的收发器之外的)收发器i之间的相应距离li，例如使用以下确定：tni＝tm
‑
li/n
×
c来确定tmi参
数，并将所确定的tmi参数传送到收发器i以用于此处描述的otdr过程。
[0225]
在一个或更多个实施方式中，可以基于感兴趣的收发器所请求的持续时间(tm)为除了感兴趣的收发器之外的每个收发器确定各自的请求持续时间参数(tmi)值，使得感兴趣的收发器在持续时间tm期间在接收器侧不接收除otdr信号之外的任何信号。例如，(除了感兴趣的收发器之外的)收发器i的tmi参数可以基于收发器i和感兴趣的收发器之间的相应距离来确定，或者根据实施方式，基于针对收发器i确定的开始时间tmi参数。在一些实施方式中，otdr管理可以基于tm参数确定tmi参数，并将所确定的tmi参数传输到收发器i以用于本文描述的otdr过程。
[0226]
接收器的否定确认响应通常可以承载指示已经接收到请求的信息，但是不能由接收器服务。在从请求的发送开始的预定时段之后没有从接收器接收到确认响应(无论是肯定的还是否定的)的情况下，也可以认为接收到否定确认响应。
[0227]
在一个或更多个实施方式中，在管理节点确定已经接收到一个或更多个否定确认响应的情况下，可以以相同参数或不同参数向网络(70)的接收器(72a、72b、72c、72d)中的每个发送对otdr静默的新请求。例如，可以向网络的接收器建议新开始时间tm’和/或新持续时间tm’。
[0228]
在一个或更多个实施方式中，otdr静默请求的持续时间t
m
可以基于帧时段t
otdr
和给定波长(点)处的otdr模式信号的长度来确定。帧时段例如可以被确定为t
otdr
＝l
max
/n
×
c，其中，l
max
是连接到被测试的收发器(71)的光链路(通常是光纤)的最大长度，n是光链路的光索引，c是真空中的光速，因此持续时间t
m
可以被确定为
[0229]
t
m
＝l
max
/n
×
c+otdr模式的持续时间
[0230]
其中，otdr模式的持续时间是otdr模式的持续时间。在其它实施方式中，帧时段可以被确定为t
otdr
＝k
×
l
max
/n
×
c，其中l
max
是连接到被测试的收发器(71)的光链路的最大长度，n是光链路的光索引，c为真空中的光速，k为保护时段参数(k≥1)，使得持续时间t
m
可以确定为
[0231]
t
m
＝k
×
l
max
/n
×
c+otdr模式的持续时间，
[0232]
其中，otdr模式的持续时间是otdr模式的持续时间。换句话说，n
×
c是光链路中的光速。t
m
可以优选地被选择为大于或等t
otdr
，使得可以在足够的时间量内(即，在至少等于t
otdr
的时间帧期间)，对反向信道进行探测。
[0233]
收发器(71)的发送器然后从时间tm开始在可以与针对收发器(71)预想的任何操作对应的波长点处发送otdr模式信号，即，承载已知模式(otdr模式)的光信号。例如，在根据图2所示的复用方案使用收发器(71)的情况下，收发器(71)将为图2所示的四个发送操作波长中的每个重复otdr模式信号的发送。用于在网络的所有发送器处获得发送静默的上述初始阶段可以被重复用于这些操作波长中的每个波长处的发送。
[0234]
在一些实施方式中，上述初始阶段可以在系统设置时执行，从而可以在系统设置期间一次测试要针对信道估计测试的所有操作波长。尽管在设置时执行的初步阶段可能需要很长时间才能完成，但它的优点是一旦系统运行，就可以在不使用任何系统资源的情况下对操作波长进行完整扫描。
[0235]
在其它实施方式中，可以在系统操作期间执行上述初步阶段。例如，系统可以被配置为随着波长的使用而自动学习。系统每次要使用未执行初步阶段测试的波长时，进行这
样的测试，并将结果存储在存储器中，从而无需再次执行测试。尽管一旦系统运行(在系统操作期间)，执行初步阶段的这种策略使用系统资源，但它有利地避免了系统设置时的冗长初步阶段，因此简化了初步阶段。该策略还利用了在系统操作的第一阶段期间使用所有系统资源的可能性在实践中相当低的事实。
[0236]
根据实施方式，所选择的波长点可以是与给定操作波长显式或隐式相关的任何参数。例如，对于激光光源，它可以是源芯片的温度值。
[0237]
在一个或更多个实施方式中，otdr模式可以包括“1”，之后是连续的零，因此对应于狄拉克(dirac)脉冲，以测量反向信道的脉冲响应。
[0238]
在一个或更多个实施方式中，otdr模式可以是由以模拟或数字方式生成的导频组成的模式。
[0239]
感兴趣的收发器(71)的接收器在存储器中获取t
odtr
时间帧上的接收信号，该接收信号与所发送的otdr模式信号的反向传播对应。在所发送的otdr模式对应于脉冲的实施方式中，在收发器(71)的接收器处获取的接收信号与反向信道的脉冲响应对应。在一些实施方式中，otdr模式可以对应于多个频率峰值，这些频率峰值可以覆盖与远程源发送到感兴趣的收发器的信号的频谱对应的频谱，以便在感兴趣的收发器的接收器处获取传递函数，基于该传递函数可以确定反向信道的脉冲响应。例如，在一些实施方式中，可以通过在otdrfftwindow/ts样本上执行快速傅立叶变换(fft)来检索传递函数(并因此隐式地获得脉冲响应)，其中，ts是样本持续时间并且otdrfftwindow是fft窗口宽度(根据实施方式，每个参数是预先确定的或动态确定的)，以便获得反向信道的幅度和相位响应的估计。
[0240]
在一些实施方式中，所发送的otdr模式可以包括0位和1位的序列，其被选择为具有特定算术特性，以便可以使用所发送的otdr模式实现同步。然后，可以使用与已知所发送的otdr模式的逆卷积从接收到的信号中获得信道的脉冲响应。二进制序列的优点还在于它避免了发送单个位时的噪声风险，并且比基于单个位发送更容易同步。
[0241]
在一个或更多个实施方式中，上述信号获取可以被重复并且然后被求平均以达到用于信号获取的预定信噪(s/n)比。在一些实施方式中，如果在预定数量的平均连续信号获取之后未达到预定s/n比，则可以认为不存在显著干扰。
[0242]
上述信号获取可能导致存储器中存储大量位。根据实施方式，这些位可以存储在收发器的本地存储器中，并且在收发器处被处理，或者被发送到远程处理节点以用于进一步处理，如以下参考图9所描述的。例如，对于给定获取时间帧t
odtr
和给定符号持续时间t
s
，在存储器中获取样本。假设给出每符号的位数numberofbitspersymbol，存储所需的存储空间可能高达20mbits：实际上，对于40千米长的光纤，t
odtr
可以被选择为等于400μs，获取速率可能等于10gbps，并且对于25ghz速率下的4mbits，应该存储10mbits以供进一步处理，如果使用等于2的过采样因子进行过采样，则它们变为20mbits。
[0243]
为了避免收发器处的存储器溢出，在一些实施方式中，收发器可以包括otdr管理模块，该otdr管理模块被配置用于通过仅保留有效序列(significant sequence)的开始时间和这种有效序列的位来执行所获取序列的长度的阈值化。在一些实施方式中，当确定序列包括高于预定阈值th
otdr
的预定数量的连续样本时，可以确定序列是有效的。因此，可以
基于所获取的数据执行阈值分析，以确定包括高于th
otdr
阈值的连续样本的序列。在一些实施方式中，没有有效值的数据序列(即，没有高于th
otdr
阈值的样本)可以作为阈值分析的一部分被丢弃以节省存储空间。
[0244]
由otdr处理得到的otdr数据然后可以从收发器(71)被发送到管理节点(74)。在一个或更多个实施方式中，在完成数据获取和处理(可能包括阈值化分析)后，收发器(71)可以在收发器(71)的发送器侧且在收发器(71)的接收器侧向管理节点(74)发送包括用于otdr发送的波长点的otdr信息消息(例如使用omci、ploam或以太网协议)以及所获取的数据。在执行阈值化分析的情况下，发送到管理节点(74)的所获取的数据可以包括由阈值化分析得到的序列、以及这种序列的开始时间。
[0245]
在管理节点(74)处接收到的otdr信息可以存储在一个或多个查找表(这里被称为反向信道(bch)表)中，其中，收发器(71)的发送器侧和收发器(71)的接收器侧的波长点可能以起始时间和与波长点对应的获取序列的对应样本的形式与对应的获取数据相关联地存储。
[0246]
图6示出了以上在一个或更多个实施方式中所述的反向信道知识过程。
[0247]
图6示出了根据本公开的实施方式的感兴趣的收发器(100)、操作和管理节点(101)以及可以向感兴趣的收发器(100)发送数据的一个或更多个收发器(102)。操作和管理节点(101)、感兴趣的收发器(100)和一个或更多个收发器(102)例如通过诸如图5所示的光分配网络可通信地联接。
[0248]
收发器(100)可以包括发送器(110)、接收器(111)和波长分离器(112)，在一些实施方式中，它们可以与图3所示的基本相似。
[0249]
收发器(100)可以配置有波长控制引擎(100a)、成帧引擎(100b)以及获取和阈值化引擎(100c)。波长控制引擎(100a)可以被配置为在发送器(110)和波长分离器(112)处操作。成帧引擎(100b)可以被配置为控制和管理用于发送和/或接收数据的时间参数，并且在一些实施方式中可以被实现为组织状态改变的时间分布以便配置发送和/或接收的数据的时间序列的状态机。获取和阈值化引擎(100c)可以被配置为在接收器(111)处操作，即，对接收器(111)接收的数据和/或信号进行操作。
[0250]
获取和阈值化引擎(100c)可以被配置为对所获取的数据执行数据获取操作以及阈值化分析，如上文关于所提出的反向信道知识获取过程所述的。
[0251]
收发器(100)还可以包括：时钟引擎(100d)，该时钟引擎被配置为对在收发器(100)处执行的操作(包括数据处理操作)进行时间管理；以及otdr管理引擎(100e)，该otdr管理引擎被配置为控制在收发器(100)的发送器(110)和接收器(111)处的反向信道知识获取操作。
[0252]
其它收发器(102)中的每个可以包括：成帧引擎(102b)；时钟引擎(102d)，其被配置为对在收发器(102)处执行的操作(包括数据处理操作)进行时间管理；以及otdr管理引擎(102e)，其被配置为控制收发器(102)处的反向信道知识获取操作。
[0253]
如图6所示，从预定义时间tm开始并且持续时间为tm(如图6的otdr_message(tm，tm)消息所示)，管理节点(101)可以被配置为将对otdr过程的请求发送到感兴趣的收发器(100)。作为响应，从时间tm开始且持续时间为tm，管理节点(101)可以从感兴趣的收发器(100)接收确认消息(如图6的otdr_message_ack(tm，tm)消息所示)，确认可以执行otdr过
程。
[0254]
管理节点(101)还可以被配置为在所确定的时间tmi开始并且持续所确定的持续时间tmi(如图6的slient_message(tmi，tmi)消息所示)，将对otdr静默的请求发送到一个或更多个收发器(i)中的每个(102)。作为响应，管理节点(101)可以从时间tm开始并且持续持续时间tm从一个或更多个收发器(102)中的每个接收相应的确认消息(如图6的示例性silent_message_ack(tmi，tmi)消息所示)，在感兴趣的收发器处确认otdr过程可以在网络中执行，。
[0255]
在某些情况下，如果无法从已向其发送对otdr静默的请求的所有接收器获得对具有给定开始和持续时间参数的otdr静默的肯定确认，则otdr过程可能超时。
[0256]
收发器的otdr管理引擎(100e)可以被配置为然后在otdr静默的时段期间控制由发送器(110)对otdr模式的发送。
[0257]
收发器的otdr管理引擎(100e)还可以被配置为控制获取和阈值化引擎(100c)以执行包括数据获取的数据处理并且根据实施方式对所获取的数据进行阈值化分析。
[0258]
在一些实施方式中，对在收发器(100)的接收器(111)处接收的数据执行的用于反向信道知识获取的数据处理导致生成在本文中称为反向信道查找表的一个或更多个查找表(lut)或bch查找表，这些查找表可以被存储在管理节点(101)的存储器中，进一步将数据获取结果和可能的阈值化过程结果发送到管理节点(101)(由图6的otdr_information_message(开始时间序列、序列、波长点)消息说明)。在示例性otdr_information_message(开始时间序列、序列、波长点)消息中，起始时间序列参数可以指示要发送otdr信号的时间，序列参数可以指示要使用的otdr序列或信号，并且波长点参数可以提供由感兴趣的收发器的发送器在otdr过程期间使用的与波长相关的信息。
[0259]
如上所述，由光收发器的接收器接收到的光信号中存在的干扰信号中包括的干扰分量可以被视为两个频率之间的差在时间上的变化，该变化可以表示为以上方程9中的δω＝ω
s
‑
ω
t
的变型。
[0260]
在一个或更多个实施方式中，该干扰分量的估计可以通过失谐测量过程来确定，以便相对于彼此确定两个干扰信号(由远程源发送的第一发送光信号和由收发器发送的第二发送光信号)的波长的位置的估计。一旦确定了两个干扰信号的波长的各自位置，就可以确定和校正由于这些各自位置之间的距离的变化而产生的干扰分量。
[0261]
应用于图6所示的网络的用于通过预测啁啾损害进行获取的示例性操作过程还提供如下：
[0262]
管理节点(101)可以在时段trampup_i期间为收发器(i)(102)和感兴趣的收发器(j)(100)之间的发送设置成帧序列，并确定用于啁啾获取过程的同步开始的时刻t_start。
[0263]
收发器(j)可以被配置为在执行啁啾获取过程时，在t_start和t_start+trampup_i期间对发送信号保持静默。
[0264]
收发器(i)的发送器侧可以被配置为当执行啁啾获取过程时，在时间t_start开始的给定波长点处发送连续波。
[0265]
收发器(j)的接收器侧可以被配置为当执行啁啾获取过程时，在与啁啾的持续时间的估计相对应的时段(如上所述
‑
例如narampup+arampup)内使用失谐测量过程获取啁啾损害失谐的特性，例如使用具有三角形的或如结合图7所描述那样的滤波器，可能具有与啁
啾的估计持续时间相对应的适当数量的样本的上述过程。
[0266]
失谐获取方法的结果与tx_i波长点、ws波长点和rxs_j波长点一起被存储，tx_i波长点、ws波长点和rxs_j波长点分别对应于与感兴趣的收发器(tx_i)的发送器处使用的波长有关的信息、与在感兴趣的收发器(ws_i)的波长分离器处使用的波长有关的信息、以及与在可以将数据发送到感兴趣的收发器(rxs_j)的网络中的其它收发器(j)的发送器处使用的波长相关的信息。
[0267]
可以重复上述操作以部分地或全部地覆盖系统的节点可以操作的波长点的期望范围、收发器(j)的两个连续发送之间的延迟。
[0268]
在一些实施方式中，本文描述的用于执行补偿的失谐测量过程和方法(特别是关于图7和图8所示的实施方式)可以在感兴趣的收发器中用于估计和补偿频率失谐损害，包括收发器的发送侧生成的啁啾失谐损害。
[0269]
在一些实施方式中，还可以在包括bidi收发器的光分配网络(例如图5所示的网络)上执行失谐测量过程。
[0270]
失谐测量过程有利地用于光网络中，特别是在网络运营商想要放宽对调谐系统的约束(例如放宽与组件容限相关的约束，或增加更新时段以减少信令开销)的网络中，或在使用直接调制激光(dml)源的情况下。
[0271]
失谐测量过程通常可以定期执行，以便估计失谐或预测失谐。
[0272]
在一些实施方式中，可以基于自外差技术获得瞬时全局失谐知识。然而，除非建立专门系统和过程，否则在将被估计的失谐范围内基于测量外差混频和低通滤波器的输出端处的信号电平对失谐的已知确定不能被使用，这是因为出现的其它滤波元件可能未知或时变可能会改变失谐测量。
[0273]
根据本公开，由失谐引入以检索失谐的余弦函数的值的差拍的直接量度是优选的，因为系统本质上可以与感兴趣的带宽一样快地对信号进行采样(例如约每秒几十千兆(gsps)样本。根据实施方式，可以通过用一组cos(ω
t
)函数执行互相关，或使用快速傅立叶变换(fft)和在预定数量(fmdetuning/ts)样本上的一组fft系数上对现有峰值的搜索来获得失谐的余弦函数值。
[0274]
在一个或更多个实施方式中，根据本公开所提出的失谐测量过程可以使用以下参数中的一个或更多个：
[0275]
对于波长点参数，可以定义tx波长点、ws波长点和rxs波长点参数，其分别对应于与感兴趣的收发器的发送器处使用的波长相关的信息、与感兴趣的收发器的波长分离器处使用的波长相关的信息、以及与可以向感兴趣的收发器发送数据的网络中的其它收发器的发送器处使用的波长相关的信息。
[0276]
还可以定义发送器侧和接收器侧保护时间参数(tx_rampup_gt和rxs_rampup_gt)以说明网络的收发器的发送器的激光的斜升(特别是在最近打开/关闭的情况下)。
[0277]
长度为tfrxsmdetuning位的发送器侧失谐帧(frxsmdetuning)可以关于可以将数据发送到感兴趣的收发器的网络中的收发器(除了感兴趣的收发器)的发送器利用预定模式(smdetuning pattern)被定义。
[0278]
还可以关于感兴趣的收发器的发送器定义长度(ttxmdetuning位)的收发器发送器侧帧(ftxmdetuning)。
[0279]
还可以关于感兴趣的收发器的接收器定义相同长度(ttxmdetuning位)的收发器接收器侧帧(frxmdetuning)。
[0280]
根据所提出的失谐测量方法，并且再来参考图5，消息(例如由管理节点(74))发送到可以向感兴趣的收发器发送数据的网络的每个收发器，以请求smdetuning模式，该smdetuning模式在与可以添加预定义时间tm的接收时刻对应的时间开始，并且持续tfrxsmdetuning。根据实施方式，预定义时间(tm)信息可以包括在消息中，包括在信令信道中，或使用默认值隐式定义。
[0281]
收发器发送器侧帧(ftxmdetuning)可以在时间tm+rtt/2开始，其中rtt对应于发送消息的估计往返时间，其持续frxmdetuning。
[0282]
收发器接收侧帧(frxmdetuning)激活可以在时间tm+rtt/2开始，其持续ttxmdetuning。
[0283]
然后，可以在frxmdetuning期间获取在收发器(71)处接收的信号。
[0284]
除了收发器(71)处的信号获取之外，所获取的信号可以被提供给信号处理单元用于滤波分析。根据实施方式，信号处理单元可以在收发器处实现，或者在远程处理节点中实现，如以下参考图9所描述的。
[0285]
如上所述，滤波分析将提供差分相移(dps(方程9中的)的估计，其包括相位本身及其在时间符号内的原点模2π)。这种估计可以与该组波长点和差分相移参考dpsr一起存储在存储器中。实际上，基于收发器的发送器处的波长点的知识，可以在没有来自接收器或网络的其它收发器的任何显式消息的情况下获得收发器的接收器处的波长点。在反向信道(bch)查找表中，可以使用先前测量结果的插值获得收发器的接收器的波长点状态。如下文所讨论的，然后tt也可以被预期用于下一次失谐测量之前的时段。
[0286]
在一个或更多个实施方式中，失谐测量过程可以使用失谐测量时段来周期性地被触发，该失谐测量时段可以根据收发器的最新状态、失谐的动态和/或通过预期被预先确定或动态更新。
[0287]
在根据失谐的动态来动态地更新失谐测量时段的实施方式中，失谐测量过程可以例如以精细时间粒度测量时段开始，以获取，通过先前测量结果的线性或非线性插值限定detuninggranularity threshold从而设置以下时段。换句话说，失谐测量过程可以被配置成使得如果所测量的失谐随着时间显示出很少变化或没有变化，则可以基于先前测量结果的插值而不是实际更新的测量结果来估计它。
[0288]
在通过预期动态地更新失谐测量时段的实施方式中，例如在可以向感兴趣的收发器发送数据的网络的收发器之一或感兴趣的收发器的发送器先前已经被关闭的情况下，还可以定义一组变化的时段。
[0289]
在一些实施方式中，发送消息的往返时间(rtt)可以通过已知测距过程来测量。
[0290]
图7示出了以上在一个或更多个实施方式中描述的失谐测量过程。
[0291]
图7示出的是根据本公开的实施方式的感兴趣的收发器(100)、操作和管理节点(101)以及可以向感兴趣的收发器(100)发送数据的一个或更多个收发器(102)。例如通过光分配网络(诸如图5所示的光分配网络)可通信地联接。
[0292]
如参考图6所描述的，收发器(100)可以包括发送器(110)、接收器(111)和波长分离器(112)，在一些实施方式中，它们可以与图3所示的基本相似。
[0293]
收发器(100)可以配置有波长控制引擎(100a)、成帧引擎(100b)、以及获取和滤波引擎(100g)。波长控制引擎(100a)可以被配置为在发送器(110)和波长分离器(112)处操作。成帧引擎(100b)可以被配置为控制和管理用于数据的发送和/或接收的时间参数，并且在一些实施方式中可以被实现为组织状态改变的时间分布以便配置发送数据和/或接收数据的时间序列的状态机。获取和滤波引擎(100g)可以被配置为在接收器(111)处操作，即，对接收器(111)接收的数据和/或信号进行操作。在一些实施方式中，可以通过测距过程或专用同步协议在网络上共享和管理时间参数。
[0294]
获取和滤波引擎(100g)可以被配置为执行数据获取操作以及对所获取的数据的滤波分析，如上文关于所提出的失谐测量过程描述的。
[0295]
收发器(100)还可以包括：时钟引擎(100d)，其被配置为对在收发器(100)处执行的操作(包括数据处理操作)进行时间管理；以及失谐管理引擎(100f)，其被配置为控制在感兴趣的收发器(100)处的失谐测量操作。
[0296]
其它收发器(102)中的每个可以包括：成帧引擎(102b)；时钟引擎(102d)，其被配置为对在收发器(102)处执行的操作(包括数据处理操作)进行时间管理；以及失谐管理引擎(102f)，其被配置为控制收发器(102)处的失谐测量操作。
[0297]
如图7所示，管理节点(101)可以被配置为从预定义时间tm开始并且持续为持续时间tfrxmdetuning的时间窗口(如图7的mdetuning_message(tm，tfrxmdetuning)消息所示)将失谐测量请求发送到感兴趣的收发器(100)。作为响应，管理节点(101)可以从感兴趣的收发器(100)接收确认消息(如图7中的mdetuning_message_ack消息所示的)，确认可以利用由管理节点(101)请求的参数进行失谐测量。
[0298]
管理节点(101)还可以被配置为从时间tm开始并且持续为持续时间tfrxmdetuning的时间窗(如图7的mdetuning_message(tm，tfrxmdetuning)消息所示)将对失谐测量的请求发送到一个或更多个收发器(102)中的每个。作为响应，管理节点(101)可以从一个或更多个收发器(102)中的每个接收确认消息(如图7的mdetuning_message_ack消息所示的)，确认可以利用由管理节点(101)请求的参数进行失谐测量。
[0299]
收发器的失谐管理引擎(100f)可以被配置为然后将失谐测量控制到在收发器(100)的发送器(110)和接收器(111)处执行的程度。
[0300]
特别地，收发器的失谐管理引擎(100f)可以被配置为控制获取和滤波引擎(100g)以执行数据处理，该数据处理包括数据获取和对所获取的数据的滤波分析，如上文关于所提出的失谐测量过程描述的。
[0301]
在一些实施方式中，对在收发器(100)的接收器(111)处接收的数据执行的用于失谐测量的数据处理可能导致生成在本文中称为失谐查找表的一个或更多个查找表(lut)或mdetuning查找表，这些查找表可以被存储在管理节点(101)的存储器中，进一步将数据获取和滤波结果发送到管理节点(101)(由图7的ddts_information_message(w，dps，wavelength points))所示)。在图7的示例性ddts_information_message(w，dps，wavelength points)失谐差分相移(ddts)消息中，w参数可以表示所测得的失谐(在方程9中表示为ω
s
‑
ω
t
)，参数dps可以表示相应的差分相移(在方程9中表示为)，参数波长点可以提供与在失谐测量过程中由感兴趣的收发器(wptx)的发送器、网络的其它收发器的发送器(wprx)和/或波长分离器使用的波长相关的信息。
[0302]
在下文中，描述了使用上述失谐和滤波过程来执行由在光收发器的发送侧的发送导致的损害的补偿的所提出的方法。
[0303]
所提出的方法有利地利用了以下几点：
[0304]
在收发器的给定采样时间，光电二极管上的场是来自网络的发送器而不是感兴趣的收发器的场、以及来自感兴趣的收发器的发送器的信号的延迟版本(其可以表征为由反向信道得到的)的组合。
[0305]
由于失谐可以在几微秒内以敏感方式变化，并且rtt大约为数百微秒，因此对接收器处接收到的由反向信道得到的信号的连续贡献可能具有变化的波长，因此覆盖了多个波长点。因此，随着时间重建一系列波长点可能是有利的。在一些实施方式中，出于此目的，在bch查找表中包括在发送器处的波长点的矢量。
[0306]
此外，系数a和α也可能取决于波长点。在一些实施方式中，估计采样时刻处的rxs的波长点，以根据以上方程9来检索信号。
[0307]
在一个或更多个实施方式中，可以在接收光信号估计处理中补偿由上述干扰分量导致的损害。
[0308]
在一些实施方式中，补偿处理可以包括相位项与由收发器发送的变换后的发送信号的相乘，以便例如补偿由感兴趣的收发器使用的波长分离器对由感兴趣的收发器的发送器发送的信号引入的失真，其失真可能影响由感兴趣的收发器的接收器接收的信号，可以通过在所提出的补偿方案中使用来校正。
[0309]
在其它实施方式中，例如，在感兴趣的收发器中使用的波长分离器不对由感兴趣的收发器的接收器接收的信号引入相变(或在无关紧要的水平上引入这种相变，例如，它仍然低于预定义阈值)，所提出的补偿方案可以被配置为忽略由波长分离器引入的失真。例如，由收发器发送的信号可以不乘以相位项，以便不补偿由波长分离器引入的被认为无关紧要的相位失真。这可以有利地用于波长分离器的滤波器已经被设计为不引入任何显著相位失真的情况。
[0310]
在一些实施方式中，补偿方案可以被配置为基于感兴趣的收发器的发送器的波长点的值相对于用于分离在波长分离器中的波长的滤波器的中心频率的值来校正由波长分离器引入的干扰。由于由波长分离器生成的干扰可能取决于由发送器使用的波长点，因此补偿方案可以被配置为仅对干扰被认为并且不重要(例如超出预定义阈值)的波长点补偿这种干扰。
[0311]
因此，根据实施方式，所提出的补偿方案有利地允许仅补偿来自反向反射的幅度失真，或补偿来自反向反射的幅度失真以及来自反向反射的相位失真，或根据收发器的发送器使用的波长动态地配置补偿(仅幅度、或相位和幅度)。
[0312]
在一些实施方式中，例如使用上述bch查找表的生成，可以根据由感兴趣的收发器(wptx)的发送器使用、由网络的其它收发器(wprx)的发送器使用和/或在失谐测量过程中由波长分离器使用的波长点在反向信道(bch)查找表中选择用于补偿方案的系数。变换后的(即，补偿的)信号可以是描述反向信道的系数与在每个时钟时刻滑动1并且包含由收发器的发送器发送的发送符号的窗口的乘积。
[0313]
图8示出了在一个或更多个实施方式中所提出的用于执行补偿的方法。
[0314]
图8示出在所提出的处理中使用的多个输入矢量，并且它们可能已经根据这里描
述的反向信道获取过程或失谐测量过程(视情况而定)被生成。
[0315]
这样的输入矢量可以以如上所述的查找表的形式存储在存储器中，并且可以被组合以根据一个或更多个实施方式中所提出的处理来生成输出矢量。
[0316]
图8的左手边示出具有时间值的矢量(以下称为“时间矢量”)，从第一时间值t
‑
bch_sizet
tx
跨越到最后时间值t+proc_sizet
tx
‑
1，其中t
tx
是时间采样步长，bch_size对应于所获取的反向信道的时间深度，并且proc_size为处理大小参数。因此，时间矢量的大小是t
tx
(proc_size+bch_size)。时间矢量可以被分为第一组值和第二组值，第一组值与过去相对应并且包括表示从t
‑
bch_sizet
tx
到当前时间t具有时间步长t
tx
的时间序列的值(t，t
‑
t
tx
，...，t
‑
k.t
tx
，...，和t
‑
bch_sizet
tx
)，第二组值与未来相对应并且包括表示从t+t
tx
到t+proc_sizet
tx
‑
1具有相同时间采样步长t
tx
的时间序列的值。即，从一个到下一个间隔时间采样步长t
tx
的第一组时间值可以被表示为{t
‑
k.t
tx
}
k＝0，...，bch_size
，并且从一个到下一个间隔相同时间采样步长t
tx
的第二组时间值可以被表示为{t+l.t
tx
}
l＝1，...，proc_size
。图8所示的示例性时间矢量因此跨越深度等于bch_size的过去和深度等于proc_size的未来。在图8所示的实施方式中，使用未来的时间值，其允许预测未来将发送的内容。
[0317]
根据实施方式，可以对与仅跨越具有第一预定深度的过去值的时间窗相对应的获取数据、或者与跨越具有第二预定深度的未来值和过去值的时间窗相对应的获取数据执行处理。
[0318]
下一个矢量(在图9中紧靠时间矢量的右侧)保存与由收发器在与时间矢量的值相对应的时间发送的位或二进制符号序列对应的值，该时间矢量的值与对应于发送的位(以下简称“发送信号矢量”)的值相邻，在当前时间t，发送位值在时间t
‑
t
tx
，发送位值
…
，在时间t
‑
k.t
tx
发送位值
…
，并且在时间t
‑
bch_size.t
tx
发送位值对应于未来的时间值的发送信号矢量的值表示预期未来发送的位。例如，收发器的发送器可以将要在时间t+t
tx
发送的位或符号保存在存储器中。在一些实施方式中，这有利地允许预期位或符号的处理，只要这样的位或符号被存储在存储器中用于未来发送，而不是等待位或符号实际被发送以至少参与本公开中提出的相应处理。
[0319]
下一个矢量(在图9中紧靠发送信号矢量的右侧)保存在与时间矢量的值对应的时间处与收发器的发送器处的波长点对应的值(wptx值)，该时间矢量与对应于发送的位(以下称为“发送波长矢量”)的值相邻：在t，位值利用波长wptx(t)被发送，在时间t
‑
t
n
，位值利用波长wptx(t
‑
t
tx
)被发送，
…
，在时间t
‑
k.t
tx
，位值利用波长wptx(t
‑
k.t
tx
)被发送，
…
，在时间t
‑
bch_size.t
tx
，位值利用波长wptx(t
‑
bch
size
.t
tx
)被发送。因此，发送波长矢量是表示不同时间值处的波长的值的矢量，其长度对应于反向信道bch_size的信道深度。
[0320]
在一些实施方式中，可以确定与子采样时间值对应的波长值(例如，对于时间值t
‑
dts的wptx(t
‑
dts)，其中dts＜t
tx
)。实际上，感兴趣的失谐不以随机方式从一个时间符号改变为下一个时间符号，而是对应于连续改变的物理值。因此，可以基于导数(例如一阶导数或二阶导数)执行插值，top实现了用于所建议处理的子时间采样步长分辨率。这对于预测
要发送的位/符号特别有用，因为可以估计与要发送的下一个符号对应或与接下来要发送的多个符号对应的波长点值，以便要发送的下一个符号或接下来要发送的多个符号以及相应的波长点可以被存储在存储器中，因此被知晓。
[0321]
再来参考反向信道复脉冲响应函数以及上面由方程2描述的第二接收信号的频域表示，在一些实施方式中，过去时间点({t
‑
k.t
tx
}
k＝0，...，bch_size
)处的发送波长矢量的波长值也可以用于确定代表反向信道的值，如上所述。在一些实施方式中，所提出的处理可以考虑影响α的值的两个参数时间参数和波长值，时间参数与发送生成反向反射干扰的位或符号的时间对应，这样的位或符号在该时间以所述波长值被发送。因此，在一些实施方式中，所提出的处理可以使用取决于时间以及此时的波长值的α值：
[0322]
在一些实施方式中可以使用例如根据所提出的反向信道知识获取过程生成的一个或更多个反向信道查找表(lut)，以获得图9所示的矢量，保持取决于时间和在这样的时间处的波长的α值：{a(t
‑
k.t
tx
；wptx(t
‑
k.t
tx
)}
k＝0，...，bch_size
。
[0323]
例如，在一些实施方式中，第一lut可以用于在时间t
‑
k.t
tx
处检索α的值，并且第二lut可以用于在时间t
‑
k.t
tx
处检索波长点值wptx(t
‑
k.t
tx
)。这有利地允许考虑以下事实：对于由收发器的发送器在时间t
‑
k.t
tx
发送的信号接收的反向反射将利用与在时间t
‑
k.t
tx
发送的信号的波长对应的波长wptx被接收。
[0324]
分别与时间矢量的时间值{t
‑
k.t
tx
}
k＝
‑
proc_size，...，bch_size
对应的失谐值也可以例如使用所提出的失谐测量过程来确定。如上所述，失谐测量过程可以有规律地或仅不时地执行，以减少所提出的补偿方法所涉及的计算。具体地，在一些实施方式中的可以沿着收发器的发送器的每个信号发送或根据时间间隔执行失谐的估计(即，时变波长差φ(t))的上述滤波过程可以被选择为时间常数驱动波长改变的函数，如上所述(例如，关于温度变化)。
[0325]
在一些实施方式中，可以通过发送信号和反向信道的估计脉冲响应的卷积来获得由收发器的发送器发送的信号通过该发送信号在其信号路径上的反向反射生成的干扰分量的估计，这是使用所估计的参数和所测量的失谐确定的。在一些实施方式中，该卷积运算可以表示为α值和发送信号值以及调谐值的乘积在时间值{t
‑
k.t
tx
}
k＝1，..，bch_size
处的总和：在一阶，反向信道干扰分量可以被估计为：
[0326][0327]
在一些实施方式中，卷积运算可以涉及小于bch_size的分量，因为可以选择它来简化计算以忽略一些分量。例如，在没有接收到超过预定阈值的反向反射的情况下(特别是如果在接收器处没有检测到反向反射)，在一些实施方式中可以忽略将被使用的卷积运算的相应项。
[0328]
在对反向信道干扰分量的一阶估计中，项cos(φ(t
‑
k.t
tx
)的计算可能被认为在计算上过于密集，使得项cos(φ(t
‑
k.t
tx
)在一些实施方式中可能用预定值(例如等于1)代替。在这种情况下，如上所述，仅补偿由反向反射干扰生成的幅度失真。
[0329]
然后,可以基于由感兴趣的收发器的发送器发送的信号的波长点值{a(wptx(t
‑
k.t
tx
)}
k＝
‑
proc_size，...，bch_size
(对于长度为t
tx
(proc_size+bch_size)的时间窗可用)并且基
于从其导出的相应失谐测量值获得在发送器(rxs)处的波长点值，该发送器针对长度为t
tx
(proc_size+bch_size)(在图8上由矢量(wprxs(t+proc_sizet
tx
‑
1)；...；wprxs(t+t
tx
)；wprxs(t)；wprxs(t
‑
t
tx
)；...；wprxs(t
‑
k.t
tx
)；...；wprxs(t
‑
bch_sizet
tx
))示出)的时间窗的时间值发送在感兴趣的收发器处接收到的源信号。
[0330]
再来参考前向信道复脉冲响应函数h
p
＝αe
iθ
以及上面通过方程1描述的第一接收信号的频域表示，可以基于在对应时间值内在发送器(rxs)(发送在感兴趣的收发器接收的源信号)处的可用波长点值(在图8上由矢量(α(t+proc_sizet
tx
‑
1)；...；α(t+t
tx
)；α(t)；α(t
‑
t
tx
)；...；α(t
‑
k.t
tx
)；...α(t
‑
bch_sizet
tx
))示出)，获得长度为t
tx
(proc_size+bch_size)的时间窗口的时间值的α值。
[0331]
在其它实施方式中，α值(对于长度为t
tx
(proc_size+bch_size)的时间窗的时间值)对发送器(rxs)(发送在感兴趣的收发器处接收的源信号)处的波长点值的依赖性对于相应的时间值可以被忽略，在这种情况下，可以不考虑基于发送的源信号的波长的α值的变化。
[0332]
在一些实施方式中，α值的矢量的确定可以包括从收发器的接收器处接收的信号中减去反向信道干扰分量。在实施方式中，反向信道干扰分量的以上估计可用于确定α值的矢量的矢量。
[0333]
图9示出了根据本公开的实施方式的被配置为使用损害减轻特征的示例性光学收发器80。
[0334]
收发器80包括控制引擎81、光接收器82、光发送器83、光接口84、存储器85、数据获取引擎86、数据处理引擎87、数据通信引擎88和时钟引擎(图中未表示)。
[0335]
在图9所示的架构中，接收器82、发送器83、光接口84、存储器85、数据获取引擎86、数据处理引擎87和数据通信接口88都通过控制引擎81彼此可操作地联接。
[0336]
在一个实施方式中，数据获取引擎86可以被配置为执行所提出的用于接收数据的方法的实施方式的各个方面，诸如配置参数、获取数据，并且可能执行如上关于所提出的反向信道知识获取描述的阈值化分析，以及可能地如上关于处理后的失谐测量过程描述的滤波分析。同样，数据处理引擎87被配置为执行所提出的用于接收数据的方法的实施方式的各个方面，诸如执行如上关于所提出的反向信道知识获取的阈值化分析，以及执行如上关于所提出的失谐测量过程描述的滤波分析。
[0337]
在一个实施方式中，数据处理引擎87还可以被配置为例如基于所提出的反向信道知识获取的结果和/或失谐测量过程，执行损害补偿过程，用于如上所述的反向信道干扰补偿和/或频率啁啾失谐补偿过程。在其它实施方式中，可以至少部分地在服务器节点(如图5、图6和图7所示的操作和管理节点)处执行损害补偿过程。
[0338]
在一个或更多个实施方式中，光接收器82被配置为接收光信号，并且光发送器83被配置为发送光信号。接口84可以适用于将光纤连接到收发器，并且可以光联接到接收器82和发送器83。
[0339]
在一些实施方式中，数据通信引擎88被配置为接收和/或发送信令消息，诸如根据任何合适信令协议从网络管理节点接收如上所述的静默请求消息和/或失谐测量请求消
息。同样地，数据通信引擎88被配置为根据任何合适的信令协议将信令消息(诸如上述的静默请求肯定或否定确认消息、otdr信息消息、失谐测量请求肯定或否定确认消息、以及失谐测量信息消息)发送到网络管理节点。数据通信引擎88还可以通过一个或更多个数据通信网络可通信地联接到网络管理节点。
[0340]
控制引擎81包括处理器，其可以是任何合适的微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、数字信号处理芯片和/或状态机、或它们的组合。控制引擎81还可以包括计算机存储介质或可以与计算机存储介质通信，计算机存储介质例如但不限于能够存储计算机程序指令或软件代码的存储器85，计算机程序指令或软件代码在由处理器执行时使处理器执行这里描述的元素。此外，存储器85可以是任何类型的数据储存计算机存储介质，能够存储由接收器82例如在otdr反向信道知识获取或失谐测量数据获取期间获取的数据。
[0341]
应当理解，参照图9所示和描述的收发器80仅作为示例提供。许多其它架构、操作环境和配置都是可能的。收发器的其它实施方式可以包括更少或更多数量的组件，并且可以结合关于图9所示的收发器组件描述的一些或全部功能。因此，虽然控制引擎81、接收器82、发送器83、光接口84、存储器85、数据获取引擎86、数据处理引擎87和数据通信引擎88被示为收发器80的一部分，但不对组件81
‑
88的位置和控制进行限制。特别地，在其它实施方式中，组件81
‑
88可以是不同实体、设备或系统的部分。
[0342]
虽然本发明已经结合优选实施方式进行了描述，但是本领域技术人员将容易理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种改变和/或修改。
[0343]
尽管在某些优选实施方式的上下文中公开了本发明，但是应当理解，系统、设备和方法的某些优点、特性和方面可以在各种其它实施方式中实现。此外，预期本文所述的各个方面和特征可以单独实施、组合在一起或相互替代，并且多个特征和多个方面的多种组合和子组合可以做出并且仍然落入本发明的范围内。此外，上述系统和设备不需要包括优选实施方式中描述的所有模块和功能。
[0344]
在此描述的信息和信号可以使用多种不同技术学和技术中的任何一种来表示。例如，数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或它们的任何组合来表示。
[0345]
取决于实施方式，本文描述的任何方法的某些动作、事件或功能可以以不同的顺序执行，可以一起添加、合并或省略(例如，并非所有描述的动作或事件对于方法的实践都是必要的)。此外，在某些实施方式中，动作或事件可以同时执行而不是顺序执行。