用于拉曼串擾緩解的方法和裝置制造方法
【專利摘要】所公開的是被配置為處理在無源光網(wǎng)絡(PON)上操作的視頻數(shù)據(jù)信號的裝置和方法。操作的一種示例方法可以包括：接收在光分配網(wǎng)絡節(jié)點(ODN)處的數(shù)據(jù)信號，以及識別該數(shù)據(jù)信號中的信號干擾。該方法還可以包括：修改該數(shù)據(jù)信號在電域中的形狀，以及向至少一個光終端單元(ONT)發(fā)射經(jīng)修改的數(shù)據(jù)信號。
【專利說明】用于拉曼串擾緩解的方法和裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求對2011年11月9日提交的名稱為“METHOD AND APPARATUS FOR RAMANCROSS-TALK MITIGATION INTO VIDEO”序號為61/557，719的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過弓I用并入本文。
【技術領域】
[0003]示例實施例提供了一種減少發(fā)生在數(shù)據(jù)內(nèi)容信道(諸如光聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的視頻信道)上的拉曼串擾的量的方法和裝置。
【背景技術】
[0004]當前，無源光網(wǎng)絡(PON)系統(tǒng)繼續(xù)跨越世界向住宅和辦公室遞送內(nèi)容。不斷增長的帶寬和數(shù)據(jù)內(nèi)容需求已經(jīng)促使更加新的信令協(xié)議和對應的數(shù)據(jù)速度出現(xiàn)。干擾信令和信號退化在PON和下一代千兆比特(XG)PON類型的系統(tǒng)中仍然是已知的關注。在一個實施例中，拉曼串擾被認為從較低的波長發(fā)生到較高的波長中。例如，操作在1490nm的GPON可能引起拉曼串擾到1550nm的視頻覆蓋服務中。
[0005]一種已知的實施方式可以包括使用GPON有效載荷加擾并且使用更低的GPON發(fā)射功率(大約+5dBm)，以在光網(wǎng)絡終端單元(ONT)處達到可接受的性能。拉曼串擾還可能發(fā)生在橫跨到更低波長中的更高波長處，諸如從1577nm到1550nm中。盡管波長間距是接近的，但是它轉(zhuǎn)而導致更低的拉曼耦合系數(shù)，因為數(shù)據(jù)速率是lOGbps，所以XGP0N-1功率譜密度可以被減少，這意味著基于每Hz的更少功率。作為結(jié)果，當遵循通過ODN的發(fā)射(即，10-20km的光纖和分路器損耗)時，+12.5dBm的光發(fā)射器功率級別仍然導致視頻服務退化。對ONT的光輸入級別近似為-12dBm。在這些條件下，拉曼串擾在針對前幾個被恢復的視頻信道(55MHz-120MHz)的所恢復的載波噪聲比(CNR)、信號噪聲比(SNR)、以及調(diào)制誤差比中是顯著的因素。
[0006]上面所提到的性能準則可能被減少至不符合網(wǎng)絡部署指導方針的級別。在數(shù)字視頻(256QAM)的情況中，誤碼率(BER)可能被減少至不可接受的級別。不可接受的性能級別通過在一些信道上對所恢復的視頻服務進行減損或者完全損失而影響視頻客戶服務。緩解拉曼串擾對視頻數(shù)據(jù)的影響的一些已知的方式包括顯著地減少XGP0N-1總體發(fā)射功率級另O，并且對被應用至1550nm頭端視頻發(fā)射器的更低的視頻信道調(diào)制使用預加重。
[0007]減少功率發(fā)射導致了 XGP0N-1服務不能具有所期望的鏈路預算或服務距離。修改發(fā)射器需要修改已有的所部屬的PON系統(tǒng)并且重新配置數(shù)千1550nm的光視頻發(fā)射器。作為結(jié)果，用于減少拉曼串擾的已有選項包括不可行的服務限制和/或代價以及復雜的升級，這在商業(yè)上是不可接受的并且還可能導致與已有部屬的向后兼容問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]一個示例實施例可以包括接收光線路終端(OLT)處的數(shù)據(jù)信號的方法。該方法可以進一步提供:由處理器識別該數(shù)據(jù)信號中的信號干擾；由處理器修改該數(shù)據(jù)信號在電域中的形狀；以及經(jīng)由發(fā)射器向至少一個光終端單元(ONT)發(fā)射經(jīng)修改的數(shù)據(jù)信號。
[0009]另一個示例實施例可以包括一種裝置，該裝置包括被配置為接收數(shù)據(jù)信號的接收器，以及被配置為識別該數(shù)據(jù)信號中的信號干擾并且修改該數(shù)據(jù)信號在電域中的形狀的處理器。該裝置還可以包括發(fā)射器，該發(fā)射器被配置為向至少一個光終端單元(ONT)發(fā)射經(jīng)修改的數(shù)據(jù)信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1圖示了根據(jù)示例實施例的示例PON網(wǎng)絡系統(tǒng)。
[0011]圖2A圖示了根據(jù)示例實施例的示例功率譜密度比較。
[0012]圖2B圖示了根據(jù)示例實施例的強調(diào)較低頻率范圍的示例功率譜密度比較。
[0013]圖2C圖示了根據(jù)示例實施例的濾波器響應。
[0014]圖3圖示了根據(jù)示例實施例的被配置為執(zhí)行某些操作的示例網(wǎng)絡實體。
[0015]圖4是根據(jù)示例實施例的操作的示例方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]將容易理解，如在本文中的附圖中一般性地描述和圖示的當前實施例的組件，可以以各種各樣的不同配置來布置和設計。因此，對如在所附附圖中所表示的方法、裝置、以及系統(tǒng)的實施例的下列詳細描述，不意圖為限制如所要求的實施例的范圍，而是僅僅代表所選擇的實施例。
[0017]貫穿本說明書而描述的特征、結(jié)構(gòu)、或者特性在一個或多個實施例中可以以任何合適的方式被組合。例如，貫穿本說明書的對詞組“示例實施例”、“一些實施例”、或者其他類似語言的使用指的是如下事實:關于實施例而描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、或者特性可以包括在至少一個實施例中。因此，詞組“示例實施例”、“在一些實施例中”、“在其他實施例中”、或者其他類似語言的貫穿本說明書的出現(xiàn)，不必然都指代同一組實施例，并且所描述的特征、結(jié)構(gòu)、或者特性在一個或多個實施例中可以以任何合適的方式被組合。
[0018]另外，盡管術語“消息”已經(jīng)使用在本公開內(nèi)容的示例實施例的描述中，但是這些實施例可以應用至許多類型的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，諸如分組、幀、數(shù)據(jù)報等。用于示例的目的，術語“消息”還包括分組、幀、數(shù)據(jù)報、以及它們的任何等價物。此外，盡管在示例性實施例中描繪了某些類型的消息和信令，但是它們不限制于某種類型的消息，并且這些實施例不限制于某種類型的信令。
[0019]圖1圖示了根據(jù)示例實施例的示例PON配置。參考圖1，無源光網(wǎng)絡(PON) 100的實施方式可以包括算法、硬件和軟件，它們的目的在于提供有效率的和優(yōu)化的PON以及下一代千兆比特(XG)PONl類型的系統(tǒng)。PON技術提供了點對多點的實施方式(中心局點對多個終端點)，以提供帶寬、內(nèi)容以及其他電信服務。PON可以包括位于中心局處的光線路終端(OLT)IlO以及在客戶站點(即，辦公室、住宅等)處的光網(wǎng)絡單元(0NT)132、134和136的多個單元。PON還可以包括向各種ONT提供數(shù)據(jù)內(nèi)容的分路器或光分配網(wǎng)絡(ODN)節(jié)點120。
[0020]國際電信聯(lián)盟(ITU)和電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)在過去的幾年中已經(jīng)建議了關于PON的各種解決方案。一種支持千兆比特的PON(GPON)標準提供了相當大量的總帶寬以及帶寬效率，具有2.488Gbps的下游帶寬和1.244Gbps的上游帶寬的基礎帶寬大小。該GPON標準廣泛地部署在許多地理區(qū)域中。
[0021]示例實施例提供了 XGP0N-1類型的N2B (+12.5dBm(波長1577nm)下游發(fā)射功率級另O)設備和/或算法，其利用具有1550nm視頻覆蓋的GP0N。拉曼串擾已知為從較低波長發(fā)生到較高波長中。例如，在1490nm處的GPON中，拉曼串擾可能生成到1550nm視頻覆蓋服務中。示例實施例可以在所部署的ODN上提供添加XGP0N-1服務，而不影響訂戶(ONT)處的所恢復的視頻性能級別。這種實施方式將允許網(wǎng)絡運營商減少安裝成本并且以較少的資本投資使客戶遷移至更高的帶寬服務。
[0022]根據(jù)一個示例實施例，拉曼串擾在特定的頻譜位置處以及在可預測的功率級別處可能引起已有服務與新的服務之間的不兼容性。通過將去加重(de-emphasis)應用至1577nm發(fā)射激光的電調(diào)制信號，有可能對下游輸出光數(shù)據(jù)信號整形，以減少在關鍵視頻頻率處的拉曼串擾級別。對下游輸出光數(shù)據(jù)信號減少過程的整形能夠被執(zhí)行，因此先前退化的視頻信道能夠被可接受地恢復。
[0023]根據(jù)另一個示例實施例，對下游輸出光數(shù)據(jù)信號的整形可以在數(shù)字域中被執(zhí)行。例如，二進制輸入數(shù)據(jù)流可以數(shù)字地被濾波，以產(chǎn)生所需要的脈沖形狀。所期望的輸出波形將通過D/A(數(shù)字到模擬)轉(zhuǎn)換器的方式被轉(zhuǎn)換為模擬波形。另一種實施方式將是包括在輸入數(shù)據(jù)流與光調(diào)制器之間的模擬濾波器。理想的濾波器函數(shù)將是有限高通函數(shù)，其將減少XGP0N-1配置的基帶不歸零(NRZ)頻譜，恰好足夠?qū)⒗當_低頻內(nèi)容降低至可接受的所恢復的視頻CNR、SNR、以及AMR級別。這些準則將相對XGP0N-1所恢復的BER性能的減少以及增加的抖動而被均衡。該整形將輕微地影響1577nm XGP0N-1BER，同時引起1550nm的所恢復視頻的性能的顯著增加。
[0024]根據(jù)操作的一種示例方法，光接收器可以被配置為經(jīng)由光分配網(wǎng)絡節(jié)點(ODN)從光線路終端(OLT)接收視頻信號。OLT可以包括處理器，該處理器被配置為識別該數(shù)據(jù)信號中的信號干擾，并且修改該數(shù)據(jù)信號在電域中的形狀。OLT可以被配置為向至少一個光終端單元(ONT)發(fā)射經(jīng)修改的數(shù)據(jù)信號。在該過程中，OLT還可以被配置為去除進入視頻信號中的拉曼串擾干擾，從而該數(shù)據(jù)信號被修改并且隨后被提供給包括1577納米(nm)激光發(fā)射器的發(fā)射器。OLT還可以被配置為將該數(shù)據(jù)信號數(shù)字地濾波以產(chǎn)生所期望的脈沖整形信號，并且經(jīng)由數(shù)字到模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器將該脈沖整形信號轉(zhuǎn)換為模擬波形。備選地，OLT還可以通過設置在輸入數(shù)據(jù)流與光調(diào)制器之間的模擬濾波器來對該數(shù)據(jù)信號濾波，以去除低頻拉曼串擾干擾分量并且獲得具有該數(shù)據(jù)信號的減少的基帶不歸零頻譜的有限高通函數(shù)。作為結(jié)果的數(shù)據(jù)信號可以是在1550nm視頻信道范圍中去除了低頻拉曼串擾干擾分量的脈沖整形視頻信號。
[0025]圖2A圖示了根據(jù)示例實施例的功率譜密度圖(PSD)的示例。虛線表示未整形或未改變的XGP0N-1的不歸零(NRZ)PSD。實線(其高于虛線，除了從O至大約lX10~9Hz)指示經(jīng)高通濾波的信號的示例，其在操作中將減少前幾個視頻信道拉曼串擾級別。這個示例圖200圖示了經(jīng)整形或經(jīng)濾波的信號如何在各種頻率范圍上提供更大的功率譜密度。其他的實施方式是可能的并且結(jié)果從一種實施方式到另一種實施方式而變化。未整形的信號與經(jīng)整形的信號之間僅有的可見區(qū)別在較低頻率范圍202中。[0026]圖2B圖示了根據(jù)示例實施例的將功率譜密度圖(PSD)縮放到較低頻率范圍中的示例。參考圖2B，較低頻率范圍204展現(xiàn)了在較低頻率中的大量的信號整形，而未整形的信號(虛線)沒有任何變化地保持平坦。圖2C圖示了由交替的虛線和短劃線所表示的用于高通濾波器的濾波器響應、由實線所表示的用于低通濾波器的濾波器響應、以及作為虛線的用于高通濾波器與低通濾波器的合成/總和的濾波器響應。合成頻帶抑制整形方法可以在首個視頻信道中以3dB減少拉曼串擾。
[0027]帶有視頻覆蓋的拉曼串擾干擾能夠發(fā)生在各種不同的情形中。例如，如果干擾波長小于視頻內(nèi)容的波長(即，1550-1560nm)，則侵犯或干擾波長將干擾信號產(chǎn)生或者“泵送”到視頻內(nèi)容頻率范圍中，引起在ONT處所接收的目標信號的失真。如果(多個)干擾波長大于視頻內(nèi)容的波長，則相比之下這些視頻信號將把干擾信號“泵送”到干擾波長范圍中。這個場景可能看起來可以忽略，然而，該泵送可能耗盡視頻信號功率級別。該耗盡可以表現(xiàn)為被注入到該視頻信號中的噪聲。
[0028]信號的強度和光纖距離極大地影響拉曼串擾相互作用和系統(tǒng)/視頻退化。一般而言，最差情況的長距離GPON傳送發(fā)生在9-10km光纖距離范圍中。最差情況的XG-PONl傳送發(fā)生在18-20km光纖距離范圍中。通常，來自拉曼串擾的最大影響發(fā)生在第一少數(shù)視頻信道上。帶有視頻內(nèi)容的GPON數(shù)據(jù)的拉曼傳送信號強得多。從視頻到XG-PONl數(shù)據(jù)中的影響比先前的場景大約少500%。數(shù)字數(shù)據(jù)具有比視頻更少的SNR。從XG-PONl到視頻中的串擾也更少，然而視頻更容易受串擾的影響。
[0029]對于視頻中的拉曼串擾減少，存在各種不同的方法。例如，通過使用第二饋送器光纖用于視頻遞送并且實施2:n分路器。另外，通過應用視頻信號預加重并且補償?shù)托诺劳嘶?0G-TX去加重也可以被用來整形或者移動能量譜。對于正交頻分復用(OFDM)，能夠使干擾低頻子載波空白(blanked)。
[0030]當高性能(即，低內(nèi)部噪聲)視頻ONT被部署時，拉曼串擾能夠限制XG-PONl在已有的所部署的具有視頻覆蓋的PON網(wǎng)絡中的共存，導致了 CNR、SNR以及MER的退化。一種實施方式可以包括改變在電域中的數(shù)據(jù)脈沖整形并且將該脈沖應用到1577nm激光發(fā)射器中，這減少了在特定的1550nm視頻信道中的作為結(jié)果的拉曼串擾。這種實施方式可以允許XG-PONl和裝備了服務的GPON視頻在同一 ODN節(jié)點中的共存，并且對于標準化的XGP0N-1發(fā)射功率級別(上至+12.5dBm)確?？山邮艿囊曨lCNR、SNR、以及MER級別結(jié)果。該實施方式允許控制對于XGP0N-1 IOGpbs數(shù)據(jù)路徑的下游1577nm信號的功率代價影響。作為結(jié)果，對于網(wǎng)絡運營商，通過應用它產(chǎn)生了顯著的成本和資本節(jié)省。
[0031]關于本文所公開的實施例而描述的方法或算法的操作，可以直接被具體化在硬件中，在由處理器所執(zhí)行的計算機程序中，或者在這兩者的組合中。計算機程序可以被具體化在非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)上。例如，計算機程序可以位于隨機訪問存儲器(“RAM”)、閃存存儲器、只讀存儲器(“ROM”)、可擦除可編程只讀存儲器(“EPR0M”)、電可擦除可編程只讀存儲器(“EEPR0M”)、寄存器、硬盤、可移除盤、壓縮盤只讀存儲器(“⑶-ROM”)、或者本領域中已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。
[0032]示例性存儲介質(zhì)可以耦合至處理器，使得該處理器可以從該存儲介質(zhì)讀取信息并且向該存儲介質(zhì)寫入信息。在備選中，該存儲介質(zhì)對該處理器可以是構(gòu)成整體所必需的。該處理器和該存儲介質(zhì)可以位于專用集成電路(“ASIC”)中。在備選中，該處理器和該存儲介質(zhì)可以作為分立組件而存在。例如，圖3圖示了示例網(wǎng)絡元件300，其可以表示在前的附圖的上面所描述的組件中的任何組件。
[0033]如在圖3中所圖示的，存儲器310和處理器320可以是網(wǎng)絡實體300的分立組件，它們被用來執(zhí)行應用或者操作集合。該應用可以以處理器320所理解的計算機語言被編碼在軟件中，并且存儲在計算機可讀介質(zhì)(諸如，存儲器310)中。計算機可讀介質(zhì)可以是包括有形的硬件組件以及存儲在存儲器中的軟件的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)。此外，軟件模塊330可以是作為網(wǎng)絡實體300的一部分的另一個分立實體，并且它包含可以由處理器320執(zhí)行的軟件指令。除了上面所提到的網(wǎng)絡實體300的組件之外，網(wǎng)絡實體300還可以具有被配置為接收和發(fā)射通信信號的發(fā)射器和接收器對(未示出)。
[0034]圖4圖示了根據(jù)示例實施例的示例流程圖。參考圖4，該方法可以包括:在操作402處，接收光線路終端(OLT)處的數(shù)據(jù)信號；以及在操作404處，由處理器識別該數(shù)據(jù)信號中的信號干擾。該方法還可以包括:在操作406處，由處理器修改該數(shù)據(jù)信號在電域中的形狀；以及在操作408處，經(jīng)由發(fā)射器向至少一個光終端單元(ONT)發(fā)射經(jīng)修改的數(shù)據(jù)信號。
[0035]盡管當前實施例的系統(tǒng)、方法、以及計算機可讀介質(zhì)的示例性實施例已經(jīng)在隨附的附圖中被圖示并且在前述的詳細描述中被描述，但是將理解，這些實施例不限制于所公開的這些實施例，而是不偏離如由下列權(quán)利要求所闡述和定義的實施例的精神或范圍，能夠有許多重新布置、修改、以及替換。例如，圖1的系統(tǒng)的能力能夠由本文所描述的模塊或組件中的一個或多個模塊或組件來執(zhí)行，或者以分布式架構(gòu)來執(zhí)行。例如，由個體模塊所執(zhí)行的功能中的全部功能或部分功能，可以由這些模塊中的一個或多個模塊來執(zhí)行。進一步地，本文所描述的功能可以在各種時間并且關于各種事件在這些模塊或組件的內(nèi)部或外部執(zhí)行。另外，在各種模塊之間所發(fā)送的信息能夠經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、因特網(wǎng)、語音網(wǎng)絡、因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡、無線設備、有線設備中的至少一項和/或經(jīng)由多種協(xié)議而在這些模塊之間被發(fā)送。另外，由這些模塊中的任何模塊所發(fā)送或接收的消息可以直接被發(fā)送或接收，和/或經(jīng)由其他模塊中的一個或多個模塊而被發(fā)送或接收。
[0036]盡管已經(jīng)描述了當前實施例的優(yōu)選實施例，但是將理解，所描述的這些實施例僅是說明性的，并且這些實施例的范圍當與對其的等價物和修改(例如，協(xié)議、硬件設備、軟件平臺等)的完全范圍一起考慮時，將唯一地由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 接收器，被配置為接收數(shù)據(jù)信號； 處理器，被配置為識別所述數(shù)據(jù)信號中的信號干擾并且修改所述數(shù)據(jù)信號在電域中的形狀；以及 發(fā)射器，被配置為向至少一個光終端單元發(fā)射經(jīng)修改的所述數(shù)據(jù)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理器進一步被配置為，從所接收的數(shù)據(jù)信號中去除拉曼串擾干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中經(jīng)修改的所述數(shù)據(jù)信號被提供給1577納米(nm)激光發(fā)射器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理器進一步被配置為，對所述數(shù)據(jù)信號濾波以產(chǎn)生所期望的脈沖整形信號。 4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述處理器進一步被配置為，經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器將所述脈沖整形信號轉(zhuǎn)換為模擬波形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理器進一步被配置為，通過模擬濾波器來對所述數(shù)據(jù)信號濾波。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述模擬濾波器被設置在輸入數(shù)據(jù)流與光分配網(wǎng)絡的光調(diào)制器之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述模擬濾波器被配置為去除低頻拉曼串擾干擾分量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中被去除的低頻拉曼串擾干擾分量在1550nm視頻信道中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理器進一步被配置為，獲得具有所述數(shù)據(jù)信號的減少的基帶不歸零譜的有限高通函數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述數(shù)據(jù)信號是視頻信號。
【文檔編號】H04B10/2507GK103959685SQ201280054982
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月9日
【發(fā)明者】J·J·斯蒂斯西亞, J·L·史密斯 申請人:阿爾卡特朗訊