特許 6147364 光ネットワークターミナル（ＯＮＴ）波長調整および対応する較正手順

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6147364

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】光ネットワークターミナル（ＯＮＴ）波長調整および対応する較正手順

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/572 20130101AFI20170607BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20170607BHJP

   H04L 12/44 20060101ALI20170607BHJP

【ＦＩ】

   H04B10/572

   H04J14/02

   H04L12/44 200

【請求項の数】6

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2015-558139(P2015-558139)

(86)(22)【出願日】2014年2月14日

(65)【公表番号】特表2016-513412(P2016-513412A)

(43)【公表日】2016年5月12日

(86)【国際出願番号】US2014016352

(87)【国際公開番号】WO2014127181

(87)【国際公開日】20140821

【審査請求日】2015年10月9日

(31)【優先権主張番号】14/179,660

(32)【優先日】2014年2月13日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/767,542

(32)【優先日】2013年2月21日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/765,511

(32)【優先日】2013年2月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】391030332

【氏名又は名称】アルカテル−ルーセント

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フェッテル，ペーテル

(72)【発明者】

【氏名】デューク，デイビッド・エイ

(72)【発明者】

【氏名】ファラ，ロバート・エル

(72)【発明者】

【氏名】ガラロ，ジョセフ・エル

(72)【発明者】

【氏名】ラウ，マン・ファイ

(72)【発明者】

【氏名】ぺールマン，ボルフガング

(72)【発明者】

【氏名】ファン・フェーン，カウチェ・テー

(72)【発明者】

【氏名】ウエン，ハイボー

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１７２３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９５２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０７１１５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１３６１５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１３６１５３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ１０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ１４／００−１４／０８

Ｈ０４Ｌ １２／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

受信機と、
受信機を介して受信された波長構成メッセージに応答してアクティブ化手順を開始することであって、波長構成メッセージは複数のネットワークターミナルに割当てられた波長の複数のサブバンドの中から、利用するために割り当てられた許容可能な波長の１つのセットを含み、
使用されている現在の波長を波長構成メッセージ内で示されている許容可能な波長のセット内の異なる波長に修正するために波長構成メッセージにおける命令を識別し、
光ネットワークユニット識別子（ＯＮＵ−ＩＤ）割り当てを受信し、
送信機から送信された信号に基づいて、現在の信号品質を識別し、
送信機から送信された信号の信号品質に基づいて、利用されている現在の波長が誤っていることを決定し、
現在の波長を異なる波長に修正するように構成された
プロセッサと、
その後のデータメッセージを異なる波長において送信するように構成された送信機とを備える、装置。

【請求項2】

波長構成メッセージが、その後のデータ通信に使用されるべき送信波長と、その後のデータ通信に使用されるべき受信波長のうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

波長構成メッセージが、光回線終端装置（ＯＬＴ）から受信される、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

波長構成メッセージが、送信機からの、前に送信されたメッセージに応答して受信される、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

プロセッサが、光ネットワークユニット識別子を割り当てるように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

光ネットワークユニット識別子が、波長構成メッセージが受信される前に割り当てられる、請求項５に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、その内容全体が引用により本明細書に組み込まれている、２０１３年２月１５日に出願された「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｕｎｉｎｇ ａｎ ＯＮＵ ｉｎ ａ ＰＯＮ」という名称の米国仮特許出願第６１／７６５，５１１号、および２０１３年２月２１日に出願された「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｕｎｉｎｇ ａｎ ＯＮＵ ｉｎ ａ ＰＯＮ」という名称の米国仮特許出願第６１／７６７，５４２号の利益を主張し、２０１１年６月２３日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＯＦ ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ ＯＮＴ ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ ＴＵＮＩＮＧ ＶＩＡ Ａ ＨＥＡＴ ＳＯＵＲＣＥ」という名称の米国特許出願第１３／１６７，３８０号に関する。

【0002】

本出願は、光学デバイスによって使用される周波数／波長特性を修正しまたは調整することに関し、詳しくは、波長の変更が保証されているときの状況を識別することに関する。

【背景技術】

【0003】

概して、様々な形態の波長分割多重化（ＷＤＭ）受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、費用効果がある光ネットワーク終端ユニット（ＯＮＴ）を利用してネットワークを展開することについて、ジレンマに直面している。光ファイバケーブル敷設、終端ユニットおよび関連するハードウェアは高価であり、最適な性能を維持するために相当量の精密な調整を必要とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＯＮＴは、概して、中央局機器からの無作為割当てに基づいて特有の波長または波長群において動作するように構成されなければならない。波長割当てスキームは、同じ波長を２つ以上のＯＮＴに割り当てる、光回線終端装置（ＯＬＴ）によって実施され得る。あるいは、割当てスキームは、１つの波長または１セットの波長を特定のユーザの群に割り当てることができ、特定のユーザの群は、次に、対応するＯＮＴの群によって利用される。ＰＯＮは、大規模配備のために一定の構成および再構成を必要とする。費用効果がある、ＰＯＮのＯＮＴにおけるカラーレスレーザ送信機を作り出し、その一方で、波長調整、割当ておよび調節手順に柔軟性をもたらすという、進行中の課題がある。

【0005】

波長分割多重化（ＷＤＭ）波長割当てを実現する（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ）とき、その実現は大量のＯＮＴに対応するように計画されなければならない。ＷＤＭ ＰＯＮシステムは、ダウンストリームおよびアップストリーム方向にエンドユーザごとに単一の波長を必要としない可能性がある。ユーザアクセス環境内で、連続して増大するユーザ帯域幅要件に対応しながら、妥当な原価基準を維持する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態例は、波長構成メッセージの受信に応答してネットワークターミナルのアクティブ化手順を開始するステップと、ネットワークターミナルによって使用される現在の波長を異なる波長に修正するために波長構成メッセージにおける命令を識別するステップと、ネットワークターミナルに光ネットワークユニット識別子（ＯＮＵ−ＩＤ）を割り当てるステップと、現在の波長を異なる波長に修正するステップと、ネットワークターミナルからの、その後のデータメッセージを異なる波長において送信するステップとを提供する方法を含むことができる。

【0007】

別の実施形態例は、受信機と、受信機を介して受信された波長構成メッセージに応答してアクティブ化手順を開始し、使用されている現在の波長を異なる波長に修正するために波長構成メッセージにおける命令を識別するように構成されたプロセッサとを含む装置を提供することができる。装置は、光ネットワークユニット識別子（ＯＮＵ−ＩＤ）を割り当て、現在の波長を異なる波長に修正するように構成されるプロセッサと、その後のデータメッセージを異なる波長において送信するように構成された送信機とをやはり含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】実施形態例による受動光ネットワーク構成の一例を示す図である。

【図1B】本出願の実施形態例による、光ネットワークユニットのアクティブ化手順の一例を示す図である。

【図2A】本出願の実施形態例による波長群の一例を示す図である。

【図2B】本出願の実施形態例による、レーザ、ヒータおよび周囲温度の経時的な温度グラフの一例を示す図である。

【図3A】本出願の実施形態例による、パワーセットアップ手順の一例を示す図である。

【図3B】弱いアップストリーム信号のポートごとの伝送スペクトルを示すグラフである。

【図3C】強いアップストリーム信号の重複領域を有するポートごとの伝送スペクトルを示すグラフである。

【図4】実施形態例による、ヒータコントローラデバイスを示す一例の論理図である。

【図5】異なるポートにおいて測定されたパワー対電圧を示す一例のグラフである。

【図6】印加されたパワー対測定されたパワーを示す一例のグラフである。

【図7】実施形態例による、調整セットアップおよび測定ロジックを示す一例の論理図である。

【図8】実施形態例による、電圧対測定された光パワーを示す一例のグラフである。

【図9】実施形態例による、ＲＳＳＩ測定からの予測測定の一例を示す図である。

【図10】実施形態例による、電圧入力対測定されたＲＳＳＩパワーを示す一例のグラフである。

【図11】実施形態例による、ＡＷＧフィルタからの予測測定の一例を示す図である。

【図12】実施形態例による、動作の方法の一例を示す流れ図である。

【図13】本出願の実施形態例による、本出願の動作を実施するように構成されたネットワークエンティティの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本出願の構成要素は、本明細書に全体的に説明し、図に示すように、実に様々な異なる構成で配列され設計され得ることが容易に理解されよう。したがって、以下の方法、装置、およびシステムの実施形態の詳細な説明は、添付の図に表すように、特許請求される本出願の範囲を限定することは意図されておらず、本出願の選択された実施形態を単に表すに過ぎない。

【0010】

本明細書全体を通して説明される本出願の特徴、構造、または特性は、任意の適切なやり方で１つまたは複数の実施形態に組み合わせられ得る。例えば、「実施形態例」、「いくつかの実施形態」という語句、または他の同様の言語の使用は、本明細書全体を通して、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が本出願の少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを表す。したがって、「実施形態例」、「いくつかの実施形態において」、「他の実施形態において」という語句、または他の同様の言語の出現は、本明細書全体を通して、必ずしもすべてが、同じ実施形態の群を表すわけではなく、説明された特徴、構造、または特性は、任意の適切なやり方で１つまたは複数の実施形態に組み合わせられ得る。

【0011】

本出願の実施形態例は、波長の調整可能な送信機／受信機を有する波長分割多重化（ＷＤＭ）通信システムを実現するステップを提供することができる。ＰＯＮ通信システムを動作させるとき、妥当な費用構造を維持することへの１つの方式は、単一の波長または波長の群を特定のユーザの群に割り振るステップを含むことができる。何人かのユーザが同じ波長または波長群を共有する結果、全体の帯域幅の効率が増大することがある。

【0012】

図１Ａは、本出願の実施形態例による、ＯＬＴおよびＯＮＴシステム構成の一例を示す。図１Ａを参照すると、ＯＬＴ１０２が中央局に配置され得、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）フィルタ１１２とプロセッサ１０８とを含むことができる。具体的には、ＡＷＧフィルタ１１２は周回性ＡＷＧフィルタである。ＯＬＴ１０２は、遠隔ＯＮＴ１１０に接続され得、またはＯＮＴレーザデバイスを含む遠隔ＯＮＴ１１０と通信され得る。

【0013】

ＯＮＴレーザデバイスは、熱源１１４と、センサ１１６と、コントローラ１１８とを含む波長可変レーザを有することができる。出力１２０は、特定の波長において動作するために熱源１１４によって修正されたレーザ信号である。ＯＮＴ１１０は、センサ１１６とコントローラ１１８とをやはり含む。動作において、ＡＷＧフィルタ１１２におけるＯＮＴから提示された信号は、ＯＮＴレーザデバイスの必要とされる温度調節を検出し、制御信号をＯＮＴ１１０のＯＮＴレーザデバイスに送信することができる。制御信号は、熱源１１４をアクティブ化するのに使用され得る。センサ１１６は、ＯＮＴレーザデバイスの温度に関するフィードバックを提供し、ＯＮＴレーザデバイスはＯＮＴ１１０の一部であり、フィードバックをコントローラ１１８に提供し、コントローラ１１８はＯＮＴ１１０の一部でもある。コントローラ１１８は、次いで、ＯＮＴ１１０のレーザ送信機の表面に加えられる熱の量を増大させることができ、または温度が現在の信号の波長を修正するのに必要であるよりも高い場合、熱の量を低減することができる。加えられた熱の量は、ＯＮＴレーザデバイスの波長を調整するのに必要な所定の熱の量に基づく。熱の量は、メモリ（図示せず）に記憶される、信号の所望の波長の調整に相関させるのに使用されるテーブルに定義され得る。

【0014】

上記のように、ＯＮＴ／ＯＮＵの波長は、レーザダイオードに統合されたヒータを使用することによって周回性ＡＷＧのチャネルに一致するように調整され得る。実施形態例は、周回性アレイ導波路回析格子（ＡＷＧ）によって有効にされた波長セットの原理を使用してＴＷＤＭ−ＰＯＮにおけるアップストリーム送信機およびダウンストリーム受信機の波長調整のアクティブ化プロセスを提供する。

【0015】

本出願は、ＯＮＵ内の受信機のダウンストリーム調整およびＯＮＵ内の送信機のアップストリーム調整の構成、ＯＮＵにおけるアップストリーム波長の調整の間、通常のトラヒックへの干渉の回避、ＯＬＴにおける複数の受信機での受信の成功の場合の分解能、および周回性ＡＷＧ方式に特有である、同じ波長セット内のチャネルホップの処理を提供する。ヒステリシスの導入は、頻繁なアップおよびダウン調整手順を最小限に抑えるために閾値に加えられ得る。必要なメッセージタイプの定義は、既存のＰＬＯＡＭシステムの拡張としての標準化に提案され得る。

【0016】

ダウンストリーム受信機の調整の完全なプロセスは、粗調整および微調整の間隔の間、アップストリーム送信機の調整のプロセスを提供することができる。本明細書に含まれる例は、調整プロセスを完了するために実現の複雑性対全持続時間のトレードオフとなる異なる実現および選択肢を提供する。他の実施形態例は、すべてのアップストリームチャネル上のクワイエットウィンドウ（ｑｕｉｅｔ ｗｉｎｄｏｗ）を同時に開けることによって進行中のトラヒックへの干渉の回避の解決策を含むことができる。また、他の例は、１つより多いアップストリームチャネル上のクロストークを解決するための構成、および周回性ＡＷＧ方式に特有である、同じ波長セット内のチャネルホップをトリガし、制御するためのプロセスを提供する。他のプロセスは、ＴＤＭ−ＰＯＮの標準アクティブ化プロセスの拡張を含むことができ、ＴＤＭ−ＰＯＮは、標準化における承諾、および等化遅延による時間レンジング、ＯＮＵの同時アクティブ化時の衝突回避、ＯＮＵ−ＩＤのシリアル番号検出および割当てなどの既存の機能の再使用の確率を高める。単一の物理層動作および管理（ＰＬＯＡＭ）メッセージタイプは、既存のＰＬＯＡＭメッセージ定義の拡張として、既存のおよび目標の送信機および受信機の波長の波長調整のプロセスを制御するのに使用され得る。ダウンストリームチャネルの識別のためのＰＯＮ−ＩＤの再使用は、ＴＷＤＭ−ＰＯＮスキームに使用され得る。

【0017】

実施形態例によれば、波長初期化プロトコルが、時間および波長分割多重化受動光ネットワーク（ＴＷＤＭ−ＰＯＮ）に接続されるＯＮＵに利用される。ＴＷＤＭ−ＰＯＮの仕様は、ＯＮＵのアップストリームおよび／またはダウンストリームにおける初期波長が未知であると定めることができる。ＯＮＵ内の波長可変レーザは、製造費を節減するために異なる周囲温度におけるヒータ電流に応じて絶対波長には較正されない可能性がある。その結果、相対的変化が再現可能なように構成され得る。ＯＮＵ内の受信機の波長可変フィルタは、製造費を節減するためにセット（例えば、制御電圧）および周囲温度に応じて絶対波長には較正されない可能性がある。フィルタ設定のある一定の相対的変化が十分に再現可能なように構成され得る。

【0018】

調整プロセスは、すでに稼働中であるＰＯＮ上の他のＯＮＵの通常データトラヒックを破損すべきでない。初期化プロトコルは、ＸＧ−ＰＯＮ１（または１０ＧＢのＥＰＯＮ）の既存の初期化プロトコルと互換性があるべきである。ＸＧ−ＰＯＮ１と同様に、プロトコルは、同時に初期化しようとする複数のＯＮＵを処理することができるべきである。波長調整はオンチップ発熱素子によって実施される。ＤＦＢレーザの放射波長は、接合温度に比例し、また、より低い程度まで、バイアス電流に比例する。考慮される必要がある寄生効果は、バイアス電流コントローラによる波長の変化、バーストにおける時間に応じた波長のバースト変化の間のレーザの自己発熱、および周囲温度の変化である。λの格子間隔は、ＡＷＧの２つの通過帯域の間（例えば、図２の１００ＧＨｚ）と想定され得る。

【0019】

ＯＮＵ内のダウンストリーム受信機（Ｒｘ）フィルタの通過波長は、電圧制御設定、周囲温度、および／または波長の較正を避け、安価な実現を達成するために、ＯＮＵの起動時に知られていない可能性がある。第１の動作として、Ｒｘフィルタは、ＯＮＵ上のローカルな制御ループを使用して最大受信信号強度（ＲＳＳＩ）を達成するまで増分でスキャンする。ＯＮＵは、フィルタ値をスキャンすると、ダウンストリームフレーミングの受信に成功し、どのチャネル番号で調整されるのかを検出することができるはずである。ＧＰＯＮまたはＸＧ−ＰＯＮ１に定義されるように、現在の標準ダウンストリーム物理層同期ブロック（ＰＳＢｄ）にある既存のＰＯＮ−ＩＤが使用され得るが、任意の他の別個のメッセージがそのために使用され得る。現在のダウンストリームが目標ダウンストリームと異なる場合、ＯＮＵは、異なるフィルタ設定にシフトする、またはアクティブ化プロセスの完了まで現在のフィルタ設定を維持することを決定することができる。実現されるＲＳＳＩが何もない可能性があり、したがって、Ｒｘフィルタのスキャニングはダウンストリーム同期の成功が達成されるまで実施され得る。識別されたチャネルは、その後のアップストリームの初期化に使用され、４つの可能なダウンストリームチャネルのいずれかであり得る。

【0020】

セットアッププロセスは、波長設定を除いて標準ＧＰＯＮおよびＸＧ−ＰＯＮ１構成と同様である。波長設定の実施形態例は、４つのＯＬＴアップストリーム受信機が同時に使用される、「改善された」調整プロセスとも参照される目標粗調整プロセスから開始することができる。次いで、粗プロセスよりも実現するのにより容易であり、追加の利益を提供するために粗プロセスに関連して使用され得る単純な調整プロセスも実現され得る。両方のプロセスにおいては、クワイエットレンジングウィンドウ（ｑｕｉｅｔ ｒａｎｇｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）が同時に４つのアップストリームチャネル上で開かれる。

【0021】

図１Ｂは、本出願の実施形態例よる、光ネットワークユニットのアクティブ化手順の一例を示す。図１Ｂを参照すると、通信構成プロセス１００は、ＯＮＵ１２０との通信を開始するＯＬＴ１１０を含む、２つの主要エンティティを含む。動作において、ダウンストリームおよびアップストリームフローにおける波長は、簡単にするために、１つのＴＤＭ ＸＧ−ＰＯＮ１システムとして対で使用される。例えば、波長チャネルは、ＸＧ−ＰＯＮダウンストリーム物理同期ブロックにおけるＰＯＮ−ＩＤフィールドを使用して識別される。このＴＷＤＭ−ＰＯＮにおけるＯＮＵのアクティブ化プロセスは、すべてのアップストリームチャネル上の同時クワイエットウィンドウを用いて実施される。

【0022】

図１Ｂを参照すると、レーザの温度が温度（Ｔ_{ｓｔａｒｔ}）として開始するように設定される、またはその初期値のままにされる。ＯＮＵは初期状態「Ｏ１」（電源投入設定）を通過し、ＯＮＵダウンストリーム受信機は、ダウンストリーム調整ＰＬＯＡＭメッセージに使用される４つの波長のいずれか１つに調整される。ＯＮＵは次いで待機状態「Ｏ２」（受信ＤＳトラヒック）、パワーセットアップ状態「Ｏ３」（パワー設定）まで継続し、次にシリアル番号状態「Ｏ４」になる。ＯＮＵは、シリアル番号要求をＯＬＴ１２２から受信すると、そのシリアル番号１２４を送り、シリアル番号１２４はメッセージ１２６においてＯＬＴ１１０に受信される。波長がＡＷＧの通過帯域（例えば、図３Ｂの（ｉ）３３１）にある場合、ＯＬＴはＯＮＵのシリアル番号を受信し、ＯＮＵ−ＩＤを割り当てる。ＷＳＤＭには、ＯＬＴはＯＮＵにどの波長セットで現在動作しているかも知らせ、それを「Ｎ」波長セットからの１つに割り当て、この情報ＤＳをメッセージ１３２を介して送る。ＯＮＵがＯＮＵ−ＩＤおよび波長セットを受信した場合、プロセスが継続するが、しかしＯＮＵ１２０は、ＯＮＵ−ＩＤを受信しない場合（例えば、波長は図３Ｂの位置（ｉｉ）３３４にある）、動作１３４を介してΔλ／ｎオフセットを達成するためにレーザ温度を自律的に増加させる。ステップサイズは、送信の成功を可能にする間隔の幅よりもわずかに小さいように選択される（例えば、図３Ｂの例３３２および３３４においてｎ＝３）。最大距離１３０が最大往復遅延１２８を計算するのを助けるために使用される。

【0023】

ＯＮＵ１２０は、正しい波長セット上にない場合、別のΔλ／ｎによって調整される。読取りの成功は最大「ｎ」ステップの後達成されるはずである。ステップの数は、ＡＷＧの最大伝送を有する光バジェットペナルティとのトレードオフである。ＯＮＵはレンジング状態「０５」に進む。アクティブ化プロセスの残り（すなわち、レンジングなど）はＷＳＤＭ−ＰＯＮに特有ではない。

【0024】

フェーズＩＩデモに対する実施を簡略化するために、波長は、ＯＮＵ Ｒｘが現在リッスンしシリアル番号（ＳＮ）の読み取りに成功したダウンストリームチャネルと対になっているアップストリームチャネルが識別されるまで、増分Δλ／ｎですべての４つのチャネルの範囲全体にわたって調整される。標準初期化プロセスは、次いで、ＯＮＵ ＩＤの割当てにより完了され得、ＯＮＵは次いでサービスを開始する準備ができている。ＯＮＵ１２０は、クワイエットウィンドウごとの後に、波長を自律的にステップしていく。プロセスは、レーザ内のヒータを制御する制御プロセッサに、目標値および相対的変化を送る、ＯＮＵ内のプロセッサによって制御される。ＯＬＴにおいて修正は何も必要とされない可能性がある。

【0025】

プロトコル構成においては、４つのチャネルは、同時にアップストリームをリッスンするが、１つのダウンストリームチャネルだけがアクティブ化手順の間、ＯＮＵと通信することができる。第１のプロトタイプを簡単にするために、４つの独立したＸＧ−ＰＯＮ１システムが使用されると想定する。ＳＮは、Ｒｘポートのいずれかで読み取りが成功され得、対応するダウンストリームＴｘポートの各々は確認を送り、ＯＮＵ ＩＤをＯＮＵに割り当てる。しかし、アップストリーム波長が、ＯＮＵが使用するように調整されるダウンストリームチャネルと対になっているＲｘのチャネルに達するとき、ＯＮＵは実際に確認およびＯＮＵ ＩＤを受信する。ＯＮＵは、ダウンストリームのＰＯＮ ＩＤにより動作しているチャネルを知っている。ＯＬＴは、割り当てたＯＮＵ ＩＤが対応するアップストリームチャネル上にある、アップストリームＰＬＯＡＭメッセージを受信すると、接続されたチャネル上で動作する。

【0026】

目標プロセスにおいて、最悪の場合に初期化時間を４倍加速させるためにＳＮ読取りの成功が４つの可能なチャネルのいずれかの１つにおいて起きる。次いで、ＰＯＮ ＯＬＴは、たとえアップストリームおよびダウンストリームチャネルがまだ対になっていなくても、ダウンストリームを介してＳＮおよびアップストリームチャネルを通信することができるはずである。通信の成功後、ＯＬＴは、そのＯＮＵ−ＩＤ／ＰＯＮ−ＩＤへターゲット化されたＰＬＯＡＭメッセージによって所望のアップストリームチャネルへの波長シフトを通信する。

【0027】

一実施形態例においては、隣接するアップストリームチャネル間にクロストークがある場合は、満足させることが困難であり得る。解決策は、Δλ／２よりもわずかに小さいステップが想定されるとき、３つのクワイエットレンジングウィンドウの後にＳＮの読取りの成功を実施することによって目標プロトコルにおいて実現され得る。これは、ＡＷＧの通過帯域の最大伝送に対する３ｄＢの受信機感度マージンに対応する。しかし、最適化された受信感度を達成し、より小さなステップサイズ、例えば、Δλ／３またはΔλ／４を選択することなどにより、様々なやり方でシステムの光バジェットを最適化することが可能であり、結果として最悪の場合追加の調整ステップΔλ／８およびΔλ／１６などによってより長いアクティブ化時間となる。別の選択肢は、同じアップストリームレンジングメッセージにおいて、ＳＮのコードの４倍遅いクロック速度によるかまたはＳＮを順次４回を繰り返すことによるかのいずれかにより、同じシリアル番号のオーバーサンプリングを４倍で実施することであり得る。また、ＦＥＣの前の信号対雑音比（ＳＮＲ）ビット誤り率（ＢＥＲ）１Ｅ−４が達成されないとき、約１００ビットの長さのシリアル番号が読み取り可能な妥当な確率があるかどうかを識別することが最適であり得、失敗がある場合、次の試みが成功であり得る。

【0028】

ＯＬＴが初期化シーケンス後どのＳＮも読み取らないことがありえる。ＯＮＵがレンジングしようとしたが、このシーケンスの終わりにＯＮＵ−ＩＤを受信しない場合、エラーが発生しており（例えば、衝突またはビット誤り）、ＯＮＵは最大３つまでのそのようなシーケンスを再度やり直すはずである。この方式は、結果として、次の動作に進むまでに３回レンジングの各ステップを繰り返すことよりも大半の場合レンジングが速いことになり得る。ＯＬＴにおける受信パワーが高い場合、２つの隣接するチャネル（図３Ｃのグラフ３４０の３４２参照）におけるシリアル番号の読み取りの成功が可能である。これが起きた場合、各チャネルにおけるバーストモードＲＳＳＩによる信号パワーの同時測定が、クロストークを避けるために最高の信号パワーレベルを有するチャネルおよび必要とされる波長シフトを決定するのに使用されるべきである。ＯＮＵのＳＮがこの段階以降知られているので、ＯＬＴは必要とされる波長シフトを有するターゲット化されたＰＬＯＡＭメッセージを送ることができる。波長が通過帯域において中心に置かれると、隣接するチャネル間のクロストーク抑制は仕様に従う。クワイエットレンジングウィンドウ（場合によっては、より短い）は、クロストークの除去が確認されるまで使用されるべきである。

【0029】

あるいは、ＲＳＳＩ測定が粗レンジング手順の間ＯＬＴにおいて全く可能でない場合、ＯＬＴは波長が２つの隣接する受信チャネルのおよそ中間にあり、したがって、チャネル間隔の半分の波長シフトを命じる。ある場合には１つのチャネルだけがＯＮＵのＳＮの読み取りに成功するが、クロストークにより同時に２つ以上のチャネルにおいて検出されるＲＳＳＩパワーがある。相対的パワー差が、波長を調整するのにまだ使用され得、ターゲット化されたＰＬＯＭメッセージがＯＮＵに送られ得る。

【0030】

事前登録したＯＮＵの場合、ＯＬＴはＳＮを有し、ターゲット化されたレンジング許可を送ることができる。その結果、ＯＬＴには、１つのＯＮＵだけがその時点でレンジングしていることが確実である。パワー検出は、たとえアップストリームメッセージコンテンツが正しく読み取られ得なくても、ＯＮＵを突き止めるのにすでに十分である。この後続のレンジングウィンドウは、したがって、より短くあり得、短いレンジングウィンドウを通常のトラヒックに多すぎる遅延オーバーヘッドなしで、より頻繁に開くことが可能である。たとえＯＬＴがアップストリームメッセージにおいてシリアル番号を読み取ることができなくても、この場合、波長を調整するために異なるクワイエットウィンドウ間の相対的変化ＲＳＳＩ測定を使用することが可能である。何故なら、ＯＬＴがターゲット化されたフィードバックメッセージを送ることができるからである。これは、一般に、同時に複数のＯＮＵがレンジングする場合には可能ではない。

【0031】

通常の動作の間、ＯＬＴはＯＮＵに命令して波長セットチャネルを変更させることができる。ＯＮＵは、調整応答（約２００μｓ）が完了するまでアップストリームトラヒックを送ることが可能でない。新たなアクティブ化プロセスが新たな目標波長への粗調整に推奨される。それぞれのチャネルの送受信機が同じラインカード上に統合されるとき、すべてのチャネルに対してクワイエットウィンドウを同時に開くことが実施される。

【0032】

ＯＮＵ送信機の波長の微調整および安定化は、ＯＮＵがＰＯＮにおいてトラヒックを活発に送受信しているとき、実施され得る。波長安定化プロセス（ディザリング）は、波長を周回性ＡＷＧフィルタの中心に保持する。トラヒックデータがディザリングの間に消失することがあり、ＰＬＯＡＭメッセージがより確実なので、ＯＮＵがＰＬＯＡＭメッセージを送ると想定される。しかし、データトラヒックが代わりに送られ得、また、追加のパワーマージンにより、通過帯域の端において伝送スロープの偶発的な５ＧＨｚディザに対応することが可能になるために送られ得る。次に、ＯＬＴはＯＮＵに５ＧＨｚ（Ｏバンド０．３４Ｋ）だけ上にＵＳ波長を調整するように要求することができる。ＯＮＵは調整が終了するまで（例えば、０．２ｍｓ）待機し、次いで、アップストリームパケットデータを送る。ＯＬＴは、高速ＲＳＳＩ（送受信機調査群、ＲＳＳＩストローブ）によって受信パワーを測定する。ＯＬＴは新たなＲＳＳＩ値を前のものと比較する。新たなＲＳＳＩ値がより高い場合、ＯＬＴはＯＮＵに新たな波長に恒久的にシフトするように命令する。すなわち、ＯＮＵは上り勾配にあり、次のディザリング動作において同じ方向の別の５ＧＨｚを探査する。新たなＲＳＳＩ値がより低い場合、ＯＬＴはＯＮＵにその古い波長に留まるように命令する。ＯＮＵは次のディザリング動作において反対方向の５ＧＨｚも探査する。現在のＲＳＳＩ測定が最小パケット長（例えば１００ｎｓ）を求める。ＯＬＴは、ＲＳＳＩ値が測定されるアップストリームＰＬＯＡＭパケットが十分に長く、したがって、他のＯＮＵからのパケットが同じ測定に何も統合されないことを確実にする。信号強度測定および決定は、より正確な値を達成するために、単一のまたはＰＬＯＡＭデータパケット上で実施され、またはいくつかのパケット上に蓄積され得る。後者は、もっと時間を必要とするが、調整プロセスがネットワークトラヒックにより、遅い場合は有用であり得る。

【0033】

図２Ａは、本出願の実施形態例による波長帯域２００の群を示す。図２Ａを参照すると、波長サブバンド２０２が４つの異なる波長または周波数λ_１、λ_２、λ_３、およびλ_４を有するものとして示される。４つの波長の各々は、異なる波長セット２０４の一部であり、その波長セットの各々も４つの波長を含む。波長セットＷＳ１、ＷＳ２、ＷＳ３およびＷＳ４において、各セットは、各波長サブバンドからの１つの波長を含む。

【0034】

特定の波長セット内の１つの波長から同じセット内の別の波長への調整は、熱だけを加えることによって実施され得る。一例によれば、熱は波長間で調整するために加えられ得る。例えば、レーザは、ＯＮＴおよび／またはＯＬＴによって必要とされる光学的波長の２つの間にある特定の波長に調整され得る。熱をレーザに加えることによって、波長は、光学系に認識される個別の波長に調節することができる。

【0035】

別の例において、外部温度により、動作波長が特定の動作波長から離れるようにシフトすることがある。例えば、第１のまたは現在の動作波長は、ＷＳ３のλ_７であり得る。レーザは現在ＷＳ３のλ_７で動作している可能性があるが、しかし、外部温度が上昇すると、レーザの波長がλ_８またはλ_９に向かって上方にシフトし得る。この場合、同じ波長セットＷＳ３の所定の波長内で動作を継続することが望ましくあり得る。その結果、光学レーザはレーザダイ内の埋め込み熱源を介して、またはレーザデバイスに取り付けられた外部熱源を介して熱を加えることができる。熱は、現在の波長を波長セットＷＳ３内の２０６としての次の波長λ_１１に修正するだけであるように制御され得る。

【0036】

ヒータおよび温度センサの両方を同じレーザダイまたはチップ内に設けることにより、レーザの総熱質量（ｔｈｅｒｍａｌ ｍａｓｓ）が低減され、温度制御のための迅速な熱応答時間およびより低い電力の要件を容易にする。さらに、レーザ、ヒータ、および温度センサがすべて同じダイまたはチップ内に含まれるので、組立てられたレーザの費用への影響が小さい。この構成によりマイクロ秒台の低い時定数が得られる。

【0037】

一例において、同じ波長セット内の異なる波長への波長ホップが実施され得る。波長の下限または上限による温度調整の場合、調整手順には予防策を見越しておくことができる。レーザを冷却することにより波長を調整すると、より低い閾値に達する場合、ＯＮＵは、波長を同じ波長セットの次の高調波にシフトするためにレーザを暖める必要がある。同様に、レーザを加熱することにより波長を調整すると、レーザが上限の閾値に達する場合、ＯＮＵは、同じ波長セットの次のより低い高調波までレーザを冷却する必要がある。

【0038】

図２Ｂを参照すると、グラフ２５０が、温度２５２対時間軸２５４による周囲温度の変化に伴うヒータ電流に起きる変化を示す。レーザ温度２５６、周囲温度２５８およびヒータの温度２６０が示される。ヒータがその最低値に達し、その間、周囲温度により、正しい温度に達するのがブロックされている場合、この例では温度を制御する方法が何もないので、波長ホップが開始される必要がある。このプロセスはローカルなＯＮＵプロセスであり、それにより、ＯＮＵがその時間の間アップストリームデータを確実に送らないようにしなければならない。図２Ａは、第１の波長２０８が次の波長２０６に調整されるのを示す。ＯＮＵは、ローカルにトラヒックを待ち行列に保持し、ＭＡＣプロトコルからのアップストリーム許可を無視することができる。しかし、ＯＬＴは、許可への空の応答を誤りとして扱うことができる。さらに、待ち行列に入れられたアップストリームが何もなく、これによりアップストリーム許可の数が低減するので、非状況報告アルゴリズムは、このデータを間違って解釈することがある。したがって、波長ホップの前にＰＬＯＡＭメッセージを介して波長ホップのイベントをＯＬＴに報告するのが最善である。下限および上限の波長閾値は、波長ホップがまれなイベントのままであるように、したがって、移行が上限および下限の値の間を繰り返し行き来しないように、十分なヒステリシスマージンをもって選択すべきである。波長レンジング時間全体にわたってレーザを調整するのに約２００μｓ（ＴＢＣ）しかかからないが、それはクワイエットウィンドウの持続時間に匹敵し、したがって、通常のデータトラヒックに何も中断を生じさせずにシステムによって耐えられ得る。

【0039】

ＯＬＴとＯＮＵとの間の通信は、動作のセットを提供し得る。ＯＮＵが起動時にはその現在の波長に関する情報を何ももっていないので、現在のアップストリームチャネル（ＯＬＴからＯＮＵへの）は、識別されなければならず、ＯＬＴはどのチャネルおよび対応するＢＭ Ｒｘで、ＯＬＴがＳＮ読み取りによりおよび／または最強のＲＳＳＩ値を決定することにより検出の成功を観察したかを通信する。これは、チャネル番号（例えば、＃１−＃４）によって実施され得るが、波長または周波数値または波長セットの１つの要素など他の選択肢も可能な選択肢である。ＯＬＴからＯＮＵへの目標アップストリームチャネルは、ＷＳＤＭスキームにおいては絶対値よりも有意義であるので、上記の現在の値に対して正または負の相対的波長シフトを有することができる。現在のアップストリーム位置がまだその最適位置にない可能性があり、補正を必要とし得るので、チャネル間隔の一部として相対的変化を表すことが可能なはずである。

【0040】

相対的変化は、チャネル間のステップの数として表され得る。波長ホップまたは間の任意のチャネルを制御するために波長セットの次の通過帯域に達するのに範囲全体に対応することは可能であるはずである。一例においては、８ビットコードが、１ビットを符号で方向に、７ビットを範囲に対応させて使用され得る。４つのチャネルがあると、各チャネル間に３２デルタステップおよび範囲全体に対応するために１２８ステップがある。ｎｍ単位の相対的波長値または絶対値など、他の選択肢も可能である。ＯＬＴからＯＮＵへの目標ダウンストリームチャネルは、どのチャネルを調整するのに必要であるのかに関してＯＮＵに通信され得る。これは、チャネル番号（例えば、＃１−＃４）を介して通信され得るが、波長値などの他の選択肢も可能である。

【0041】

アクティブ化の開始において、ＯＮＵはダウンストリームチャネルの現在のフィルタ位置を認識していない可能性がある。ＯＮＵが、ダウンストリームフレーミングの受信に成功するまでフィルタ値をスキャンするためにローカルな制御アルゴリズムを適用するので、どのチャネル番号でＯＮＵが調整されるのかを検出できるはずである。既存のＰＯＮ−ＩＤが使用され得、したがって、ＧＰＯＮまたはＸＧ−ＰＯＮ１で定義されるように、ＯＮＵは現在の標準ダウンストリーム物理層同期化ブロック（ＰＳＢｄ）にあるが、任意の他のメッセージがそのために使用され得る。現在のダウンストリームチャネルが目標ダウンストリームチャネルと異なる場合、上記に定義された目標ダウンストリームチャネルを有するメッセージ（ｃ）は、ＯＮＵが必要なチャネル変更をするのに十分である。

【0042】

通信メッセージは、単一の物理層メッセージにおけるフィールドとして伝達され得る。ダウンストリームフレームのＰＳＢｄ内のＰＯＮ−ＩＤが使用され得るので、シーケンスにおける他のメッセージに別個のフィールドは必要とされない。しかし、４番目のメッセージ（ｄ）には４番目のフィールドもあり得る。ＧＰＯＮまたはＸＧ−ＰＯＮ１の場合のように、これは新たなタイプの物理層動作および保守（ＰＬＯＡＭ）メッセージで実現され得る。同じメッセージタイプが、値の組合せを伝達するためにまたは有意のフィールドの一部だけを伝達し、ＯＮＵに現在設定されている値または所定のデフォルト値を保持するために他のフィールドを動作なしとして残すために使用され得る。

【0043】

メッセージはＰＯＮ上のブロードキャストされるダウンストリームである。特定のＯＮＵがＯＮＵ−ＩＤ（ＯＮＵがすでにその管理システムを介してＯＬＴに知られている場合）によって、またはＯＮＵがアップストリームに伝達したばかりのシリアル番号値によってのいずれかでアドレス指定される。この構成において、「ランダム遅延法」が、同時にＰＯＮに参加しようとする新たなＯＮＵ間の衝突を避けるために使用され得る。ＯＮＵは初期化シーケンスの間、波長の更新を自律的に決定し、どの位波長がシフトされるのかに関してＯＬＴからのフィードバックを使用しないので、複数のＯＮＵが同時に波長調整プロセスを受けることができる。ステップの数は各ＯＮＵによって異なり得、異なるＯＮＵのステップは、相関されない。ＳＮがＯＬＴによって読み取りに成功され、ＯＮＵ−ＩＤが割り当てられたときのみ、個々のＯＮＵは、微調整手順に使用されるように、波長シフトに関するフィードバックによってアドレス指定され得る。

【0044】

シリアル番号要求は、パワーセットアップ状態およびシリアル番号状態ですべてのＯＮＵに対して発行された可能性があり、したがって、２つ以上のＯＮＵからの応答が生成され得る。２つ以上のＰＬＳｕ伝送またはシリアル番号伝送が同時にＯＬＴに到着したとき問題が起き得る、すなわち衝突が発生する。ランダム遅延法は、この難問を解決するのに使用され得る。ランダム遅延法に基づいて、各ＰＬＳｕ伝送およびシリアル番号伝送は、各ＯＮＵによって生成された遅延ユニットのランダム数だけ遅延される。遅延ユニットは、すべてのビットレートに対して３２バイトの長さである。ランダム遅延は、遅延ユニットの整数でなければならない。シリアル番号要求への各応答に続いて、ＯＮＵは新たなランダム番号を生成し、したがって、衝突は容易に、効率的に防止される。

【0045】

ランダム遅延範囲は０−５０μｓである。この範囲は、可能な限り早い伝送（ゼロ処理遅延を有する）の最初から可能な限り遅い伝送の最終まで測定される。ＯＮＵ内部処理遅延およびアップストリームバーストの持続時間がランダム遅延範囲に含まれ、したがって、新たなランダム遅延値を選択するとき、考慮に入れられるべきである。「パワーセットアップ伝送」のＧｉｇａｂｉｔ ＰＯＮ Ｇ．９８４．３規格に基づく、図３Ａの従来の例においては、パワーセットアップは、「波長セットアップ伝送」のＯＮＵ送信機調整の場合である。ＯＮＵ３１０および３３０は、パワーセットアップを実施し、ＯＬＴ３２０はプロセスを管理する。

【0046】

最適なヒータ設定を識別するためのプロセスは、粗調整の間のシリアル番号の成功した読み取りおよび微調整の間のＲＳＳＩ測定を利用することができる。ＯＮＵ送信機波長は、最適なアップストリーム伝送のために異なるＯＬＴ ＰＯＮ受信機にアップストリーム波長を分離する、周回性ＡＷＧ ＷＤＭに整合され得る。図５は、０．０５ボルト刻みを使用して、ＡＤＣ入力に応じて各ＡＷＧポートにおいて通常のパワー測定かつＲＳＳＩなしで測定されたパワーの電圧チャート５００を示す。より高い温度およびより高いヒータ抵抗において、より高い分解能が図４のコントローラ構成４００の論理図の入力ＡＤＣ４１０において必要とされる。コントローラ構成４００は、熱源４２０に命令するのに使用される温度を測定するために、ＡＤＣ４１０と、主コントローラ４１２と、ＴＥＣコントローラ４１４と、サーミスタ４１６とを含むことができる。

【0047】

ＯＮＵ波長を整合させるための構成の１つのタイプは、最大光パワーがＯＬＴ受信機において求められるまで、ＯＬＴにおいて光パワーを測定し、ＯＮＵにおいてＴＥＣコントローラ４１４を介してヒータ４２０を調整することである。１つの懸念は、アップストリーム伝送がバーストモードで動作していることである。

【0048】

ＲＳＳＩ測定のタイミングをとるのは集中的なタスクである。ＯＮＵがシステムにまだ知られていない場合、最適なＲＳＳＩ測定を送信するのに最適な時間を確認するのは容易でない。ＲＳＳＩは線形的に測定され、１６ビットを使用して表される：
−４０ｄＢｍ＝０．１μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０１
−３７ｄＢｍ＝０．２μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０２
−３５．２ｄＢｍ＝０．３μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０３
−３４ｄＢｍ＝０．４μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０４
−３３ｄＢｍ＝０．５μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０５
−３２．２ｄＢｍ＝０．６μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０６
−３１．５ｄＢｍ＝０．７μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０７
−３１ｄＢｍ＝０．８μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０８
−３０．５ｄＢｍ＝０．９μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０９
−３０ｄＢｍ＝１．０μＷ＝０ｘ００ ０ｘ０Ａ
｜
−２７．５ｄＢｍ＝１．７８ Ｗ＝０ｘ００ ０ｘ１２
｜
＋８．１６ｄＢｍ＝６．５５３６ｍＷ＝０ｘＦＦ ０ｘＦＦ

われわれが関心のあるパワーは、ＲＳＳＩウィンドウの端にあり、分解能（０．１μＷ）ももちろん考慮される。

【0049】

ＲＳＳＩ測定のタイミングをとるのは集中的なタスクである。ＯＮＵがシステムにまだ知られていない場合、最適なＲＳＳＩ測定を送信するのに最適な時間を確認するのは容易でない。ＲＳＳＩは線形的に測定され、１６ビットを使用して表される。図６は、いくつかの異なるＸＧＰＯＮ１ ＯＬＴ ＸＦＰによるグラフ６００上の一連のＲＳＳＩ測定を示す。ＳＰ＝ＳｏｕｒｃｅＰｈｏｔｏｎｉｃｓおよびＮＰ＝ＮｅｏＰｈｏｔｏｎｉｃｓである。第１の曲線６１２は、デジタルＲＳＳＩ表現の分解能を最適化するための所望のＲＳＳＩ曲線を示す。

【0050】

図６において、測定されたＲＳＳＩ曲線は、異なるＸＧＰＯＮ１−ＯＬＴ ＸＦＰに測定された真の光パワーと比較して示される。モジュールによっては複数回測定したものがあり、ＲＳＳＩ測定が再現可能であることが分かる。ＲＳＳＩ測定値の大半は、真の値より低いＲＳＳＩ値を提供する。測定されたＲＳＳＩ曲線のほとんどは、やはり真の曲線に対し妥当な平行である。別の最適化は、ＯＬＴ Ｒｘへの入力パワーが、周回性ＡＷＧ損失に比較してアップストリームＳＯＡ利得を必要な大きさより大きくすることにより、ＸＧＰＯＮ１に比較して少し高いように、光パワーバジェットを必要な大きさにすることであり得る。

【0051】

図８は、入力ＡＤＣにおいて０．０１ボルト刻みのグラフ８００を示す。ＲＳＳＩパワー測定の精度は＋／−３ｄＢであり、負のオフセットは、光パワーを表示するためにより小さいレベルを残す。Ｎｅｏ−ＰｈｏｔｏｎｉｃｓモジュールのＲＳＳＩは、Ｎ１クラスにＲＳＳＩを使用してピークを求めるために、ちょうど１３レベルの光パワー分解能であり、最適なＡＤＣ入力のあたりにおよそ０．２Ｖのウィンドウ（合計およそ１．６Ｖからの）である、真の光パワーからの負のオフセットを有し得る。図８において、異なるＲＳＳＩの電圧対光パワーの様々な異なる曲線特性８１０がある。Ｎ２クラスにＲＳＳＩを使用してピークを求めるために、最適なＡＤ５６４５（クワッドデジタル／アナログコンバータ）入力において７レベルの分解能およびおよそ０．１５Ｖのウィンドウがある。ＳｏｕｒｃｅＰｈｏｔｏｎｉｃｓモジュールのＲＳＳＩは、真の光パワー近くで測定され、それは結果として、使用されたＮｅｏＰｈｏｔｏｎｉｃｓモジュールに比較して光パワーを表示するためにはより利用可能なレベルとなるが、しかし、このモジュールは、およそ−３５ｄＢｍより低いパワーを表示しないので、このモジュールは対象範囲において限定された数のレベルをやはり有する。

【0052】

周回性ＡＷＧフィルタの形状が知られているとき、同時にすべてのポート上で１つのパワー測定から正しいヒータ設定を予測することができる。図７の論理図７００は、ＲＳＳＩ測定を介してＯＮＵのＸＦＰ７１６を制御するように減衰器７１４をトリガするＡＷＧフィルタ７１２と共に働く波長可変ＳＦＰ７１０を提供する。測定されたパワーの比は、調整ヒータの正しい設定を推定するために使用され得る。ランダム遅延法は、２つ以上の新たなＯＮＵが同時に測定される場合を避ける。小さな比は最適な設定に近いことを示す。

【0053】

精度は周回性ＡＷＧフィルタの特性、例えば、不均一損失に依存する。別の要因は、ＲＳＳＩが測定することができる範囲である。２つの測定から最適な調整を予測することは、感度に基づく。ＲＳＳＩ測定は、交差点の周りの２つのポートにおけるパワーを観察することだけができる。ＯＮＴレーザ波長の調整は、ＰＯＮシステムにおいて基本的な要件である。フィールド較正のためにこれらのヒータ管理方式を実現する較正されていないレーザ構成要素を使用する能力を提供することは、構成要素の製造費を節減し、ＰＯＮシステムの様々な変更への適応を可能にする。ＯＬＴからのアクティブ化の間ＯＮＴレーザ調整を制御することにより、全システムのフィードバックループが提供される。その結果、波長設定が正確におよび迅速に行われ得る。

【0054】

図９は、ＲＳＳＩ測定に基づく予測機能の一例を示す。図９を参照すると、様々なポート９００がそれら自体のそれぞれの信号測定結果を有し、周回性ＡＷＧフィルタの形状は、知られ得、したがって、同時にすべてのポート上で１つのパワー測定から正しいヒータ設定を予測することができる。第１のポート信号９１０は、それぞれ、ポート１および２への調整９２０および９２２の基準として使用され得る、フィルタ特性９１２から識別され得る。直線９１２は、ＯＬＴによって受信されたアップストリーム伝送の波長および信号パワーを表す。他の直線９２０および９２２は、ＡＷＧフィルタの、それぞれ、ポート１および２中を通される、その伝送からのパワーの量を表す。レーザヒータが直線９１２を左に移動させるように調整された場合、直線９２０は、より大きくなり、直線９２２は、より小さくなる。

【0055】

本出願において、ＯＬＴは異なるポート上のＲＳＳＩ値の比較を実施し、相対的波長変更メッセージをＯＮＵに送信することができる。ＯＮＵはＲＳＳＩ値を受信し、ＯＬＴからの命令なしにローカルに必要な波長シフトに関する決定を行うことができる。この例においては、新たなメッセージタイプが、ＯＮＵ−ＩＤまたはシリアル番号のいずれかによってチャネルごとのＲＳＳＩ値および宛先に必要とされる。

【0056】

実施形態例によれば、バーストモード信号の光パワーを正確に測定しなければならないことを避けるために、最適なヒータ設定は、パワーを測定せずに識別され得る。１つの方法は、ＯＬＴ受信機における信号品質を測定し、ＯＮＵ送信機の調整を最適化するためにそれを使用することである。粗調整の間使用され得る、シリアル番号の読み取りの成功も実施され得る。巡回冗長検査（ＣＲＣ）またはＦＥＣデコーダからの誤り件数の使用も使用され得る。最適水準の探査は、パケットのプリアンブルカウントによって実施され得る。

【0057】

図９に示す例から導出され得る予測機能は、ＯＬＴが迅速に新たな登録ＯＮＴを正しい波長に調整することを可能にするために使用される。一例によれば、較正されていないＯＮＴがＰＯＮ上で登録しようとするとき、そのレーザの波長は、ＰＯＮの管理デバイスまたは他の構成要素によってそのような時点において一般に知られていない。

【0058】

動作において、ＯＮＴはアップストリームメッセージをＯＬＴに送信することができ、受信信号強度（ＲＳＳＩ）測定は、ＡＷＧフィルタのすべてのポート上で同時に測定され得る。理想的に調整されたシステムにおいては、アップストリーム信号は、他のフィルタ帯域に信号パワーが何も現れず、単一のフィルタポートを中心にする。本例においては、アップストリーム伝送からの信号パワーが２つの隣接するフィルタから検出されたとき、予測機能は、適当なフィルタによりＯＮＴレーザ波長を中心に置くのに必要な正しい熱調節を計算する。この計算された波長補正はＯＬＴからＯＮＴに送られ、したがって、調節はＯＮＴにおいて実施され得る。

【0059】

図１０は、異なるポートに対してＯＬＴにおいて測定された異なるＲＳＳＩパワーの様々な異なる曲線特性を有するグラフ１０００を示す。上記誤り測定よりも簡単な実現は、１０１０１．．．プリアンブルパターンで交互する「１」と「０」との数をカウントし、それを既定値と比較することである。この方法は、誤り測定よりも精度が落ちるが、最適パワー値および関連する特性を識別する非常に簡単な実現を可能にし得ることが認識されている。低速の訓練シーケンスは、光パワーが小さい限定された場合の熱雑音に対するＳＮＲを含みうる。この例では、ＳＮＲ＝Ｒ_ＬＲ^２_ｄＰ^２_ｉｎ／４ｋ_ＢＴＦ_ｎΔｆである。ただし、Ｒ_Ｌ＝抵抗の負荷、Ｒｄ＝フォトダイオードの応答速度、Ｐ_ｉｎ＝光入力パワー、ｋ_Ｂ＝ボルツマン定数、Ｔ＝温度、Ｆ_ｎ＝増幅器雑音指数、Δｆ＝有効雑音帯域幅である。この場合、ＳＮＲは、同じ受信機が使用される場合、ビットレートとは無関係である。受信機の帯域幅が調整可能であるとき、より良い感度が達成され得る。帯域幅を減少させると、Δｆ、およびＦ_ｎも、減少する。

【0060】

一例においては、オーバーサンプリングは、より微細な波長調整に必要な複数のレンジングウィンドウより高速であるので、好ましくは同じレンジングウィンドウにおいてシリアル番号（ＳＮ）を読み取るために４回実施され得る。別の予測方法は、ＡＷＧフィルタが対称であるという基準に基づくことができる。ＡＷＧの２つの交差点が識別され、ＡＷＧフィルタの最適中間が推論され得る。ＯＮＵ送信機がＡＷＧの交差点に調整されたとき、ＯＮＵシリアル番号（ＳＮ）は、ＯＬＴには読み取り可能ではない。フィルタによるスキャニングの結果１１１２は、正しいおよび誤ったＳＮ表示を提供することができ、最適設定１１１４は図１１の図表１１００に示すように正しいＳＮ読み取り範囲１１１６の中間にある。

【0061】

図１１の例は、登録動作を実施するときのＯＮＴアップストリーム波長を迅速に調整するための代替プロセスである。最適調整点は、２つの交差点の間の中点として識別され得る。交差点は、ＯＬＴが有効なシリアル番号（ＳＮ）を識別するのを開始することができる箇所である。ＯＮＴは、ＰＯＮ上に登録されるようになろうとするとき、ＯＬＴ ＳＮ要求メッセージに応答してそのＳＮアップストリームを送る。ＯＬＴがＯＮＴからＳＮを受け取った後、ＯＬＴは、次いで、ＯＮＵ−ＩＤをＯＮＴに割り当てる。ＳＮおよびＯＮＵ−ＩＤの両方は、ＯＮＴの固有の識別子である。

【0062】

変形が、ＦＥＣの誤り検出機能、擬似誤りモニタ、アイ―オープニングモニタまたはＯＬＴ受信機によって知られている特別なテスト用ワードを識別するのに使用され得る。ほとんどの場合、ラムダ値（ヒータ設定）機能は良好に再現可能であり、ルックアップテーブルは、完全に調整するまであとわずか少数の調整ステップが必要であるように、相対的に近い波長を得るやり方である。ヒータ設定の記録は、すでに以前にＰＯＮ上にあったＯＮＵが迅速に加わるのを手助けするのに非常に有用である。

【0063】

調整アルゴリズムは、分割され、したがって、ＯＬＴがアルゴリズムを制御し、および／またはＯＮＵがアルゴリズムを制御する。ＯＮＵが手順を制御するとき、ＯＮＵはＯＬＴからの肯定応答に基づいて調整機能を決定し、ＯＮＵは、ＯＬＴによってセットアップされたレンジングウィンドウを依然として使用する。ＯＬＴが調整を制御するとき、ＯＬＴは、ＯＮＵにＯＬＴによって実施された測定からのその波長をどのように調整するのか知らせる。ＯＮＵに制御されるプロトコルは、どのデバイスがどれであるのか、正しい通信があり、したがって２つ以上のＯＮＵが１つのウィンドウに参加しようとすることができるまで、知る必要がないように動作する。ＯＬＴに制御される機能において、１つのＯＮＵだけが、そのＯＮＵが識別されるまで参加しようとすることができる。その時点において、識別された（ＳＮ）ＯＮＵは依然として微調整することができ、その間、新たな未知のＯＮＵは調整手順に参加しようとすることができる。調整方法を比較するために使用されるパラメータは、遅延および精度である。遅延はＯＮＵがＰＯＮに参加するのにかかる時間をもたらす。精度は、利用可能な光パワーバジェットをもたらし、非最適調整が結果としてＡＷＧの挿入損失によるパワーペナルティとなる。

【0064】

一実施形態例によれば、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）を遠隔で構成する方法は、ＯＮＵ送信波長および受信波長などの情報を含む、第１の波長構成メッセージをＯＮＵに送信するステップを提供することができる。第１の波長構成メッセージも、波長セットおよび／またはチャネル識別子を含むためにＯＮＵに送信され得る。メッセージは、波長または波長セットとして定義され得るＯＮＵ送信チャネルを含むこともできる。メッセージは、そのチャネル識別子を介して現在のチャネルの詳細を提供することもできる。命令により、ＯＮＵはその現在の波長と異なる波長変更を実施することができる。

【0065】

メッセージ／命令は、現在のチャネルを定義する波長構成メッセーが送信された後、ＯＮＵに送信され得る。相対的波長変更は、チャネル間隔に比例することができ、周波数または周波数のユニットであり得る。構成メッセージは、ＯＬＴから発生することができ、ＯＮＵからのメッセージの受信に応答して送信され得る。ＯＮＵ−ＩＤは、ＯＮＵに割り当てられ得、構成メッセージは、ＯＮＵ−ＩＤが割り当てられた後、送信され得る。メッセージは、ＯＮＵアクティブ化プロセスの一部として送信され得る。ＯＮＵは、第１のＳＮ要求波長においてＳＮ要求を受信することができる。ＳＮ応答は、ＯＮＵから受信され得、ＯＮＵ−ＩＤはＳＮ応答が受信された後、割り当てられ得る。

【0066】

ＳＮ要求が成功しなかった場合、別のＳＮ要求が第１のＳＮ要求を送信するのに使用された波長と異なる波長で送信され得る。ＳＮ要求は、他のＰＯＮトラヒックが送信されるように何も予定されていないとき、クワイエットウィンドウのオンセットにおいても送信され得る。開いたウィンドウは、アクティブ化サイクルの間チャネルのいずれかにおける衝突を避けるためにＰＯＮ内の複数のアップストリーム波長チャネルにおいて開くことができる。波長補正メッセージは、ＯＮＵが間違ったチャネル上で動作していると識別された場合のみ送信され得る。ＯＮＵが正しいチャネル上で動作しているかどうかを決定する１つのやり方は、目標受信機チャネルにおいて受信された信号を観察することである、または現在のチャネル波長を識別するためにクエリを送信することによる。また、信号品質は、テストされ得、信号品質が特定の閾値より下または上にある場合、信号は正しい／誤ったチャネルに関連付けられ得る。あるいは、代替として、信号品質は、観察され、品質レベルを識別するために異なる受信信号品質と比較され得る。様々な異なる受信機が、ＯＬＴにおいて周回性波長デマルチプレクサまたはアレイ導波路回折格子の背後で動作していることができ、すべてのチャネル上のクエリ後に、およびクワイエットウィンドウの間、実施されなければならない。信号品質は、光パワーレベルなど、信号データまたは信号の強度を読み取る能力としても識別され得る。他の信号強度測定機能も使用され得る。

【0067】

別の例においては、現在の相対または絶対波長は、最高の観察された信号パワー値を有する受信機が現在動作している波長デマルチプレクサのポートの通過帯域に等しくてよい。また、異なる波長デマルチプレクサのポートの複数の受信機の信号品質は、より正確な相対または絶対波長を決定するのに使用され得、相対または絶対波長は次いで、隣接チャネル間の間隔の相対部分に波長チャネルを加えたものであり得る。目標送信波長は、観察された様々なパワーおよび信号品質測定に基づいてＯＮＵによってセットアップされ得る。

【0068】

ＯＮＵとＯＬＴとの間の通信の間、第１の波長構成メッセージは波長を割り当てることができる。メッセージは、メッセージの物理層、動作および管理（ＰＬＯＡＭ）タイプでもあり得る。ＲＳＳＩが受信信号から測定されたとき、送信波長は１つまたは複数のＲＳＳＩ測定に基づいて識別され得る。ＯＮＵは、各シフトを１つずつ評価して、最後の波長シフトが結果としてＲＳＳＩ測定、データ認識、および／または信号対雑音比（ＳＮＲ）を介してコヒーレントなまたは許容可能な信号になるかどうかを識別するために、波長変更の短い間隔でその現在の送信波長を自律的に変更することができる。シフトの成功が識別されると、アクティブ化手順が完了され得る。

【0069】

開始手順は、開始波長Ｗ_Ｉから開始することができる。次の波長はＷ_Ｉ−Ｎとすることができ、ここで、Ｎ＝最小波長シフトである。手順は、初期波長を利用するステップと、特定のメッセージを送信するステップと、次いで送信の成功を決定するためにメッセージコンテンツを識別するステップとを含むことができる。テストは、必要とされ、それより低いと許容されないＲＳＳＩ測定データの閾値を有することができる。波長の変化は、調整範囲の限界に達したとき、同じ波長セットのチャネルのより高いまたはより低い通過帯域に波長を変更するコントローラによって制御され得る。閾値の波長値は、限界を識別するのに使用され得、最小範囲よりもわずかに大きくてよく、調整範囲の最大よりわずかに低いことを識別するのに使用され得る。上限および下限閾値は、設定が２つの通過帯域の間（すなわち、ヒステリシス範囲）を前後にホップするのを防止するために同じ波長の２つより多くの通過帯域の範囲にわたるように選択され得る。アップストリームデータ送信は、波長が、他のトラヒックチャネル上のデータへのクロストークを避けるために同じ波長セットチャネル内の次の通過帯域または新たな波長セットチャネルへの変更に調整されるとき、防止され得る。アップストリームデータは、調整が完了するまでアップストリーム帯域幅マップ内の許可を無視するＯＮＵによってローカルに停止され得る。

【0070】

別の例においては、ＯＮＵの受信機におけるフィルタの通過帯域の最大波長は、ＯＮＵに送信される信号品質を介してローカルな評価によって調整され得る。信号品質測定は、ＯＮＵ内の受信機における信号の光パワーレベルを測定するステップと、ローカルに制御されたディザリング手順によって光パワーを最大化しようとするステップとを含むことができる。また、ＯＮＵにおいて受信されたダウンストリームデータのビット誤りを測定するステップおよびディザリング手順によって最小誤り回数を識別するステップ。波長範囲は、ＯＮＵによって受信されたデータコンテンツの読み取りの成功に対して識別され得、その範囲の中間は、最大値として指定され得る。また、ダウンストリーム波長チャネルは、フレームヘッダまたは専用メッセージの一部としてデータストリーム内のチャネル識別子またはＰＯＮ識別子を読み取ることによって決定され得る。

【0071】

図１２は、動作１２０２において、波長構成メッセージの受信に応答してネットワークターミナルのアクティブ化手順を開始するステップと、動作１２０４において、ネットワークターミナルによって使用される現在の波長を異なる波長に修正するために波長構成メッセージにおける命令を識別するステップと、動作１２０６において、光ネットワークユニット識別子（ＯＮＵ−ＩＤ）をネットワークターミナルに割り当てるステップとを有するプロセス１２００を含む動作の方法の一例を示す。方法は、動作１２０８において、現在の波長を異なる波長に修正するステップと、動作１２１０において、ネットワークターミナルからの、その後のデータメッセージを異なる波長において送信するステップとをやはり含むことができる。

【0072】

本明細書に開示する実施形態に関連して説明した方法またはアルゴリズムの動作は、直接ハードウェアで、プロセッサによって実行されるコンピュータプログラムで、または２つの組合せで具現化され得る。コンピュータプログラムは、記憶媒体などのコンピュータ可読媒体上で具現化され得る。例えば、コンピュータプログラムは、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（「ＥＰＲＯＭ」）、電気的消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、コンパクトディスク読出し専用メモリ（「ＣＤ−ＲＯＭ」）、または当技術分野で知られている任意の他の記憶媒体の形態中に存在することができる。

【0073】

例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合され得る。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体であり得る。プロセッサおよび記憶媒体は、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）中に存在することができる。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ディスクリートな構成要素中に存在することができる。例えば、図１３は、前の図面の上記の構成要素のいずれかを表し得る、ネットワーク要素例１３００を示す。

【0074】

図１３に示すように、メモリ１３１０およびプロセッサ１３２０は、アプリケーションまたはアプリケーションのセットを実行するのに使用されるネットワークエンティティ１３００のディスクリートな構成要素であり得る。アプリケーションは、プロセッサ１３２０によって理解され、メモリ１３１０などのコンピュータ可読媒体に記憶されるコンピュータ言語でソフトウェアにコーディングされ得る。コンピュータ可読媒体は、メモリに記憶されたソフトウェアに加えて有形のハードウェア構成要素を含む非一時的コンピュータ可読媒体であり得る。さらに、ソフトウェアモジュール１３３０は、ネットワークエンティティ１３００の一部であり、プロセッサ１３２０によって実行され得るソフトウェア命令を含む、別の個別エンティティであり得る。上記のネットワークエンティティ１３００の構成要素に加えて、ネットワークエンティティ１３００は、通信信号を受信し送信するように構成された送信機と受信機との対（図示せず）も有することができる。

【0075】

本出願のシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体の例示的な実施形態は、添付の図面に示され、前述の詳細な説明に説明されているが、本出願は開示した実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲によって記述され定義される本出願の精神または範囲から逸脱することなく数多くの再配列、修正、および代替が可能である。例えば、システムの機能は、本明細書に説明するモジュールまたは構成要素の１つまたは複数によってまたは分散されたアーキテクチャで実施され得、送信機、受信機または両方の対を含むことができる。例えば、個々のモジュールによって実施される機能性のすべてまたは一部は、これらのモジュールの１つまたは複数によって実施され得る。さらに、本明細書に説明する機能性は、モジュールまたは構成要素の内部または外部で、様々な回数でおよび様々なイベントに関連して実施され得る。また、様々なモジュールの間で送られる情報は、データネットワーク、インターネット、音声ネットワーク、インターネットプロトコルネットワーク、ワイヤレスデバイス、ワイヤードデバイスのうちの少なくとも１つを介しておよび／または複数のプロトコルを介してモジュール間で送られ得る。また、モジュールのいずれかによって送られまたは受信されるメッセージは、直接および／または他のモジュールの１つまたは複数を介して送られまたは受信され得る。

【0076】

「システム」はパーソナルコンピュータ、サーバ、コンソール、個人用情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、タブレットコンピューティングデバイス、スマートフォンもしくは任意の他の適切なコンピューティングデバイス、またはデバイスの組合せとして具現化され得ることを当業者は理解されよう。「システム」によって実施されるものとてして上記の機能を提示することは、決して本出願の範囲を限定することは意図されておらず、本出願の多くの実施形態の一例を提供することが意図されている。実際、本明細書に開示する方法、システムおよび装置は、コンピューティング技術に従ってローカライズされ分散された形態で実現され得る。

【0077】

本明細書に説明したシステムの特徴の一部は、それらの実現の独立性をより詳細に強調するために、モジュールとして提示されてきたことに留意されたい。例えば、モジュールは、カスタム大規模集積（ＶＬＳＩ）回路あるいはゲートアレイ、論理チップ、トランジスタ、または他のディスクリートな構成要素など、既製の半導体を備えるハードウェア回路として実現され得る。モジュールは、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジックデバイス、グラフィック処理ユニットなど、プログラマブルハードウェアデバイスでも実現され得る。

【0078】

モジュールは、少なくとも部分的に様々なタイプのプロセッサによって実行されるためのソフトウェアでやはり実現され得る。実行可能コードの識別されたユニットは、例えば、オブジェクト、プロシージャ、または関数として構成され得る、例えば、コンピュータ命令の１つまたは複数の物理または論理ブロックを備えることができる。それにもかかわらず、識別されたモジュールの実行ファイルは、共に物理的に配置されなくてよいが、異なる場所に記憶された完全に異なる命令を備えることができ、異なる場所は、論理的に共に結合されたとき、モジュールを備え、モジュールの表明された目的を達成する。さらに、モジュールは、例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュデバイス、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、テープ、またはデータを記憶するのに使用される任意の他のそのような媒体であり得る、コンピュータ可読媒体上に記憶され得る。

【0079】

実際、実行可能コードのモジュールは、単一の命令または多くの命令であり得、いくつかの異なるコードセグメントを介して、異なるプログラム間で、およびいくつかのメモリデバイスにわたって分散さえされ得る。同様に、動作データは、識別され得、モジュール内の本明細書に示され得、任意の適切な形態で具現化され得、任意の適切なタイプのデータ構造内に組織化され得る。動作データは、単一のデータセットとして集められ得、または異なる記憶デバイスにわたることを含む、異なる場所にわたって分散され得、少なくとも部分的に、システムまたはネットワーク上の単なる電子信号として存在し得る。

【0080】

本出願の構成要素は、本明細書に全体的に説明し、図に示すように、実に様々な異なる構成で配列され設計され得ることが容易に理解されよう。したがって、実施形態の詳細な説明は、特許請求される本出願の範囲を限定することは意図されておらず、本出願の選択された実施形態を単に表すに過ぎない。

【0081】

上記に説明するように本出願は異なる順序のステップでおよび／または開示されるものと異なる構成のハードウェア要素で実施され得ることが当業者には容易に理解されよう。したがって、本出願は、これらの好ましい実施形態に基づいて説明されてきたが、本出願の精神および範囲内に留まりつつ、ある一定の修正、変形、および代替の構成が明白であることが当業者には明らかであろう。したがって、本出願の境界および限界を決定するために、添付の特許請求の範囲への参照がなされるべきである。

【0082】

本出願の好ましい実施形態が説明されてきたが、説明された実施形態は例示だけであり、その均等物および修正（例えば、プロトコル、ハードウェアデバイス、ソフトウェアプラットフォームなど）の全範囲について検討されたとき、本出願の範囲は添付の特許請求の範囲だけによって定義されることを理解されたい。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】