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CN105144615B - 利用波长重用增加wdm-pon的容量 - Google Patents

利用波长重用增加wdm-pon的容量 Download PDF

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CN105144615B CN201480023964.6A CN201480023964A CN105144615B CN 105144615 B CN105144615 B CN 105144615B CN 201480023964 A CN201480023964 A CN 201480023964A CN 105144615 B CN105144615 B CN 105144615B
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Abstract

一种在无源光网络(100)中处理光信号的方法，包括在第一光谱(A)中接收第一信号(32at)并且在与第一光谱(A)不同的第二光谱(B)中接收第二信号(32br)。该方法也包括将第一和第二信号(32at，32br)复用成第一复用信号(312ab)并且输出第一复用信号(312ab)。该方法也包括接收第二复用信号(312ab’)并且将第二复用信号(312ab’)解复用成第二光谱(B)中的第三信号(32br)和第一光谱(A)中的第四信号(34ar)。该方法也包括输出第三和第四信号(32br，34ar)。

Description

利用波长重用增加WDM-PON的容量
技术领域
本公开涉及利用波长重用增加WDM-PON的容量。
背景技术
光纤到户(FTTH)被视为宽带有线接入网络的终止状态，因为光纤几乎提供无限带宽。FTTH取代当前使用的铜基础结构(例如电话线、同轴线缆等)。复用是一种在光网络中用来充分利用光的大带宽的方法。复用使若干虚拟信道能够被形成在单个光纤上。因此，复用若干光信号增加网络的连通和利用。时分复用(TDM)是一种用来将若干信号复用到一个光纤链路上的方法。TDM通过使用不同时隙建立不同虚拟信道来复用若干信号。波分复用(WDM)通过具有使用不同波长的不同虚拟信道来复用信号。
WDM系统包括复用器和解复用器。WDM复用器在发送侧组合不同波长的信号，而WDM解复用器在接收器侧分离不同波长的信号。光信号复用器和解复用器通常是可以根据信号的输入方向而组合和分离信号的互易设备。
发明内容
通常地，在WDM-PON系统中，一个光谱用于上游通信并且另一光谱用于下游通信。本公开提供一种用于通过将上游和下游波长用于发送和接收信号二者来倍增WDM-PON系统的容量的方法和系统。换而言之，曾经仅用于上游通信的第一光谱现在用于上游和下游通信二者。
本公开的一个方面提供一种在无源光网络中处理光信号的方法。该方法包括在第一光谱中接收第一信号并且在第二光谱中接收第二信号。第二光谱不同于第一光谱。该方法还包括将第一和第二信号复用成第一复用信号并且输出第一复用信号。该方法包括接收第二复用信号并且将第二复用信号解复用成第三信号和第四信号。第三信号在第二光谱中并且第四信号在第一光谱中。该方法包括输出第三信号和第四信号。每个信号可以包括多个波长。
该公开的实现方式可以包括以下特征中的一个或者多个特征。在一些实现方式中，该方法包括分离第一光谱中的在相反方向上行进的第一和第四信号并且分离第二光谱中的在相反方向上行进的第二和第三信号。附加地，该方法可以包括通过第一光环行器路由第一信号和第四信号并且通过第二光环行器路由第二信号和第三信号。
在一些实现方式中，该方法包括从第一光部件接收第一信号并且向第二光部件输出第四信号。附加地或者备选地，该方法可以包括从第二光部件接收第二信号并且向第一光部件输出第三信号。在一些示例中，光部件中的至少一个光部件包括收发器或者复用器。
在一些实现方式中，该方法包括从第一子带复用器接收第一信号并且向第二子带复用器输出第三信号。该方法也可以包括从第三子带复用器接收第二信号并且向第四子带复用器输出第四信号。在一些示例中，该方法包括从与第一子带复用器通信的第一组收发器接收第一信号的子带信号并且通过第二子带复用器向第一组收发器输出第三信号的子带信号。附加地，该方法可以包括从与第三子带复用器通信的第二组收发器接收第二信号的子带信号，通过第四子带复用器向第二组收发器输出第四信号的子带信号。
该方法可以包括向复用器路由第一和第二信号用于将第一和第二信号复用成第一复用信号。在一些示例中，该方法包括向复用器路由第二复用信号用于将第二复用信号解复用成第三和第四信号。
在一些实现方式中，该方法包括从第一复用器接收第一信号，第一复用器将接收的第三复用信号解复用成第一和第三信号。附加地，该方法包括从第二复用器接收第二信号，第二复用器将接收的第四复用信号解复用成第二和第四信号。该方法可以从第一复用器输出第三信号和从第二复用器输出第四信号。第一和第二复用器可以从对应的阵列波导光栅接收对应的第三和第四复用信号。
本公开的另一方面提供一种在无源光网络中处理光信号的方法。该方法包括在第一光谱中接收第一和第五子带信号并且在与第一光谱不同的第二光谱中接收第二和第六子带信号。该方法包括将第一和第五子带信号复用成第一光谱中的第一复用子带信号并且将第二和第六子带信号复用成第二光谱中的第二复用子带信号。该方法也包括将第一和第二复用子带信号复用成第一组合复用信号并且输出第一组合复用信号。该方法还包括接收第二组合复用信号并且将第二组合复用信号解复用成第三和第四复用子带信号。附加地，该方法包括将第三复用子带信号解复用成第一光谱中的第四和第八子带信号并且将第四复用子带信号解复用成第二光谱中的第三和第七子带信号。该方法包括输出第三、第四、第五和第七子带信号。该方法可以包括复用/解复用许多(例如，多于两个)子带的信号。
在一些实现方式中，该方法还包括分离第一光谱中的在相反方向上行进的第一和第四信号并且分离第二光谱中的在相反方向上行进的第二和第三信号。附加地，该方法可以包括分离第一光谱中的在相反方向上行进的第五和第八信号并且分离第二光谱中的在相反方向上行进的第六和第七信号。在一些示例中，该方法还包括通过第一光环行器路由第一信号和第四信号并且通过第二光环行器路由第二信号和第三信号。该方法可以包括通过第三光环行器路由第五信号和第八信号并且通过第四光环行器路由第六信号和第七信号。
该方法可以包括从第一光部件接收第一信号并且向第二光部件输出第四信号。附加地，该方法可以包括从第二光部件接收第二信号并且向第一光部件输出第三信号。在一些示例中，该方法包括从第三光部件接收第五信号并且向第四光部件输出第八信号。该方法也可以包括从第四光部件接收第六信号并且向第三光部件输出第七信号。光部件中的至少一个光部件可以包括收发器阵列或者复用器。该方法可以包括复用/解复用许多(例如，多于两个)子带的信号。
本公开的另一方面提供一种双向光通信设备。该通信设备包括第一和第二光环行器以及复用器。第一光环行器分离第一光谱中的在相反方向上行进的第一和第四信号。第二光环行器分离与第一光谱不同的第二光谱中的在相反方向上行进的第二和第三信号。复用器与第一和第二光环行器进行光通信并且在复用信号与第一和第二光谱的信号之间进行复用/解复用。
在一些实现方式中，第一光环行器从第一光部件接收第一信号并且向第二光部件输出第四信号。附加地或者备选地，第二光环行器可以从第二光部件接收第二信号并且可以向第一光部件输出第三信号。在一些示例中，光部件之一包括收发器阵列或者复用器。
在该公开的更多另一方面中，一种双向光通信设备包括第一、第二、第三和第四光环行器以及第一、第二和第三复用器。第一光环行器分离第一光谱中的在相反方向上行进的第一和第四子带信号。第二光环行器分离与第一光谱不同的第二光谱中的在相反方向上行进的第二和第三子带信号。第三光环行器分离第一光谱中的在相反方向上行进的第五和第八子带信号。第四光环行器分离第二光谱中的在相反方向上行进的第六和第七子带信号。附加地，第一复用器与第一光环行器进行光通信并且在第一谱复用子带信号与第一谱子带信号之间进行复用/解复用。第二复用器与第二光环行器进行光通信并且在第二谱复用子带信号与第二谱子带信号之间进行复用/解复用。另外，第三复用器与第一和第二复用器进行光通信。第三复用器在复用子带信号与多谱复用信号之间进行复用/解复用。虽然可以用复用/解复用两个子带的信号描述示例，但是多于两个子带也是可能的。例如，可以用六个光环行器扩展容纳三个子带的信号的子带复用器，因此倍增容量。
在一些实现方式中，第一光环行器从第一光部件接收第一信号并且向第二光部件输出第四信号。第二光环行器可以从第二光部件接收第二信号并且可以向第一光部件输出第三信号。在一些示例中，第三光环行器从第三光部件接收第五信号并且向第四光部件输出第八信号。附加地，第四光环行器可以从第四光部件接收第六信号并且可以向第三光部件输出第七信号。光部件之一可以包括收发器阵列或者复用器。
在附图和以下描述中阐述本公开的一个或者多个实现方式的细节。将从描述和附图中以及从权利要求中清楚其它方面、特征和优点。
附图说明
图1是使用示例性双向光通信设备的示例性WDM-PON网络的示意图。
图2A和图2B是普通PON光谱和逆PON光谱中的信号的示意图。
图3A是使用示例性双向光通信设备的WDM-PON网络的示意图。
图3B是示例性收发器阵列的示意图。
图3C是示例性阵列波导光栅(AWG)的示意图。
图3D和图3E是普通PON光谱和逆PON光谱中的子带信号的示意图。
图3F是使用示例性双向光通信设备的WDM-PON网络的示意图。
图3G是使用示例性双向光通信设备的WDM-PON网络的示意图。
图4是用于倍增WDM-PON网络的容量的操作的示例性布置的示意图。
图5是用于倍增WDM-PON网络的容量的操作的示例性布置的示意图。
各种附图中的相似标号指示相似单元。
具体实施方式
光纤到户(FTTH)是通过光纤从中央局(CO)或者光线路终端(OLT)向用户的家里或者企业进行的通信信号的递送。参照图1，无源光网络(PON)100是使用光远程节点120来使单个光纤馈送器10服务于多个用户252a-252n的点到多点网络架构(例如，16-128)。PON100从CO 20向各自包括光发射器/接收器的多个光网络终端(ONU)250提供光信号并且包括光发射器/接收器或者收发器30。在一些示例中，PON 100包括多个光发射器/接收器或者收发器系统30。一个馈送器光纤10被从CO 20向远程节点120发送，信号在该远程节点被拆分并且经由光纤馈送器12a-12n被分发到许多(例如32个)不同光网络单元250a-250n。
时分复用PON(TDM-PON)提供在远程节点120与中央局20之间的馈送器光纤10的数目和在CO 20处的光收发器系统计数的数目的有益节省，同时节省用于终止光纤的配线板空间。然而，TDM-PON不随着带宽增长而良好地缩放。因为在连接到OLT 30的所有ONU250之间共享中央局20处每个光线路终端收发器的带宽，因此经常过度订购每住户的带宽。
点到点(Pt-2-pt)系统向终端用户252提供最终高带宽；然而，pt-2-pt系统使用大量馈送器光纤10和光收发器系统30。因此，pt-2pt系统不随着中央局20处的OLT 30以及在CO 20与远程节点120之间的光纤计数而良好地缩放从而导致更大空间要求、更高功率和成本增加。
参照图1，在一些实现方式中，WDM-PON系统100提供TDM-PON系统赋予的CO光纤终止合并、与pt-2-pt入户光纤系统类似的带宽可缩放性和易于理解的端到端协议透明性。WDM-PON向每个宽带订户252赋予分离带宽，同时提供TDM-PON和pt-2-pt架构两者的益处。WDM-PON网络使用波长解复用器而不是在TDM-PON中使用的功率分路器以通过接入回路光纤12a-12n向终端用户252分发光信号。WDM-PON网络的容量受系统中可用的波长的数目限制。
中央局(CO)20接收可以向终端用户252传送的信息、比如视频媒体分发22、因特网数据24和语音数据26。CO 20包括将光接入网络连接到例如IP、ATM或者SONET主干的光线路终端20(OLT)。因此，OLT 20设备是PON 100的端点并且转换由服务提供商的设备使用的电信号和由PON 100使用的光纤信号。此外，OLT 30协调在用户终端252处的转换设备之间的复用。OLT 30通过馈送器光纤10发送光纤信号，并且信号由远程节点120接收，该远程节点解复用信号并且向多个用户252分发它。
一般而言，复用器(MUX)组合若干输入信号并且输出分离信号的组合信号。通过物理接线传输复用信号，这节省了针对每个信号具有多个接线的成本。如图1中所示，CO 20复用从若干源接收的信号、比如视频媒体分发22、因特网数据24和语音数据26并且在通过馈送器光纤10向远程节点120发送复用信号之前将接收的信号复用成一个复用信号。在接收器端上，逆过程使用解复用器(DEMUX)而发生。解复用器接收复用信号并且将它划分成原先被组合的分离原有信号。在接收的信号被解复用时，通过光纤12a-12n向多个终端用户252传输解复用的信号。
还参照图2A和图2B，通常地，在WDM-PON系统中，分离上游和下游波形。在图2A中，在普通PON中，第一光谱A用于从CO20到终端用户252的下游通信，而第二光谱B用于从终端用户252到CO 20的上游通信。然而，可以通过将上游和下游波长用于发送和接收信号二者来倍增用于WDM-PON系统的容量。先前仅用于下游通信的第一谱A可以用于上游和下游通信二者。此外，先前仅用于上游的第二谱B现在可以用于上游和下游二者。系统100将相同波长重用(re-use)于上游和下游传输从而导致倍增WDM-PON网络100上的用户152的数目而未倍增需要在CO中终止的馈送器光纤的谱或者数目。将波长重用于上游和下游传输也避免减少波长之间的间隔以增加每光谱的波长的数目以便增加用户252的数目。
参照图3A-图3E，在一些实现方式中，WDM-PON系统100包括例如在CO 20处的增强型双工器300和增强型远程节点120。系统100包括用于发送和接收信号32at、32br、34bt、34ar的收发器系统30。收发器30在CO 20侧具有收发器阵列32和逆收发器阵列34。在图3B中示出示例性收发器阵列32、34。收发器阵列32在光谱A中发送信号32at并且在光谱B中接收信号32br。逆收发器阵列34使用光谱B发送信号34bt并且在光谱A中接收信号34ar。光谱A和光谱B互不相同。因此，逆收发器阵列34使用由收发器阵列32使用的相同光谱；除此之外，逆阵列收发器34相对于接收的信号32br、34ar和发送的信号32at、34bt逆转对光谱的使用。
在一些实现方式中，增强型双工器300a包括复用器310以及第一环行器320和第二环行器330。环行器320、330是在光纤系统中使用以用于分离在相反方向上行进的光信号的部件。环行器320、330具有允许在一个方向上通行的光的属性在另一光信号在相反方向上通行时保持相同的非互易属性。信号的光路径依赖于传播方向而不是仅波长，从而允许将相同波长重用于上游和下游传输。光环行器320、330通常地包括以进入任何端口的信号在下一端口输出这样的方式设计的三个端口1、2、3。例如，在具有第一端口1、第二端口2和第三端口3的光环行器320、330中，如果光信号进入端口1，则光信号将退出端口2。相似地，如果光信号进入端口2，则从端口3输出它。光环行器320、330允许通过相同光纤10接收和发送数据。在一些示例中，光环行器320、330包括连接到收发器32、34用于发送信号32at、34at的第一端口1。环行器320、330的第二端口2连接到复用器310，该复用器将发送的信号32at、34bt、和接收的信号32ar、34br复用成一个信号312ab到一个馈送器光纤10上。因此，第二端口2是允许相反方向信号通过的双向端口。第三端口3输出从复用器310接收的信号32br、34ar。
在一些实现方式中，在CO 20，收发器阵列32连接到增强型双工器300a。收发器阵列32具有发送端口32a，该发送端口连接到第一环行器320的第一端口1以发送第一信号32at。第一环行器320将接收的信号32at路由到它的第二端口2。第一环行器320的第二端口2连接到复用器310的第一双向端口310a(例如，用于光谱A)。收发器阵列32还具有接收端口32b，该接收端口连接到第二环行器330的第三端口3以接收第三信号32br。第二环行器330使它的第二端口2连接到复用器310的第二双向端口310b(例如，用于光谱B)以将信号32br循环到收发器阵列32。相似地，逆收发器阵列34具有发送端口34b，该发送端口连接到第二环行器330的第一端口1以发送第二信号34bt。逆收发器阵列34具有接收端口34a，该接收端口连接到第一环行器320的第三端口3以循环由复用器310接收的第四信号34ar。如先前指出的那样，收发器阵列32使用光谱A以发送信号32at和光谱B以接收信号32br，而逆收发器阵列34在光谱A中接收信号32ar并且在光谱B中发送信号34at。复用器310复用/解复用两个光谱A、B中的接收信号32at、34bt和两个光谱中的发送信号32br、34br。例如，信号312ab可以包含从复用器310向远程节点120发送的复用信号32at、34bt和从远程节点120向复用器310发送的复用信号32br、34br。复用器310因此可以复用信号32at、34bt并且解复用信号32br、34br，310，因为通过在远程节点120与增强型双工器300a之间的馈送器光纤10传输的复用信号312ab可能是覆盖光谱A和B二者的双向复用信号。
在一些示例中，增强型远程节点120包括两个阵列波导光栅(AWG)160、170。参照图3C，AWG 200通常用来解复用波分复用系统中的光信号。AWG 200可以将大量波长复用到一个光纤中，因此增加光网络的传输容量。AWG 200因此可以在发送端将若干波长λ1至λN的信道复用到单个光纤上并且也可以在光通信网络的接收端解复用具有不同波长λ1至λN的一个单个光链路。AWG 200是通常地在光网络中用作波长复用器和/或解复用器的无源平面光波电路设备。N×N AWG 200也具有波长路由能力。如果系统具有N个等间隔的波长λ1至λN，则N×N AWG 200可以被设计有与波长间隔匹配的出口端口间隔。N×N AWG 200将在入口端口210处的不同波长路由到不同出口端口220，从而所有N个波长被依次地映射到所有N个出口端口220N。在两个连续入口端口210处的相同N个波长的路由使波长映射移位一个出口侧，这被称为周期。而且，复用/解复用属性也在光谱的被称为自由光谱范围的分段内重复。再次参照图3A，一个AWG 160可以专用于分离从收发器阵列32发送和由收发器阵列32接收的信号32at、32br，并且另一AWG 170可以专用于分离从逆收发器阵列34发送和由逆收发器阵列34接收的信号34at、34br。
增强型远程节点120可以包括与增强型双工器300相同的部件布置(或者镜像映像)，并具有可选的附加部件。增强型远程节点120可以包括第一、第二和第三复用器130、140、150以及第一和第二环行器180、190。第三复用器150将双向复用信号312ab解复用成第一和第二双向信号152、154，每个信号在不同光谱中。第一信号152在光谱A中，并且第二信号154在光谱B中。增强型远程节点120使用光环行器的双向属性来倍增光扇出的数目。第一环行器180循环第一光谱A中的信号，而第二环行器190循环光信号的第二光谱B中的信号。因此，每个环行器180、190专用于特定光谱A、B。在一些示例中，第一环行器180从第二复用器140接收第四信号142at。第四信号142at在第一光谱A中。第一环行器180循环第四信号142at并且将它引向第三复用器150。第一环行器180从第三复用器150接收信号152并且循环信号152以在第三端口3处作为信号132ar向第一复用器130输出。第二环行器190在它的第一端口1处从第二复用器接收第三信号132bt并且在它的第二端口2处输出该信号。第二环行器190也在它的第二端口2处接收信号并且在它的第三端口3处向第二复用器140输出信号142br。因此，环行器180、190分别分离在第一光谱A和第二光谱B中的接收和发送的信号。第一和第二复用器130、140复用接收信号132ar、132bt和142at、152ar并且分别向AWG160、170输出第三和第四双向复用信号164、174以向每个终端用户252分离信号。第一和第二AWG 160、170是相同循环AWG，因为它们二者在相同光波长上操作而不同在于在两个AWG160、170之间反转上游和下游光波长。附加地，环行器180、190可以被分离地分别优化用于光谱A和光谱B。
参照图3D和图3E，在一些实现方式中，光谱可以被进一步划分成更小子带以使用更小WDM TRX阵列。使用子带的一些优点包括在摄入速率低时，不必以高信道计数部署昂贵的阵列收发器，允许有更细微粒度的随着增长而付费的系统。附加地，实施更小尺寸的阵列收发器的产出可以显著地更高、因此节省系统的总成本。图3C和图3D图示在上游和下游方向上具有两个子带的WDM-PON系统的示例光谱。在普通PON中，下游光谱A被进一步分段成A1和A2。在一些示例中，A1和A2包括在二者之间的防护带以易化子带复用器的实施。相似地，普通PON中的上游光谱B被进一步分段成B1和B2。
参照图3F，在一些实现方式中，增强型双工器300b从第一至第四收发器52-58接收信号。收发器52-58被划分成第一组和第二组，该第一组包括将第一光谱A用于发送信号和第二光谱B用于接收信号的第一和第三收发器52、56，该第二组包括使用第一光谱以接收信号和第二光谱以发送信号的、收发器中的第二和第四收发器54、58。每个收发器52-58包括相应光谱A、B的子带。增强型双工器300b包括第一、第二、第三和第四子带复用器60-66。第一子带复用器60接收来自第一收发器阵列52的一个信号52at和来自第三收发器阵列56的第二信号56at这两个信号。第一子带复用器60复用接收的信号52at、56at并且在第一光谱A中输出第一复用信号60at。第二子带复用器62接收第三子带复用信号62br并且解复用该信号以向第一收发器52输出第一信号52br和向第三收发器56输出第二信号。第三子带复用器64从第二收发器54接收第一信号54bt和从第四收发器58接收第二信号58bt，两个信号均在第二光谱B中。第三子带复用器64复用接收信号54bt、58bt并且在第二光谱B中输出第二子带复用信号64bt。第四子带复用器66在第一光谱A中接收第四子带复用信号66ar并且将信号解复用成向第二收发器54的第一输出信号54ar和向第四收发器58的第二输出信号58ar。输出信号54ar、58br均在第一光谱A中。
附加地，增强型双工器300b包括第一和第二光环行器320、330。光环行器320、330具有第一接收输入端口1、第二双向端口2和第三输出端口3。第一光环行器320从第一子带复用器60接收子带复用信号60at并且向复用器310路由子带复用信号60at作为双向信号312a。第一双向信号312a包括来自第一子带复用器60的第一子带复用信号60at和从复用器310向第四子带复用器66重新路由的第四子带复用信号66ar。第二光环行器330接收第三子带复用信号64bt并且向复用器310路由第三子带复用信号64bt作为第二双向信号312b的部分。第二双向信号312b包括从第三子带复用器64接收的第二子带复用信号64bt和向第二子带复用器62发送的第三子带复用信号62br。复用器310复用信号312a、312b并且经由光纤馈送器10向增强型远程节点120b输出双向复用信号312ab。
参照图3G，在一些实现方式中，增强型双工器300c包括第一、第二、第三和第四环行器320-350。每个环行器具有第一、第二和第三端口1、2、3，其中第一端口1接收信号并且向第二端口2路由信号，端口二又接收信号并且向第三端口3路由它。第一环行器320从第一收发器阵列42接收信号42at并且向第一子带复用器314路由信号42at。第一环行器320从第一子带复用器314接收第二信号314a1并且向第一逆收发器阵列44路由信号314a1。第二接收信号314a1包括下游信号42at和上游信号44ar，两个信号42at、44ar均在第一光谱A中。第二光环行器330接收第一信号44bt并且向第二子带复用器316路由信号44bt。第二光环行器接收包括上游信号42br和下游信号44bt的信号316b1并且向第一收发器阵列42路由上游信号42br。第三光环行器340从第二收发器阵列46接收第一信号46at并且向第一子带复用器314路由该信号。第三环行器340接收包括下游信号46at和上游信号48br的信号314a2。环行器向第二逆收发器阵列48路由信号48br。第四环行器350从第二逆收发器48接收下游信号48bt并且向第二子带复用器316路由信号48bt。第四光环行器350接收包括上游信号46br和下游信号48bt的信号316b2。第四光环行器350向第三阵列式收发器46路由上游信号46br。
在一些示例中，第一子带复用器314复用第一光谱A中的接收信号314a1、314a2并且向复用器310输出双向复用第一信号312a。第二子带复用器316复用第二光谱B中的接收信号316b1、316b2并且向复用器310输出双向复用第二信号312b。复用器310复用接收的子带复用信号312a、312b并且经由光纤馈送器10向远程节点输出复用信号312ab。
图4提供用于在无源光网络(PON)100中处理光信号的方法400的操作的示例性布置。方法400包括：步骤402，在第一光谱A中接收第一信号32at(第一上游信号)；以及步骤404，在第二光谱B中接收第二信号34bt(重用第二光谱的第二上游信号)。第二光谱B不同于第一光谱A。方法400还包括：步骤406，将第一和第二信号32at、34bt复用成第一复用信号312ab；以及步骤408，输出第一复用信号312ab。方法400还包括：步骤410，接收第二复用信号312ab’；以及步骤412，将第二复用信号312ab’解复用成第三信号和第四信号32br、34ar。第三信号32br在第一光谱B中(第一下游信号)并且第四信号34ar在第一光谱A中(重用第一光谱的第二下游信号)。方法400也包括：步骤414，输出第三和第四信号32br、34ar。
在一些实现方式中，方法400包括分离第一光谱A中的在相反方向上行进的第一和第四信号312a(32at，34ar)并且分离第二光谱B中的在相反方向上行进的第二和第三信号312b(32br，34bt)。附加地，该方法可以包括通过第一光环行器320路由第一信号32at和第四信号34ar并且通过第二光环行器330路由第二信号32bt和第三信号34br。环行器320、330允许两个光谱A、B的双向使用、因此倍增PON 100的容量。
在一些实现方式中，方法400包括从第一光部件32接收第一信号32at并且向第二光部件34、140输出第四信号34ar。附加地或者备选地，该方法可以包括从第二光部件34、140接收第二信号34bt、142at并且向第一光部件32、130输出第三信号32br、132ar。在一些示例中，光部件32、34、130、140中的至少一个光部件包括收发器32、34或者复用器130、140。
回顾图3F，在一些实现方式中，方法400包括从第一子带复用器60接收第一信号60at并且向第二子带复用器62输出第三信号62br。方法400也可以包括从第三子带复用器64接收第二信号64bt并且向第四子带复用器66输出第四信号66ar。在一些示例中，方法400包括从与第一子带复用器60通信的第一组收发器52、56接收第一信号60at的子带信号52at、56at并且通过第二子带复用器62向第一组收发器52、56输出第三信号62br的子带信号52br、56br。附加地，方法400可以包括从与第三子带复用器64通信的第二组收发器54、58接收第二信号64bt的子带信号54bt、58bt、通过第四子带复用器66向第二组收发器54、58输出第四信号66ar的子带信号54ar、58ar。方法400也可以包括向复用器310路由第一和第二双向信号312a、312b用于将第一和第二信号312a、312b复用成第一复用双向信号312ab。在一些示例中，该方法包括向复用器310路由第二复用信号312ab用于将第二复用信号312ab解复用成第三信号62br和第四信号66ar。
回顾图3A，在一些实现方式中，方法400包括从第一复用器130接收第一信号132ar，第一复用器130将接收的第三复用信号164解复用成第一和第三信号132ar、132bt。附加地，方法400包括从第二复用器140接收第二信号142br，第二复用器140将接收的第四复用信号174解复用成第二和第四信号142at、142br。该方法可以从第一复用器130输出第三信号132bt并且从第二复用器130输出第四信号142at。第一和第二复用器130、140可以从对应阵列波导光栅160、170接收对应第三和第四复用信号164、174。
图5提供用于在无源光网络(PON)100中处理光信号的方法500的操作的示例布置。方法500包括：步骤502，在第一光谱A中接收第一和第五子带信号42at、46at；以及步骤504，在第二光谱B中接收第二和第六子带信号44bt、48bt。第二光谱B不同于第一光谱A。方法500包括：步骤506，将第一和第五子带信号42at、46at复用成第一光谱A中的第一复用子带信号312a；以及步骤508，将第二和第六子带信号44bt、48bt复用成第二光谱B中的第二复用子带信号312b。方法400也包括：步骤510，将第一和第二复用子带信号312a、312b复用成第一组合复用信号312ab；以及步骤512，输出第一组合复用信号312ab。该方法500也包括：步骤514，接收第二组合复用信号312ab’；以及步骤516，将第二组合复用信号312ab’解复用成第三和第四复用子带信号312a、312b。附加地，方法500包括：步骤518，将第三复用子带信号312a解复用成第一光谱A中的第四和第八子带信号44ar、48ar；以及步骤520，将第四复用子带信号312b解复用成第二光谱B中的第三和第七子带信号42br、48ar。方法500包括：步骤522，输出第三、第四、第五和第七子带信号42br、44ar、46br、48ar。
在一些实现方式中，方法500还包括分离第一光谱A中的在相反方向上行进的第一和第四信号42at、44ar并且分离第二光谱B中的在相反方向上行进的第二和第三信号42br、44bt。附加地，方法500可以包括分离第一光谱A中的在相反方向上行进的第五和第八信号46at、48ar并且分离第二光谱B中的在相反方向上行进的第六和第七信号46br、48bt。在一些示例中，方法500还包括通过第一光环行器320路由第一信号42at和第四信号44ar并且通过第二光环行器330路由第二信号44bt和第三信号42br。方法500可以包括通过第三光环行器340路由第五信号46at和第八信号48ar并且通过第四光环行器350路由第六信号46br和第七信号48bt。
方法500可以包括从第一光部件42接收第一信号42at并且向第二光部件44输出第四信号44ar。附加地，方法500可以包括从第二光部件44接收第二信号44bt并且向第一光部件42输出第三信号42br。在一些示例中，方法500包括从第三光部件46接收第五信号46at并且向第四光部件48输出第八信号48ar。方法500也可以包括从第四光部件48接收第六信号48bt并且向第三光部件46输出第七信号46br。光部件42、44、46、48中的至少一个光部件可以包括收发器阵列或者复用器。
尽管已经在以上描述中使用分别在光谱A和光谱B中的两个子带作为示例。可以使用如在本公开中描述的相似实现方式将该方法推广成光谱A和光谱B中的多个(3或者4个或者更多)子带。
已经描述多个实现方式。然而，将理解可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行各种修改。因而，其它实现方式在所附权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种在无源光网络中处理光信号的方法，所述方法包括：
在第一光谱中接收来自包括至少第一光部件和第二光部件的第一组光部件的第一信号；
在与所述第一光谱不同的第二光谱中接收来自包括至少第三光部件和第四光部件的第二组光部件的第二信号；
将所述第一信号和所述第二信号复用成第一复用信号；
输出所述第一复用信号；
接收第二复用信号；
将所述第二复用信号解复用成所述第二光谱中的第三信号和所述第一光谱中的第四信号；
将所述第三信号输出到所述第一光部件和第二光部件；将所述第四信号输出至所述第三光部件和所述第四光部件；
分离所述第一光谱中的在相反方向上行进的所述第一信号和所述第四信号；以及
分离所述第二光谱中的在相反方向上行进的所述第二信号和所述第三信号。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过第一光环行器路由所述第一信号和所述第四信号；以及
通过第二光环行器路由所述第二信号和所述第三信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述光部件中的至少一个光部件包括收发器或者复用器。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从第一子带复用器接收所述第一信号；
向第二子带复用器输出所述第三信号；
从第三子带复用器接收所述第二信号；以及
向第四子带复用器输出所述第四信号。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
从与所述第一子带复用器通信的第一组光部件接收所述第一信号的子带信号；
通过所述第二子带复用器向所述第一组光部件输出所述第三信号的子带信号；
从与所述第三子带复用器通信的第二组光部件接收所述第二信号的子带信号；以及
通过所述第四子带复用器向所述第二组光部件输出所述第四信号的子带信号。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
向复用器路由所述第一信号和所述第二信号用于将所述第一信号和所述第二信号复用成所述第一复用信号；以及
向所述复用器路由所述第二复用信号用于将所述第二复用信号解复用成所述第三信号和所述第四信号。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从第一复用器接收所述第一信号，所述第一复用器将接收的第三复用信号解复用成所述第一信号和所述第三信号；以及
从第二复用器接收所述第二信号，所述第二复用器将接收的第四复用信号解复用成所述第二信号和所述第四信号。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
从所述第一复用器输出所述第三信号；以及
从所述第二复用器输出所述第四信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一复用器和所述第二复用器从对应的阵列波导光栅接收对应的所述第三复用信号和所述第四复用信号。
10.根据权利要求1所述的方法，其中每个信号包括多个波长。
11.一种在无源光网络中处理光信号的方法，所述方法包括：
在第一光谱中接收来自包括至少第一光部件、第三光部件的第一组光部件的第一子带信号和第五子带信号；
在与所述第一光谱不同的第二光谱中接收来自包括至少第二光部件、第四光部件的第二组光部件的第二子带信号和第六子带信号；
将所述第一子带信号和所述第五子带信号复用成所述第一光谱中的第一复用子带信号；
将所述第二子带信号和所述第六子带信号复用成所述第二光谱中的第二复用子带信号；
将所述第一复用子带信号和所述第二复用子带信号复用成第一组合复用信号；
输出所述第一组合复用信号；
接收第二组合复用信号；
将所述第二组合复用信号解复用成第三复用子带信号和第四复用子带信号；
将所述第三复用子带信号解复用成所述第一光谱中的第四子带信号和第八子带信号；
将所述第四复用子带信号解复用成所述第二光谱中的第三子带信号和第七子带信号；
将所述第三子带信号和第七子带信号输出至所述第一光部件和第三光部件，将所述第四子带信号、第八子带信号输出至所述第二光部件和第四光部件；
分离所述第一光谱中的在相反方向上行进的所述第一子带信号和所述第四子带信号；
分离所述第二光谱中的在相反方向上行进的所述第二子带信号和所述第三子带信号；
分离所述第一光谱中的在相反方向上行进的所述第五子带信号和所述第八子带信号；以及
分离所述第二光谱中的在相反方向上行进的所述第六子带信号和所述第七子带信号。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
通过第一光环行器路由所述第一子带信号和所述第四子带信号；
通过第二光环行器路由所述第二子带信号和所述第三子带信号；
通过第三光环行器路由所述第五子带信号和所述第八子带信号；以及
通过第四光环行器路由所述第六子带信号和所述第七子带信号。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：其中所述光部件中的至少一个光部件包括收发器阵列或者复用器。
14.一种双向光通信设备，包括：
第一组光部件，其至少包括第一光部件和第二光部件，第一组光部件发送第一光谱中的第一信号并且接收与第一光谱不同的第二光谱中的第三信号；
第二组光部件，其至少包括第三光部件和第四光部件，第二组光部件发送第二光谱中的第二信号并且接收第一光谱中的第四信号；
第一光环行器，其与第一光部件、第二光部件、第三光部件和第四光部件通信，并分离在相反方向上行进的第一信号和第四信号，所述第一信号和所述第四信号在第一光谱中；
第二光环行器，其与第一光部件、第二光部件、第三光部件和第四光部件通信，并分离在相反方向上行进的第二信号和第三信号，所述第二信号和所述第三信号在所述第二光谱中；以及
复用器，与所述第一光环形器和所述第二光环行器进行光通信，所述复用器在复用信号与所述第一光谱和所述第二光谱的信号之间进行复用/解复用。
15.根据权利要求14所述的双向光通信设备，其中所述第一光环行器从第一组光部件接收所述第一信号并且向第二组光部件输出所述第四信号。
16.根据权利要求14所述的双向光通信设备，其中所述第二光环行器从第二组光部件接收所述第二信号并且向所述第一组光部件输出所述第三信号。
17.根据权利要求15所述的双向光通信设备，其中所述光部件之一包括收发器阵列或者复用器。
18.一种双向光通信设备，包括：
第一组光部件，其至少包括第一光部件和第三光部件，第一组光部件发送第一光谱中的第一子带信号和第五子带信号并且接收与第一光谱不同的第二光谱中的第三子带信号和第七子带信号；
第二组光部件，其至少包括第二光部件和第四光部件，第二组光部件发送第二光谱中的第二子带信号和第六子带信号并且接收第一光谱中的第四子带信号和第八子带信号；
第一光环行器，其与第一光部件和第二光部件通信，并分离在相反方向上行进的第一子带信号和第四子带信号，所述第一子带信号和所述第四子带信号在第一光谱中；
第二光环行器，其与第一光部件和第二光部件通信，并分离在相反方向上行进的第二子带信号和第三子带信号，所述第二子带信号和第三子带信号在所述第二光谱中；
第三光环行器，其与第三光部件和第四光部件通信，并分离在相反方向上行进的第五子带信号和第八子带信号，所述第五子带信号和所述第八子带信号在所述第一光谱中；
第四光环行器，其与第三光部件和第四光部件通信，并分离在相反方向上行进的第六子带信号和第七子带信号，所述第六子带信号和所述第七子带信号在所述第二光谱中；
第一复用器，与所述第一光环行器进行光通信，所述第一复用器在第一谱复用子带信号与第一谱子带信号之间进行复用/解复用；
第二复用器，与所述第二光环行器进行光通信，所述第二复用器在第二谱复用子带信号与第二谱子带信号之间进行复用/解复用；以及
第三复用器，与所述第一复用器和所述第二复用器进行光通信，所述第三复用器在所述复用子带信号与多谱复用信号之间进行复用/解复用。
19.根据权利要求18所述的双向光通信设备，其中所述第一光环行器从第一光部件接收所述第一子带信号并且向第二光部件输出所述第四子带信号。
20.根据权利要求19所述的双向光通信设备，其中所述第二光环行器从所述第二光部件接收所述第二子带信号并且向所述第一光部件输出所述第三子带信号。
21.根据权利要求20所述的双向光通信设备，其中所述第三光环行器从第三光部件接收所述第五子带信号并且向第四光部件输出所述第八子带信号。
22.根据权利要求21所述的双向光通信设备，其中所述第四光环行器从所述第四光部件接收所述第六子带信号并且向所述第三光部件输出所述第七子带信号。
23.根据权利要求22所述的双向光通信设备，其中所述光部件之一包括收发器阵列或者复用器。
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