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CN110266391B - 光通信方法、光通信设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

光通信方法、光通信设备和计算机可读存储介质 Download PDF

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CN110266391B
CN110266391B CN201810199858.3A CN201810199858A CN110266391B CN 110266391 B CN110266391 B CN 110266391B CN 201810199858 A CN201810199858 A CN 201810199858A CN 110266391 B CN110266391 B CN 110266391B
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Abstract

本公开的实施例涉及光通信方法、光通信设备和计算机可读存储介质。例如，基于第一光纤的第一长度，为第一光网络单元(ONU)分配用于扩频待向第一ONU发送的第一信号的第一扩频码，以使得扩频后的第一信号的第一码片速率与第一长度反向相关。第一光纤用于通过光分布网络(ODN)向第一ONU发送光码分多址(CDMA)信号。继而，利用第一扩频码扩频第一信号以生成光CDMA信号，并且通过第一光纤向第一ONU发送光CDMA信号。

Description

光通信方法、光通信设备和计算机可读存储介质
技术领域
本公开的实施例总体上涉及通信技术，更具体地，涉及光通信方法、光通信设备和计算机可读存储介质。
背景技术
为了满足终端用户不断增长的容量需求，下一代无源光网络(NG-PON)应具备容量高以及覆盖范围大的特点，同时还应支持多样的服务。已经提出了在NG-PON中使用码分多址(CDMA)技术。CDMA技术可以通过提供透明、专用和安全的物理信道而同时汇聚多种业务的信号。该技术大大增加了网络能够服务的终端用户数目，同时可以实现用户之间的较低干扰以及较高的功率预算裕度。
目前，已经提出使用CDMA技术来汇聚开关键控(OOK)信号和正交频分复用(OFDM)信号。在使用CDMA技术汇聚OFDM信号的方案中，可以为数十个数字订户线路(DSL)用户提供服务。与传统的基于时分多址(TDMA)的PON(TDMA-PON)相比，这种方案提供了较高的频谱效率和较低的复杂度。
CDMA系统实质上是一个频谱扩展系统，其通常会将信号频谱扩展几倍或几十倍。在NG-PON中，对高容量和长距离光纤传输的需求将不可避免地导致CDMA信号的严重色散失真。到目前为止，还没有行之有效的解决方案能够解决基于CDMA的PON(CDMA-PON)中的色散问题。
发明内容
总体上，本公开的实施例提出了光通信方法、光通信设备和计算机可读存储介质。
在第一方面，本公开的实施例提供了一种光通信方法。基于第一光纤的第一长度，从扩频码集合中为第一ONU分配用于扩频待向第一ONU发送的第一信号的第一扩频码，该扩频码集合中的扩频码的码长相等，以使得扩频后的第一信号的第一有效码片速率与第一长度反向相关。第一光纤用于光线路终端(OLT)通过光分布网络(ODN)向第一ONU发送光CDMA信号。利用第一扩频码扩频第一信号以生成光CDMA信号，继而通过第一光纤向第一ONU发送光CDMA信号。
在第二方面，本公开的实施例提供了一种光通信设备。光通信设备包括控制器、扩频器和光发射器。控制器被配置为基于第一光纤的第一长度，从扩频码集合中为第一ONU分配用于扩频待向第一ONU发送的第一信号的第一扩频码，扩频码集合中的扩频码的码长相等，以使得扩频后的第一信号的第一有效码片速率与第一长度反向相关。第一光纤用于通过ODN向第一ONU发送光CDMA信号。扩频器被配置为利用第一扩频码扩频第一信号，以生成光CDMA信号。光发射器被配置为通过第一光纤，向第一ONU发送光CDMA信号。
在第三方面，本公开的实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。计算机程序包括指令，该指令在被处理器执行时，使处理器执行根据第一方面所述的方法。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其他特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例光通信网络；
图2示出了根据本公开的某些实施例的光通信网络的示例布置；
图3示出了根据本公开的某些实施例的单边带CDMA(SSB-CDMA)调制器的示例结构；
图4示出了根据本公开的某些其他实施例的SSB-CDMA调制器的另外的示例结构；
图5(a)到图5(i)示出了在图2所示的示例布置中的各ONU处恢复的信号的眼图；
图6(a)示出了在图2所示的示例布置中双边带CDMA(DSB-CDMA)信号在ONU处恢复的眼图，并且图6(b)示出了在图2所示的示例布置中SSB-CDMA信号在ONU处恢复的眼图；
图7示出了根据本公开的某些其他实施例的光通信网络的另外的示例布置；
图8(a)到图8(d)示出在图7所示的示例布置中的各ONU处恢复的DSL信号的眼图；
图9示出了根据本公开的某些实施例的示例方法的流程图；以及
图10示出了适合实现本公开的某些实施例的装置的框图。
具体实施方式
下面将参考附图描述一些示例实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
在此使用的术语“无源光网络”或“PON”是指其所包括的光分布网络(ODN)由诸如光分路器和光纤等无源器件组成，而不需要任何有源器件。
在此使用的术语“光通信设备”是指光通信网络中能够与光网络单元(ONU)进行光通信的任意适当设备或实体。为讨论方便，在某些实施例中，以光线路终端(OLT)作为光通信设备的示例。
在此使用的术语“光线路终端”或“OLT”是指PON中作为服务提供节点为终端用户提供服务的设备。OLT可以例如提供电光转换功能，从而将数据通过ODN中的光纤发送出去。
在此使用的术语“光网络单元”或“ONU”是指通过光纤与OLT相连以接收来自OLT的用户数据的客户端节点。
在此使用的术语“电路”是指以下的一项或多项：
(a)仅硬件电路实现方式(诸如仅模拟和/或数字电路的实现方式)；以及
(b)硬件电路和软件的组合，诸如(如果适用)：(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及(ii)硬件处理器的任意部分与软件(包括一起工作以使得诸如OLT或其他计算设备等装置执行各种功能的数字信号处理器、软件和存储器)；以及
(c)硬件电路和/或处理器，诸如微处理器或者微处理器的一部分，其要求软件(例如固件)用于操作，但是在不需要软件用于操作时可以没有软件。
电路的定义适用于此术语在本申请中(包括任意权利要求中)的所有使用场景。作为另一示例，在此使用的术语“电路”也覆盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)、或者硬件电路或处理器的一部分、或者其随附软件或固件的实现方式。例如，如果适用于特定权利要求元素，术语“电路”还覆盖基带集成电路或处理器集成电路或者OLT或其他计算设备中的类似的集成电路。
在此使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
在NG-PON中，能够提供覆盖更多的终端用户的覆盖范围是基本要求，特别是在农村地区或综合城域接入网络中。根据10吉比特PON(XG-PON)标准的相关规定，终端用户的光纤距离可以高达40km。然而，这种长距离光纤传输的需求将不可避免地导致色散失真。
发明人注意到，在TDMA-PON系统中，可以采用色散补偿光纤(DCF)以及基于数字信号处理(DSP)的均衡器来减轻光纤色散引起的信号失真。例如，可以在光线路终端(OLT)中设置DCF，用于补偿光信号在传输过程中产生的色散。但是，DCF通常长度固定，因而色散补偿能力通常也固定，很难支持光纤距离不同的光网络单元(ONU)。基于DSP的均衡器通常也放置在OLT中。该均衡器可以提供较强的色散补偿能力。然而，与DCF类似，基于DSP的均衡器通常也仅提供固定的色散补偿。
发明人还注意到，在CDMA-PON中，多个ONU的数据利用CDMA技术在时域中复用在一起。不同的ONU由于与OLT的距离不同，所以经历不同的色散效应，这些色散效应交织在一起。TDMA-PON系统中使用的上述色散补偿器件无法应对CDMA-PON中距离差较大的ONU的光纤色散问题。
发明人认识到，光纤的色散与数据的传输速率和传输带宽有关。数据的传输速率或者传输带宽越大，则在数据传输过程中所产生的色散失真越大。同时，光纤的色散效应还与光纤距离(或光纤长度)有关。光纤距离越远，由光纤所导致的色散效应越明显。
本公开的实施例提出了一种基于距离而自适应分配扩频码的方式，以减轻光纤色散引起的信号失真。根据该方式，OLT基于与ONU之间的光纤长度来为ONU分配扩频码，以使得扩频后的信号的有效码片速率与光纤长度反向相关。也就是说，OLT与ONU之间的光纤越长，OLT为ONU分配使扩频后的信号的有效码片速率越低的扩频码。以此方式，可以显著减小由于光纤距离过长导致的色散失真。
图1示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例光通信网络100。如图所示，光通信网络100包括OLT 110以及ONU 120-1、120-2和120-3(统称为ONU 120)。OLT 110和ONU120之间通过光分布网络(ODN)130通信。ODN 130包括光分路器135，OLT 110与光分路器135通过馈线光纤140相连，光分路器135与ONU 120-1、120-2和120-3通过分布光纤145-1、145-2和145-3(统称为分布光纤145)相连。
应理解，在图1中，仅仅出于说明之目的而无意于提出任何限制，示出了光通信网络100中包括一个OLT以及三个ONU。在实现中，光通信网络100可以包括任意适当数目的OLT和ONU。还应理解，图1中示出在ODN 130中包括一个光分路器，这也仅仅是出于说明之目的而无意于提出任何限制。ODN 130可以包括任意适当数目的光分路器，以满足不同的业务需求。
OLT 110和ONU 120之间通过ODN 130的通信可以采用目前已知或将来开发的任意适当光通信技术。在本公开的各实施例中，OLT 110使用CDMA技术将发往多个ONU 120的数据复用在一起。在此复用过程中，OLT 110可以为每个ONU 120分配相应的扩频码。扩频码的分配可以由OLT 110中的控制器(未示出)来执行。扩频码的示例包括但不限于，沃尔什(Walsh)码、恒包络零自相关(CAZAC)序列、ZC(Zadoff-Chu)序列等等具有正交特性的码。
作为示例，OLT 110可以使用以下等式(1)生成Walsh码：
Figure GDA0002764374850000061
根据本公开的实施例，OLT 110在分配扩频码时，考虑与ONU 120之间的光纤(例如包括馈线光纤140和分布光纤145)的长度，以使得经分配的扩频码扩频后的CDMA信号的有效码片速率与光纤长度反向相关。下面结合表1讨论一个具体示例。
表1示出了OLT 110将码长为8位的Walsh码分配给不同ONU 120的示例实现方式，其中S表示原始数据速率。
表1
Figure GDA0002764374850000062
Figure GDA0002764374850000071
如表2所示，在码1到码8中，码2的任两个相邻码片都不同，所以经码2扩频后的码片速率为8S。码3的两个相邻码片相同，因此使用该码扩频后的有效码片速率降为8S/2。类似地，码4、码5和码7所对应的有效码片速率分别为8S/2、8S/4和8S/4。这归因于Walsh码的固有特性，因为具有码长较长的Walsh码是由码长较短的Walsh码及其反码生成的。
为了减小与色散有关的失真，OLT 110可以根据相应的码片速率将Walsh码分成若干组，并且适当地分配给具有不同光纤距离(或长度)的终端用户。例如，使用码1、码6和码8扩频后的码片速率均为8S(较高)，所以这三个码可以分为一组，分配给光纤距离较近(例如，10km)的ONU 120。码2和码3所对应的有效码片速率为8S/2(略低)，这两个码被分为一组，分配给光纤距离略远(例如，20km)的ONU 120。码5和码7所对应的有效码片速率8S/4最低，所以可以分配给光纤距离最远(例如，30km)的ONU 120。
图2示出了根据本公开的某些实施例的光通信网络100的示例布置200。在此示例中，OLT 110通过同一馈线光纤140(长18km)连接到ODN 130中的光分路器135，光分路器135分别通过长分别为7km、17km和2km的分布光纤145-1、145-2和145-3连接到ONU 120-1、120-2和120-3。
OLT 210根据与各个ONU 120-1、120-2和120-3相关联的光纤的长度，特别是相应的分布光纤145-1、145-2和145-3的长度为各个ONU 120-1、120-2和120-3分配相应的扩频码。例如，OLT 110所分配的扩频码是如下的32位Walsh码：
扩频码1：
[1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1]；
扩频码2：
[1,1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1]；
扩频码3：
[1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1]。
在OLT 110侧，分别由扩频器205-1、205-2和205-3使用扩频码1到3对发往ONU120-1、120-2和120-3的数据流进行扩频。这些数据流可以采用任意适当调制方式来调制。调制方式的示例可以包括数字调制，诸如开关键控(OOK)的幅移键控(ASK)调制，或者可以包括模拟调制，例如正交幅度调制(16QAM)、正交相移键控(QPSK)等等。
扩频后的信号由复用器210复用在一起，从而在时域上组合成CDMA信号。CDMA信号经过光发射器215发射出去。该CDMA信号可以是电信号，可以由光发射器215通过电光转换将其转换成光CDMA信号。
在某些实施例中，在由光发射器215进行发射之前，可以使CDMA信号的带宽减小，以便进一步减小光纤色散效应。例如，可以采用单边带CDMA(SSB-CDMA)技术生成SSB-CDMA信号。相比于双边带CDMA(DSB-CDMA)信号，SSB-CDMA信号的带宽可以减少一半，例如可以从64GHz降至32GHz，从而显著减少了光纤的色散效应。
可以任意适当方式实施上述SSB-CDMA调制。作为示例，可以在OLT 110的光发射器中包括SSB-CDMA调制器(未示出)。SSB-CDMA调制器使用双驱动调制器，例如双驱动Mach-Zehnder调制器(DD-MZM)，来实施SSB-CDMA调制。图3示出了根据本公开的某些实施例的SSB-CDMA调制器的示例结构300。在结构300中，SSB-CDMA调制器包括DD-MZM 305，其输出电场可以表示为如下的等式(2)：
Figure GDA0002764374850000091
其中，Vπ表示DD-MZM 305的半波电压，V1(t)和V2(t)分别表示DD-MZM 305的每个支路的电驱动信号，并且Ein表示输入的电场强度，其形式为exp(ωct)，其中ωc表示光载波频率。
在此示例中，原始电信号S(t)与扩频码相乘后的电信号V1(t)作为DD-MZM 305的一个驱动信号。同时，由希尔伯特变换器310对相乘结果V1(t)执行希尔伯特变换，得到电信号V2(t)，作为DD-MZM 305的另一驱动信号。由此，利用驱动信号V1(t)和V2(t)，DD-MZM 305对激光器315发出的光脉冲信号进行调整，从而生成了光SSB-CDMA信号。
如所示出的，每次原始电信号S(t)到来时，都要对扩频后的电信号进行希尔伯特变换。在某些实施例中，可以简化上述操作，从而进一步提高处理效率。图4示出了根据本公开的某些其他实施例的SSB-CDMA调制器的另一示例结构400。
在此示例中，仍然将原始电信号S(t)与扩频码相乘后的电信号V1(t)作为DD-MZM305的一个驱动信号。与图3所示的结构300的不同之处在于，希尔伯特变换器310仅对扩频码进行希尔伯特变换。经希尔伯特变换的扩频码与原始电信号S(t)相乘后的信号作为DD-MZM 305的另一驱动信号V2(t)。以此方式，显著减少运算量，提高了处理效率。
为了进一步提高处理效率，经希尔伯特变换的扩频码可以预先计算并且存储。这样，不需要在每次原始信号S(t)到来时，都实施希尔伯特变换，从而大大简化了SSB-CDMA调制器中的DSP操作。
接下来，继续参考图2，OLT 110发出的光CDMA信号通过18km长的馈线光纤140传输到光分路器135后，经由长度分别为7km、17km和2km的分布光纤145-1、145-2和145-3传输到ONU 120-1、120-2和120-3。
在接收端ONU 120-1、120-2和120-3处，光检测器(PD)220-1、220-2和220-3(统称为光检测器或PD 220)通过直接检测将接收到的光CDMA信号转换为电CDMA信号。继而，分别由解扩器225-1、225-2和225-3(统称为解扩器225)使用与OLT 110侧所使用的相同的上述扩频码1到3对电CDMA信号进行解扩频。所得到的每个符号的持续时间中的采样分别在加法器230-1、230-2和230-3(统称为加法器230)相加在一起，以恢复终端用户的数据。
根据本公开的实施例，OLT 110所使用的扩频码是基于与ONU 120之间的光纤长度来分配的，以使得扩频后的信号的有效码片速率与光纤长度反向相关，从而显著减小了光纤的色散效应。
图5(a)到图5(i)示出了在图2所示的布置200中ONU 120-1、120-2和120-3处恢复的信号的眼图，其中图5(a)到图5(c)示出了扩频码1分别用于20km、25km和35km距离的光纤传输时的眼图，图5(d)到图5(f)示出了扩频码2分别用于20km、25km和35km距离的光纤传输时的眼图，图5(g)到图5(i)示出了扩频码3分别用于20km、25km和35km距离的光纤传输时的眼图。
在此示例中，原始信号经过了OOK调制。对于35km的光纤传输，显然扩频码1和扩频码3不足以对抗相应的信号失真，因为它们的眼图关闭了。因此，采用码片速率最低的扩频码2来扩频经由35km光纤长度传输的发往OLT 120-2的数据。类似地，扩频码1可以用来扩频发往光纤距离为OLT 120-1的数据，因为扩频码3不适合于25km的光纤传输。对于最短的20km的光纤传输，所有的扩频码1到3都能够为该距离的OLT 120-3提供服务。
图6(a)和图6(b)分别示出了在图2所示的布置200中采用SSB-CDMA调制前后的信号的眼图，其中图6(a)示出了未采用SSB-CDMA调制时的DSB-CDMA信号的眼图，图6(b)示出了SSB-CDMA信号的眼图。如所示出的，与DSB-CDMA信号相比，SSB-CDMA信号的眼图更大，从而进一步改善了长距离光纤传输的信号性能。
图7示出了根据本公开的某些其他实施例的光通信网络100的另一示例布置700。在此示例中，OLT 110采用SSB-CDMA调制技术以及适当的码分配方案为距离不同的ONU 120提供服务。如图7所示，发往ONU 120-1和120-2的两个数据流分别馈送到数字订户线路(DSL)发射器705-1和705-2，以生成相应的离散多音(DMT)信号。每个DMT信号的带宽约为250MHz，分别采用了16QAM和QPSK调制。
ONU 120-1和120-2共用18km的馈线光纤140，其所对应的分布光纤145-1和145-2的长度分别为2km和17km。相应地，OLT 110例如为ONU 120-1和120-2分配了如下的32位扩频码4和5：
扩频码4：
[1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1]；
扩频码5：
[1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1]。
经扩频器205-1和205-2利用扩频码4和5扩频后的信号在复用器210被复用在一起，形成了具有大约16GHz带宽的CDMA信号。在此示例中，光发射器215执行SSB-CDMA调制，从而将电CDMA信号转换为光SSB-CDMA信号，然后发射到18km的馈线光纤140。
在光分路器135处，光CDMA信号被分成两路，分别通过相应的分布光纤145-1和145-2传输给ONU 120-1和120-2。ONU 120-1和120-2处的PD 220-1和220-2将光CDMA信号转换为电信号，然后由相应的解扩器225-1和225-2解扩频。解扩频后得到的每个符号的持续时间中的采样在加法器230-1和230-2处叠加在一起。恢复出的DMT信号通过双绞线对710-1和710-2(统称为双绞线对710)发送给客户端驻地设备(CPE)715-1和715-2(统称为客户端驻地设备或CPE 715)。CPE可以通过内部的DSL调制解调器对DMT信号进行解调和均衡，从而恢复用户数据。
图8(a)到图8(d)示出在图7所示的布置700中ONU 120-1和120-2处恢复的信号的眼图，其中图8(a)和图8(b)示出了扩频码4用于20km距离的光纤传输并且分别采用SSB-CDMA调制和DSB-CDMA调制时的眼图，图8(c)和图8(d)示出了扩频码5用于35km距离的光纤传输并且分别采用SSB-CDMA调制和DSB-CDMA调制时的眼图。如所示出的，对于20km的光纤传输，在采用SSB-CDMA调制时，扩频码3可以得到比较好的性能。对于35km的光纤传输，在采用SSB-CDMA调制时，扩频码5可以得到比较好的性能。
图9示出了根据本公开的某些实施例的方法900的流程图。方法900能够在任意适当光通信设备处实施，例如可以在图1到图8所示的OLT 110处实施。为讨论方便，下面将结合图1到图8描述方法900。
如图9所示，在框905，基于与ONU 120-1(称为“第一ONU”)之间的包含在ODN 130中的光纤(称为“第一光纤”)的长度(称为“第一长度”)，为第一ONU分配用于扩频待向第一ONU发送的信号(称为“第一信号”)的扩频码(称为“第一扩频码”)，以使得扩频后的第一信号的有效码片速率(称为“第一有效码片速率”)与第一长度反向相关。
第一光纤用于通过ODN向第一ONU发送光CDMA信号，其可以例如包括OLT 110与光分路器135之间的馈线光纤140以及光分路器135与第一ONU(例如，ONU 120-1)之间的分布光纤145。相应地，可以至少部分地基于分布光纤145的长度来分配第一扩频码。
在框910，利用第一扩频码扩频第一信号，以生成光CDMA信号。在框915，通过第一光纤，向第一ONU发送光CDMA信号。
在某些实施例中，可以基于第一长度与阈值长度的比较，从扩频码集合中选择第一扩频码。例如，可以确定第一长度是否超过阈值长度。可以响应于确定第一长度超过阈值长度从扩频码集合中选择第一扩频码，以使得扩频后的第一信号的第一有效码片速率低于阈值速率。取决于具体实现，阈值速率可以被设置为任意适当值。例如，阈值速率可以被设置为低于采用扩频码集合中的其他扩频码扩频时的码片速率的某个值。在某些实施例中，扩频码集合中的扩频码的码长可以相等。
阈值长度可以被赋予任意适当值。在使用CDMA技术将发往第一ONU和另一ONU120-2(称为“第二ONU”)的数据复用在一起以生成光CDMA信号的实施例中，该阈值长度可以与OLT 110与第二ONU之间的光纤(称为“第二光纤”)的长度(称为“第二长度”)相关联。
作为示例，可以将第二光纤的第二长度作为阈值长度。在此示例中，可以响应于确定第二光纤的第二长度小于或等于第一光纤的第一长度从扩频码集合中选择用于扩频待向第二ONU发送的信号(称为“第二信号”)的扩频码(称为“第二扩频码”)，以使得扩频后的第二信号的有效码片速率(称为“第二有效码片速率”)高于阈值速率。继而，可以利用第二扩频码扩频第二信号，并且基于扩频后的第一信号和第二信号生成光CDMA信号。
在某些实施例中，光CDMA信号是SSB-CDMA信号。在某些实施例中，可以由OLT 110中的双驱动调制器(例如，DD-MZM 305)生成光SSB-CDMA信号。例如，第一信号可以是电信号(称为“第一电信号”)。双驱动调制器利用希尔伯特变换，至少部分地基于第一电信号、扩频后的第一电信号和第一扩频码来生成光SSB-CDMA信号。
作为示例，可以通过至少将扩频后的第一电信号作为双驱动调制器的一个驱动信号以及将第一电信号和经希尔伯特变换的第一扩频码的乘积作为双驱动调制器的另一驱动信号，来生成光SSB-CDMA信号。在将第一信号和第二信号一起复用和发送的实施例中，第二信号也可以是电信号(称为“第二电信号”)。在这些实施例中，可以将扩频后的第一电信号与第二电信号之和作为双驱动调制器的一个驱动信号，并且将第一电信号和经希尔伯特变换的第一扩频码的乘积与第二电信号和经希尔伯特变换的第二扩频码的乘积之和作为双驱动调制器的另一驱动信号。
在某些实施例中，经希尔伯特变换的第一扩频码和/或第二扩频码可以预先计算并且存储。例如，可以存储在OLT 110中或者其他OLT 110可以任意适当方式访问的设备中。
应理解，上文结合图1到图8描述的OLT 110所执行的操作和相关的特征同样适用于方法900，并且具有同样的效果，具体细节不再赘述。
在某些实施例中，能够执行方法900的装置(例如OLT 110)可以包括用于执行方法900各个步骤的相应部件。这些部件可以任意适当方式实现。例如，可以通过电路或者软件模块来实现。
在某些实施例中，装置包括用于基于第一光纤的第一长度为第一ONU分配用于扩频待向第一ONU发送的第一信号的第一扩频码以使得扩频后的第一信号的第一有效码片速率与第一长度反向相关的部件，第一光纤用于通过ODN向第一ONU发送光CDMA信号；用于利用第一扩频码扩频第一信号以生光成CDMA信号的部件；以及用于通过第一光纤向第一ONU发送光CDMA信号的部件。
在某些实施例中，用于分配第一扩频码的部件包括：用于基于第一长度与阈值长度的比较从扩频码集合中选择第一扩频码的部件。
在某些实施例中，扩频码集合中的扩频码的码长相等。
在某些实施例中，用于选择第一扩频码的部件包括：用于确定第一长度是否超过阈值长度的部件；以及用于响应于确定第一长度超过阈值长度从扩频码集合中选择第一扩频码以使得扩频后的第一信号的第一有效码片速率低于阈值速率的部件。
在某些实施例中，OLT经由ODN中的第二光纤向第二ONU发送光CDMA信号，第二ONU不同于第一ONU，并且阈值长度与第二光纤的第二长度相关联。
在某些实施例中，用于生成光CDMA信号的部件包括：用于响应于确定第二光纤的第二长度小于或等于第一光纤的第一长度从扩频码集合中选择用于扩频待向第二ONU发送的第二信号的第二扩频码以使得扩频后的第二信号的第二有效码片速率高于阈值速率的部件；用于利用第二扩频码扩频第二信号的部件；以及用于基于扩频后的第一信号和第二信号生成光CDMA信号的部件。
在某些实施例中，ODN包括光分路器，OLT经由光分路器向第一ONU发送光CDMA信号，并且光纤包括OLT与光分路器之间的馈线光纤和光分路器与第一ONU之间的分布光纤。
在某些实施例中，用于分配第一扩频码的部件包括：用于至少部分地基于分布光纤的长度分配第一扩频码的部件。
在某些实施例中，光CDMA信号是光单边带CDMA(SSB-CDMA)信号。
在某些实施例中，第一信号是第一电信号。用于生成光CDMA信号的部件包括：用于利用OLT中的双驱动调制器并且使用希尔伯特变换来至少部分地基于第一电信号、扩频后的第一电信号和第一扩频码生成光SSB-CDMA信号的部件。
在某些实施例中，用于至少部分地基于第一电信号、扩频后的第一电信号和第一扩频码生成光SSB-CDMA信号的部件包括：用于通过至少将扩频后的第一电信号作为双驱动调制器的一个驱动信号以及至少将第一电信号和经希尔伯特变换的第一扩频码的乘积作为双驱动调制器的另一驱动信号来生成光SSB-CDMA信号的部件。
图10示出了适合实现本公开的实施例的装置1000的方框图。装置1000可以用来实现能够实施本文所描述的操作和功能的光通信设备，例如参考图1至图10描述的OLT 110。
如图10所示，装置1000包括处理器1010。处理器1010控制装置1000的操作和功能。例如，在某些实施例中，处理器1010可以借助于与其耦合的存储器1020中所存储的指令1030来执行各种操作。存储器1020可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。尽管图10中仅仅示出了一个存储器单元，但是在装置1000中可以有多个物理不同的存储器单元。
处理器1010可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(DSP)以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个。装置1000也可以包括多个处理器1010。装置1000可以借助于光纤或电缆等来实现信息的接收和发送。
处理器1010通过执行指令而使得装置1000执行上文参考图1至图9描述的OLT 110的相关操作和特征。上文参考图1至图9所描述的所有特征均适用于装置1000，在此不再赘述。
应当理解，根据本公开的实施例，ONU 120作为接收端可以执行与作为发送端的OLT 110相对应的处理和操作，并且具有同样的功能和效果，具体细节不再赘述。
一般而言，本公开的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。
作为示例，本公开的实施例可以在机器可执行指令的上下文中被描述，机器可执行指令诸如包括在目标的真实或者虚拟处理器上的器件中执行的程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等，其执行特定的任务或者实现特定的抽象数据结构。在各实施例中，程序模块的功能可以在所描述的程序模块之间合并或者分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或者分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质二者中。
用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。
在本公开的上下文中，计算机程序代码或者相关数据可以由任意适当载体承载，以使得设备、装置或者处理器能够执行上文描述的各种处理和操作。载体的示例包括信号、计算机可读介质、等等。
信号的示例可以包括电、光、无线电、声音或其它形式的传播信号，诸如载波、红外信号等。
计算机可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。计算机可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。
另外，尽管操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何发明或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定发明的特定实施例的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或在任意合适的子组合中实施。
尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开的。

Claims (22)

1.一种光通信方法，包括：
基于第一光纤的第一长度，从扩频码集合中为第一光网络单元(ONU)分配用于扩频待向所述第一ONU发送的第一信号的第一扩频码，所述扩频码集合中的扩频码的码长相等，以使得扩频后的第一信号的第一有效码片速率与所述第一长度反向相关，所述第一光纤用于通过光分布网络(ODN)向所述第一ONU发送光码分多址(CDMA)信号；
利用所述第一扩频码扩频所述第一信号，以生成所述光CDMA信号；以及
通过所述第一光纤，向所述第一ONU发送所述光CDMA信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中分配所述第一扩频码包括：
基于所述第一长度与阈值长度的比较，从所述扩频码集合中选择所述第一扩频码。
3.根据权利要求2所述的方法，其中选择所述第一扩频码包括：
确定所述第一长度是否超过所述阈值长度；以及
响应于确定所述第一长度超过所述阈值长度，从所述扩频码集合中选择所述第一扩频码，以使得扩频后的第一信号的所述第一有效码片速率低于阈值速率。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括：
经由所述ODN中的第二光纤向第二ONU发送所述光CDMA信号，所述第二ONU不同于所述第一ONU，并且所述阈值长度与所述第二光纤的第二长度相关联。
5.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述光CDMA信号包括：
响应于确定所述第二光纤的所述第二长度小于或等于所述第一光纤的所述第一长度，从所述扩频码集合中选择用于扩频待向所述第二ONU发送的第二信号的第二扩频码，以使得扩频后的第二信号的第二有效码片速率高于阈值速率；
利用所述第二扩频码扩频所述第二信号；以及
基于扩频后的第一信号和第二信号，生成所述光CDMA信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中
所述方法在光线路终端OLT处被执行，
所述ODN包括光分路器，所述OLT经由所述光分路器向所述第一ONU发送所述光CDMA信号，并且
所述光纤包括所述OLT与所述光分路器之间的馈线光纤和所述光分路器与所述第一ONU之间的分布光纤。
7.根据权利要求6所述的方法，其中分配所述第一扩频码包括：
至少部分地基于所述分布光纤的长度，分配所述第一扩频码。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述光CDMA信号是光单边带CDMA(SSB-CDMA)信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一信号是第一电信号，并且生成所述光SSB-CDMA信号包括：
通过双驱动调制器，利用希尔伯特变换，至少部分地基于所述第一电信号、扩频后的第一电信号和所述第一扩频码来生成所述光SSB-CDMA信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中基于所述第一电信号、所述扩频后的第一电信号和所述第一扩频码来生成所述光CDMA信号包括：
通过至少将所述扩频后的第一电信号作为所述双驱动调制器的一个驱动信号以及至少将所述第一电信号和经希尔伯特变换的第一扩频码的乘积作为所述双驱动调制器的另一驱动信号，来生成所述光SSB-CDMA信号。
11.一种光通信设备，包括：
控制器，被配置为基于第一光纤的第一长度，从扩频码集合中为第一光网络单元(ONU)分配用于扩频待向所述第一ONU发送的第一信号的第一扩频码，所述扩频码集合中的扩频码的码长相等，以使得扩频后的第一信号的第一有效码片速率与所述第一长度反向相关，所述第一光纤用于通过光分布网络(ODN)向所述第一ONU发送光码分多址(CDMA)信号；
扩频器，被配置为利用所述第一扩频码扩频所述第一信号，以生成所述光CDMA信号；以及
光发射器，被配置为通过所述第一光纤，向所述第一ONU发送所述光CDMA信号。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述控制器被配置为：
基于所述第一长度与阈值长度的比较，从所述扩频码集合中选择所述第一扩频码。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述控制器被配置为：
确定所述第一长度是否超过所述阈值长度；以及
响应于确定所述第一长度超过所述阈值长度，从所述扩频码集合中选择所述第一扩频码，以使得扩频后的第一信号的所述第一有效码片速率低于阈值速率。
14.根据权利要求12所述的设备，其中所述设备经由所述ODN中的第二光纤向第二ONU发送所述光CDMA信号，所述第二ONU不同于所述第一ONU，并且所述阈值长度与所述第二光纤的第二长度相关联。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述控制器还被配置为响应于确定所述第二光纤的所述第二长度小于或等于所述第一光纤的所述第一长度，从所述扩频码集合中选择用于扩频待向所述第二ONU发送的第二信号的第二扩频码，以使得扩频后的第二信号的第二有效码片速率高于阈值速率；
其中所述扩频器还被配置为利用所述第二扩频码扩频所述第二信号；并且
所述设备还包括复用器，所述复用器被配置为复用扩频后的第一信号和第二信号以生成所述光CDMA信号。
16.根据权利要求11所述的设备，其中所述ODN包括光分路器，所述设备经由所述光分路器向所述第一ONU发送所述光CDMA信号，并且所述光纤包括所述设备与所述光分路器之间的馈线光纤和所述光分路器与所述第一ONU之间的分布光纤。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述控制器被配置为：
至少部分地基于所述分布光纤的长度，分配所述第一扩频码。
18.根据权利要求11所述的设备，其中所述光CDMA信号是光单边带CDMA(SSB-CDMA)信号。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述第一信号是第一电信号，并且所述设备还包括：
双驱动调制器，被配置为利用希尔伯特变换，至少部分地基于所述第一电信号、所述扩频后的第一电信号和所述第一扩频码来生成所述光SSB-CDMA信号。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述双驱动调制器还被配置为：
通过至少将所述扩频后的第一电信号作为所述双驱动调制器的一个驱动信号以及至少将所述第一电信号和经希尔伯特变换的第一扩频码的乘积作为所述双驱动调制器的另一驱动信号，来生成所述光SSB-CDMA信号。
21.一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，所述至少一个存储器包括计算机程序代码，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置执行根据权利要求1-10中的任一项所述的方法。
22.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序包括指令，所述指令在被处理器执行时，使所述处理器执行根据权利要求1到10中的任一项所述的方法。
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