[发明专利]以自动改变的波长发射的激光器、包括该激光器的网络接口单元和系统、以及自动改变激光器的波长的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年6月24日提交的美国临时专利申请61/075,178的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

技术领域

本发明涉及以自动改变的波长发射的激光器，并且涉及自动改变该激光器的波长的方法，其中，该方法和激光器均适合在网络接口单元中使用，并且更具体地，本发明涉及具有温度控制器的激光器，其中该温度控制器用于自动改变激光器的温度以降低系统中以相同波长发射的多个激光器的似然性，并且本发明涉及自动改变适合在网络接口单元中使用的激光器的温度的方法。

背景技术

对于想要基于标准的无源光学网络(PON：passive optical network)的备选方案的有线电视操作员而言，已经研发了基于RF的光纤到户(FTTH：fiber-to-the-home)系统。这类系统的一个好处是该类系统对于它们所承载的RF信号而言是透明的，并且这允许操作员继续使用在该类系统的混合光纤/同轴线缆(HFC：hybrid fiber/coax)网络上使用的同一用户终端设备(CPE：customer premise equipment)。该设备包括机顶盒、DOCSIS线缆调制解调器和DOCSIS VoIP调制解调器。

在基于RF的系统中，放置在用户位置处的网络接口单元(NIU)包含上游光学传输用的激光器。该激光器在上游方向上利用突发模式传输，并且在家里的其中一个CPE装置产生RF信号之前该激光器不工作。当(到达激光器之前可能被修正的)该信号到达上游激光器时，该信号通过直接调制激光器的光学输出来激活该激光器。当RF突发结束时，激光器恢复为不工作状态。由于线缆调制解调器所使用的协议的原因，在给定RF上游通道上仅一个调制解调器在给定时间时工作。

在每次仅一个调制解调器工作的情况下，光纤网络的相关部分上仅一个NIU将在给定时间时发射。然而，当存在多于一个的上游通道可供调制解调器使用时，可以使多于一个的NIU在给定时间时发射。例如，一个NIU可以从在第一通道上工作的线缆调制解调器发射信号，而另一个NIU从在第二通道上工作的线缆调制解调器发射信号。在这种情况下，在上游的接收器处将发生光学碰撞(optical collision)。当一个位置处的线缆调制解调器正在发射并且另一个位置处的机顶盒(STB)也正在发射时，可能发生相同的问题。由于STB和线缆调制解调器独立工作，二者没有同步，因而这两个系统的发射定时可能重叠。

这些系统(无论是一个或多个上游通道上的机顶盒还是线缆调制解调器)在不同的RF频率上工作；因此，如果这两个激光器的工作波长没有大幅重叠，则光学碰撞的结果将仅仅是链路性能的劣化。当激光器波长的确大幅重叠时，在光学接收器中发生混合，从而导致生成频率为这两个激光器的工作波长之间的差的RF信号。该信号可能大到足以过驱动安装至该接收器的所有上游系统的输入，并且使通道在该突发的持续时间内不起作用。如果两个以上的NIU同时工作并且它们的波长大幅重叠，则在任何后来的突发中将发生相同的问题。由于与CPE装置相关联的协议的原因，可能将这些装置从网络剔除，并且使这些装置在网络上重新初始化。

解决该问题的困难之一是激光器的工作波长依赖于其温度，并且经常在温度范围为-40～+65℃的室外工厂环境中使用NIU。另外，一个NIU可能处于阳光下，而另一个NIU却处于阴影中，这导致这两个单元之间存在温度差。根据激光器设计，激光器的工作波长按约0.1～0.5nm/℃变化。因此，尽管系统标称可包括以不同的波长发射的激光器，但这些波长可能随着一天当中温度的变化而变化。由此，一个NIU的波长可能遍及网络上的其它NIU的波长，或者可能达到使该NIU的波长与另一NIU的波长相同的温度。

解决该问题的一个方法是在连接至给定接收器的NIU中使用波长充分间隔开以使得在所预期的温度范围内波长从不会重叠的激光器。换言之，特定接收器所服务的组中的各NIU将需要不同的波长。然而，由于该方法增加了系统成本和复杂度，因此该方法并不完全令人满意。在该方法中，很像稀疏波分复用(CWDM：coarse wavelength division multiplexing)，必须将激光器分成满足系统中的特定工作窗的要求的组。另外，该方案要求操作员备有可多至每套32个NIU的(各自具有唯一波长的)完整成套的NIU。这在配置系统以及以后维护系统时难以进行管理。该方案还占据了光纤上可以用来支持诸如业务覆盖等其它服务的光谱。