时分多址光子载波的制作方法

时分多址光子载波


背景技术：

1.本技术基于35 u.s.c.
§
119要求享受于2019年3月4日递交的美国临时专利申请no.62/813,151的优先权，以引用方式将上述美国临时专利申请的完整内容并入本文。
2.已知在光通信系统中多个光信号被复用到光纤上，每个光信号具有相应的波长，并且每个光信号都被调制以携带不同的数据流。在这样的系统中，可以使用激光器和调制器来生成每个光信号。从而，为了增加这样的系统的容量，采用了额外的激光器、调制器和相关联的电路。因此，随着容量的增加，与这样的系统相关联的成本可能会增加。从而，需要一种需要更少组件(例如上述组件)的更具成本效益的网络。
3.此外，传统的光通信系统可以包括用于在系统的发送端产生光信号的高速电路和组件。这样的信号可以以相对高的数据速率携带数据。在接收端，可以提供相应的高速电路来检测传入的数据并将这些数据转发或分发到较低容量的节点。因此，还需要通过向较便宜的低容量节点提供高容量信号而无需在系统的接收端处使用中间高速电路和组件来降低成本。
4.此外，在传统的光通信系统中，数据可以作为一系列帧被发送，每个帧包括有效载荷部分(其包括客户或用户数据)，以及头部或开销部分(其包括与系统相关联的操作、管理和维护(“oam”)信息)。随着网络复杂度的增加，这样的控制或oam信息的数量也随之增加，这可能会限制所发送的客户数据的量。因此，还需要更高效地发送oam信息，以便可以发送更多的客户数据。
5.因此，根据以下详细描述、附图以及权利要求，其他的方面、特征以及优势将是显而易见的。


技术实现要素：

6.在一个方面，本公开描述了一种发射机，该发射机包括可操作以输出光信号的激光器；数字信号处理器，可操作用于接收数据并基于该数据提供多个电信号；以及调制器，可操作用于调制光信号以基于多个电信号来提供多个光子载波。多个子载波中的一个在第一时隙中携带指示数据的第一部分的第一信息以及在第二时隙中携带指示数据的第二部分的第二信息。第一信息与远离发射机的第一节点相关联，而第二信息与远离发射机的第二节点相关联。
7.本公开还描述了一种包括发射机的系统。发射机包括可操作以输出光信号的激光器；数字信号处理器，可操作用于接收数据并基于该数据提供多个电信号；以及调制器，可操作用于调制光信号以基于多个电信号来提供多个光子载波。多个子载波中的一个在第一时隙期间携带第一信息并且在第二时隙期间携带第二信息。该系统包括在第一节点中提供的第一接收机，该第一接收机光耦合到发射机。第二接收机在第二节点中提供并且光耦合到发射机。第一和第二接收机远离发射机，使得第一信息与第一节点相关联并且第二信息与远离发射机的第二节点相关联。
8.本公开还描述了一种包括本地振荡器激光器的接收机；以及接收多个光子载波和
从本地振荡器激光器提供的光信号的光混合电路。光混合电路提供多种混合产物。光子载波中的一个在第一时隙期间携带第一信息并且在第二时隙期间携带第二信息，第一信息被指定用于接收机并且第二信息被指定用于另一个接收机。接收机还包括光电二极管电路，其接收多个混合产物并输出多个电信号；以及数字信号处理器，其基于多个电信号输出与第一信息相关联的数据。
9.在另一方面，本公开描述了一种发射机，该发射机包括可操作以输出光信号的激光器；数字信号处理器，可操作用于接收用户数据并基于该数据提供多个电信号；以及调制器，可操作用于调制光信号以基于多个电信号提供多个光子载波。多个子载波中的第一子载波携带第一经tdma编码的信息和第二经tdma编码的信息，使得第一经tdma编码的信息指示数据的第一部分，并在第一时隙期间由多个子载波中的第一携带，并且第二经tdma编码的信息指示数据的第二部分并且在第二时隙期间由多个子载波中的第一携带。第一经tdma编码的信息与远离发射机的第一节点相关联，而第二经tdma编码的信息与远离发射机的第二节点相关联。多个子载波的第二子载波携带非tdma编码的第三信息，该第三信息与远离发射机的第三节点相关联。
10.本公开还描述了一种包括发射机的系统。发射机包括可操作以输出光信号的激光器；数字信号处理器，可操作用于接收数据并基于该数据提供多个电信号；以及调制器，可操作用于调制光信号以基于多个电信号提供多个光子载波。多个子载波中的第一在第一时隙期间携带第一信息并且在第二时隙期间携带第二信息，并且多个子载波中的第二携带第三信息。该系统包括在第一节点中提供的第一接收机，第一接收机接收光耦合到发射机。在第二节点中提供第二接收机，第二接收机光耦合到发射机。第一和第二接收机远离发射机，使得第一信息与第一节点相关联并且第二信息与远离发射机的第二节点相关联。在第三节点中提供第三接收机，第三接收机远离发射机，使得第三信息与第三节点相关联。
11.本公开还描述了一种包括本地振荡器激光器的接收机；以及接收多个光子载波和从本地振荡器激光器提供的光信号的光混合电路。光混合电路提供多种混合产物。多个光子载波中的一个在第一时隙期间携带第一信息并且在第二时隙期间携带第二信息，并且多个光子载波中的第二携带第三信息。第一信息被指定用于接收机，而第二和第三信息分别被指定用于另一个第一接收机和另一个第二接收机。接收机还包括光电二极管电路，用于接收多个混合产物并输出多个电信号；以及数字信号处理器，其基于多个电信号输出与第一信息相关联的数据。
12.应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都只是示例性和说明性的，而不是对所要求保护的本发明的限制。
13.包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了几个实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
14.因此，其他方面、特征和优点将从以下详细描述、附图和权利要求中变得明显。
附图说明
15.图1a图示了示出与本公开内容的方面一致的光学子载波的功率谱密度图；
16.图1b、图1c以及图1d示出了与本公开内容的附加方面一致的网络的框图；
17.图2和图3分别示出了根据本公开内容的附加方面的主节点和次节点的框图。
18.图4示出了与本公开内容一致的主节点发射机的示例；
19.图5示出了与本公开内容的另一方面一致的发射机dsp的框图的示例。
20.图6示出了与本公开内容一致的次节点接收机的示例；
21.图7示出了与本公开内容一致的功率谱密度图的另一个示例；
22.图8示出了与本公开内容一致的次节点接收机dsp的示例；
23.图9示出了与本公开内容的附加方面一致的主节点发射机dsp的示例；
24.图10示出了与本公开内容的附加方面一致的主节点中的tdma编码的示例；
25.图11示出了基于与本公开内容一致的tdma编码在指定时隙中携带符号的光子载波的示例；
26.图12示出了与本公开内容一致的次节点tdma解码的示例；
27.图13示出了携带经tdma编码的数据的子载波的示例；
28.图14示出了主节点发射机的一部分，其包括用于选择性地发送根据多址格式(例如tdma)编码的数据的电路；
29.图15示出了用于选择性地接收经tdma编码的数据的次节点接收机的一部分；
30.图16示出了次节点发射机的框图；
31.图17示出了次节点发射机数字信号处理器(dsp)的框图；
32.图18示出了主节点接收机的框图；
33.图19示出了主节点接收机dsp的框图；
34.图20示出了包括在次节点发射机dsp中的突发tdma调度器和突发时隙电路的示例；
35.图21示出了与本公开内容的方面一致的、时隙ts中的数据或信息的传输；
36.图22示出了与本公开内容的另一方面一致的、与一个子载波相关联的主节点接收机tdma解码电路的示例；
37.图23示出了与本公开内容的另一方面一致的次节点发射机304的示例；
38.图24示出了主节点接收机的另一个示例；
39.图25示出了与本公开的一个方面一致的系统的简单框图；
40.图26示出了与本公开的另一方面一致的时隙；
41.图27示出了与本公开一致的功率谱密度图的另一个示例；
42.图28示出了与本公开一致的有限脉冲响应滤波器的示例；
43.图29图示了来自不同次节点的数据的到达时间；
44.图30是根据本公开的方面确定飞行时间和数据传输定时的方法的流程图；
45.图31是用于与本公开一致的调度时隙的方法的流程图；
46.图32是示出时间集线器请求和叶响应时间以及对应的tof时间的示例的图；
47.图33示出了具有各种示例tof时间的表格；以及
48.图34示出了与本公开的另一方面一致的示例时序图。
具体实施方式
49.根据本公开内容，提供了一种网络或系统，其中集线器或主节点可以与多个叶节点或次节点进行通信。集线器节点可以操作或具有可以大于叶节点的容量。因此，可以部署
相对便宜的叶节点，这些叶节点从集线器节点接收携带光信号的数据并将携带光信号的数据提供给集线器节点。例如，一个或多个连接可以将每个叶节点耦合至集线器节点，由此每个连接可以包括例如光纤、光放大器和光分插复用器的一个或多个跨段或段。与本公开内容的方面一致，可以通过这样的连接来发送光子载波。子载波可以由激光器和调制器组合产生，从而不需要多个激光器和调制器，并且可以降低成本。此外，子载波可以使用多址技术使用，例如频分复用(fdm)和时分多址(tdma)，使得主节点可以与相对大量的次节点进行通信。此外，可以提供带外控制信道以携带从主节点到次节点以及从次节点到主节点的oam信息。
50.现在将详细参考本公开内容的当前实施例，实施例的示例在附图中示出。在所有附图中将尽可能使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。
51.图1a示出了与本公开内容一致的功率谱密度(psd)对频率的图100。曲线图100标识多个子载波sc1至scn，其可由下文更详细描述的发射机提供或输出。子载波sc1至scn中的每个子载波可以具有多个频率f1至fn中的相应频率，以及频谱宽度w1至wn中的相应频谱宽度。在一个示例中，子载波的一半，sc1至scn/2，具有小于发射机中提供的激光器的频率f0的相应频率f1至fn/2；并且子载波的一半，scn/2 1至scn，具有大于f0的相应频率fn/2 1至fn。
52.在一个示例中，子载波sc1至scn是奈奎斯特子载波，它们是一组光信号，每个光信号都携带数据，其中(i)组内每个这样的光信号的频谱足够不重叠，使得光信号在频域中保持相互区分，并且(ii)该组光信号是通过来自单个激光器的光的调制产生的。通常，每个子载波可以具有至少等于最小奈奎斯特带宽的光谱带宽，其由这样的子载波的波特率确定。
53.图1b-图1d示出了与本公开内容一致的、其中可以发送子载波sc1至scn的通信系统的示例。
54.图1b示出了主节点110和次节点112之间的连接102的示例，包括光纤链路。在一个示例中，包括子载波sc1到scn的调制光信号可以在下行链路方向沿光纤链路从主节点110输出到次节点112。可以在连接102的同一光纤链路上在上行链路方向上从次节点112向主节点110发送更多的光信号。
55.图1c示出了系统103或聚合网络的示例，其中主节点110可以与多个次节点112-1至112-n通信。系统103可以采用频分复用(fdm)，其中包括子载波sc1至scn的调制光信号从主节点110输出到复用器/解复用器(mux/demux)114，复用器/解复用器114进而将下行链路方向上的每个子载波提供给次节点112-1至112-n中的相应次节点。此外，次节点112-1至112-n中的每个次节点可以在上行链路方向上将子载波sc1至scn中的相应子载波提供给复用器/解复用器114。复用器/解复用器114进而可以向主节点110提供包括组合子载波sc1到至scn的复用输出。
56.或者，复用器/解复用器114可以包括拆分器/组合器，为了提供子载波sc1至scn中的每个子载波的功率拆分部分，可以将其提供给次节点112-1至112-n中的相应次节点，并且从次节点112-1至112-n输出的子载波sc1至scn可以由拆分器/组合器组合并输出到主节点110。
57.除了fdm之外或与fdm相结合，可以采用多址技术，例如时分多址(tdma)技术，使得旨在用于次节点112-1至112-n中的特定一个次节点的数据或用户数据可以在这样的节点
处被检测到并输出给用户。下文更详细地描述了这样的多址技术。
58.图1d示出了聚合网络120的示例，其中主节点110提供包括子载波sc1至scn的调制光信号。在该示例中，可以将子载波sc1至scn提供给复用器/解复用器122，复用器/解复用器122可以将这些子载波与其他子载波进行组合。子载波sc1到scn然后可以被引导通过一个或多个光纤段、光分插复用器、放大器或其他网络元件，统称为网络元件124，去往另一个复用器/解复用器126，该复用器/解复用器126可以对子载波sc1至scn进行分离或解复用，并且将每个子载波引导到或提供给拆分器/组合器128-1至128-n中的相应一个。每个拆分器/组合器128-1至128-n进一步将子载波sc1至scn中的相应子载波的功率拆分部分提供给相应的次节点组130-1至130-n，每个次节点组包括m个次节点(112-1-1至112-1-m；112-2-1至112-2-m；......112-n-1至112-n-m)，其中n和m是整数。在一个示例中，如下文所讨论的，可以采用多址技术来将子载波sc1至scn中的特定一个子载波携带的数据从主节点110引导到期望的次节点或节点组。此外，这样的技术可用于上行链路和下行链路方向。
59.图2更详细地示出了主节点110。主节点110可以包括提供包括子载波sc1至scn的调制光信号的发射机202，以及可以接收包括这些子载波但携带源自诸如节点112-1至112-n的次节点的数据的另一个调制光信号的接收机204。
60.图3示出了次节点112之一的框图，其可以包括接收一个或多个子载波(例如子载波sc1)的接收机电路302和提供包括这样的子载波的调制光信号的发射机电路304。
61.图4更详细地示出了主节点110的发射机202。发射机202包括数字信号处理器(dsp)402(下文更详细地描述)，其可以接收输入数据或数据流sc数据1至sc数据n。基于这些数据流，dsp 402可以向d/a和光学块401提供多个输出，包括数模转换(dac)电路404-1至404-2，其将从dsp 402接收的数字信号转换为相应的模拟信号。d/a和光学块401还包括驱动电路406-1至406-2，其从dac 404-1至404-4接收模拟信号，对这些模拟信号的电压或其他特性进行调整以向调制器410-1至410-4中的相应调制器提供驱动信号。
62.d/a和光学块401还包括调制器410-1至410-4，每个调制器可以是马赫-曾德尔(mach-zehnder)调制器(mzm)，其对具有频率f0的来自激光器408的光输出的相位和/或幅度进行调制。如图4进一步所示，从激光器408(也包括在块401中)输出的光被分离，使得光的第一部分被提供给包括mzm 410-1和410-2的第一mzm配对，并且光的第二部分被提供给包括mzm 410-3和410-4的第二mzm配对。光的第一部分被进一步拆分为第三和第四部分，使得第三部分由mzm 410-1调制以提供调制光信号的x(或te)极化分量的同相(i)分量，并且第四部分由mzm 410-2调制并被馈送到移相器412-1以将这样的光的相位移动90度，以便提供调制光信号的x极化分量的正交(q)分量。类似地，光的第二部分被进一步拆分为第五和第流部分，使得第五部分由mzm 410-3调制以提供调制光信号的y(或tm)极化分量的i分量，并且第六部分由mzm 410-4调制并被馈送到移相器412-2以将这样的光的相位移动90度，以便提供调制光信号的y极化分量的q分量。
63.对mzm 410-1和410-2的光输出进行组合以提供包括i和q分量的x极化光信号，并且被馈送到框401中提供的极化光束组合器(pbc)414。此外，对mzm 410-3和410-4的输出进行组合以提供被馈送到极化旋转器(该极化旋转器进一步在框401中提供)的光信号，该极化旋转器对这样的光信号的极化进行旋转以提供具有y(或tm)极化的调制光信号。y极化调制光信号也被提供给pbc 414，pbc 414对x和y极化调制光信号进行组合以将经极化复用
(“双极化”)的调制光信号提供到例如光纤416上。
64.从d/a和光学块401输出的极化复用光信号包括上述子载波sc1至scn，使得每个子载波具有x和y极化分量以及i和q分量。此外，每个子载波sc1至scn可以与数据流sc数据1至sc数据n中的相应数据流相关联或对应。
65.图5更详细地示出了dsp 402的示例。如图5所示，tx dsp 402可以包括fec编码器502-1至502-n，每个编码器可以从多个数据源中的各个数据源接收多个独立的输入数据比特流中的一个(sc数据1至sc数据n)，并且对这些输入数据流中的相应输入数据流执行纠错编码，例如通过添加奇偶校验比特。fec编码器502-1至502-n可以提供子载波之间的定时偏斜以校正由上述节点110和112-1至112-n之间的链路引起的偏斜。
66.fec编码器502-1至502-n中的每个fec编码器向多个比特到符号电路504-1至504-n(在本文中统称为“504”)中的相应电路提供输出。每个比特到符号电路504可以将编码比特映射到复平面上的符号。例如，比特到符号电路504可以将四比特映射到双极化qpsk星座图中的符号。比特到符号电路504中的每个电路向dsp部分503提供与sc数据1相关联的、具有复数表示xi j*xq的第一符号。指示这样的第一符号的数据由经极化复用的调制光信号的x极化分量携带。
67.比特到符号电路504中的每个电路还可以向dsp部分503提供第二符号。这样的第二符号具有复数表示yi j*yq，也与sc数据1相关联。然而，指示这样的第二符号的数据由经极化复用的调制光信号的y极化分量携带。
68.如图5进一步所示，来自比特到符号电路504中的每个电路的每个第一符号被提供给第一重叠和保存缓冲器505-1至505-n中的例如可以缓冲256个符号的相应缓冲器(本文中统称为重叠和保存缓冲器505)。重叠和保存缓冲器505中的每一个可以一次从比特到符号电路504中的相应电路接收128个第一符号或其他数量的这样的符号。因此，重叠和保存缓冲器505可以将来自比特到符号电路505的128个新符号与从比特到符号电路505接收的先前128个符号进行组合。
69.每个重叠和保存缓冲器505将时域中的输出提供到快速傅立叶变换(fft)电路506-1至506-n(统称为“fft 506”)中的相应一个。在一个示例中，输出包括256个符号或其他数量的符号。fft 506中的每个fft使用例如快速傅立叶变换将接收到的符号转换到频域。fft 506中的每个fft可包括256个存储器或寄存器，也被称为频率仓，其存储与输入符号相关联的频率分量。复制器组件507-1至507-n中的每一个可以复制与fft 506相关联的256个频率分量并且将这些分量存储在多个复制器组件中的相应一个复制器组件中的512个或其他数量的频率仓(例如，用于子载波的基于t/2的滤波)。该复制可能会增加采样率。
70.脉冲成形滤波器电路508-1至508-n中的每一个可以将脉冲成形滤波器应用于存储在多个复制器组件507-1至507-n中的各个复制器组件的512个频率仓中的数据，从而提供多个经滤波输出中的各个经滤波输出，这些输出被复用并经过逆fft，如下所述。脉冲成形滤波器电路508-1至508-n计算符号和期望频谱之间的转变，使得子载波可以在信道上被打包在一起，例如，具有紧密的频率间隔。例如，脉冲成形滤波器电路508-1至508-n还可用于在子载波之间引入定时偏斜以校正由图1b-图1c中所示的节点之间的链路引起的定时偏斜。复用器组件509(其可以包括复用器电路或存储器)可以接收来自脉冲成形滤波器电路508-1至508-n的经滤波的输出，并将这些输出复用或组合在一起以形成元素向量。
71.接下来，ifft电路或组件510-1可接收元素向量并基于逆快速傅立叶变换(ifft)提供相应的时域信号或数据。在一个示例中，时域信号可以具有相同速率的64千兆样本/秒。取最后一个缓冲器或存储器电路511-1可以选择来自ifft组件510-1的最后1024个或其他数量的样本，并以例如64千兆样本/秒的速率将样本输出到dac 404-1和404-1。如上所述，dac 404-1与x pol信号的同相(i)分量相关联并且dac 404-2与y pol信号的正交(q)分量相关联。因此，与复数表示xi jxq一致，dac 404-1接收与xi相关联的值，并且dac 404-2接收与jxq相关联的值。如上所述，基于这些输入，dac 404-1和404-2分别向mzmd 406-1和mzmd 406-2提供模拟输出。
72.如图5进一步所示，比特到符号电路504-1至504-n中的每个比特到符号电路输出表示由光纤416上输出的经极化复用的调制光信号的y极化分量携带的数据的符号中的相应符号。如上所述，这些符号可以具有复数表示yi j*yq。每个这样的符号可由重叠和保存缓冲器515-1至515-n中的各个、fft电路516-1至516-n中的各个、复制器组件或电路517-1至517-n中的各个、脉冲成形滤波器电路518-1至518-n、复用器或存储器519、ifft 510-2进行处理，并取最后一个缓冲器或存储器电路511-2，以便以和上文中从最后电路511-1生成经处理符号xi j*xq输出所讨论的方式类似或相同的方式来提供具有表示yi j*yq的经处理符号。此外，将符号分量yi和yq分别提供给dac 404-3和404-4。基于这些输入，dac 404-3和404-4分别向mzmd 406-3和mzmd 406-4提供模拟输出，如上所述。
73.虽然图5将dsp 402示为包括特定数量和排列的功能组件，但在一些实施方式中，dsp 402可以包括附加的功能组件、更少的功能组件、不同的功能组件或不同排列的功能组件。
74.如上所述，基于mzmd 406-1至406-4的输出，多个光子载波sc1至scn可以被输出到耦合至主节点110的光纤416上。可以向图1b-图1d和图2中的一个或多个次节点112提供光子载波sc1至scn。接下来将参考图6来描述次节点112之一中的接收机电路302的示例。
75.如图6所示，光接收机302可以包括rx光学器件和a/d块600，其与dsp 650结合可以执行相干检测。模块600可以包括具有第一(605-1)和第二(605-2)输出)的极化拆分器605、本地振荡器激光器610、90度光学混合器或混合器620-1和620-2(概括地被称为混合混合器620，单独被称为混合混合器620)、检测器630-1和630-2(概括地被称为检测器630，单独被称为检测器630，每个检测器630包括单个光电二极管或平衡光电二极管)、ac耦合电容器632-1和632-2、跨阻放大器/自动增益控制电路tia/agc 634-1和634-2、adc 640-1和640-2(概括地被称为adc 640，单独被称为adc 640)，以及rx dsp 650。本机振荡器610、混合混合器620、检测器630、adc 640和rx dsp 650可以对应于针对图6描述的类似组件。
76.极化分束器(pbs)605可以包括接收输入极化复用光信号的极化拆分器，该输入极化复用光信号包括光子载波sc1至scn，并且由光纤链路601提供，光纤链路601可以包括上述光纤416。pbs 605可以将输入光信号拆分成两个x和y正交极化分量。混合混合器620可以将x和y极化分量与来自本地振荡器激光器610的光进行组合。例如，混合混合器620-1可以将第一极化信号(例如，具有从pbs端口605-1输出的第一或x(te)极化的入向光信号的分量)与来自本地振荡器610的光进行组合，并且混合混合器620-2可以将第二极化信号(例如，具有从pbs端口605-2输出的第二或y(tm)极化的入向光信号的分量)与来自本地振荡器610的光进行组合。在一个示例中，可以在pbs输出605-2处提供极化旋转器以便对y分量极
化进行旋转以具有x极化。
77.检测器630可以检测从光混合器输出的混合产物，以形成相应的电压信号，这些信号受到电容器632-1和632-1的ac耦合，以及tia/agc 634-1和634-2的放大和增益控制。tia/agc 634-1和634-2以及adc 640的输出可以将电压信号转换为数字样本。例如，两个检测器或光电二极管630-1可以检测x极化信号以形成相应的电压信号，并且相应的两个adc 640-1可以将电压信号在放大、增益控制和ac耦合之后转换为第一极化信号的数字样本。类似地，两个检测器630-2可以检测经旋转的y极化信号以形成相应的电压信号，并且相应的两个adc 640-2可以将电压信号在放大、增益控制和ac耦合之后转换为第二极化信号的数字样本。rx dsp 650可以对与x和y极化分量相关联的数字样本进行处理以输出与子载波之一相关联的数据，例如，与之相关联的数据sc1，其可以作为由子载波之一携带的输出数据输出。
78.虽然图6将光接收机302示为包括特定数量和排列的组件，但在一些实施方式中，光接收机302可以包括附加的组件、更少的组件、不同的组件或不同排列的组件。可以选择检测器630和/或adc 640的数量来实现能够接收极化分集信号的光接收机302。在某些情况下，图6中所示的组件之一可以执行本文中描述的由图6中所示的组件中的另一个组件执行的功能。
79.在一个示例中，为了选择远程节点处的特定子载波，可以对本地振荡器610进行调谐以输出具有相对接近于所选择的子载波波长的波长的光，从而导致在本地振荡器光与所选择的子载波之间的跳动。对于其他未被选择的子载波，这样的跳动要么不会发生，要么将会显著衰减，以便由dsp 650检测和处理所选择的子载波携带的数据。在图6所示的示例中，本地振荡器波长的适当调谐使得能够选择携带指示数据sc1的信号或数据的子载波之一(例如sc1)，如下所述。因此，子载波可以通过网络100有效地路由到特定节点中的期望接收机。
80.因此，在可以包括在节点10、20、30和40中的每个节点接收机(例如接收机302)处，本地振荡器激光器(例如610)可以被调谐为具有接近携带指示要从dsp(例如dsp 650)输出的期望客户端数据的信号和数据的子载波之一的波长。这样的调谐可以通过调节流经本地振荡器610的温度或电流来实现，本地振荡器610可以包括半导体激光器，例如分布式反馈(dfb)激光器或分布式布拉格(bragg)反射器(dbr)激光器。因此，不需要在每个接收机中选择携带所期望数据流的光信号的不同光组件。相反，如上所述，可以在每个节点(例如网状网络中的节点)的接收机部分中证明相同或基本相同的电路，并且可以通过将本地振荡器激光器调谐到所期望的跳动波长来实现信号或数据选择。
81.如图6进一步所示，dsp 650可以具有输出652，使得基于这样的输出，可以控制提供给本地振荡器激光器610的温度或电流。在温度控制的情况下，可以在本地振荡器激光器610附近提供薄膜加热器，并且可以基于输出652向这样的加热器提供适当的电流，以便将激光器610加热到期望的温度。dsp 650中的控制电路可以产生输出或控制信号652。或者，可以在dsp 650之外提供这样的电路。另外，可以通过基于控制信号652改变提供给激光器610的电流来调整本地振荡器激光器610的频率。
82.图7示出了这样的示例：其中从本地振荡器激光器610输出的光的频率flo可以调谐到频率f1，以便选择与子载波sc1相关联的数据sc1并将其从dsp 650输出。通过以与上述
类似的方式调谐flo，在一个示例中，flo可以被调整为与子载波频率f1基本相同但不等于子载波频率f1。结果，入向光学子载波sc1将与从本地振荡器610输出的光一起跳动，使得sc1可以被光学混合器620-1和620-2解调并且如上所述被处理以输出数据sc1。以类似的方式，可以调谐频率flo以选择与其余子载波sc2至scn相关联或由其携带的数据。
83.图8示出了图6中所示的接收机数字信号处理器(dsp)650的示例的示例性组件。dsp 650可以包括重叠和保存缓冲器805-1和805-2、fft组件或电路810-1和810-2、色散(cd)均衡器组件(cdeq)或电路812-1和812-2、极化模色散(pmd)均衡器组件或电路825、ifft组件或电路830-1和830-2、载波恢复组件或电路840-1和840-2、符号到比特组件845-1和845-2，以及fec解码器860。
84.如上所述，模数(a/d)电路640-1输出与提供给其的模拟输入相对应的数字样本。在一个示例中，每个a/d电路可以以64千兆样本/秒的速率提供样本。数字样本与x极化光子载波sc1携带的符号相对应，并且可以用复数xi jxq表示。数字样本可以提供给重叠和保存缓冲器805-1-2。fft组件810-1可以例如从重叠和保存缓冲器805-1接收2048个向量元素，并且使用例如快速傅立叶变换(fft)将向量元素转换到频域。作为执行fft的结果，fft组件810-1可以将2048个向量元素转换为2048个频率分量，每个频率分量都存储在寄存器或“仓”或其他存储器中。
85.在该示例中，然后将频率分量提供给cdeq 812-1，cdeq 812-1可以包括有限冲激响应(fir)滤波器，该滤波器校正、偏移或减少所发送的光学子载波sc1的色散的影响或与其相关联的错误。cdeq 812-1向极化模色散(pmd)均衡器电路825提供输出。在一个示例中，每个cdeq包括有限冲激响应滤波器(fir)，如下文更详细描述的。
86.注意，从a/d电路640-2输出的与子载波sc1的y极化分量相关联的数字样本可以用与从a/d电路640-1输出并与子载波sc1的x极化分量相关联的数字样本的处理方式类似的方式来进行处理。即，重叠和保存缓冲器805-2、fft 810-2和cdeq 812-2可以分别具有与缓冲器805-1、fft 810-1和cdeq 812-1相同或相似的结构并以与其相同或相似的方式进行操作。例如，在该示例中，cdeq 812-2可以包括fir滤波器，fir滤波器校正、偏移或减少所发送的光学子载波sc1的色散的影响或与其相关联的错误。例如，cdeq 812-1、cdeq 812-2向pmdeq 825提供输出。
87.pmd组件825可包括另一个fir滤波器，其校正、偏移或减少所发送的子载波(例如子载波sc1)的pmd的影响或与pmd相关联的错误。pmd组件向ifft组件830-1提供第一输出，ifft组件830-1根据例如快速傅立叶逆变换(ifft)将256个元素的向量(在该示例中)转换回时域作为256个样本。
88.从ifft 830-1输出的时域信号或数据被提供给载波恢复电路或组件840-1，载波恢复电路或组件840-1可以应用载波恢复技术来补偿发射机(例如，激光器408)和接收机(例如，本地振荡器激光器610)的线宽。在一些实施方式中，载波恢复组件840-1可以执行载波恢复以补偿发射信号与来自本地振荡器610的光之间的频率和/或相位差。在载波恢复之后，与x极化分量相关联的数据可以被表示为星座图(例如qpsk星座图或与其他调制形式相关联的星座图，例如m正交幅度调制(qam)，m为整数)中具有复数表示xi j*xq的符号。在一些实施方式中，载波恢复组件840-1的输出可用于更新包括在pmd组件825中的fir滤波器的抽头。
k中的相应一个。缓冲器1305-1中的每个缓冲器包括临时存储数据流sc1-1至sc1-k中的相应一个数据流的连续部分的存储器。缓冲器1305-1中的每个缓冲器在可用时隙期间可操作地输出这样的数据部分。fec编码器电路1306-1-1至1306-1-k中的每个fec编码器电路接收从缓冲器1305-1中的相应缓冲器输出的数据部分，如上所述，根据纠错码对接收的数据比特进行编码。编码数据流接下来被提供给比特到符号电路1308-1-1至1308-1-k中相应的一个，这些比特到符号电路共同对应于图9中所示的比特到符号电路1308-1。比特到符号电路1308-1-1至1308-1-k中的每一个将编码比特映射到符号，如上所述。由这样的映射产生的符号具有复数表示xi j*xq(x极化的x符号)和yi j*yq(y极化的y符号)，并被提供给tdma编码电路1310-1，tdma编码电路1310-1包括tx突发时隙缓冲器电路1309-1-1至1309-1-k以及加法器或加法器电路1408和1410。tx突发时隙缓冲器电路1309-1-1至1309-1-k中的每一个临时存储来自比特到符号映射电路1308-1-1至1308-1-k中的相应一个的输出。
99.在一个示例中，提供给突发时隙缓冲器电路1309和从突发时隙缓冲器电路1309输出的数据可以是分组的一部分。这样的分组部分可以在每个叶节点或次节点中提供的缓冲器中发送和累积(参见下文对缓冲器1207的描述)。在一个示例中，一旦由次节点接收并存储在缓冲器中的数据量达到阈值(在另一示例中，阈值指示已经接收到分组)，然后从叶节点输出这样的分组。
100.在另一个示例中，输入到缓冲器电路1305-1至1305-k的数据流sc1-1至sc1-k可以具有相同或不同的平均数据速率。例如，数据流sc1-1至sc1-k中的每个数据流可以以5g比特/秒的相同平均速率提供数据。在这样的情况下，可以为每个数据流分配相同数量的时隙，例如图21中所示的时隙ts，由此每个时隙中携带的数据或信息指示每个数据流sc1-1至sc1-k的数据。在另一个示例中，这些数据流中的一个数据流(例如数据流sc1-1)，可以以更高的平均速率提供数据(例如10g比特/秒)并且在这样的情况下，可以为数据流sc1-1分配两倍于其余数据流sc1-2至sc1-k的时隙。
101.如图10进一步所示，在一个示例中，tdma调度器电路2002可以提供控制信号tx突发时隙缓冲器电路1309-1至1309-k以便对从每个突发时隙电路输出到加法器1408和1410的x和y符号进行同步。结果，例如，与数据比特sc1-1相关联的符号在由调度器电路2002输出的控制信号指示的指定时隙期间从突发时隙电路2004-1输出。类似地，基于从tdma调度器2002输出的其他控制信号，在指定的时隙期间将与数据比特或流sc1-2至sc1-k相关联的符号输出到加法器1408和1410。因此，加法器电路1408将时分复用符号提供给重叠和保存缓冲器505-1，并且加法器电路1410将时分复用符号输出给重叠和保存缓冲器515-1，二者都与子载波sc1相关联。
102.以类似的方式，多址编码器电路1310-2到1310-n将时分复用符号提供给相应的重叠和保存缓冲器505-2至505-n和515-2至515-n。如上所述，这些重叠和保存缓冲器电路中的每一个以及重叠和保存缓冲器电路505-1和515-1与图5中所示的其余电路一起操作以提供供应给dac 404的输出，dac 404进而向驱动器电路406提供信号，驱动器电路406将驱动信号输出到mzm 410(参见图4)。因此，mzm以与上述类似的方式提供光子载波。然而，在当前示例中，光子载波携带经tdma编码的信息，由此光载波在时隙中携带数据或信息，使得例如每个时隙与指定用于由特定次节点接收的信息相关联并携带该信息。
103.即，图11示出了携带指示时分复用符号或信息的数据的结果子载波sc1至scn，由
此一个或多个符号与指定时隙相关联并由调度器2002在指定时隙期间发送。在一个示例中，每个这样的时隙对应于旨在接收和处理在该时隙期间发送的符号或信息的特定次节点112。从编码器1310-1至1310-n输出的符号由dsp部分503以类似于上文参考图4描述的方式处理。因此，例如由mzm 410共同构成的主节点调制器可操作以基于从dsp 402输出的多个电信号来对光信号进行调制以提供多个光子载波，从而使得多个子载波中的第一载波(例如，sc1)携带经tdma编码的信息，由此指示输入到dsp 402的数据的第一部分(例如，sc1-1数据比特)的第一信息在第一时隙中由sc1携带，而指示数据的第二部分(例如，sc1-2数据比特)的第二信息在第二时隙中由sc1携带，第一信息与远离发射机的第一节点(例如次节点112中的第一次节点)相关联，而第二信息与远离发射机的第二节点(例如次节点112中的第二次节点)相关联。这些时隙与图21中所示的时隙类似。
104.如上所述，一个或多个光子载波可以被提供给次节点112的接收机302。上文结合图6描述了接收机302的结构和操作。图11中所示的子载波可由接收机302以与上文结合图6和8所述的方式类似的方式检测。即，光信号子载波可以与光混合器620中的本地振荡器光混合，所得混合产物由光电二极管630转换为电信号，并且从光电二极管输出的电信号可以电容耦合到tia和agc电路634。agc电路的模拟输出然后可以由a/d电路640转换成数字信号并且提供给dsp 650。
105.dsp 650中由电路805、810、812、825、830和840进行的进一步处理与上文结合图8所描述的处理类似。
106.如上文结合图9所述，多址编码器还可以对从主节点110到多个次节点112以及从多个次节点112到主节点110的tdma传输的符号进行编码。接下来将描述与本公开内容的另一方面一致的这样的tdma传输。
107.接下来将参考图12描述在次节点处对接收的tdma光子载波的处理。这样的处理与上文结合图6和图8描述的处理类似。然而，在图12中，来自次节点载波恢复电路840-1和840-2的第一(xi j*xq或与x极化相关联的符号)和第二(yi j*yq或与y极化相关联的符号)符号输出被提供给突发解调器电路1204，在突发tdma调度器电路1202的控制下，在一个示例中，突发解调器电路1204被同步以选择在与特定次节点112相关联的时隙中发送的一个或多个符号。所选择的符号被提供给符号到比特映射电路845-1和845-2以供进一步处理，如上文结合图8所描述的。即，电路845-1和845-2的输出被提供给fec解码器860，fec解码器860基于前向纠错码对这些输出进行解码，前向纠错码可以对应于上述fec码。在图12中，fec解码器860的输出被馈送到存储器或缓冲器1207。在一个示例中，例如，缓冲器1207对从解码器860输出的数据进行存储，直到接收到足够的量以构成分组。此时，数据其输出。或者，缓冲器1207输出数据直到接收到的数据量超过阈值量，如上所述，这可以指示整个分组已经被接收并且可用于输出。
108.如上所述，控制信道信息可以包括通过带内或带外控制信道从主节点110发送到次节点112的编码信息。在一个示例中，带外或带内控制信道可以用与上述方式类似的方式向每个次节点112提供定时和同步信息以及标识信息，使得每个次节点被同步以检测与该特定次节点相对应的时隙中的数据。类似地，提供给某个次节点的同步和定时信息可以随时间变化，使得随着次节点112被添加到网络或从网络中移除，被发送到次节点的同步和定时信息反映新的网络配置，使得每个次节点与携带旨在用于该特定节点的数据或符号的特
定时隙相关联。
109.因此，如上所述，与主节点110通信的次节点112的数量可以变化，并且可以在主节点和次节点之间交换控制信道信息，从而将当前网络配置传送到所有节点。因此，即使与主节点110通信的次节点112的数量可能随时间变化，但每个次节点仍可继续接收其预期数据并将数据发送到主节点110。
110.在上述示例中，采用时分多址技术使得高容量主节点110可以提供子载波，每个子载波都以高数据速率(例如100g比特/秒或25g比特/秒)携带数据，用于与在次节点112中提供的多个较低速率接收机的下游通信。
111.与本公开内容的另一方面一致，某些子载波(例如图13中的sc2至scn)可以携带经tdma编码的数据或信息，而其他子载波(例如sc1)则不携带。结果，例如，某些子载波可用于多址接入，而其他子载波可提供由单个次节点112接收的数据光信号。图14中示出了dsp 1402中用于选择性地生成符号以输出这两种类型的子载波的一部分的示例。
112.dsp部分1402包括例如接收sc1-1数据的开关。在开关控制信号的控制下，开关选择性地将sc1-1数据输出到输入块1304-1(参见图10)或fec编码器502-1。如果不需要tdma编码，则将sc1-1数据提供给fec编码器502-1。在那种情况下，数据以与上述类似的方式被编码并且被提供给比特到符号映射器电路504-1。如上所述，比特到符号映射器电路504-1将编码数据映射到表示为xi j*xq(x个极化符号)和yi j*yq(y个极化符号)的符号。从电路504-1输出的x和y符号被提供给开关sw2，开关sw2选择性地将这样的x和y符号提供给上述相应的重叠和保存缓冲器。在那种情况下，整个子载波，例如sc1-1，携带与次节点中的一个相关联的数据。在该示例中，这样的数据不是时分复用的，并且子载波也不携带旨在用于其他次节点的数据。
113.然而，如果需要tdma编码，则sc1-1数据由开关sw1选择性地与包括在数据流sc1-2至sc1-k中的数据一起输出到输入块1304-1。如上所述，块1304-1输出携带经tdma编码的信息或数据的x和y符号。这样的tdma编码符号也被提供给开关sw2，开关sw2选择性地将接收到的符号提供给相应的x极化和y极化重叠和保存缓冲器用于进一步处理，并以与上述类似的方式生成光子载波sc1。因此，开关sw2选择性地将从电路504-1或1304-1输出的符号提供给上述x-pol和y-pol重叠和保存缓冲器以供进一步输出。
114.因此，dsp部分1402可以选择性地输出tdma编码的符号或者非tdma编码的符号，使得在该示例中，子载波sc1携带基于开关sw1和sw2的配置也或者是tdma编码的或者非tdma编码的信息或数据。应当理解，还可以提供具有与上文结合图14所描述的结构和操作类似的结构和操作的附加dsp部分，以便其余的子载波sc2至scn可以选择性地携带经tdma编码的信息或非tdma编码的信息，如图13所示。
115.在另一个示例中，携带非tdma编码的信息的子载波(例如，sc1)携带与远离主节点110中的发射机的第一次节点112相关联的信息。另一方面，在该示例中，子载波sc2分别在第一和第二时隙期间携带第一和第二经tdma编码的信息。第一时隙分别与第二和第三次节点112相关联。
116.接下来将参考图15描述例如在次节点中由子载波sc1携带的数据的选择性处理，其中载波恢复电路840-1和840-2的输出选择性地携带经tdma编码的信息或非tdma编码的信息。即，例如，如果载波恢复电路840-1和840-2的输出是tdma编码的，则开关sw1和sw2被
配置为向突发解调器电路1204提供这样的输出，突发解调器电路1204在突发tdma调度器1202提供的信号的控制下，以上述结合图12描述的方式对电路840-1和840-2的输出进行进一步处理和解调，以便输出与和预期的次节点相关联的特定时隙相关联的数据，即sc1-1数据。如果电路840-1和840-2的输出非tdma编码的，则开关sw1和sw2被配置为：绕过突发解调器1204，将载波恢复电路840的输出直接提供给符号到比特电路845，使得载波恢复输出由符号到比特电路845-1和845-2以及fec解码器860以与上文结合图8描述的方式类似的方式处理，以便将数据输出到开关sw3。例如，如果来自fec解码器860的输出与到次节点的tdma不相关联，则这样的数据从开关sw3直接输出到用户。另一方面，如果数据式基于发送到次节点的经tdma编码的信息而输出的，则这样的数据例如被提供给缓冲器1207。如上所述，在一个示例中，缓冲器1207累积从解码器860输出的数据，直到缓冲器1207中存储的数据量超过阈值，这可以指示已经从解码器860输出分组。一旦达到或超过阈值，缓冲器1207就将存储在其中的数据或用户数据输出给用户。
117.上述示例中开关sw1、sw2和sw3的控制可以基于带内或带外信道携带的控制信道数据或信息，例如如上所述的专用于携带这样的信息的子载波边带或子载波。
118.与本公开内容的另一方面一致，次节点可能被超额订用，使得次节点的集体容量或带宽超过主节点的集体容量或带宽。然而，通常情况下，所有次节点可能不需要同时与主节点通信。因此，基于以与上述类似或相同的方式在主节点和次节点之间交换的控制信道信息，某些节点可以被激活或去激活以接收或发送数据，从而优化包括这些节点的网络的使用。
119.在上文结合图4-图15描述的示例中，在下行链路中发送子载波。接下来将描述从次节点到主节点的子载波的上行链路传输。
120.图16更详细地示出了次节点发射机304。发射机304可以包括接收输入数据sc data 1’的dsp 2002。这样的输入数据由d/a处理以便将电数字信号提供给d/a和具有与块401类似结构的光学块2001(见图4)。基于这样的数字信号，d/a和光学块2001可以输出经调制的光信号。例如，d/a和光学块2001与块401一样，包括以与图4所示的方式类似布置和连接的d/a转换器电路、驱动器电路以及mz调制器，以便基于从dsp 2002输出的数字信号将调制光信号输出到主节点110。然而，在图20所示的示例中，调制光信号包括一个子载波sc1’，其具有x和y极化分量，而不是如图4所示的示例中的多个子载波。在另一示例中，sc1’具有频率f1并且在与将子载波sc1提供给次节点112中的至少一个次节点的光纤不同的光纤上输出。
121.图17更详细地示出了dsp 2002。dsp 2002可包括fec编码器1702，其可以从数据源接收输入数据流sc数据1’，并对输入数据流执行纠错编码，例如通过添加奇偶校验比特。fec编码器1702还可以提供子载波之间的定时偏斜以校正由上述节点110和112-1至112-n之间的链路引起的偏斜。
122.fec编码器1702向比特到符号电路1704提供输出，比特到符号电路1704可以将编码比特映射到复平面上的符号。例如，比特到符号电路1704可以将四比特映射到双极化qpsk星座图中的符号。比特到符号电路1704电路提供与sc数据1’相关联的、具有复数表示xi j*xq的第一符号。指示这样的第一符号的数据由从d/a和光学块2001输出的经极化复用的调制光信号的x极化分量携带。
123.比特到符号电路1704还可以提供第二符号，其具有复数表示yi j*yq，也与sc数据1’相关联。然而，指示这样的第二符号的数据由从d/a和光学块2001输出的经极化复用的调制光信号的y极化分量携带。
124.如图17进一步所示，从比特到符号电路1704输出的第一符号中的每个第一符号被提供给重叠和保存缓冲器或存储器1705，其可以缓冲例如256个符号。重叠和保存缓冲器1705可以一次从比特到符号电路1004接收128个第一符号或其他数量的这些符号。因此，重叠和保存缓冲器1705可以将来自比特到符号电路1705的128个新符号与从比特到符号电路1705接收的先前128个符号进行组合。
125.重叠和保存缓冲器1705将时域中的输出提供到快速傅立叶变换(fft)电路1706。在一个示例中，输出包括256个符号或其他数量的符号。fft 1706使用例如快速傅立叶变换将接收到的符号转换到频域。fft 1706可以包括256个存储器或寄存器，也被称为频率仓，其存储与输入符号相关联的频率分量。复制器组件1707可以复制与fft 1706相关联的256个频率分量并且将这些分量存储在复制器组件1707中的512个或其他数量的频率仓(例如，用于子载波的基于t/2的滤波)。这样的复制可能会增加采样率。
126.脉冲成形滤波器电路1708可以将脉冲整形滤波应用于存储在复制器组件1707中的512个频率仓中的数据，从而提供多个经滤波输出中的各个经滤波输出，这些输出被复用并经过逆fft，如下所述。脉冲成形滤波器电路1708计算符号和期望频谱之间的转变，使得子载波sc1’可以在信道或光纤上与其他子载波打包在一起，例如，具有紧密的频率间隔。例如，脉冲成形滤波器电路1708还可用于在子载波之间引入定时偏斜以校正由图1b-图1c中所示的节点之间的链路引起的定时偏斜。
127.接下来，ifft电路或组件1710-1可以接收来自脉冲成形滤波器1708的输出，并基于逆快速傅立叶变换(ifft)提供相应的时域信号或数据。在一个示例中，时域信号可以具有相同速率的64千兆样本/秒。取最后一个缓冲器或存储器电路1711-1可以选择来自ifft组件1710-1的最后1724个或其他数量的样本，并以例如64千兆样本/秒的速率将样本输出到d/a和光学盒2001中的dac。如上所述，模块2001具有与上文结合图4讨论的模块401相似的结构和相似的电路。因此，模块2001与模块401类似，具有与x pol信号的同相(i)分量相关联的第一dac(类似于dac 404-1)以及与y pol信号的正交(q)分量相关联的第二dac(类似于dac 404-2)。因此，与复数表示xi jxq一致，第一dac接收与xi相关联的值，并且第二dac接收与jxq相关联的值。如上文结合图4所述，基于这些输入，dac分别向mzm驱动器电路提供模拟输出，如上所述。如上所述，还可以在d/a和光学块2001中提供这样的mzm驱动器电路。
128.如图17进一步所示，比特到符号电路1704输出表示由从d/a和光学块2001输出的经极化复用的调制光信号的y极化分量携带的数据的符号。如上所述，这些符号可以具有复数表示yi j*yq。每个这样的符号可由重叠和保存缓冲器1715、fft电路1716、复制器组件或电路1717、脉冲成形滤波器电路1718、ifft 1710-2进行处理，并取最后一个缓冲器或存储器电路1711-2，以便以和上文中从最后电路1711-1生成经处理符号xi j*xq输出所讨论的方式类似或相同的方式来提供具有表示yi j*yq的经处理符号。此外，符号分量yi和yq分别被提供给d/a和光学块2001中的第三(例如，dac 404-3)和第四(例如，dac 404-4)dac。基于这些输入，相应的dac分别向d/a和光学块2001中的相应mzm驱动器电路提供模拟输出，如上
文结合图4进一步讨论的。
129.虽然图17将dsp 2002和模块2002示为包括特定数量和排列的功能组件，但在一些实施方式中，dsp 2002和模块2001可以包括附加的功能组件、更少的功能组件、不同的功能组件或不同排列的功能组件。
130.d/a和光学块2001中的mzm驱动器电路(参见图6)驱动mz调制器对光或从激光器输出的光信号进行调制，mzm驱动器电路也包括在d/a光学块2001中(类似于上文结合图4讨论的tx激光器)，光子载波sc1’被输出到耦合至次节点112的光纤上。在一个示例中，可以从图1b-图1d以及图2中的相应次节点112以类似方式提供附加子载波sc2’至scn’中的每一个。在另外的示例中，从这些次节点输出的子载波sc1’至scn’被组合或聚合，并被提供给主节点110中的接收机电路204(参见图3)。接下来将参考图18描述接收机电路204。
131.如图18所示，主节点接收机电路204可以包括rx光学器件和a/d块2200，其具有与图6所示的rx光学器件和a/d块600类似的结构。例如，rx光学器件和a/d块2200包括极化分束器本地振荡器、90度光混合器、检测器(每个都包括单个光电二极管或平衡光电二极管)、ac耦合电容器、跨阻放大器/自动增益控制电路、以及模数转换电路。这些电路和组件中的每一个都可以如图6所示进行配置和连接。
132.以与上文结合图6描述的方式类似的方式，块2200执行相干检测以提供分别与x极化同相分量、x极化正交分量、y极化同相分量和y极化正交分量相对应的数字样本xi、xq、yi和yq。然而，rx光学器件和a/d块600不同，主节点110中的模块2200提供与聚合的从次节点112输出的多个子载波sc1至scn相关联的xi、xq、yi和yq数字样本。基于接收到的数字样本，dsp 2202输出数据sc’数据-1至sc数据-n，由子载波sc1’至scn’中的相应子载波携带。接下来将参考图19更详细地描述对从块2200输出的数字样本的处理，图19示出了包括dsp 2202的各种电路的示例。
133.dsp 2202包括rx dsp部分1903，其包括重叠和保存缓冲器1905-1和1905-2、fft组件或电路1910-1和1910-2、解复用器组件或电路1911-1和1911-2、色散(cd)均衡器组件(cdeq)或电路1912-1-1至1912-1-n以及1912-2-1至1912-2-n、极化模色散(pmd)均衡器组件或电路1925-1至1925-n、ifft组件或电路1930-1-1至1930-1-n(与每个子载波的x pol相关联)以及1930-2-1至1930-2-n(与每个子载波的y极化相关联)、载波恢复组件或电路1940-1-1至1940-1-n(与每个子载波的x极化相关联)以及1940-2-1至1940-2-n(与每个子载波的y极化相关联)，符号到比特分量1945-1-1至1945-1-n(与每个子载波的x极化相关联)以及1945-2-1至1945-2-n(与每个子载波的y极化相关联)，以及fec解码器1960-1至1960-n。
134.如上所述，rx a/d和光学块1100中的模数(a/d)电路a/d输出与提供给其的模拟输入相对应的数字样本。在一个示例中，每个a/d电路可以以64千兆样本/秒的速率提供样本。数字样本与每个光子载波sc1’至scn的x极化分量携带的符号相对应，并且可以用复数xi jxq表示。数字样本可以输入到rx dsp部分1903，并且提供给重叠和保存缓冲器1905-1。在一个示例中，fft组件1910-1例如从重叠和保存缓冲器1905-1接收2048个向量元素，并且使用例如快速傅立叶变换(fft)将向量元素转换到频域。作为执行fft的结果，fft组件1910-1可以将2048个向量元素转换为2048个频率分量，每个频率分量都存储在寄存器或“仓”或其他存储器中。
135.在该示例中，频率分量然后被提供给解复用器电路1911-1，其向色散均衡器电路cdeqcdeq 1912-1-1to 1912-1-n中的每个色散均衡器电路提供输出，每个色散均衡器电路可以包括有限冲激响应(fir)滤波器，该滤波器校正、偏移或减少所发送的光学子载波sc1’至scn’的色散的影响或与其相关联的错误。
136.如图19进一步所示，重叠和保存缓冲器1905-2接收由复数符号yi j*yq表示的数字符号。重叠和保存缓冲器1905-2、fft 1910-2和解复用器电路1911-2具有相同或相似的结构并且以与缓冲器1905-1、fft 1910-1和1911-1相同或基本相同的方式操作以提供多个输出，每个输出被提供给cdeq电路1912-2-1到1912-2-n中相应的一个。
137.cdeq电路的每对输出被提供给pmdeq电路1925-1至1925-n中的相应一个。该对中的一个输出对应于子载波sc1’至scn’中相应子载波的x极化分量，而该中对的另一个输出对应于该子载波的y极化信号。例如，cdeq电路1912-1-1和1912-2-1以与上述类似的方式操作，以向pmdeq电路1925-1提供输出，并且cdeq电路1912-n-1和1912-n-2向pmdeq电路1925-1-n提供输出。pmdeq电路1925-1至1925-n中的每个pmdeq电路可以包括fir滤波器，例如用于以与上述类似的方式校正、偏移或减少pmd的影响。pmdeq电路1925-1至1925-n中的每个pmdeq电路向相应的ifft电路对1930-1-1、1930-1-2；1930-2-1、1930-2-2；......1930-n-1、1930-n-2提供另一对输出。ifft电路以与上述类似的方式操作，以向相应的载波恢复电路对1940-1-1、1940-1-2；1940-2-1、1940-2-2；......1940-n-1、1940-n-2提供时域数据。载波恢复电路以与上述载波恢复电路类似的方式操作。每个载波恢复对中的一个电路提供具有与子载波sc1’至scn’中的每个子载波的x极化分量相关联的复数表示xi j*xq的所恢复的符号，而该对中的另一个电路输出具有与子载波sc1’至scn’中的每个子载波的y极化分量相关联的复数表示yi j*yq的所恢复的符号。这些x和y符号被提供给相应的符号到比特电路，使得从载波恢复电路1940-1-1至1940-n-1中的每个载波恢复电路提供的x符号(xi j*xq)被提供给符号到比特电路1945-1-1至1945-n-1中相应的一个，并且从从载波恢复电路1940-1-2至1940-n-2中的每个载波恢复电路提供的y符号(yi j*yq)被提供给符号到比特电路1945-1-2至1945-n-2中相应的一个。这样的符号到比特电路以与上述类似的方式将接收到的符号映射回比特。
138.如图19进一步所示，提供fec解码器电路1960-1至1960-n以与上述方式类似的方式提供对于来自符号对到比特电路的输出的前向纠错解码。例如，fec解码器1960-1接收来自比特到符号对1945-1-1和1945-1-2的输出；fec解码器1960-2接收来自比特到符号对1945-2-1和1945-2-2的输出；......fec解码器1960-n接收来自比特到符号对1945-n-1和1945-n-2的输出。fec解码器1960-1至1960-n中的每个fec解码器依次输出与sc1’至scn’中的一个相关联的数据，即数据流sc1’数据至scn’数据中的相应一个。
139.虽然图19将dsp 2202示为包括特定数量和排列的功能组件，但在一些实施方式中，dsp 2202可以包括附加的功能组件、更少的功能组件、不同的功能组件或不同排列的功能组件。
140.在进一步的示例中，由上游子载波sc1’至scn’携带的信息或数据可以在次节点中进行tdma编码并在主节点中进行解码。接下来将参考图20-图22描述这样的编码、解码和传输。
141.图20示出了一个示例，其中突发tdma调度器2406和突发时隙电路2404包括在次节
点dsp 2202中以促进子载波sc1’携带的数据或信息的tdma编码，例如，在去往主节点110的上游方向上。在图20所示的示例中，缓冲器2411例如从用户接收数据或用户数据sc1-1数据’，并且当时隙可用时，将数据输出到fec编码器1702。fec编码器1702以与上述类似的方式对接收到的数据进行编码，并将编码数据提供给比特到符号映射电路1704，比特到符号映射电路1704进而提供符号，如上文结合图17进一步描述的。然而，在图20中，比特到符号映射器1704的输出被提供给tx突发时隙缓冲器电路2404，tx突发时隙缓冲器电路2404在从突发tdma调度器2406输出的信号的控制下或基于从这样的调度器输出的控制信号，临时存储接收到的x符号(xi j*xq)和y符号(yi j*yq)，并在指定的时隙内输出这些符号用于传输。符号接下来被提供给重叠和保存缓冲器1705和1715用于进一步处理以生成(如上所述)至少一个光学子载波sc1’，例如，光学子载波sc1’在指定的时隙期间携带指示这些符号的数据。例如，其他次节点包括与图20中所示的电路类似的电路以输出光子载波sc1’，但在与这些指定的时隙不同的时隙期间携带数据。每个次节点都被分配了特定的时隙，使得上游光子载波sc1’由多个次节点共享。
142.例如，图21示出了与本公开内容的方面一致的、时隙ts中的数据或信息的传输。此处，次节点112-1例如在时隙ts1-a和ts1-b期间输出关于子载波sc1’的数据或信息，而次节点112-2例如在时隙ts1-a和ts1-b期间输出关于子载波sc1’的数据或信息。以类似的方式，其他次节点112也在指定的时隙期间输出数据或信息，例如次节点112-n，其在时隙tsn-a和tsn-b期间输出数据或信息。
143.在另一示例中，可以在上行链路方向的时隙之间提供所谓的保护时间gt间隔，例如在时间上彼此相邻的时隙(例如，在图21中的时隙ts1a和ts2a之间)，因此在其中发送数据的时隙在时间上彼此不重叠。每个次节点的输出可以由复用器或组合器组合，如图1c和1d所示，其将每个接收的输出组合或复用到公共光纤上以传输到主节点。结果，例如，主节点可以接收携带多个时隙的经时分复用或tdma编码的光子载波，这些时隙中的每个时隙或时隙组与提供给这些次节点中的相应次节点的数据相关联并携带指示该数据的信息。
144.图22示出了与本公开内容的另一方面一致的主节点接收机204的dsp 2202中的与子载波sc1’之一相关联的tdma解码电路2500的示例。可以理解，例如使用与tdma解码电路2502类似的电路对其余的经tdma编码的子载波sc2’至scn’进行解码。
145.如图22所示，主接收机204中的tdma解码电路2500可以分别接收输出xi j*xq(与x极化相关联的“x符号”)和yi j*yq(与y极化相关联的“y符号”)载波恢复电路2340-1-1和2340-1-2。上文结合图23描述了这样的载波恢复电路的操作。tdma解码电路2500包括突发解调器2502-1至2502-k，其分别从载波恢复电路2340-1-1和2340-1-2接收x和y符号。具体而言，与x个符号相对应的电信号被输入到突发解调器2502-1至2502-k。此外，与y个符号相对应的电信号也被输入到突发解调器2502-1至2502-k。tdma调度器电路2403向每个突发解调器电路2401-1至2401-k提供相应的控制信号或数据，使得在指定时隙期间的x和y符号(其对于突发解调器2502-1-至2502-k中的相应一个是唯一的，并且因此对于特定次节点是唯一的)被提供或输出到符号到比特电路对2545-1-1、2545-1-2至2545-k-1、2545-k-2中的相应一个。不输出指定时隙以外的时隙中的符号。因此，例如，基于从tdma调度器2503输出到突发解调器2502-1的控制信号，控制信号指示的时隙中的x和y符号从突发解调器2502-1输出到符号到比特电路2545-1-1、2545-2。不从其他突发解调器输出其他时隙中的符号。由
fec解码器2560-1至2560-k和缓冲器2567对这些符号进行的进一步处理与上文结合图12描述的类似，从而输出数据流s1-1数据比特’至sc1-k数据比特’，它们集体构成了与子载波sc1’相关联的sc1数据’。
146.图23示出了与本公开内容的另一方面一致的次节点发射机304的示例。图23所示的次节点发射机与图20所示的类似，不同之处在于图23所示的发射机包括开关sw1至sw3，以促进经tdma编码的信号或非tdma编码的信号的选择性传输。即，如果要发送的信号不是经tdma编码的，则开关sw1被配置为引导数据使得数据绕过缓冲器2411。此外，开关sw1和sw2类似地被配置为：将从比特到符号电路1704输出的符号路由到tx突发时隙缓冲器电路2404周围，并且输出到重叠和保存缓冲器1705和1715。然而，如果需要tdma编码，则开关sw1被配置为将入向数据馈送到缓冲器2411。此外，开关sw1和sw2被配置为：将从比特到符号电路1704输出的数据提供给tx突发时隙缓冲器电路2404，并且电路2411、1702、1704和2404以如上文结合图20所述的方式操作将tdma符号提供给重叠和保存缓冲器1705和1715。
147.图24示出了与图22所示的主节点接收机2500类似的示例。然而，在图24中，主节点接收机可以选择性地接收和处理从次节点输出的信号，这些信号或者是tdma编码的或者是非tdma编码的。因此，为了实现对经tdma编码的信号和非tdma编码的信号的选择性处理，提供了分别从载波恢复电路2340-1-1和2340-1-2接收x符号和y符号的开关sw1和sw2。如果接收到tdma信号，则开关sw1和sw2被配置为：向突发解调器2502、符号到比特电路2545、fec解码器2560和缓冲器2567提供符号x和y，以便以与上文结合图22描述的方式类似的方式输出数据sc1-1至sc1-k。另一方面，如果次节点之一不提供经tdma编码的信号，而是提供以与上文结合图17描述的方式类似的方式生成的信号，即非tdma编码的信号，则开关sw1和sw2被配置为：将x和y符号分别引导到比特电路2580-1和2580-2，从而绕过突发解调器2502和相关联的tdma处理。符号到比特电路2580-1和2580-2以及fec解码器2582以与上文结合图8和图19所示的符号到比特电路和fec解码器电路描述的方式类似的方式操作。在一个示例中，如果不采用tdma编码，则次节点之一将在子载波上向主节点接收机发送数据。这样的子载波将专用于该次节点，并且将不会携带从其余次节点输出的数据。
148.与本公开内容的另一方面一致，某些子载波(例如图1和图7中所示的子载波sc1至scn)可以携带用户数据和oam信息。除了或代替上述oam信息，子载波还可以在下行链路方向上携带去往次节点112的信息。这样的附加信息包括例如提供给dsp 650以帮助载波恢复的信息，即载波恢复信息。在又一示例中，这样的载波恢复信息包括以下一项或多项：色散信息，例如，指示子载波sc1至scn中的一个或多个子载波所经历的色散量的信息；提供给突发解调器电路的时钟或定时信息，例如，用于识别与特定次节点相关联的时隙或将时隙分配给特定次节点；以及与一个或多个子载波sc1至scn相关联的光相位信息。oam和载波恢复信息可以作为输入提供给主节点110中的dsp 402，并且可以包括在图4、图5、图9和图10中的sc数据1至sc数据n中的一个或多个sc数据中。
149.在另一示例中，某些子载波sc1至scn专门携带用户数据，而其他子载波携带oam和载波恢复信息中的一项或多项。在另一示例中，某些子载波sc1至scn专门携带用户数据，但不携带oam或载波恢复信息；而其他子载波专门携带oam、控制和载波恢复信息中的一项或多项，但不携带用户数据。oam信息和载波恢复信息中的每一项都可以被认为是控制信息。
150.例如，通过将诸如色散信息之类的载波恢复信息发送到次节点112，次节点中的
dsp 650不需要计算这样的信息。因此，当计算这样的信息时，dsp 650的功耗相对于这样的dsp的功耗可以降低。
151.与本公开内容的另一方面一致，某些子载波(例如图1和图7中所示的子载波sc1至scn)可以携带用户数据和oam信息。除了或代替上述oam信息，子载波可以被主节点用来从次节点112提取关于上行链路方向的信息。这样的附加信息包括例如提供给dsp 650以帮助载波恢复的信息，即载波恢复信息。在又一示例中，这样的载波恢复信息包括以下一项或多项：色散信息，例如，指示子载波sc1至scn中的一个或多个子载波所经历的色散量的信息；提供给突发解调器电路的时钟或定时信息，例如，用于识别与特定次节点相关联的时隙或将时隙分配给特定次节点；并且应用提取的载波恢复信息(例如与一个次节点相关联的光相位信息)，并将其直接应用到由一个以上的次节点共享的子载波。该oam和载波恢复信息可以作为输入提供给主节点110中的dsp 402，并且可以应用于图4、图5、图9和图10中的sc数据1至sc数据n中的一个或多个sc数据中。
152.在另一示例中，某些子载波sc1至scn专门携带用户数据，而其他子载波携带oam和载波恢复信息中的一项或多项。在另一示例中，某些子载波sc1至scn专门携带用户数据，但不携带oam或载波恢复信息；而其他子载波专门携带oam、控制和载波恢复信息中的一项或多项，但不携带用户数据。oam信息和载波恢复信息中的每一项都可以被认为是控制信息，并且可以应用于由一个以上的次节点共享的子载波的时隙。
153.通过提取载波恢复信息，例如分配给次节点112的子载波的色散信息，主节点可以将该载波恢复信息应用于dsp 650以恢复由一个以上的次节点共享的子载波上的分配时隙，并且不需要在该共享子载波上恢复这样的信息。因此，主节点可以应用与每个次节点相关联的适当载波恢复信息，由此消除重新获取该恢复信息所需的时间，从而增加共享子载波的带宽利用率。
154.在另外的示例中，载波恢复信息包括可以提供给次节点112中的cdeq电路812-1和812-2的抽头权重，以均衡或补偿在从主节点110到次节点112的传输期间可能发生的色散。下面描述抽头权重的生成。
155.接下来将参考图25-图28通过示例的方式并且为了易于解释来描述载波恢复信息的生成和共享这样的信息。图25示出了包括主节点110的系统103的框图，该主节点110将光子载波sc1发送到拆分器/组合器114，该拆分器/组合器114进而将子载波sc1拆分成提供给次节点112-1的第一功率拆分部分以及第二功率拆分部分，例如，去往次节点112-2。主节点110可以以与上述类似的方式在第一时隙期间输出旨在用于次节点112-1的数据，并且在第二时隙期间输出旨在用于次节点112-2的数据。次节点112-1和112-2以上文进一步描述的方式对这样的数据进行处理以提供用户数据输出。
156.次节点112-1和112-2在各自的时隙期间发送关于子载波sc2'的信息，使得子载波sc2’在次节点112-1和次节点112-2之间共享。例如，如图26所示，在“奇数”时隙期间，子载波sc2’经由组合器114将与次节点112-1相关联的信息携带到主节点110，并且在“偶数”时隙期间，子载波sc2’经由组合器114将与次节点112-2相关联的信息携带到主节点110。
157.次节点112-1和次节点112-2还分别输出导频信号sc3’和sc4’，与子载波sc1和sc2’相比，导频信号sc3’和sc4’中的每一个都是携带有限信息或降低的速率的信息的子载波。图27是功率谱密度(psd)图，说明了子载波sc1和sc2
’‑
sc4’及其相应频率。
158.如上文针对图19所述，在主节点处接收的子载波被处理并且与每个子载波相关联的相应符号经过由cdeq 1912进行的色散(cd)均衡。在一个示例中，cdeq 1912-1-3和1912-2-3分别执行与导频信号sc3’的x和y分量相关的cd补偿，而cdeq 1912-1-4和1912-2-4分别执行与导频信号sc4’的x和y分量相关的cd补偿。
159.如上所述，cdeq 1912通常包括fir滤波器。图27示出了示例fir滤波器2600的特征的框图。可以理解，在一个示例中，其余的cdeq 1912-1-2至1912-1-n具有与cdeq 1912-1-1相同的结构(参见图19)。
160.如上所述，由次节点112发送的子载波(例如sc1’)由主节点110接收，并经过参考图18和图19所述的处理。如上所述，来自解复用器1911-1和1911-2的输出被馈送到相应cdeq电路1912，每个这样的输出和与相应子载波相关联的符号相对应。图27示出了一个这样的解复用器输出被馈送到fir滤波器2600，fir滤波器2600包括在相应的cdeq 1912中。
161.如图28进一步所示，fir滤波器2600包括多个级2653-0至2653-255，每一级包括延迟电路2652-0至2652-255中的相应延迟电路以及多个乘法器中的相应乘法器，例如复杂的乘法器电路2651-0至2655-255。每个乘法器电路将每个级2653-0至2653-255的相应输入乘以系数d
xx0
至d
xx255
或抽头权重中的相应一个。由乘法器电路2651-0至2655-255中的每个乘法器电路产生的乘积由加法器电路2658进行求和。
162.在操作中，阶段2653-0接收与相应子载波相关联的符号，例如sc1’。如上所述，对于与x极化相关的符号，可以由形式为xi jxq的复数表示；对于与y极化相关的符号，可以由形式为yi jyq的复数表示。在图25中，符号由u
x
(n)表示，n是整数。乘法器电路2651-0将值u
x
(n)乘以系数d
xx0
。该值接下来被转移到下一级2651-1，并且在由延迟电路2652-1产生的延迟之后，该值(现在由u
x
(n-1)表示)被乘法器电路2652-1乘以系数h
xx1
。同时，后续符号被提供给第一级2650-0，并乘以系数d
xxx0
。类似地，其余级2650-2至2655-255中的乘法器电路将提供给每个这样的电路的值乘以系数d
xx2
至d
xx255
中的相应一个。对于在延迟之后向相邻级的每次移位(在该示例中是符号周期(t)的3/4)，输入到每个级的值乘以相应的系数或抽头权重，并且所得乘积由加法器2658求和并输出。此外，对于每个这样的移位(或更少的)和乘法，基于最小均方(lms)技术更新和计算系数d
xx0
至d
xx255
中的每个系数。
163.因此，在主节点110中计算抽头权重的唯一组合以校正导频子载波sc3’和sc4’中的每个导频子载波所经历的特定量的色散。
164.通常，次节点112设置在距主节点110不同距离处。如果这些次节点通过时分复用共享公共子载波，如上所述，则针对与奇数时隙和次节点112-1相关联的符号或数据补偿cd所需的抽头权重可能不同于针对与偶数时隙和第二次节点112-2相关联的符号或数据补偿cd所需的抽头权重。然而，采用相同的cdeq 1912-1-2和1912-2-2在偶数和奇数时隙期间执行cd补偿。因此，在一个示例中，在每个时隙期间重新计算抽头权重，这在相对高的数据速率下可能是困难的。
165.然而，与本公开内容的另一方面一致，通过执行导频子载波sc3’的cd均衡而计算的抽头权重在奇数时隙期间被提供给cdeq 1912-1-3和1912-2-3，并且通过执行导频子载波sc4’的cd均衡或补偿而计算的抽头权重在偶数时隙期间被提供给cdeq 1912-2-4和1912-2-4。在另一个示例中，导频子载波sc3’和sc4’被连续发送，使得它们关联的cdeq 1912-1-3/1912-2-3和1912-1-4/1912-2-4使用lms连续更新它们各自的抽头权重，如上所
述。然后在适当的时隙期间应用这样的更新的抽头权重，如上所述。
166.通过提供连续的导频子载波，如上所述，即使与新添加的上行链路子载波相关联，也可以执行cd补偿，而不会出现不当延迟。
167.在另一个示例中，次节点112-1和112-2可以在上行链路方向上共享两个子载波sc2’和sc5’。在一个示例中，64个时隙被分配给子载波sc2’和sc5’中的每个子载波，并且所有奇数时隙被分配给次节点112-1，而所有偶数时隙被分配给次节点112-2。如果容量需求发生变化，使得除了子载波sc2’上的偶数时隙之外，子载波sc5'的奇数和偶数时隙都被分配给次节点112-2，则在奇数时隙和偶数时隙期间为与sc5相关联的cdeq电路提供抽头权重。这样的将抽头权重应用到cdeq电路的定时可以基于调度器电路的输出，例如上文所描述的。接下来将描述时隙的重新分配和调度。
168.在上游方向，如上所述，一个或多个子载波可以从一个或多个次节点112发送到主节点110。如果次节点112位于距主节点110不同的距离处，则数据从一个次节点112到达主节点110的时间可能不同于来自另一个次节点112的数据的到达时间。结果，从次要节点112输入到主节点110的数据可能不同步，使得在一个时隙期间从第一次节点在给定子载波上发射的数据可能到达而同时主节点110正在从另一次节点接收数据，从而导致在主节点110处的数据错误或丢失。
169.例如，参考图29，如果节点112-l比节点112-m距主节点110更远，则例如在子载波sc4上从节点112-l输出的数据将经历延迟td。这样的数据直到时间t5 td才会到达主节点110，如图29所示，并且将在时隙期间继续被接收，即，直到时间t6 td。然而，在时间t6，主节点110可能要从节点112-m接收数据，并且由于来自节点112-l的延迟数据传输，在该示例中，主节点110将在子载波4上从节点112-1和112-m接收数据，使得在时间间隔t6到t6 td期间，从节点112-l提供的数据和从节点112-m提供的数据可能都没有被可靠地检测到。
170.根据本公开内容的方面，提供了一种方法，通过该方法，主节点110中的电路可以确定“飞行时间”延迟或者主节点向次节点发送请求以及从次节点接收响应所需的时间量。基于这样的飞行时间信息，主节点110然后可以在各种时隙上调度或协调传输以避免冲突，如图19中所示的。
171.图30示出了用于确定每个第二节点112的飞行时间信息的方法的流程图。在步骤3002中，主节点110中的电路将每个叶112的飞行时间(tof)偏移初始化为零。在步骤3004中，测试消息或tof偏移被发送到每个叶节点112，其中包含针对每个这样的叶节点12的指令或请求，以在控制信道(例如与数据一起发送并由子载波之一携带的带内信道)上做出响应。主节点110中的电路接下来测量每个叶节点112的响应时间(步骤3006)。主节点110中的电路接下来确定每个节点的tof时间差(“增量tof”)，并且调整每个增量tof，使得具有最长tof的叶节点112的增量tof为零(步骤3008)。接下来，主节点110中的电路确定每个叶节点112的增量tof响应时间何时在给定容限或裕量内(步骤3010)。如果不是，则重复步骤3004、3006、3008和3010并将继续重复直到增量响应时间在这样的裕量之内。如果增量响应时间在裕量之内，则上述方法在x毫秒的预定时间段之后再次在步骤3002处开始以重新评估tof信息。
172.一旦通过图30中所示的方法获得tof和增量tof信息，主节点110就通过具有图31中所示的关联流程图的另一方法来调度时隙以避免冲突。在调度方法的第一步骤3102中，
集线器110通过上文提到的控制信道评估或测量子载波和时隙的叶节点利用率。基于这样测量的利用率，集线器110中的电路确定叶节点是否在tof容限或裕量之内(步骤3104)。如果是，则将一个或多个时隙分配给该叶节点(步骤3106)，如果否，则集线器节点提供指令以将一个或多个子载波分配给这样的叶节点，使得这样的叶节点可以在这样的所分配的子载波上连续地向集线器节点110发送数据。然后，叶节点被配置为根据接收到的指令仅在指定的时隙期间或在一个或多个子载波上连续进行发送，例如，通过上述专用于发送控制信道信息的子载波(步骤3110)。在步骤3112中，集线器在预定时间段(例如y毫秒的时间段)期间监测叶节点利用率。过程接下来返回到步骤3102。
173.注意，上述与tof相关的计算可以在主节点110外部执行或由主节点110内部的电路执行，如上所述。
174.图32是显示时间集线器请求和叶响应时间以及相应的tof时间的示例的图。如图32所示，次节点离主节点越远，tof时间越长或越大。例如，次节点112-m位于距主节点110 100公里处，因此是距主节点110最远的次节点。此外，在该示例中，次节点112-l与主节点110相距60公里，而次节点112-k与主节点110相距50公里。此外，节点112-j位于距主节点11030公里处，因此是距主节点最近的次节点。
175.tof值由主节点110中的电路确定，该电路测量主节点在tof请求响应之后从次节点接收响应所花费的时间(参见上文的步骤3004和3006)。如图32和33所示，与第二节点112-j相关联的tof为300μs(或1.5个时隙(ts)，假设每个时隙为200μs)；与节点112-k相关联的tof为500μs(或2.5ts)；与节点112-i相关联的tof为600μs(3.0ts)；并且与节点112-m相关联的tof为1000μs(或5.0ts)。如上所述，在确定每个tof之后，例如，主节点110中的电路确定与每个节点相关联的tof，其中增量tof是最长tof(此处为1000μs)与每个其余次节点112的tof(即最长的tof—每个其余次节点的tof)之间的差。因此，如表3302中进一步所示，与次节点112-j相关联的增量tof是700μs(1000μs-300μs＝700μs或3.5ts)；与次节点112-k关联的增量tof为500μs(1000μs-500μs＝500μs或2.5ts)；与次节点112-l相关联的增量tof为400μs(1000μs-600μs＝400μs或2.0ts)；与次节点112-m相关联的增量tof为0.0μs(1000μs-1000μs＝0.0μs或0ts)。
176.在调度从次节点112到主节点110的传输时，考虑tof和增量tof二者，以便针对每个这样的传输在主节点110处获得期望的到达时间。接下来将参考图34描述这样的调度的示例。
177.图34示出了示例定时图表3402和3404，其中，为了便于解释，仅示出了子载波sc1至sc4上的传输。图表3402显示了具有图32和图33中注明的tof和增量tof的次节点的绝对时间中的启动定时和叶节点利用率。图表3404示出了由源自这些次节点的各种子载波携带的数据以及在绝对时间上也没有任何冲突的主节点处的相应到达时间。在一个示例中，如图34所示，期望节点110在时隙ts6的开始处分别从次节点112-j、112-k和112-m在子载波sc1、sc2和sc4上接收数据。如上所述，因为次节点112-m离主节点110最远，因此次节点112-m具有相关联的增量tof零(0)。因此，如图表3402所示，数据被调度在时隙ts1期间发送，并且如图表3404所示，这样的数据在时隙ts6期间五个时隙后(参见图32和33)到达。另一方面，节点112-k具有较短的飞行时间，为2.5ts。为了与从节点112-m输出的数据大约同时到达节点110，来自节点112-k的传输被调度为在节点112-m数据发射之后图表3402中大约等
于与节点112-k相关联的增量tof或2.5ts的时间量或延迟d-k(参见图表3402)向节点110输出或发射。因此，在这样的延迟之后，节点112-k数据进一步被延迟了与节点112-k相关联的tof(2.5ts)，使得112-k数据与112-m数据大致同时到达(参见图表3404)。
178.此外，为了使从节点112-j发送的数据与从节点112-m输出的数据大致同时到达节点110，来自节点112-j的传输被调度为在节点112-m数据发射之后大约等于与节点112-j相关联的增量tof或3.5ts的延迟d-j量(参见图表3402)向节点110发射。因此，在d-j之后，节点112-k数据进一步延迟了与节点112-j相关联的tof(1.5ts)，使得112-j数据与112-m数据大致同时到达(参见图表3404)。
179.图34中进一步显示了其他示例发射和到达时间以及子载波利用率。
180.在另一示例中，可以在一个节点在给定子载波上的传输与另一个节点在该子载波上的传输之间提供空时隙，以便在时隙之间提供足够的时间，从而降低在其中时隙重叠的给定子载波上的冲突或数据传输的风险，例如，如图19所示。
181.考虑说明书，其他实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。说明书和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和精神由以下权利要求指示。