ES2563977T3

ES2563977T3 - Red óptica pasiva con láseres parcialmente sintonizados

Info

Publication number: ES2563977T3
Application number: ES07846179.5T
Authority: ES
Inventors: Frank J. Effenberger
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: CN101467366A; EP2087619B1; EP2087619A4; EP2087619A1; CN103731226B; CN103731226A; CN103796085B; WO2008131629A1; US8744265B2; CN101467366B; US20080267627A1; CN103796085A

Abstract

Una unidad de red óptica, ONU, que comprende: un receptor (332A) adaptado para recibir una señal de control de sintonía; un láser parcialmente sintonizable (338A) que tiene una longitud de onda láser derivante, y un transmisor (336A) acoplado al receptor (332A) y adaptado para controlar el láser parcialmente sintonizable (338A) que da lugar a la migración de la longitud de onda láser derivante hacia una segunda banda pasante de una pluralidad de bandas pasantes sobre la base de la señal de control de sintonía reenviada desde el receptor al transmisor cuando el láser parcialmente sintonizable ya no puede sintonizarse en el centro de una primera banda pasante de la pluralidad de bandas pasantes, en donde la segunda banda pasante está dentro del margen de sintonía del láser parcialmente sintonizable, en donde la pluralidad de bandas pasantes están asociadas a varios canales de flujo ascendente, en donde la migración desde la primera banda pasante a la segunda banda pasante cambia el canal de flujo ascendente.

Description

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DESCRIPCION

Red optica pasiva con laseres parcialmente sintonizados ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Una red optica pasiva (PON) es un sistema para proporcionar acceso a red a traves de la denominada “ultima milla”. La red PON es una red del tipo punto a multipunto constituida por un terminal de lmea optica (OLT) en la oficina central, una red de distribucion optica (ODN) y una pluralidad de unidades de redes opticas (ONUs) en las instalaciones del cliente. Transmisiones de datos de flujo descendente pueden difundirse a la totalidad de los terminales ONTs, mientras que transmisiones de datos de flujo ascendente pueden transmitirse al terminal OLT utilizando el acceso multiple por division temporal (TDMA). TDMA asegura que las transmisiones desde las unidades ONUs se reciban por el terminal OLT una a una y no entren en conflicto operativo entre sf

Puesto que la capacidad por usuario de las redes PONs basadas en TDMA es inversamente proporcional a la cantidad de usuarios, existe un interes considerable en las redes PONs basadas en acceso multiple por division de longitud de onda (WDMA). Las redes PONs basadas en un WDMA permiten mayores velocidades en virtud de las numerosas longitudes de onda disponibles, pero emplean componentes que son indeseablemente de alto coste. Mas concretamente, los laseres utilizados en redes PONs basadas en WDMA deben ser completamente sintonizables por lo que deben ser capaces de mantener una longitud de onda espedfica. Los laseres completamente sintonizables requieren un aparato de control de la temperatura complicado y en consecuencia, son de alto coste y diffciles de fabricar y de manejar. En consecuencia, existe una necesidad de una red PON basada en WDMA que no requiera laseres completamente sintonizables.

El documento US06567198 B1 se refiere a un estabilizador de longitud de onda para estabilizar la longitud de onda de una senal optica objeto de oscilacion desde un diodo laser (LD) en cada uno de una pluralidad de transmisores de canales en un sistema de transmision optica WDM (Multiplexion por Division de Longitud de Onda).

El documento EP00000981213 A1 se refiere a un metodo en donde, en el extremo de recepcion, un valor de un parametro de influencia de longitud de onda del elemento selectivo de longitud de onda que permite la mejor recepcion del canal se determina a este respecto. Este valor se utiliza luego para averiguar si las longitudes de onda utilizadas en el enlace se han desplazado. Este valor de parametro asociado con la longitud de onda del centro del canal esta ubicado con exactitud determinando dos valores de parametros en los que la potencia de salida disminuye en una magnitud predeterminada y luego, se calcula el valor central. Cuando los valores de parametros son valores de diferencias en relacion con un valor inicial nominal, la media promediada a traves de todos los canales sirve como un indicador de desplazamiento de longitud de onda en el enlace. Determinando la proporcion de canales que demuestran un desplazamiento de la longitud de onda, el origen y la magnitud del desplazamiento de la longitud de onda se pueden averiguar y corregir ajustando el valor de parametro del elemento selectivo de longitud de onda o ajustando la longitud de onda emitida por uno o mas laseres.

El documento US20060120724 A1 se refiere a que una red de comunicacion optica que utiliza un sistema de comunicacion que es una combinacion de multiplexion por division temporal optica y multiplexion por division de longitud de onda optica. El convertidor electrico/optico convierte una cadena de senales electricas, que se aplican a la entrada desde el exterior, en senales de rafagas opticas utilizando selectivamente una pluralidad de tipos de longitudes de onda opticas. El controlador de red controla la longitud de onda optica seleccionada por el convertidor electrico/optico y la sintoma de salida de las senales de rafagas opticas para cada una de las senales de rafagas opticas de modo que las senales de rafagas opticas recibidas por el terminal OLT sean multiplexadas por division temporal y multiplexadas por division de onda.

SUMARIO DE LA INVENCION

En una forma de realizacion, la patente incluye una unidad de red optica, ONU, que comprende un receptor adaptado para recibir una senal de control de sintoma; un laser parcialmente sintonizable que tiene una longitud de onda de laser derivante y un transmisor acoplado al receptor y adaptado para controlar la sintoma del laser parcialmente sintonizable con el desplazamiento de la longitud de onda del laser a una segunda banda pasante sobre la base de la senal de control de sintoma reenvfa desde el receptor al transmisor cuando el laser parcialmente sintonizable ya no puede sintonizarse en el centro de una primera banda pasante, en donde la segunda banda pasante esta dentro del margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable, en donde la segunda banda pasante corresponde a un canal de flujo ascendente.

En otra forma de realizacion, la invencion incluye un terminal de lmea optica, OLT, que comprende una unidad de control de longitud de onda adaptada para proporcionar una senal de control de sintoma, un diplexor adaptado para recibir una senal entrante que tienen una longitud de onda laser derivante, en donde la longitud de onda laser derivante se sintoniza a una segunda banda pasante de una pluralidad de bandas pasantes sobre la base de la senal de control de sintoma cuando un laser parcialmente sintonizable ya no puede sintonizarse en el centro de una primera banda pasante, en donde la segunda banda pasante esta dentro del margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable, en donde la

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segunda banda pasante corresponde a un canal de flujo ascendente y un diplexor de longitud de onda dclica adaptado para asignar la senal entrante en el canal de flujo ascendente correspondiente y reenviar la senal entrante a un receptor en conformidad con la segunda banda pasante.

En una tercera forma de realizacion, la idea inventiva incluye un metodo que comprende: enviar, por un terminal OLT, una senal de control de sintoma, la recepcion de una senal entrante que tiene una longitud de onda de laser derivante, en donde la longitud de onda de laser derivante se sintoniza a una segunda banda pasante de una pluralidad de bandas pasantes sobre la base de la senal de control de sintoma cuando un laser parcialmente sintonizable ya no puede sintonizarse en el centro de una primera banda pasante, en donde la segunda banda pasante esta dentro del margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable, en donde la segunda banda pasante corresponde a un canal de flujo ascendente y la asignacion de la senal entrante en el canal de flujo ascendente correspondiente y el reenvfo de la senal entrante a un receptor en conformidad con la segunda banda pasante. Estas y otras caractensticas se entenderan con mayor claridad a partir de la siguiente descripcion detallada tomada con referencia a los dibujos adjuntos y sus reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para un conocimiento mas completo de esta invencion, se hace referencia ahora a la siguiente breve descripcion, tomada en relacion con los dibujos adjuntos y la descripcion detallada, en donde las referencias numericas representan elementos similares.

La Figura 1 ilustra un sistema PON en conformidad con formas de realizacion de la invencion;

La Figura 2 ilustra canales en un sistema de redes PON en conformidad con formas de realizacion de la invencion;

La Figura 3 ilustra un sistema de redes PON en conformidad con formas de realizacion de la invencion;

La Figura 4 ilustra una disposicion de longitudes de onda para un sistema de redes PON en conformidad con formas de realizacion de la invencion;

La Figura 5 ilustra un metodo en conformidad con formas de realizacion de la invencion;

La Figura 6 ilustra otro metodo en conformidad con formas de realizacion de la invencion; y

La Figura 7 ilustra un sistema informatico de uso general, a modo de ejemplo, adecuado para poner en practica las varias formas de realizacion de la invencion.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Debe entenderse, desde el principio, que aunque una puesta en practica ilustrativa de una o mas formas de realizacion se proporciona a continuacion, los sistemas y/o metodos dados a conocer pueden ponerse en practica utilizando cualquier numero de tecnicas, actualmente conocidas o en existencia. La invencion no debe limitarse, en forma alguna, a las puestas en practica ilustrativas, dibujos y tecnicas que se ilustran a continuacion, incluyendo los disenos y puestas en practica, a modo de ejemplo, que aqu se ilustran y describen, sino que pueden modificarse dentro del alcance de proteccion de las reivindicaciones adjuntas.

A continuacion se describe una configuracion de red optica pasiva (PON) que tiene una pluralidad de unidades de redes opticas (ONUs) que contienen laseres parcialmente sintonizables y no laseres completamente sintonizables. La configuracion de red PON puede incluir un terminal de lmea optica (OLT) que supervisa la longitud de onda laserica desde cada unidad ONU y proporciona una senal de control de sintoma. La senal de control de sintoma centra aproximadamente la longitud de onda laserica en una de una pluralidad de bandas pasantes. Las bandas pasantes estan asociadas con varios canales de comunicacion de flujo ascendente y mas de una banda pasante puede corresponder a cada canal de flujo ascendente. Cuando la longitud de onda laserica es una de entre los desplazamientos de derivacion de las unidades ONUs, la senal de control de sintoma ordena operativamente a la unidad ONU que efectue la migracion desde una banda pasante a otra banda pasante, lo que cambia el canal de flujo ascendente con el que esta asociada la unidad ONU. Si multiples unidades ONUs se asignan al mismo canal, el terminal OLT puede configurar o reconfigurar ajustes de acceso multiple por division temporal (TDMA) para permitir que multiples unidades ONUs compartan un canal unico sin entrar en conflictos operativos.

La Figura 1 ilustra una forma de realizacion de una red PON 100. La red PON 100 comprende un terminal OLT 102, una red de distribucion optica (ODN) 104 y una pluralidad de unidades ONUs 106. La red PON 100 es una red de comunicacion que no requiere que cualquier componente activo distribuya datos entre el terminal OLT 102 y las unidades ONUs 106. En cambio, la red PON 100 utiliza los componentes opticos pasivos en la red ODN 104 para distribuir datos entre el terminal OLT 102 y las unidades ONUs 106. Ejemplos de redes PONs adecuadas 100 incluyen la red PON en el modo de transferencia asmcrona (APON) y la red PON de banda ancha (BPON) definida por la norma de ITU-T G.983, la red PON de gibabits (GPON) definida por la norma de ITU-T G.984, la red PON Ethernet (EPON) definida por la norma

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IEEE 802.3ah y la multiplexion por division de longitud de onda en red PON (WDM-PON), todos los cuales se incorporan aqrn por referencia como si se reprodujeran en su integridad.

Un componente de la red PON 100 puede ser el terminal OLT 102. El terminal OLT 102 puede ser cualquier dispositivo que este configurado para comunicarse con las unidades ONUs 106 y otra red (no ilustrada). Mas concretamente, el terminal de lmea optica OLT 102 puede actuar como un dispositivo intermediario entre la otra red y las unidades ONUs 106 por cuanto que el terminal oLt 102 reenvfa datos recibidos desde la red a las unidades ONUs 106 y reenvfa datos recibidos de las unidades ONUs 106 a la otra red. Aunque la configuracion espedfica del terminal OLT 102 puede variar dependiendo del tipo de PON 100, en una forma de realizacion, el terminal OLT 102 comprende un transmisor y una pluralidad de receptores, segun se explica en detalle mas adelante. Si la otra red esta utilizando un protocolo, tal como Ethernet o SONET/SDH, que es diferente del protocolo de comunicacion utilizado en la red PON 100, en tal caso, el terminal OLT 102 puede comprender tambien un convertidor que convierte los datos de la otra red en el protocolo de red PON y convierte los datos de red PON en el protocolo de otra red. El terminal OLT 102 aqrn descrito suele situarse en un emplazamiento central, tal como una oficina central, pero puede ubicarse tambien en otros emplazamientos.

Otro componente de la red PON 100 puede ser las unidades ONUs 106. Las unidades ONUs 106 pueden ser cualesquiera dispositivos que esten configurados para comunicarse con el terminal OLT 102 y un cliente o usuario (no ilustrado). Mas concretamente, las unidades ONUs pueden actuar como un dispositivo intermediario entre el terminal OLT 102 y el cliente por cuanto que las unidades ONUs 106 reenvfan datos recibidos desde el terminal OLT 102 al cliente y reenvfan datos recibidos desde el cliente hacia el terminal OLT 102. Aunque la configuracion espedfica de las unidades ONUs 106 puede variar dependiendo del tipo de red PON 100, en una forma de realizacion de las unidades ONUs 106 pueden comprender un transmisor optico configurado para enviar senales opticas al terminal OLT 102, un receptor optico configurado para recibir senales opticas desde el terminal OLT 102 y un convertidor que convierte la senal optica en senales electricas para el cliente, tales como senales en el protocolo Ethernet o ATM. Las unidades ONUs 106 pueden comprender tambien un segundo transmisor y/o receptor que envfa y/o recibe las senales electricas para un dispositivo de cliente. En algunas formas de realizacion, las unidades ONUs 106 y los terminales de redes opticos (ONTs) son similares y por ello, los terminos se utilizan aqrn de forma intercambiable. Las unidades ONUs se suelen proporcionar en lugares distribuidos, tales como las instalaciones de clientes, pero pueden tambien ubicarse en cualquier otro lugar.

Otro componente de la red PON 100 puede ser la red ODN 104. La red ODN 104 es un sistema de distribucion de datos constituido por cables de fibra optica, acopladores, divisores, distribuidores y/o otros equipos conocidos para expertos ordinarios en esta tecnica. En una forma de realizacion, los cables de fibra optica, los acopladores, los divisores, los distribuidores y/o otros equipos conocidos para los expertos en esta tecnica son componentes opticos pasivos. Mas concretamente, los cables de fibra optica, acopladores, divisores, distribuidores y/o otros equipos conocidos para los expertos en esta tecnica pueden ser componentes que no requieran ninguna energfa para distribuir senales de datos entre el terminal OLT 102 y las unidades ONUs 106. La red ODN 104 suele extenderse desde el terminal OLT 102 a las unidades ONUs 106 en una configuracion de bifurcacion segun se ilustra en la Figura 1, pero pueden configurarse, de forma alternativa, segun se determine por un experto en esta tecnica.

La Figura 2 ilustra una forma de realizacion de los canales en una red PON 150. Mas concretamente, la red PON 150 puede incluir un canal de flujo descendente unico 152 y una pluralidad de canales de flujo ascendente 154A-154K entre el terminal OLT y las unidades ONUs. El canal de flujo descendente 152 permite al terminal OLT transmitir senales de control de sintoma y otros datos a las unidades ONUs. Segun se explica a continuacion, las senales de control de sintoma pueden utilizarse para centrar aproximadamente las longitudes de onda lasericas en una o mas bandas pasantes asociadas con los canales de flujo ascendente 154A-154K. Las longitudes de onda lasericas de las unidades ONUs tienen la tendencia a desplazarse alejandose de los centros de las bandas pasantes y por ello, los laseres se sintonizan periodicamente para tener en cuenta cualquier desplazamiento de longitud de onda laserica. Puesto que la funcion de sintoma esta limitada, el terminal OLT puede dirigir, de forma selectiva, las longitudes de onda lasericas de las unidades ONUs para efectuar una migracion desde una banda pasante a otra cuando los laseres ya no pueden sintonizarse en el centro de su banda pasante.

Algunos sistemas de redes PON contienen laseres completamente sintonizable. El termino “laser completamente sintonizable” esta previsto para significar un laser que esta controlado de modo que la longitud de onda laserica pueda establecerse y mantenerse en un valor deseado. Las longitudes de onda de cualquier tipo de laser son afectadas por multiples factores incluyendo, sin limitacion, la temperatura operativa, la intensidad de corriente del laser, la tension del laser, la fuente de oscilacion y el ruido electrico. La temperatura operativa es afectada por parametros tales como la intensidad de la corriente laserica, el entorno alrededor del laser, los componentes de enfriamiento y calentamiento dinamicos, la frecuencia de conmutacion del laser y la magnitud de la actividad o inactividad laserica. Los laseres completamente sintonizables controlan suficientemente estos factores para mantener la longitud de onda laserica en un valor deseado. Puesto que la temperatura tiene dicha gran influencia sobre la longitud de onda del laser, un laser completamente sintonizable suele tener que controlar la temperatura del laser para mantener la longitud de onda laserica en un valor deseado. Por ello, un laser completamente sintonizable puede contener circuitos de control de bloqueo de frecuencia y fase para una fuente de oscilacion, componentes de calentamiento dinamico, componentes de enfriamiento dinamico tales como elementos de enfriamiento de Peltier, un componente de control de corriente laserica, un componente de control de tension laserica y la funcion de filtrado del ruido. En consecuencia, los laseres completamente

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sintonizables tienden a ser un producto de alto coste y de bajo rendimiento por cuanto que la tasa de fallos del laser durante la fabricacion es alta de forma indeseable.

Al menos algunas de las unidades ONUs aqu descritas pueden contener laseres parcialmente sintonizables. El termino de “laser parcialmente sintonizable” puede referirse a un laser que tenga un margen de sintoma limitado para su longitud de onda, en donde el margen de sintoma puede ser insuficiente para mantener el laser en una longitud de onda unica bajo condiciones operativas diferentes. Aunque la longitud de onda del laser parcialmente sintonizable esta afectada por los mismos factores que el laser completamente sintonizable, algunos de los factores se controlan en el laser parcialmente sintonizable. A modo de ejemplo, un laser parcialmente sintonizable puede controlar solamente la corriente y/o la tension laserica, sin controlar la temperatura del laser. En general, los factores controlados no compensan completamente los factores no controlados y la longitud de onda laserica experimenta un desplazamiento de deriva. En lugar de impedir el desplazamiento de la longitud de onda laserica, la longitud de onda laserica en deriva puede supervisarse y ajustarse periodicamente los factores controlados para centrar aproximadamente cada longitud de onda laserica de unidad ONU a una de una pluralidad de las bandas pasantes. Si fuere necesario, cada longitud de onda laserica de unidad ONU puede sintonizarse de modo que efectue una migracion desde una banda pasante a otra. Dicho de otro modo, mientras el margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable puede ser insuficiente para mantener una longitud de onda deseada, es suficiente para mantener la longitud de onda del laser en una de las bandas pasantes y en consecuencia, en uno de los canales segun se describe a continuacion. En consecuencia, los laseres parcialmente sintonizables tienden a ser un producto no de alto coste y de alto rendimiento en comparacion con los laseres completamente sintonizables.

Existen numerosos tipos de laseres parcialmente sintonizables y los componentes de estos diferentes laseres varfan en consecuencia. A modo de ilustracion y sin caracter limitativo, diodos laser de retroaccion distribuida (DFB) o de reflecto Bragg distribuido (DBR) podnan utilizarse para laseres parcialmente sintonizables. Los diodos DFB y DBR pueden funcionar en un modo unico transversal o longitudinal y tener una estructura de rejilla dentro del material semiconductor para estrechar la anchura de lmea de emision. Un laser parcialmente sintonizable podna emplear un diodo DFB o DBR y sintonizar la longitud de onda del laser controlando, a modo de ejemplo, la intensidad de la corriente o tension laserica, pero no otros parametros. En una forma de realizacion espedfica, el laser parcialmente sintonizable no empleana componentes de enfriamiento y calentamiento dinamicos suficientes para mantener la longitud de onda laserica en un valor predeterminado. En consecuencia, la longitud de onda laserica se desplaza cuando cambia la temperatura operativa. Para pequenos cambios de temperatura, la corriente y/o la tension del laser parcialmente sintonizable puede ajustarse para intentar mantener una longitud de onda laserica deseada. Sin embargo, cuando la temperatura del laser comienza a cambiar, la longitud de onda laserica se desplazara mas alla del margen de sintoma limitado y la unidad ONU no sera capaz de mantener una longitud de onda laserica dentro de una banda pasante predeterminada. En tal caso, el terminal OLT puede dar instrucciones a la unidad ONU para la migracion a otra banda pasante dentro del margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable.

El margen de sintoma para un laser parcialmente sintonizable puede depender de numerosos factores. Algunos laseres completamente sintonizables pueden mantenerse en cualquier valor de la longitud de onda durante varios centenares de nanometros. Por el contrario, el margen de sintoma de los laseres parcialmente sintonizables puede limitarse a unos pocos nanometros. En una forma de realizacion, el margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable puede ser aproximadamente igual o poco mayor que, p.ej., aproximadamente 1.5 veces el intervalo de separacion entre bandas pasantes. Dicha forma de realizacion es de utilidad puesto que el mecanismo de control de sintoma en las unidades ONUs puede ser relativamente simple, p.ej., simplemente un controlador de intensidad de corriente. A modo de ejemplo, si el sistema de red PON utiliza bandas pasantes que tienen una anchura de dos nanometros (nm) y separaciones con una anchura de un nanometro, en tal caso, un laser parcialmente sintonizable puede tener un margen de sintoma de hasta aproximadamente 1, aproximadamente 1.5 o aproximadamente 2 nm para asegurar que una longitud de onda laserica puede desplazarse desde el intervalo de separacion a una u otra de las bandas pasantes cercanas. En otra forma de realizacion, el margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable puede ser aproximadamente igual a o algo mayor que, p.ej., aproximadamente 1.5 veces, la distancia entre los centros de las bandas pasantes. En tal caso, si la longitud de onda laserica ya no puede centrarse en una sola banda pasante, el laser parcialmente sintonizable puede ajustar la longitud de onda laserica a aproximadamente el centro de una banda pasante adyacente. A modo de ejemplo, si el sistema de red PON utiliza bandas pasantes que tengan una anchura de cuatro nm e intervalos de separacion que tengan una anchura de tres nm, en tal caso, un laser parcialmente sintonizable puede tener un margen de sintoma de hasta aproximadamente 5, aproximadamente 7 o aproximadamente 10 nm para asegurar que una longitud de onda laserica pueda desplazarse desde el intervalo de separacion a aproximadamente el centro de una u otra de las bandas pasantes cercanas. En una forma de realizacion alternativa, el margen de sintoma puede ser mucho mayor que el intervalo de separacion entre bandas pasantes, p.ej., aproximadamente 2 a 10 veces mayor. Los margenes de sintoma incrementados pueden ser beneficiosos por cuanto que ayudan a reducir la magnitud de la migracion de bandas pasantes por la unidad ONU o con una distribucion mas uniforme de las unidades ONUs para las bandas pasantes disponibles.

La Figura 3 ilustra un sistema de red PON 300 en conformidad con formas de realizacion de la invencion. Segun se ilustra, el sistema 300 comprende un terminal OLT 302 que se acopla a una pluralidad de unidades ONUs 330A-330N, las unidades ONUs 330A-330N pueden ser practicamente las mismas y por ello, solamente se describira aqrn la unidad ONU 330A. La unidad ONU 330A comprende un receptor de flujo descendente 332A acoplado a un transmisor de flujo

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ascendente 336A. Ambos, el receptor de flujo descendente 332A y el transmisor de flujo ascendente 336A estan acoplados a un diplexor 340A que separa las comunicaciones de flujo descendente con respecto a las comunicaciones de flujo ascendente en la unidad ONU 330A. El receptor de flujo descendente 332A es capaz de recibir ordenes de sintoma y ajustes de TDMA desde el terminal OLT 302 y proporcionar las ordenes de sintoma y ajustes de TDMA al transmisor de flujo ascendente 336A. En respuesta, el transmisor de flujo ascendente 336A controla un laser 338A, tal como un laser DFB o DBR, sobre la base de las ordenes de sintoma y de los ajustes de TDMA. Mas concretamente, la orden de sintoma hace que se centre la longitud de onda laserica en una banda pasante particular de un canal de flujo ascendente y los ajustes de TDMA hacen que la longitud de onda laserica se sintonice para evitar conflictos con otras unidades oNUs que comparten el mismo canal de flujo ascendente o banda pasante. En algunas formas de realizacion, las ordenes de sintoma controlan la corriente laserica sin afectar notablemente a las variaciones de la temperatura operativa del laser 338A.

La longitud de onda laserica se proporciona al diplexor 340A que la transmite al terminal OLT 302 por intermedio de la red ODN 320. La red ODN 320 puede comprender elementos pasivos tales como cables de fibra optica, acopladores, divisores, distribuidores y/o otros equipos. El terminal OLT 302 recibe transmisiones procedentes de las unidades ONUs 330A-330N por intermedio de un diplexor 308, que separa las comunicaciones de flujo descendente de las comunicaciones de flujo ascendente en el terminal oLt 302. Las comunicaciones de flujo ascendente se reenvfan a un demultiplexor de longitud de onda dclica 310 que asigna o distribuye las senales entrantes en los canales de comunicaciones y reenvfa las senales a una pluralidad de receptores de flujo ascendente 306A-306K.

En una forma de realizacion, el demultiplexor de longitud de onda dclica 310 pone en practica una estructura de rejilla de grna de ondas matricial (AWG) que distribuye las longitudes de onda lasericas desde las N unidades ONUs a los K receptores de flujo ascendente 306A-306K. El demultiplexor de longitud de onda dclica 310 es selectivo de la longitud de onda por cuanto que solamente longitudes de onda que sean multiplos enteros de una longitud de onda base (Abase) se distribuyen a los receptores de flujo ascendente 306A-306K. A modo de ejemplo, la magnitud de la longitud de onda base Abase puede ser cuatro nm. En tal caso, el receptor de flujo ascendente 306A puede recibir transmisiones para n*4 nm, el receptor de flujo ascendente 306B puede recibir transmisiones para (n+1)*4 nm, el receptor de flujo ascendente 306K puede recibir transmisiones para (n+k-1) y asf sucesivamente en un modelo dclico, en donde n y k son valores enteros. Si se recibe una transmision que no es un multiplo entero de Abase, la transmision sena filtrada por AWG. Los expertos en esta tecnica apreciaran que aunque se describen aqrn longitudes de onda exactas, el demultiplexor de longitud de onda dclica 310 puede dividir tambien las longitudes de onda en grupos que consisten en una pluralidad o margenes de longitudes de onda.

El sistema de bandas pasantes 300 corresponde a las longitudes de onda aceptadas por AWG. A modo de ejemplo, si la Abase de AWG es cuatro nm, una primera banda pasante puede designarse para el sistema de red PON 300 como n*4nm, una segunda banda pasante puede designarse para el sistema PON 300 como (n+1)*4 nm y asf sucesivamente en un modelo dclico. En consecuencia, multiples bandas pasantes pueden asociarse con cada uno de los receptores de flujo ascendente 306A-306K de modo que cada uno de los receptores de flujo ascendente 306A-306K sea potencialmente responsable para el procesamiento de comunicaciones para una pluralidad de longitudes de onda lasericas. A modo de ejemplo, el receptor de flujo ascendente 306A podrfa gestionar las comunicaciones para las longitudes de onda lasericas n*Abase, (n+k)*Abase, (n+2k)*Abase y asf sucesivamente. La naturaleza dclica del demultiplexor 310 asegura que todas las transmisiones de ONU sean asignadas a un receptor de flujo ascendente 306A-306K o filtradas.

Puesto que las longitudes de onda lasericas de las unidades ONUs tienen la tendencia al desplazamiento, se necesita funciones de supervision y ajuste de las longitudes de onda lasericas de las unidades ONUs para asegurar que las comunicaciones de unidades ONUs validas no sean filtradas por AWG del demultiplexor 310. A modo de ejemplo, una comunicacion puede filtrarse si una longitud de onda laserica de unidad ONU cae dentro de un intervalo de separacion entre las bandas pasantes. De este modo, en al menos algunas formas de realizacion, una unidad de control de longitud de onda 312 u otra logica se acopla a los receptores de flujo ascendente 306A-306K y supervisa la longitud de onda de las transmisiones de ONU recibidas por los receptores de flujo ascendente 306A-306K. A modo de ejemplo, una unidad ONU dada puede determinar su longitud de onda en conformidad con una planificacion fijada mientras que el terminal OLT 302 registra las variaciones de energfa que se producen en la planificacion fija. El terminal oLt 302 emite, entonces, los resultados a la unidad ONU dada. Despues de unos pocos periodos empmcos de prueba y error, el comportamiento del laser se determinana y la unidad ONU dada comienza a funcionar a la potencia de transmision maxima.

Sobre la base de la informacion supervisada, la unidad de control de longitud de onda 312 proporciona senales de control de sintoma a las unidades ONUs 330A-330N. Las senales de control de sintoma permiten a cada unidad ONU ajustar su longitud de onda laserica cuando fuere necesario, para estar dentro de los lfmites de las bandas pasantes. En una forma de realizacion, la longitud de onda laserica se sintoniza al centro aproximado de una de las bandas pasantes correspondiente a los canales de flujo ascendente. En algunos casos, las senales de control de sintoma hacen que las unidades ONUs efectuen una migracion desde una banda pasante a otra cuando se desplazan las longitudes de onda lasericas. En al menos algunas formas de realizacion, la unidad de control de longitud de onda 312 reduce o minimiza la migracion desde una banda pasante a otra. A modo de ejemplo, la unidad de control de longitud de onda 312 puede sintonizar cada longitud de onda laserica de unidad ONU a una banda pasante dada hasta que se alcance un umbral maximo de la capacidad de sintoma. Mas adelante, la unidad de control de longitud de onda selecciona una nueva banda

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pasante. La nueva banda pasante puede tener una posicion que permita que una longitud de onda laserica de unidad ONU sea centrada en la nueva banda pasante con magnitudes de sintoma mmimas. Como alternativa, la unidad de control de longitud de onda 312 selecciona otra banda pasante dentro del margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable. A modo de ejemplo, la unidad de control de longitud de onda 312 podrfa reducir o minimizar la migracion supervisando el comportamiento de desplazamiento de un laser parcialmente sintonizado y determinando la direccion o modelo del desplazamiento de longitud de onda laserica. La unidad de control de longitud de onda 312 podrfa utilizar, entonces, la direccion de desplazamiento o la informacion de modelo de desplazamiento para seleccionar una nueva banda pasante que reduce o minimiza la migracion futura aun cuando la sintoma laserica no se reduzca ni minimice de forma inmediata.

La unidad de control de longitud de onda 312 u otra logica puede supervisar tambien la cantidad de unidades ONUs asignadas a cada una de las bandas pasantes o canales de flujo ascendente y los correspondientes receptores de flujo ascendente 306A-306K. Sobre la base de la informacion supervisada, la unidad de control de longitud de onda 312 puede configurar o reconfigurar los ajustes de TDMA de las unidades ONUs. Los ajustes de TDMA permiten que multiples unidades ONUs compartan una longitud de onda unica separando las transmisiones en el dominio temporal. En algunas formas de realizacion, la unidad de control de longitud de onda 312 puede intentar tambien asignar unidades ONUs uniformemente entre el numero limitado de canales de flujo ascendente. A modo de ejemplo, si existen N unidades ONUs y K receptores de flujo ascendente, en donde N es mayor que K, en tal caso, la unidad de control de longitud de onda 312 puede proporcionar senales de control de sintoma que intenten asignar las N unidades ONUs uniformemente entre los K receptores de flujo ascendente. En algunos casos, las senales de control de sintoma solamente intentan reasignar unidades ONUs si el numero de unidades ONUs asignadas a un canal de flujo ascendente unico es mayor que una magnitud umbral. De no ser asf, la unidad de control de longitud de onda 312 puede simplemente proporcionar senales de control de sintoma que reducen o minimizan la magnitud de sintoma o la magnitud de migracion. Es decir, las unidades ONUs pueden sintonizarse a la banda pasante mas cercana correspondiente a un canal de flujo ascendente haciendo caso omiso de la cantidad de unidades ONUs asignadas a cada canal.

Las unidades ONUs 330A-330N y el terminal OLT 302 pueden comprender tambien una logica de Control de Acceso Multimedia (MAC) (no ilustrada). A modo de ejemplo, la logica de MAC en la unidad ONU 330A podrfa permitir al menos a un dispositivo, tal como un dispositivo multimedia u ordenador del cliente, establecer una interfaz con el receptor de flujo descendente 332A y el transmisor de flujo ascendente 336A de la unidad ONU 330A. Ademas, la logica de MAC en el terminal OLT 302 podrfa permitir a los dispositivos de red establecer una interfaz con el transmisor de flujo descendente 304 y los receptores de flujo ascendente 306A-306K del terminal OLT 302. De esta manera, un dispositivo multimedia u ordenador del cliente es capaz de comunicarse con dispositivos de red por intermedio del sistema de red PON 300.

La Figura 4 ilustra una disposicion de bandas pasantes 400 para un sistema de red PON en conformidad con formas de realizacion de la invencion. Segun se ilustra, la disposicion de longitudes de onda 400 comprende una pluralidad de bandas pasantes 402, 404, 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 y 420. Las bandas pasantes 402, 404, 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 y 420 estan dispuestas en orden de longitud de onda creciente, por lo que las bandas pasantes a la izquierda de la banda pasante 402 o a la derecha de la banda pasante 420 podnan existir tambien. El centro de cada banda pasante puede corresponder a un multiplo entero de algunas longitudes de onda Abase relacionadas con AWG aqu dado a conocer. A modo de ejemplo, el centro de la banda pasante 402 puede corresponder a n*Abase, el centro de la banda pasante 404 puede corresponder a (n+1)*Abase, el centro de la banda pasante 406 puede corresponder a (n+2)*Abase y asf sucesivamente.

En la Figura 4, el uso de un demultiplexor de longitud de onda dclica con un modelo de repeticion de cuatro canales se representa sombreando las bandas pasantes. Mas concretamente, las bandas pasantes 402, 410 y 418 se sombrean lo mismo y corresponden a un canal de comunicaciones “1”, las bandas pasantes 404, 412 y 420 se sombrean lo mismo y corresponden a un canal de comunicaciones “2”, las bandas pasantes 406 y 414 se sombrean lo mismo y corresponden a un canal de comunicaciones “3” y las bandas pasantes 408 y 416 se sombrean lo mismo y corresponden a un canal de comunicaciones “4” y asf sucesivamente.

Segun se ilustra en la Figura 4, varias unidades ONUs (numeradas 1 a 8) se representan como teniendo sus laseres sintonizados a una banda pasante particular. Mas concretamente, la unidad ONU 1 esta sintonizada a la banda pasante 416, las unidades ONUs 2 y 4 estan sintonizadas a la banda pasante 406, las unidades ONUs 3 y 8 estan sintonizadas a la banda pasante 412, la unidad ONU 5 esta sintonizada a la banda pasante 418,. La unidad ONU 6 esta sintonizada a la banda pasante 410 y la unidad ONU 7 esta sintonizada a la banda pasante 404. La sintoma de estas unidades ONUs a las diferentes bandas pasantes puede cambiar a medida que se desplazan sus laseres respectivos. Si multiples unidades ONUs son asignadas a una banda pasante unicas o canal de comunicacion, como es el caso para los canales de comunicaciones 1 a 3, entonces, los ajustes de TDMA pueden configurarse o reconfigurarse para impedir conflictos operativos entre las comunicaciones de las unidades ONUs. A modo de ejemplo, si ONU 7 se desplaza desde la banda pasante 404 a la banda pasante 406, en tal caso, los ajustes de TDMA para los canales 2 y 3 pueden reconfigurarse para admitir la adicion o perdida de la unidad ONU 7. Los expertos ordinarios en esta tecnica tienen conocimiento de como reconfigurar canales de TDMA cuando una unidad ONU se anade o elimina desde un canal.

En al menos algunas formas de realizacion, la asignacion de unidades ONUs a bandas pasantes puede organizarse para

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mejorar el rendimiento del sistema. Mas concretamente, aun cuando la Figura 4 ilustre varias bandas pasantes diferentes (10 bandas pasantes) para una red PON representativa, cada unidad ONU no se asigna de forma aleatoria a estas bandas pasantes. Por el contrario, las longitudes de onda lasericas de unidades ONUs se desplazan a una banda pasante cercana dando lugar a la distribucion de unidades ONUs ilustrada en la Figura 4. En el transcurso del tiempo, la distribucion de unidades ONUs podna cambiar dependiendo de la magnitud de los desplazamientos de longitudes de onda lasericas de cada unidad ONU. En al menos algunas formas de realizacion, se permite la migracion desde una de las bandas pasantes a otra, pero se reduce o minimiza, a modo de ejemplo, sintonizando las longitudes de onda lasericas de unidades ONUs a la misma banda pasante hasta que se alcance un umbral maximo de capacidad de sintoma. Para compensar el desplazamiento de la longitud de onda laserica, la corriente laserica o algun otro factor de control podnan utilizarse para desplazar la longitud de onda laserica para cada unidad ONU hacia delante o atras hasta el centro aproximado de una banda pasante cercana. La sintoma a una banda pasante que no sea adyacente puede ser tambien posible y podna realizarse para reducir o minimizar la magnitud de la migracion. La seleccion de una banda pasante podna basarse en una direccion de desplazamiento o en un calculo del modelo de desplazamiento.

La Figura 5 ilustra un metodo de sintoma y transmision de unidades ONUs 500 en conformidad con formas de realizacion de la invencion. El metodo 500 podna realizarse periodicamente por cada unidad ONU de un sistema de red PON para compensar el desplazamiento de longitud de onda laserica y para impedir conflictos entre las unidades ONUs que comparten un canal de comunicaciones o banda pasante unica. En el bloque operativo 502, el metodo 500 comprende la recepcion de una senal de control de sintoma. La senal de control de sintoma permite que se aumente una longitud de onda laserica o se disminuya en una magnitud limitada. A modo de ejemplo, la senal de control de sintoma podna permitir que la longitud de onda laserica este aproximadamente centrada en una banda pasante. Aunque otros factores de control son posibles, algunas formas de realizacion sintonizan un laser de unidad ONU cambiando la magnitud de la corriente laserica y/o tension laserica sin controlar notablemente las variaciones de la temperatura operativa. En el bloque operativo 504, se recibe una senal de control de TDMA. La senal de control de TDMA permite que una longitud de onda laserica sea temporizada para impedir conflictos cuando multiples unidades PONs compartan una banda pasante unica o un canal de comunicaciones. En el bloque operativo 506, un laser de unidad ONU se controla sobre la base de la senal de control de sintoma y la senal de control de TDMA.

La Figura 6 ilustra un metodo de control y sintoma del terminal OLT 600 en conformidad con las formas de realizacion de la invencion. El metodo 600 puede realizarse periodicamente por el terminal OLT de un sistema de red PON para sintonizar las unidades ONUs del sistema para bandas pasantes disponibles y para impedir conflictos entre unidades ONUs que compartan una banda pasante unica o un canal de comunicacion unico. En el bloque operativo 602, el metodo 600 comprende supervisar las longitudes de onda lasericas de las unidades ONUs. En el bloque operativo 604, el metodo 600 comprende, ademas, el ajuste, de forma selectiva, de senales de control de sintoma sobre la base de una configuracion de canal y de longitudes de onda lasericas en curso. A modo de ejemplo, la senal de control de sintoma podna basarse en la identificacion del centro de una pluralidad de bandas pasantes disponibles para el sistema de red PON e identificar la magnitud de desplazamiento que se necesita para sintonizar un laser en el centro de una de las bandas pasantes disponibles. La banda pasante seleccionada para la sintoma podna ser la banda pasante mas cercana a la longitud de onda laserica en curso u otra banda pasante dentro del margen de sintoma del laser. En al menos algunas formas de realizacion, la senal de control de sintoma afecta a la corriente y/o tension laserica, pero no afecta, en gran medida, a las variaciones de temperatura operativa de un laser. En el bloque operativo 606, los ajustes de TDMA se realizan de forma selectiva. A modo de ejemplo, el ajuste de TDMA podna realizarse cuando cambien el numero de unidades ONUs asignadas a cada banda pasante o canal de comunicacion.

La red anteriormente descrita puede ponerse en practica en cualquier componente de red de uso general, tal como un componente de red u ordenador con potencia de procesamiento suficiente, recursos de memoria y capacidad de rendimiento de red para poder gestionar la carga de trabajo necesaria colocada sobre dicho dispositivo. La Figura 7 ilustra un componente de red de uso general tfpico adecuado para poner en practica una o mas formas de realizacion de un modo aqrn dado a conocer. El componente de red 700 incluye un procesador 702 (que puede referirse como una unidad central de procesador o CPU) que esta en comunicacion con dispositivos de memoria incluyendo memorias secundarias 704, memoria de lectura solamente (ROM) 706, memoria de acceso aleatorio (RAM) 708, dispositivos de entrada/salida (I/O) 710 y dispositivos de conectividad de red 712. El procesador puede ponerse en practica como uno o mas circuitos integrados de la unidad CPU.

La memoria secundaria 704 suele estar constituida por una o mas unidades de disco o unidades de cinta y se utiliza para la memorizacion no volatil de datos y como un dispositivo de memorizacion de datos en condicion de sobreflujo si la memoria RAM 608 no tiene la suficiente capacidad para mantener todos los datos de trabajo. La memoria secundaria 704 puede utilizarse para memorizar programas que se carguen en la memoria RAM 708 cuando dichos programas sean seleccionados para su ejecucion. La memoria ROM 706 se utiliza para memorizar instrucciones y quizas datos que sean objeto de lectura durante la ejecucion del programa. La memoria ROM 706 es un dispositivo de memoria no volatil que suele tener una pequena capacidad de memoria relativa a la mayor capacidad de memoria de la memoria secundaria. La memoria RAM 708 se utiliza para memorizar datos volatiles y quizas para memorizar instrucciones. El acceso a ambas memorias ROM 706 y RAM 708 suele ser mas rapido que a la memoria secundaria 704.

Aunque varias formas de realizacion han sido dadas a conocer en la presente invencion, debe entenderse que los sistemas y metodos dados a conocer podnan materializarse en numerosas otras formas espedficas sin desviarse por

ello del alcance de proteccion de la presente invencion. Los ejemplos de realizacion aqu descritos han de considerarse como ilustrativos y no restrictivos y su intencion no ha de limitarse a los detalles aqu proporcionados. A modo de ejemplo, los diversos elementos o componentes pueden combinarse o integrarse en otro sistema o se pueden omitir algunas caractensticas operativas o no ponerse en practica.

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Ademas, tecnicas, sistemas, subsistemas y metodos descritos e ilustrados en las diversas formas de realizacion como de caracter discreto o separado pueden combinarse o integrarse con otros sistemas, modulos, tecnicas o metodos sin desviarse por ello del alcance de proteccion de la presente invencion. Otros elementos ilustrados o examinados como acoplados o directamente acoplados o en comunicacion entre sf pueden acoplarse o comunicarse indirectamente por 10 intermedio de alguna interfaz, dispositivo o componente intermedio por medios electricos, mecanicos o de cualquier otro modo. Otros ejemplos de cambios, sustituciones y modificaciones son averiguables por un experto en esta tecnica y podnan realizarse sin desviarse por ello del alcance de proteccion de las reivindicaciones adjuntas.

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. Una unidad de red optica, ONU, que comprende:

un receptor (332A) adaptado para recibir una senal de control de sintoma;

un laser parcialmente sintonizable (338A) que tiene una longitud de onda laser derivante, y

un transmisor (336A) acoplado al receptor (332A) y adaptado para controlar el laser parcialmente sintonizable (338A) que da lugar a la migracion de

la longitud de onda laser derivante hacia una segunda banda pasante de una pluralidad de bandas pasantes sobre la base de la senal de control de sintoma reenviada desde el receptor al transmisor cuando el laser parcialmente sintonizable ya no puede sintonizarse en el centro de una primera banda pasante de la pluralidad de bandas pasantes, en donde la segunda banda pasante esta dentro del margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable, en donde la pluralidad de bandas pasantes estan asociadas a varios canales de flujo ascendente, en donde la migracion desde la primera banda pasante a la segunda banda pasante cambia el canal de flujo ascendente.
2. La unidad de red optica ONU segun la reivindicacion 1, en donde una temporizacion de una transmision desde el laser (338A) esta basada en los ajustes de acceso multiples por division temporal, TDMA, que cambian debido a la longitud de onda de laser derivante.
3. La unidad de red optica ONU segun la reivindicacion 1, en donde el laser parcialmente sintonizable (338A) carece de un componente de control de la temperatura.
4. La unidad de red optica ONU segun la reivindicacion 1 en donde la longitud de onda de laser derivante se sintoniza a un centro aproximado de la segunda banda pasante.
5. La unidad de red optica ONU segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el laser parcialmente sintonizable (338A) comprende un laser de diodo de retroaccion distribuida, DFB, o de reflector Bragg distribuido, DBR, que es sintonizable sobre la base de una corriente o una tension electrica.
6. Un terminal de lmea optica, OLT, que comprende:

una unidad de control de longitud de onda (312) adaptada para proporcionar una senal de control de sintoma,

un diplexor (308) adaptado para recibir una senal entrante que tiene una longitud de onda laser derivante,

en donde la longitud de onda laser derivante es objeto de migracion a una segunda banda pasante de una pluralidad de bandas pasantes sobre la base de la senal de control de sintoma cuando un laser parcialmente sintonizable ya no puede sintonizarse en el centro de una primera banda pasante de la pluralidad de bandas pasantes,

en donde la segunda banda pasante esta dentro del margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable, en donde la pluralidad de bandas pasantes estan asociadas a varios canales de flujo ascendente, en donde la migracion desde la primera banda pasante a la segunda banda pasante cambia el canal de flujo ascendente, y

un demultiplexor de longitud de onda dclica (310), adaptado para asignar la senal entrante en el canal de flujo ascendente correspondiente y reenviar la senal entrante a un receptor (306A-306K) en conformidad con la segunda banda pasante.
7. El terminal de lmea optica OLT segun la reivindicacion 6, en donde el demultiplexor de longitud de onda dclica (310) es de longitud de onda selectiva por cuanto que las longitudes de onda que son multiplos enteros de una longitud de onda base se distribuyen a los receptores (306A-306K).
8. El terminal de lmea optica OLT segun la reivindicacion 6 o 7, en donde la longitud de onda de laser derivante se sintoniza en un centro aproximado de la segunda banda pasante.
9. Un sistema de red optica pasiva, PON, que comprende una pluralidad de unidades de red optica, ONUs (106) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, una red de distribucion optica, ODN (104) y un terminal de lmea optica, OLT (102) segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde

la red ODN esta adaptada para distribuir senales de datos entre el terminal OLT y las unidades ONUs.
10. Un metodo que comprende:

el envfo, por un terminal OLT, de una senal de control de sintoma,

la recepcion de una senal entrante que tiene una longitud de onda de laser derivante, en donde la longitud de onda de laser derivante es objeto de migracion hacia una segunda banda pasante de una pluralidad de bandas pasantes sobre la base de la senal de control de sintoma cuando un laser parcialmente sintonizable ya no puede sintonizarse en el centro de una primera banda pasante de la pluralidad de bandas pasantes,

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en donde la segunda banda pasante esta dentro del margen de sintoma del laser parcialmente sintonizable, en donde la pluralidad de bandas pasantes estan asociadas a varios canales de flujo ascendente, en donde la migracion desde la primera banda pasante a la segunda banda pasante cambia el canal de flujo ascendente, y

10 la asignacion de la senal entrante en el canal de flujo ascendente correspondiente y el reenvfo de la senal entrante a un receptor (306A-306K) en conformidad con la segunda banda pasante.
11. El metodo segun la reivindicacion 10 que comprende ademas: la reconfiguracion de una pluralidad de intervalos temporales de acceso multiples por division temporal, TDMA, cuando una de las longitudes de onda de laser derivante

15 efectua una migracion desde la primera banda pasante a la segunda banda pasante.
12. El metodo segun la reivindicacion 10, que comprende, ademas:

la sintoma de la longitud de onda de laser derivante en un centro aproximado de la segunda banda pasante.

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