具有亞倍頻程傳輸?shù)臒o源光網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【專利摘要】用于傳輸數(shù)字信號的無源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)合亞倍頻程濾波器，用于去除當(dāng)信號在網(wǎng)絡(luò)的纖維光纜上傳輸時引入信號中的失真。換句話說，由亞倍頻程濾波器去除當(dāng)帶有數(shù)字信號的光束通過纖維光纜傳遞時導(dǎo)致的二階失真。此外，提供在與本網(wǎng)絡(luò)上相同的纖維光纜上利用另一無源光網(wǎng)絡(luò)。并且，公開了確保上行和下行傳輸頻率與亞倍頻程濾波器的兼容性的考慮。
【專利說明】具有亞倍頻程傳輸?shù)臒o源光網(wǎng)絡(luò)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及使能在光纖上傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及通過后續(xù)亞倍頻程濾波(sub-octave filtering)來在光纖網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)字信號，以便從信號中消除二階失真的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明特別適用，但不是專用于通過后續(xù)亞倍頻程濾波來使用無源光網(wǎng)絡(luò)(passive optical network:P0N)傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)實質(zhì)上是將單一纖維光纜(fiber optic cable)用于從一個點(例如服務(wù)供應(yīng)商)到多個不同點(例如客戶端)的信號傳輸?shù)墓饩W(wǎng)絡(luò)。最有可能的是，待傳輸?shù)男盘枌⑹菙?shù)字信號。因此，除纖維光纜外，PON將必定包括在纖維光纜的發(fā)射端上的組件(例如，調(diào)制解調(diào)器)，其將數(shù)字信號調(diào)制到射頻(radio frequency:RF)載波上。然后，將得到的RF信號轉(zhuǎn)換成用于在纖維光纜上傳輸?shù)墓庑盘?。在纖維光纜的接收端，反轉(zhuǎn)該過程。具體地，組件(調(diào)制解調(diào)器)將光信號重新轉(zhuǎn)換成RF信號，然后，解調(diào)該RF信號，用于后續(xù)使用。
[0003]PON的重要方面是其可以利用非常公知的通過波分復(fù)用(Wavelength-DivisionMultiplexing:WDM)的光信號傳輸。這實質(zhì)上允許PON將一個波長(λ 用于纖維光纜上的下行流量，而同時將另一波長(λ 2)用于上行流量。此外，可以具有兩個或更多上行流量波長(例如^和λ 3)和兩個或更多下行流量波長(例如X2和λ4)。稱合PON的點對多點特性的該WDM能力提供比其他類型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)明顯的優(yōu)點。具體地，PON構(gòu)造將減少比點對點架構(gòu)所需的纖維光纜量。然而，一個潛在的缺點是已知纖維光纜將失真引入光信號，這降低其清晰度。
[0004]在當(dāng)光信號通過纖維光纜傳輸時可能引入該光信號中的所有失真中，最主要的失真的二階失真。然而，這些二階 失真相對容易被識別。例如，考慮承載RF頻率fa和fb的光信號。可能發(fā)生的是，當(dāng)光信號通過纖維光纜傳輸時，纖維光纜將在頻率fa+fb和fa_fb下的兩個RF失真信號引入到該光信號中。在fb的情況下，二階失真為fa+fbs 2fdPfa-f^ O0在這種情況下，fa-fbs O是微不足道的，并且2fa定義對于fa的倍頻程。
[0005]鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種具有亞倍頻程濾波器的無源光網(wǎng)絡(luò)，用于在PON上傳輸清晰信號，而在傳輸?shù)慕邮斩司哂凶钚∈д妫绻械脑?。本發(fā)明的另一個目的是提供一種無源光網(wǎng)絡(luò)，從傳輸信號有效地消除由PON的纖維光纜而引入該信號中的失真。本發(fā)明的又一目的是提供一種具有亞倍頻程濾波器的無源光網(wǎng)絡(luò)，用于從傳輸光信號消除二階失真，其容易使用、應(yīng)用簡單并且比較成本有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明，無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)結(jié)合帶通濾波器，用于從光信號中去除當(dāng)通過PON中的纖維光纜傳輸光束時引入的二階失真。根據(jù)本發(fā)明，將來自纖維光纜的光信號轉(zhuǎn)換成RF信號，并且在包括數(shù)字信號的RF載波頻率的亞倍頻程帶寬中濾波RF信號。然后，解調(diào)RF信號，用于數(shù)字信號的后續(xù)接收。
[0007]結(jié)構(gòu)上，本發(fā)明的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)包括發(fā)射調(diào)制解調(diào)器，用于將多個數(shù)字信號調(diào)制到各自的RF載波頻率(f)上。這能通過調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相來完成。具有調(diào)制解調(diào)器的光發(fā)射機還用來將這些調(diào)制載波頻率的每一個轉(zhuǎn)換成光信號。然后，使用波分復(fù)用器(WDM)將該光信號與其他類似形成的光信號結(jié)合來產(chǎn)生光束。重要地，在光束中，各個光信號將具有其自己的單獨的波長(入)。
[0008]對本發(fā)明，提供光纖纜(optical fiber cable),用于在光線路終端(OpticalLine Terminal:0LT)[例如服務(wù)供應(yīng)商]和多個光網(wǎng)絡(luò)單兀(Optical Network Units:ONU)[例如客戶]間的PON上傳輸光束。詳細(xì)地，該光纖將具有連接到OLT以從發(fā)射機和WDM接收光束的第一端。然后，該光束通過光纖傳送到其第二端。與光纖的第二端相連的分離器用于將光束分離成子集。如本發(fā)明所設(shè)想的，每一子集將被發(fā)送到各自的0NU，并且其將包括傳輸?shù)墓馐械乃泄庑盘?，盡管是以降低的功率。
[0009]多個光接收機定位在網(wǎng)絡(luò)中的各自的客戶(即0NU)處，以便從光束接收子集。然后，各個光接收機與調(diào)制解調(diào)器一起作用來將在子集中的光信號重新轉(zhuǎn)換回它們各自的調(diào)制載波頻率。然后，亞倍頻程帶通濾波器濾波掉在調(diào)制載波頻率的亞倍頻程外的二階失真。因此，從所接收的信號去除二階失真。
[0010]一旦所接收的信號被重新轉(zhuǎn)換和濾波，使用調(diào)諧器來在所選擇的載波頻率中調(diào)諧并將所選擇的載波頻率定向到ONU中的被尋址端(addressed premise)。然后，接收調(diào)制解調(diào)器解調(diào)所調(diào)諧的載波頻率以便重構(gòu)其各自的數(shù)字信號。然后，該數(shù)字信號用于其預(yù)期目的。
[0011]操作上，本發(fā)明的用于使能在無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)上亞倍頻程傳輸數(shù)字信號的方法依賴于建立用于多個離散載波頻率(f)的每一個的亞倍頻程帶寬。初始地，該方法設(shè)想將數(shù)字信號調(diào)制到所選擇的載波頻率(f)上，并且然后將所調(diào)制的載波頻率轉(zhuǎn)換成光信號。通過該轉(zhuǎn)換，該光信號和該數(shù)字信號兩者將具有相同的波長(λ )。若干這種光信號可以被相應(yīng)地形成并共同組合成光束。在這種情況下，光束被引入纖維光纜的第一端并通過纖維光纜從第一端傳輸?shù)降诙恕?br> [0012]在纖維光纜的第二端，光束被分成子集，該子集每個均包括初始傳輸?shù)氖乃泄庑盘枴Ｈ缓?，使光束的每一子集定向到在各自的ONU處的指定的光接收機，在此，其被重新轉(zhuǎn)換成調(diào)制載波頻率。此時，從調(diào)制載波頻率濾波在所建立的亞倍頻程外的二階失真。然后，使用調(diào)諧器來在所選擇的調(diào)制載波頻率中調(diào)諧，并且使用接收調(diào)制解調(diào)器來解調(diào)調(diào)諧的載波頻率，用于其各自的數(shù)字信號的接收。
[0013]如本發(fā)明所設(shè)想的，建立亞倍頻程包括識別由低載波頻率(fu)和高載波頻率(fH1)界定的第一亞倍頻程。該第一亞倍頻程將由正向(下行)傳輸光束使用。重要的是，2fL1 ^ fH1>fu。同時，識別由低載波頻率(L)和高載波頻率(fH2)界定的第二亞倍頻程。該第二亞倍頻程將由返回(上行)接收光束使用，其中，2L≥fH2>f^2。對本發(fā)明，正向(下行)傳輸光束和返回(上行)接收光束將包括在750MHz和40GHz間的范圍中的載波頻率。此外，預(yù)期本發(fā)明的實施例可以采用在相同光纖纜上的兩個Ρ0Ν。對這些實施例，本發(fā)明設(shè)想添加低于fu的帶寬以用于由在第二 PON中的正向(下行)傳輸光束(例如λ3)使用，并且添加低于L的帶寬以用于由在該第二 PON中的返回(上行)接收光束(例如λ 4)使用?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]結(jié)合附加的描述，從附圖將更好地理解與其操作和操作方面兩者有關(guān)的本發(fā)明的新穎特征以及本發(fā)明本身，其中類似的參考符號指代類似的部件，其中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的組成元件的示意性布局；
[0016]圖2是本發(fā)明的方法的操作流程圖。
【具體實施方式】
[0017]首先參考圖1，示出了共同地并一般地指定為10的、根據(jù)本發(fā)明的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的構(gòu)成元件。如所示地，P0N10包括使光線路終端(OLT) 14 (例如，服務(wù)供應(yīng)商)與多個光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) 16 (例如，客戶)互連的纖維光纜(光纖)12。在圖1中，0NU16僅是示例性的，并且示為服務(wù)客戶A。
[0018]如圖1所示，由調(diào)制解調(diào)器20調(diào)制將在P0N10上傳輸?shù)臄?shù)字信號18。為P0N10的目的，該調(diào)制可以是調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相或三者的任意組合。在任何情況下，以相關(guān)領(lǐng)域非常公知的方式，將該數(shù)字信號18調(diào)制到RF載波頻率(f\)上。在圖1中，示出將調(diào)制的載波頻率22 (即f\)建立在由低載波頻率fu和高載波頻率fH1界定的亞倍頻程中。一旦建立亞倍頻程，現(xiàn)在調(diào)制的載頻頻率22被傳遞到發(fā)射機24，其在發(fā)射機24被轉(zhuǎn)換成光信號26 (即具有波長λ I的光信號)。繼而,將光信號26 ( λ j)發(fā)送到波分復(fù)用器28 (WDM),其在波分復(fù)用器28與其他光信號(例如λ 3)組合為用于在纖維光纜12上的下行傳輸?shù)墓馐?0。如圖1所示，纖維光纜12連接在WDM28和分離器32間。
[0019]在已經(jīng)在纖維光纜12上傳輸光束30上的光信號26后，光束30在分離器32被分成多個子光束30’。重要的是，每個子光束30’包括在WDM28處組合在一起的所有光信號(例如入1和λ2)。此外，每一子光束30’然后被發(fā)送到各自的0NU16。操作上，在0NU16(即客戶Α)處的WDM34接收與Ρ0Ν10中的所有其他0NU16 (例如客戶X)相同的子光束30’。對客戶A的具體例子，將由0NU16接收的子光束30’中的光信號(λ Ρ26發(fā)送到接收機36，其在接收機36被重新轉(zhuǎn)換成其調(diào)制載波頻率22’(即f\)。然后，該調(diào)制載波頻率22’ Cf1)由帶通濾波器38濾波并由調(diào)制解調(diào)器40解調(diào)。這樣做的結(jié)果是在0NU16接收具有經(jīng)濾波的載波頻率22’的數(shù)字信號，而由二階失真引起的所有損害被從數(shù)字信號18有效地去除。
[0020]盡管上述公開集中在從0LT14到0NU16的下行傳輸，但從0NU16到0LT14的上行傳輸是類似的，并且基本上反向操作。具體地，對上行傳輸，以與對4的上文公開類似的方式，在調(diào)制解調(diào)器40，將數(shù)字信號42調(diào)制到載波頻率(f2) 40上。在此實例中，將調(diào)制的載波頻率44 (即f2)建立在由低載波頻率L和高載波頻率fH2界定的亞倍頻程中。然后，該調(diào)制載波頻率44被傳遞到發(fā)射器46，其在發(fā)射器46被轉(zhuǎn)換成光信號48(即具有波長為λ 2的光信號)。繼而，該光信號48 ( λ 2)被發(fā)送到波分復(fù)用器34 (WDM),其在該波分復(fù)用器34與其他的光信號(例如λ 4)結(jié)合成用于在纖維光纜12上的上行傳輸?shù)墓馐?0。光束50然后被0LT14接收、通過波分復(fù)用器28處理并且被發(fā)送到接收機52，在接收機52，將光束50中的光信號48重新轉(zhuǎn)換成其調(diào)制載波頻率44’(f2)。然后由帶通濾波器54濾波該調(diào)制載波頻率44 (f2)，并且隨后由調(diào)制解調(diào)器20解調(diào)。這樣做的結(jié)果是，在0LT14接收數(shù)字信號42，而由二階失真引起的所有損害被從數(shù)字信號42有效地去除。[0021]圖2示出了逐個步驟的方法，一般地指定為56，其指示用于P0N10的操作的初始考慮是建立亞倍頻程(見塊58)。具體地，對每一傳輸(下行/上行)建立亞倍頻程。為在P0N10上傳輸數(shù)字信號18/42，塊60指示數(shù)字信號18/42被調(diào)制到載波頻率22 (^)/44 (f2)上。然后，塊62指示被調(diào)制的載波頻率22 (^)/44 (f2)被轉(zhuǎn)換成光信號26 (λ J/48 (λ2)。然后，光信號26 ( λ ^/48 ( λ 2)可以在WDM28/34處與其他這種信號結(jié)合并傳輸(下行/上行)，作為纖維光纜12上的光束30/50 (見塊64)。
[0022]就具體涉及光束30而言，塊66指示光束30被分成子光束30’。然后，將每一子光束30’定向到特定的0NU16 (見塊68)，其在該特定0NU16被從光信號26 (A1) /48 ( λ 2)轉(zhuǎn)換回RF調(diào)制載波頻率22 (^)/44 (f2)。然后，該RF調(diào)制載波頻率22 (^)/44 (&)被濾波(見塊72)。更具體地說，如上所示，建立唯一亞倍頻程，用于由帶通濾波器38和54的每一個使用，以便在已經(jīng)通過纖維光纜12傳輸光束30/50后，分別從下行光束30和上行光束50去除二階失真。
[0023]在已經(jīng)將光信號26 ( λ ^/48 ( λ 2)重新轉(zhuǎn)換成各自的RF調(diào)制載波頻率22’ Cf1)/44’(f2)，并且從RF調(diào)制載波頻率22’ (^)/44' (f2)去除二階失真后，塊74指示用戶能調(diào)諧成感興趣的載波頻率(例如調(diào)制載波頻率22 (f\))。然后，由調(diào)制解調(diào)器20/40解調(diào)該調(diào)制載波頻率22 Cf1)(見塊76)，并且接收數(shù)字信號18/42以用于使用，而沒有由在傳輸過程中的二階失真引起的任何明顯損害(見塊78)。
[0024]盡管在此所示和詳細(xì)公開的具有亞倍頻程傳輸?shù)奶囟o源光網(wǎng)絡(luò)完全能獲得上述目的并且提供前述的優(yōu)點，但應(yīng)理解到其僅是本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施例的示例，并且除了如在附加權(quán)利要求書中所述的，`不打算限制到在此所示的結(jié)構(gòu)或設(shè)計的細(xì)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于使能在無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)上亞倍頻程傳輸數(shù)字信號的方法，包括步驟: 建立具有多個離散載波頻率(f)的亞倍頻程帶寬； 將數(shù)字信號調(diào)制到所選擇的載波頻率上； 將調(diào)制載波頻率轉(zhuǎn)換成光束，其中，所述光束和所述數(shù)字信號具有波長(λ )； 將所述光束引入纖維光纜的第一端中，用于通過所述纖維光纜從所述第一端傳輸?shù)狡涞诙耍? 從所述纖維光纜的所述第二端回收所述光束； 將所述光束分離成子集； 使所述光束的每一子集定向到指定的光接收機； 將所述光束重新轉(zhuǎn)換成所述調(diào)制載波頻率； 從所述調(diào)制載波頻率濾波在所述亞倍頻程外的二階失真； 調(diào)諧所選擇的調(diào)制載波頻率；以及 解調(diào)所調(diào)諧的載波頻率，用于接收其各自的數(shù)字信號。
2.根據(jù)在權(quán)利要求1中所述的方法，其中，多個數(shù)字信號每一個均被調(diào)制到各自的載波頻率上，并且此后被轉(zhuǎn)換以便產(chǎn)生多個光信號，以及其中，所述方法進(jìn)一步包括結(jié)合所述多個光信號來產(chǎn)生所述光束的步驟。
3.根據(jù)在權(quán)利要求2中所述的方法，其中，建立步驟包括步驟: 識別由低載波頻率(fu)和高載波頻率(fH1)界定的第一亞倍頻程，用于由正向傳輸光束使用，其中，2fu≥fH1>fL1 ;以及 識別由低載波頻率(L)和高載波頻率(fH2)界定的第二亞倍頻程，用于由返回接收光束使用，其中，2L≥fH2>fV2。
4.根據(jù)在權(quán)利要求3中所述的方法，其中，所述正向傳輸光束和所述返回接收光束包括在750MHz和40GHz之間的范圍中的載波頻率。
5.根據(jù)在權(quán)利要求3中所述的方法，進(jìn)一步包括步驟: 添加低于fu的帶寬，用于由在另一 PON中的正向傳輸光束使用；以及 添加低于L的帶寬，用于由在所述另一 PON中的返回接收光束使用。
6.根據(jù)在權(quán)利要求1中所述的方法，其中，使用帶通濾波器實現(xiàn)所述濾波步驟。
7.根據(jù)在權(quán)利要求1中所述的方法，其中，使用至少一個調(diào)諧器實現(xiàn)所述調(diào)諧步驟。
8.根據(jù)在權(quán)利要求7中所述的方法，其中，所述調(diào)諧步驟將每一調(diào)制載波頻率發(fā)送到被尋址端。
9.根據(jù)在權(quán)利要求1中所述的方法，其中，使用調(diào)頻技術(shù)實現(xiàn)所述調(diào)制步驟。
10.根據(jù)在權(quán)利要求1中所述的方法，其中，使用調(diào)幅技術(shù)實現(xiàn)所述調(diào)制步驟。
11.根據(jù)在權(quán)利要求1中所述的方法，其中，使用調(diào)相技術(shù)實現(xiàn)所述調(diào)制步驟。
12.一種使用亞倍頻程技術(shù)用于傳輸數(shù)字信號的無源光網(wǎng)絡(luò)(Ρ0Ν)，包括: 發(fā)射調(diào)制解調(diào)器，用于將多個數(shù)字信號調(diào)制到各自的RF載波頻率(f)上，并且用于將每一調(diào)制載波頻率轉(zhuǎn)換成光信號，以便與其他光信號結(jié)合來產(chǎn)生光束，其中，所述光束中的每一光信號具有波長(λ )； 發(fā)射機，用于發(fā)射所述光束； 光纖，所述光纖具有用于從所述發(fā)射機接收所述光束、且通過其將所述光束傳送到其第二端的第一端； 分離器，所述分離器與所述光纖的所述第二端相連，用于將所述光束分離成子集；多個光接收機，其中，每一光接收機將各自的所述光束的子集重新轉(zhuǎn)換成所述調(diào)制載波頻率； 帶通濾波器，用于從所述調(diào)制載波頻率中濾波在所述亞倍頻程外的二階失真； 調(diào)諧器，用于調(diào)諧到所選擇的載波頻率，并且用于使所選擇的載波頻率定向到被尋址端；以及 接收調(diào)制解調(diào)器，用于解調(diào)所調(diào)諧的載波頻率，以便接收其各自的數(shù)字信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，所述發(fā)射調(diào)制解調(diào)器在由低載波頻率(fu)和高載波頻率(fH1)界定的第一亞倍頻程中發(fā)射正向傳輸光束，其中，2fu≥fH1>fu，并且每一光接收機在由低載波頻率(L)和高載波頻率(fH2)界定的第二亞倍頻程中接收返回接收光束，其中，2匕≥fH2>fL20
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，所述正向傳輸光束和所述返回接收光束包括在750MHz和40GHz之間的范圍中的載波頻率。
15.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步包括步驟: 添加低于fu的帶寬，用于由在另一 PON中的正向傳輸光束使用；以及 添加低于L的帶寬，用于由在所述另一 PON中返回接收光束使用。
16.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，所述發(fā)射調(diào)制解調(diào)器通過從由調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相組成的組選擇的技術(shù)來調(diào)制數(shù)字信號。
17.一種使能在無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)上亞倍頻程傳輸數(shù)字信號的方法，包括步驟: 從纖維光纜回收光束，其中，所述光束包括多個光信號，并且每一光信號對應(yīng)于調(diào)制載波頻率，并且其中，利用數(shù)字信號調(diào)制所述調(diào)制載波頻率； 將所述光束分離成子集； 使所述光束的每一子集定向到指定的光接收機； 將所述光束中的每一光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的調(diào)制載波頻率； 從所述調(diào)制載波頻率中濾波在所述亞倍頻程外的二階失真； 調(diào)諧所選擇的調(diào)制載波頻率；以及 解調(diào)所調(diào)諧的載波頻率，用于接收其各自的數(shù)字信號。
18.根據(jù)在權(quán)利要求17中所述的方法，進(jìn)一步包括步驟: 識別由低載波頻率(fu)和高載波頻率(fH1)界定的第一亞倍頻程，用于由正向傳輸光束使用，其中，2fu≥fH1>fL1 ;以及 識別由低載波頻率(L)和高載波頻率(fH2)界定的第二亞倍頻程，用于由返回接收光束使用，其中，2L≥fH2>fV2。
19.根據(jù)在權(quán)利要求18中所述的方法，其中，所述正向傳輸光束和所述返回接收光束包括在750MHz和40GHz之間的范圍中的載波頻率。
20.根據(jù)在權(quán)利要求18中所述的方法，進(jìn)一步包括步驟: 添加低于fu的帶寬，用于由在另一 PON中的正向傳輸光束使用；以及 添加低于L的帶寬，用于由在所述另一 PON中的返回接收光束使用。
【文檔編號】H04J14/02GK103797733SQ201180063526
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月28日
【發(fā)明者】孫晨闊 申請人:迪坦光子學(xué)公司