通過包括光媒體的通信網絡傳遞信息的設備、系統和方法

專利名稱：通過包括光媒體的通信網絡傳遞信息的設備、系統和方法
技術領域：
本發明總的來說涉及通信系統和方法，而更為具體的，涉及通過光媒 體傳送信息的i殳備、系統和方法。
背景技術：
有線電視(CATV)是一種廣播形式，其通過基于物理陸地的同軸 ("coax")線纜的M設施或光纖與同軸線纜相結合(HFC)的^設施 向付費訂戶發送節目。CATV網絡提供從發送中心如頭端到通常為固定和唯一可尋址的各個 遠端位置如家庭和企業處的多個訂戶的直##^。頭端可以通過通常被稱 為"節點"的本地集線器連接到訂戶，所述節點對去往和/或來自在限定 的地理區域例如小的鄰近地區或綜合/^寓內的預限定的訂戶組例如幾百 個訂戶的數據流進行路由。本地節點與訂戶之間的典型距離相對短，例如， 達幾千英尺。因此節點與其訂戶之間的通信通常被稱為"最后的英里(last mile)"通信。現有的CATV網絡利用信號分JU艮務、通過多個信道使用不同格式進 行傳送，例如用于多信道電視節目的模擬和/或數字格式、提供諸如"視 頻點播(video on de咖nd)"的交互式服務以及諸如互聯網接入、電話等 的其它多媒體業務的高清晰電視(HDTV)格式。維持通過同軸導體或通過光纖和同軸線纜的結合從CATV系統的頭端 到訂戶的所需數據流涉及多種因素。在常規的HFC有線電視系統中，頭端
通過專用的光纖連接到本地節點。在最后的英里系統中，每個本地節點將從頭端接收的光信號轉換成對應的電信號，該電信號可被調制到射頻(RF) 載波上以經由同軸線纜路由到^ifc訂戶。頭端是CATV系統的中3feJC送中心，提供內容(例如節目)并控制和 分發有關消費者訂戶的其它信息，例如計費信息。限制到48MHz至860MHz (或達到由近來伸展(Stretching)技術所 引入的l，OOOMHz)標準頻率范圍(頻帶)內的指定信道的下行信號被調 制到例如1550nrn的標準波長的光束上，并通過光纜發送到本地節點。本 地節點處的光轉換器檢測該光信號并將其轉換成相應的電信號以路由到 訂戶。在相反方向，本地光節點接收來自最后的英里段內的所有本地訂戶的 上行信號。這些由與下行頻帶不相重疊的5MHz至42MHz的標準頻帶的RF 電信號承載。本地光節點的轉換器通過將數據調制到例如1310nm波長的 光栽波束上，而將上行數據轉換成相應的光信號傳送回頭端。電的最后的英里系統通常包括低損耗同軸線纜，其饋給多個串聯連接 的有源元件，例如線路延伸放大器(line extension amplifier )以及(如 果需要)橋中繼放大器(例如在分M徑的情況下)。另外，通過在有源 放大器之間分接主同軸線，可以饋給各種類型的無源設備。這些無源設備 可被設計成對饋給不同訂戶分配的能量進行均衡，使得分配給更靠"地 節點和/或一個或多個有源設備的訂戶的信號可以比分配給遠離本地節點 或有源i殳備的訂戶的信號衰減更多。在常規系統中，每個無源設備可以通過具有預定電阻(例如75Q)、 饋給在訂戶端處的指定CATV出口的引入線纜(drop cable)來饋給一小 組訂戶，通常為8個訂戶。引入線纜是靈活的，且衰減^lt與饋給無源設 備的同軸線纜不同。通常使用的同軸引入線纜體系包括RG-ll同軸線纜， 其具有最低的損耗且因此具有最高的性能；然后是中等質量的RG6-線纜 以及最后A^質量的RG-59線纜。業內使用的所有引入線纜通常使用標 準的"F類型"連接器來連接。發明內容本發明的一些說明性實施例提供了一種用于在有線通信網絡中從兩 組或更多組用戶設備上行傳遞信息的系統。該系統可包括具有兩個或更多 個相應的波長鐠的兩個或更多個光發送器，以分別發iH^載來自兩組或更 多組用戶設備的上行信息的兩個或更多個光信號的兩個或更多個光束。所述系統還可包括組合器，用以將所述兩個或更多個光束組合成單 個多色光束；以及多色接收器，用以將多色光束轉換成電射頻(RF)信號。根據本發明的一些說明性實施例，該系統還可包括光調制器，用以將 RF信號轉換成適于被有線通信網絡的頭端接收的光信號。根據一些說明性實施例，組合器可包括粗波分復用器或光耦合器。在 一些實施例中，多色接收器可以響應于兩個或更多個光信號的波長鐠的柵 格。根據本發明的一些說明性實施例， 一種用于從有線通信網絡的兩組或 更多組用戶設備上行傳遞信息的方法可包括分別發送兩個或更多個光 束，所述兩個或更多個光束具有兩個或更多個波長鐠、并且承栽來自兩組 或更多組用戶設備的上行信息的兩個或更多個光信號；將兩個或更多個光 束組合成單個多色光束；并將該多色光束轉換成承栽來自所述兩組或更多 組用戶設備的上行信息的電RF信號。 一些實施例還可包括將該RF信號 調制到具有適于被有線通信網絡頭端接收的波長的光束上。在一些實施例 中，組合兩個或更多個光束可包括根據預定的復用方案來復用所述兩個或 更多個光束。


被視為本發明的主題在本說明書的最后部分被具體地指出并明確地 要求。然而，通過參考結合附圖的下列詳細描述，將更好的理解有關本發 明的組織結構和^Ht方法以及目的、特機良其優點，附圖中圖1是^NI本發明的一些說明性實施例的混合光-同軸通信系統的示 意圖；圖2是;fll據本發明的一些說明性實施例的上行信號流的示意圖；圖3是根據本發明的一些說明性實施例的光轉換器的示意圖；圖4是根據本發明的一些說明性實施例的光分配器的示意圖。應理解，為圖示的簡單和清ft^見，附圖中所示的元件不必要精確地 或按比例地畫出。例如，為了更清楚，某些元件的尺寸可以相對于其它器 件進行放大，或者將若干物理元件包括在一個功能塊或元件中。此外，參 考標記可以在附圖之間重復以指示對應的或類似的元件。而且，附圖中所 描述的某些塊可以組合成單個功能。
具體實施方式
在以下詳細描述中，闡述了多個特定細節，以提供對本發明的透徹理 解。然而，本領域的普通技術人員應理解，本發明可以在沒有這些特定細 節的情況下實施。在其它實例中，不對公知的方法、過程、部件和電路進 fr洋細地描述，從而避免混淆本發明。除非特別聲明，否則如從下面的討論中顯然的，應理解整個說明書討論利用術語如"處理"、"計算"(computing),"運算"(calculating),"確定"等等是指計算機或計算系統、或類似的電子計算設備的動作和/ 或處理，其對計算系統的寄存器和/或存儲器內表示為物理量如電量的數 據進行操縱和/或將其變換為計算系統的存儲器、寄存器或其它此類信息 存儲、傳輸或顯示設備內被類似地表示為物理量的其它數據。另外，術語 "多個"可在整篇i兌明書中用以描述兩個或更多個部件、設備、元件、參 數等等。用于將常規的有線電視(CATV)網絡的有效帶寬擴展到常規下行和上 行信號的受限范圍之夕卜例如擴展200%或更多的各系統、方法和設備在例 如在下列文獻中描述2004年6月16日提交的名稱為"A Wideband Node inaCATVNetwork"的美國專利申請第10/869， 578號(參考文獻1); 2004 年6月10日提交的名稱為"A Wideband Node in a CATV Network"并于 2005年12月21日^S布的為歐洲4^布號為1608168的歐洲專利申請 04253439 (參考文獻2);和/或2005年1月25日提交的名稱為 "DEVICE, SYSTEM AND METHOD FOR CONNECTING A SUBSCRIBER DEVICE TO A WIDEBAND DISTRIBUTION NETWORK，，并于2005年7月14日公布的美國公 布號為No. 2005/0155082的美國專利申請11/041， 905 (參考文獻3 )，這 些申請的全部內^ii過引用結合于此。如這些申請中所描述的，帶寬的擴 展可以通過沿現有的HFC或其它CATV網絡的最后的英里的同軸部分引入 新的有源電子設備以及新的無源元件來實現。在這里所描述的本發明的一些說明性實施例中，術語"寬頻帶"可指 例如5-3000MHz的典型頻帶；術語"擴展的上行頻帶"可指2250-2750MHz 的典型頻帶；術語"擴展的下行頻帶"可指1250-1950MHz的典型頻帶；
術語"傳統上行頻帶"可指5-42MHz或5-60MHz的典型頻帶；術語"傳統 下行頻帶"可指54-860MHz的典型頻帶；而術語"傳統頻帶"可指5-860MHz 的典型頻帶。然而本領域的技術人員應理解，在本發明的其它實施例中， 這些典型頻帶可以用任何其它合適的寬頻帶、擴展的上行頻帶、擴展的下 行頻帶、傳統下行頻帶、傳統上行頻帶和/或^T所需頻帶所代替。例如， 本發明的一些實施例中的系統、設備和/或方法可適于5MHz與大于 3000MHz例如4000MHz之間的寬頻帶和/或5-1000MHz的傳統頻帶。圖1示意性圖示了根據本發明的一些說明性實施例、顯示了整個系統 的信號流的混合光-同軸通信系統100。根據本發明的一些說明性實施例，系統100可包括第一通信信道 119，和/或第二通信信道，以在頭端單元102和一個或多個訂戶149之間 進行通信，如下面將詳細描述的。根據本發明的一些說明性實施例，通信信道119可包括能夠經由例如 如本領域中所公知的一個或多個光纖106a與頭端102進行通信的節點 104。下行信號可以被調制到具有例如1， 550nm波長或任何其他適合波長 的栽波光束上，而上行信號可以被調制到具有例如1， 310nm波長或^其 他適合波長的栽波光束上。節點104可包括如本領域中所公知的任何適合的配置，用于將經由光 纖106a接收的下行光信號轉換成傳統下行頻帶內的傳統下行RF信號，以 便經由同軸線纜(coax) 110來傳送，和/或用于將經由同軸線纜110所 接收的傳統上行頻帶內的傳統上行RF信號轉換成適于經由光纖106a傳送 的光信號。根據本發明的一些說明性實施例，通信信道119還可包括一個或多個 全特征抽頭(Full Feature Tap, FFT) 132,以將經由同軸線纜110從節 點104接收的傳統下行信號分發到一個或多個用戶(訂戶)，和/或如^ 域中所公知的經由同軸線纜110向節點104提供從一個或多個訂戶接收的 傳統上行信號。盡管本發明在該方面不受限制，但是在圖1的實施例中，系統100 可包括多達256個訂戶，例如分成多達64組，每組多達4個訂戶。在該 實施例中，信道119可包括多達64個FFT 132，每個FFT可連接到例如 多達4個訂戶的相應的一組149。根據本發明的說明性實施例，下行和/或上行信號可包括通過如本領 域中所公知的一種或多種光復用技術例如密集波分復用(DWDM)或粗波分 復用(CWDM)所實現的擴展帶寬。盡管本發明在該方面不受限制，但是根據本發明的一些說明性實施 例，通信信道129可實現在頭端102與一個或多個訂戶149之間傳送擴展 的下行和/或上行信號。該擴展的上行和/或下行信號可以例如通過塊分復 用來產生，如參考文件l、 2和/或3中所描述的。根據本發明的說明性實施例，通信信道129可包括一個或多個擴展的 光轉換器(X0C) 130，以經由至少一個本地光纖108選擇性地傳送來自/ 去往一個或多個訂戶的擴展的上行和/或擴展的下行數據，如下面詳細描 述的。在本發明的一些說明性實施例中，傳統業務仍然可以提供給訂戶。 例如，從FFT到訂戶墻出口的連接可以經由XOC 130,該XOC130可以例 如鄰近FFT 132。 XOC 130可以經由同軸引入線纜(drop cable) 138連 接到訂戶墻出口。 XOC 130可以經由FFT 132和同軸線纜110選擇性地傳 送來自/去往一個或多個訂戶的上行和/或下行數據。XOC 130可以經由每 位置至少一個寬帶訂戶接口單元(XTB) 140連接到多個訂戶，例如多達4 個訂戶位置。XTB 140可以將傳統業務(由L表示)與擴展業務(由X表 示)分離。在本發明的一些實施例中， 一個或多個XTB140可以位于需要 擴展帶寬的訂戶位置處的用戶設備附近。在這些實施例中，每XOC 130 可以有多于4個XTB 140。在本發明的一些實施例中，這些擴展的業務可 以包括附加的下行和/或上行帶寬。盡管本發明在該方面不受限制，但是 在圖l的實施例中，信道129可包括多達64個XOC 130，每個XOC可經 由多達4個XTB 140的相應分支(offset)連接到例如多達4個訂戶的相 應一組149，并可連接到相應的FFT 132。在圖1的實施例中，64個XOC 130 可以被分成例如4組，每組16個X0C 130。根據本發明的一些說明性實施例，XTB 140可包括任何適合的XTB配 置，例如如參考文件l、 2和/或3中所描述的。例如，XTB140可以與訂 戶進行標準CATV數據的通信，例如48MHz至1000MHz的下行以及5MHz 至42MHz (或85MHz )的上行數據，并提供更高下行和/或上行頻率范圍內 的擴展數據，所述擴展數據可被轉換到傳統的上行和/或下行頻帶內的相 應的適合的范圍。例如，1250MHz至1950MHz的擴展下行頻帶可以被轉換 成160至860MHz的新下行傳統頻帶，而2250至2750MHz的擴展上行頻帶 可以被轉換成上行頻帶內的多個5-42MHz (或10-85MHz)，例如 1100-1150MHz。應理解，本發明的該方面不限于任何特定的擴展頻率范圍， 且任何其他所需范圍也可以適于與本發明的實施例結^H^吏用；例如，本發 明的一些實施例可以使用1100-1900MHz的擴展的下行范圍和/或 2100-2900MHz的擴展的上行范圍。根據本發明的一些說明性實施例，信道129還可以包括一個或多個擴 展的光分配器(XOD) 120。盡管本發明在該方面不受限制，但是在圖1 的實施例中，信道129可以包括4個X0D 120，每個例如可通過16個不 同的光纖112分別連接到例如每組16個XOC的4組中的一組。在一些實 施例中，例如在圖l的實施例中，光纖112中的每個光纖可包括2個單向 光纖，但，也可以使用單個雙向光纖，而不脫離本發明的范圍。如果單個 雙向光纖被用于上行和下行二者，則XOC 30還可以包括光選擇器(未示 出)，以根據光束的波長來反射、偏轉、發送光束或對光束進行路由。如 本領域中公知的，光選擇器可包括，例如具有內置波長濾波器的二向色鏡。根據本發明的一些說明性實施例，XOC 130可包括光發送器135,以 將信號從一個或多個XTB 140發送到XOD 120。信道129的XOC中的一個 或多個可以發送具有不同波長鐠的光信號。例如，圖1中的XOC組中的每 組中的16個XOC可以發送16個不同波長鐠的光信號。因而，XOD120可 從XOC 13 0接收上行光信號，每個處于不同的波長或顏色以區分上行光信 號。本領域普通技術人員應理解，在本發明的范圍內，可連^X0D不同 數量的X0C。根據本發明的一些說明性實施例，XOD 120可包括組合器126，以將 從XOC130接收的上行信號組合成多色上行信號。如本領域中公知的，組 合器126可包括例如復用器或光耦合器。多色上行信號可經由光纖108 上行傳送。根據本發明的一些說明性實施例，信道129還可包括與光纖108連接 的擴展業務光節點(XON) 107，以接收一個或多個多色上行信號。盡管本 發明在該方面不受限制，但是在圖l的實施例中，XON107可例如分別從 4個X0D接收多達4個多色信號。XON 107可與節點104結合來工作或獨 立工作。根據本發明的一些說明性實施例，XON 107能夠重新產生經由光纖108 接收的上行光信號，如下所述。XON 107可包括例如一個或多個多信號光 接收器114，以分別通過來自一個或多個XOD 120的相應的一個或多個多 色信號接收數據。接收器114可接收多色上行信號，所述多色上行信號可 包括例如在多波長譜上光編碼的數據。接收器114還可以將光數據轉換成 多信道RF上行信號。接收器114可包括可以滿足本發明要求用于接收多 色信號的任何適合的接收器，例如如本領域所公知的光到射頻轉換器。X0N 107還可以包括一個或多個光發送器115，例如4個發送器，以分別接收 來自一個或多個接收器114的一個或多個RF上行信號。發送器115可以 以光的方式轉發RF上行信號。發送器115可包括任何適當的發送器，例 如如本領域所公知的包括射頻到光轉換器。接收器114、發送器115和/ 或XON 107可選地可包括放大器，以放大RF信號。對于圖l中的實施例，XON 107可包括多達4個接收器114。利用代 表64個訂戶的每個光纖上的多達16個波長，每個XON 107可接收來自多 達256個訂戶的數據。；^域的技術人員還應理解，盡管圖l示出了由每 個光接收器114所接收的16個波長鐠，但是每個光纖上可以接收不同數 量的波長譜，而不背離本發明的精神。根據本發明的一些說明性實施例，XON 107還可包括組合器，以將一 個或多個發送器115的光輸出組合成上行光信號，以4更通過一個或多個光 纖106b傳送到例如頭端102。例如，XON 107可包括復用器116,例如如 本領域所/i^知的CWDM復用器，使得復用器116的波長與例如發送器115 的輸出一致。在其他實施例中，XON可包括任何適合的組合器，例如光耦 合器。根據本發明的一些說明性實施例，頭端102可例如直接連接到XOD 120，這樣例如就不需要XON 107。對于這些實施例(未示出)，頭端102 可例如直接經由光纖108來接收多色上行信號；并發送下行號至XOD 120 以便分發到訂戶。根據本發明的一些說明性實施例，在下行方向，XON107可包括接收 器lll，以經由光纖106b接收下行光信號。XON107能夠重新產生經由光 纖106b接收的下行光信號。接收器111可包括能夠將下行光信號轉換成 RF信號的任何適合的接收器，例如包括光到射頻接收器。盡管本發明在 該方面不受限制，但是接收器111可選地可包括放大器，以放大RF信 號；和/或分束器，以將該RF信號分成4個RF信號。XON 107還可包括 一個或多個發送器112，例如4個發送器，以將該一個或多個RF信號中 的lt據調制到一個或多個相應的光信號上，從而通過光纖108來發送。例 如，發送器112可包括如本領域所公知的射頻到光轉換器。在一些實施例 中，可^f吏用光放大來放大X0N107中的信號，以代替光的重新產生.在一 些實施例中，例如在光放大器的輸出端可以使用無源光分束器，以將放大
的光信號分成兩個或更多個單獨的光信號，例如4個單獨的光信號。圖l 的實施例示出了分成4路的下行信號，當然也可以使用其它的分光比。根據本發明的一些說明性實施例，兩個或更多個例如4個不同的波長 可以經由光纖106b傳送到XON 107。對于這些實施例中的一些實施例(未 示出)，XON107可包括WDM解復用器，以將信號解復用成4個流，以供4 個接收器111分別轉換成4個相應的RF信號。然后，4個發送器112可 以通過光纖108發送數據。對于其他實施例(未示出)，XON107可包括 ib改大器，以放大由所述4個波長攜帶的光信號；以及WDM解復用器，以 分離該4個信號，以便通過4個單獨的光纖108來傳送。根據本發明的一些說明性實施例，頭端102可包括任何適當的硬件和 /或軟件，例如包括配置成發送和/或接收來自/去往訂戶149的數據的任 何適當的光發送器和/或接收器。例如，頭端102可包括如本領域所4^P 的解復用器以及線纜調制解調器終端系統(CMTS)(圖1中未示出)。對于 圖1的實施例，CMTS可被配置成用于一組256個下行訂戶以及每組64個 上行訂戶的4個業務組，但是，還可以使用針對其它數量的訂戶和/或業 務組的CMTS配置，而不脫離>^發明的范圍。根據本發明的一些說明性實施例，頭端102可以根據任何適合的通信 協議或標準如有線數據服務接口規范(Data Over Cable Service Interface Specifications, DOCSIS)標準來與訂戶149通信。本發明的 一個優點是CMTS和DOCSIS的結合通過頻分復用和時分復用提供了充分 的頻率和時序分配，使得這里所描述的本發明的實施例的實施不需要改變 現有的線纜調制解調器或CMTS系統。具體地，被設計成以下行-上行比 1: 4向256個訂戶提供用于多達256個訂戶的一個下行端口以及4個上行 端口 (例如每個上行端口分別與多達64個訂戶的一個業務組進行通信) 的CMTS可以用于圖1的實施例，而無需修改。用于該說明性實施例的CMTS 卡可以被配置成包括例如一個下行端口和4個上行端口 ，從而匹配下行訂 戶能力。此外，對于圖1的實施例，頭端可以包括針對上行的下變頻 (down-conversion)和針對下行的上變頻(up-conversion)， 以適應擴 展的業務頻率規劃。對于這樣的實施例，即X0C 130包括RF上變頻和/ 或RF下變頻使得由發送器135發送的光信號承載RF傳統頻率而非擴展的 RF頻率，在頭端102處不需JW對下行進行進一步的變換。對于上行， 例如，如果上行信號被堆疊起來一第一在5-42MHz處、第二在其上，等等，
則需要進一步的下變頻。在此對關于一種通信系統對本發明的一些說明性實施例進行了描述，所iiif信系統例如系統100，其包括第一通信信道，例如信道119,用 于傳送傳統的上行和/或下行信號；和/或第二通信信道，例如信道129， 用于傳送擴展的上行和/或下行信號。但是，本領域的普通技術人員應理 解，其它實施例可以包括這樣的通信系統其僅包括一個通信信道，例如 信道129，來分發傳統和/或擴展的信號。例如，該通信系統可包括通信 信道129，來傳i!U^訂戶149到頭端102的上行傳統和/或擴屑>信號，和/ 或傳iH^頭端102到訂戶149的下行傳統和/或擴雇》信號。圖2示意性圖示了根據本發明的一些說明性實施例的通過通信信道 例如信道129的上^f信號流。根據本發明的一些說明性實施例，光發送器la可通過第一光纖lb 發送具有表示為入1的第一波長鐠的光信號，光良送器2a可通過第二光 纖2b發送具有表示為入2的第二波長鐠的光信號，等等，直到it4i送器 16a通過第十六光纖16b發送具有表示為入16的第十六波長鐠的光信號。 光纖lb直到16b可被連接到光組合器17，光組合器17可以將16個不同 波長鐠的光信號光組合成一個多色光信號，以通過光纖18傳送到多色接 收器91a。盡管圖2的說明性實施例描述了 16個光信號的數據流，本領 域的普通技術人員應理解，本發明在該方面不受P艮制，并且本發明的其它 實施例可包括發送任何其它適當數量N的光信號，其中接收器91a的動態 范圍可影響N的上限。 一個或多個波長入l直至AN的值可以以例如 100GHz彼此充分地分開(其中在該典型實施例中N=16 )，以iE免不同光波 長之間的干擾，并實現光檢測器的非相干檢測。應注意圖1的實施例如上 所述示出了 4個多色信號接收器114 (圖1 )。根據本發明的一些說明性實施例，發送器la、 2a等可以以適當的調 制格式來調制對應的光信號，如模擬AM或數字QAM，但不限于此。在本 發明的一些說明性實施例中，光信號中的每個可以被調制到多個RF栽波 上，例如，使得信道的RF鐠可被預期彼此區分開。在一個示例中，光組 合器17可以是例如可至少在波長的相關范圍內具有波長不敏感的插入損 耗的波分復用器，或無源光耦合器。根據本發明的一些說明性實施例，接收器91a可具有包括1至N個光 信號例如A 1至人16的波長鐠的工作波長譜。接收器91a可將所接收的光 信號轉換成RF信號91b，其可包括例如與一個或多個例如基本上全部的200580046974.2說明書第11/14頁信號lb......16b信息對應的信息。例如，由于信號lb......16b中的每個可在不同的RF栽波上傳送，因此由信號91b攜帶的信息可在例如頭端102 (圖1)處處理，以提供發送器的16個分離的信息流。在使用頻分和時 分復用二者的一些實施例中，倘若不是多于一個的波長在任何一個時刻使 用相同的RF頻率來確保數據的完整性，則RF栽波針對所有的波長可以是 相同的。根據本發明的一些說明性實施例，可以選擇由光接收器91a和/或發 送器la......16a實施的波長柵格，使得信號lb......16b的波長可以被充分地分開，例如，從而消除它們之間的任何干擾。在本發明的一些實施例中， 可以選擇波長間隔，使得光頻率的差遠大于可被光接收器91a所檢測的。 在一些實施例中，CWDM柵格例如至少0.4咖的柵格、如至少lnm.例如至 少10nm的柵格、如20nm柵格可用于波長柵格。CWDM柵格的實施通常沒 有DWDM柵^h格昂貴，原因在于，CWDM柵格通過允許使用具有相對適度 的工作環境要求的非冷卻激光器以及更簡單的無源光濾波器，可降低其它 的CATV系統費用。根據本發明的一些說明性實施例，光接收器91a所允許的、即如M 送器la到16a所接收的總光功率("過栽功率")可以通過其設計和材料 進行限制，以實現光接收器91a的正確操作。對于當今商業可用的光接收 器，代表性的過載功率可在l和2dBm之間(這里，dBm-10'log(以mW表 示的光功率)。對于具有2dBm限制和16個輸入的光接收器的典型實施例， 每個輸入不能超過例如2dBm-10*log(16)=2dBm-12dB=-10dBm。然而，在 確定輸入信號功率水平時，還可以考慮例如光濾波器、耦合器和連接器中 的實際系統的不一致性和不確定性以及激光器水平M錯誤、和/或系統 壽命期間的漂移，從而*波長的最大可允許功率水平降低至低于-1 OdBm 的值。另夕卜，光接收器性能可受到輸入信號功率水平的一致性的影響。在一 些實施例中，可利用對輸入信號光調制系數的調制來改進性能。參考圖3，其示意性圖示了根據本發明的一些實施例的XOC配置900。 盡管本發明在該方面不受限制，XOC 900還可執行XOC 130 (圖1)的功 能。根據本發明的一些說明性實施例，XOC 900可例如通過上行光纖904 和下行光纖906連接到光纖112 (圖1 )。 XOC 900可例如經由光纖906接 收光下行信號；和/或經由光纖904發送光上行信號。
根據本發明的一些說明性實施例，X0C 900可包括至少一個三工器 (triplexer)，例如三工器922、 924、 926和928。 X0C 900還可包括下 行放大器914、光到射頻轉換器910、上行放大器916、組合器918、分束 器920和/或射頻到光轉換器908，如下所述。根據本發明的一些說明性實施例，三工器922可以例如在一側上連接 到訂戶連接器930以及抽頭連接器931，而在另一側上連接到組合器918 以及分束器920;三工器922能夠向訂戶連接器930提供經由分束器920 接收的擴展下行信號；向訂戶連接器930提供從抽頭連接器931接收的下 行信號；向組合器918提供從訂戶連接器930接收的擴展上行信號；和/ 或向抽頭連接器931提供從訂戶連接器930接收的上行信號。三工器924 可以例如在一側上連接到訂戶連接器932以及抽頭連接器933，而在另一 側上連接到組合器918以及分束器920;三工器924能夠向訂戶連接器932 提供經由分束器920接收的擴展下行信號；向訂戶連接器932提供從抽頭 連接器933接收的下行信號；向組合器918提供從訂戶連接器932接收的 擴vlLh行信號；和/或向抽頭連接器933提供從訂戶連接器932接收的上 行信號。三工器926可以例如在一側上連接到訂戶連接器934以及抽頭連 接器935,而在另一側上連接到組合器918以及分束器920;三工器926 能夠向訂戶連接器934提供經由分束器920接收的擴展下行信號；向訂戶 連接器934提供從抽頭連接器935接收的下行信號；向組合器918提供從 訂戶連接器934接收的擴;ILh行信號；和/或向抽頭連接器935提供從訂 戶連接器934接收的上行信號。三工器928可以例如在一側上連接到訂戶 連接器936以;5L抽頭連接器937,而在另一側上連接到組合器918以及分 束器920;三工器928能夠向訂戶連接器936提供經由分束器920接收的 擴展下行信號；向訂戶連接器9 36提供從抽頭連接器9 37接收的下行信號； 向組合器918提供從訂戶連接器936接收的擴展上行信號；和/或向抽頭 連接器937提供從訂戶連接器936接收的上行信號。根據本發明的一些說明性實施例，例如，如果訂戶沒有分別連接到連 接器930、 932、 934和/或936，則三工器922、 924、 926和/或928僅允 許傳統CATV信號通過。根據本發明的一些說明性實施例，三工器922、 924、 926和/或928 可以利用SMD照明的元件和/或使用例如包括CMOS集成的任何其它適合的 技術來構成。放大器914可包括例如1250-1950MHz、 18dB放大器。放大器916可包括例如2250-2750MHz、 16dB放大器。放大器914和/或916可包括例如 對應于擴展的或傳統的上行和/或下行頻帶的任何其它適合的放大器。根據本發明的一些說明性實施例，光到射頻轉換器910可包括任何適 當的轉換器，例如本領域所公知的PIN二極管。射頻到光轉換器908也可 包括任何適當的轉換器，例如使用激光源的轉換器如二極管激光器。根據本發明的一些說明性實施例，組合器918可包括任何適當的RF 組合器，以向放大器916提供從三工器922、 924、 926和928接收的一個 或多個上行信號。分束器920可包括任何適當的RF分束器，以將從故大 器914接收的下行RF信號分成兩個或更多個RF信號，例如4個RF信號， 以分別提供給兩個或更多個三工器如三工器922、 924、 926和928。應理解，由于每個訂戶通過不同的三工器來連接，因此圖3的配置可 允許在連接到連接器930、 932、 934和936中的一個或多個的一個或多個 訂戶之間基本上沒有信號傳送("信號竊取")。盡管本實施例的XOC 900可以被多至4個訂戶來共享，但是應理解其 他共享設置也是可行的，其包括但不限于每XOC 900 —個、兩個或八個訂 戶。在本發明的其他實施例中，光傳輸可包括CATV傳統業務，從而消除 了到HFC設備的同軸J^j設施的任何RF連接。在這些實施例中，XOC900 可具有不同于圖3所示的將傳統業務與擴展業務一起傳遞到XTB的結構的 內部結構。而在其他實施例中，RF頻鐠可以是不同的。而且，XOC 900 可包括下變頻和/或上變頻，使得該光信號能夠承載例如低于lGHz的RF 傳統頻率，而不是提高的RF頻率。圖4示意性圖示了根據本發明實施例的XOD 58，其可以將XOC盒連 接到光節點。盡管本發明在該方面不受P艮制，X0D58還可以執行X0D120 (圖1)的功能。根據本發明的一些說明性實施例，XOD 58的上行部分可包括光復用 器17。復用器17可從例如16個XOC接收例如16個上行光信號，所述上 行光信號表示為lb至16b。在下行部分，XOD 58可包括光分束器59，以 將接收自光節點的下行光信號60進行分束，例如進行無源地分束。對于 某些實施例，光分束器59可以將下行信號分成待通過16個光纖61b至 76b傳送的下行信號，該16個光纖可連接到16個相應的XOC 130 (圖1 )。 應理解，分光比為16是示例性的，其它分光比例如4或8也是可以的， 而不背離本發明的精神。盡管圖1的實施例中的XOD僅具有對應于64個 訂戶的一對光復用器17/光分束器59，圖4示出了光分線盒58可包括對 應于256個訂戶的4對光復用器17/光分束器59。不過，本發明的其他實 施例可包括不同數量的無源光復用器和分束器。這里圖示和描述了本發明的特定特征，多種修改、替代、變化和等同 對于本領域的普通技術人員是易于想到的。因此，應理解，所附的權利要 求旨在M落在本發明的真實精神范圍內的所有此類修改和變化。
權利要求
1. 一種在有線通信網絡中從兩組或更多組用戶設備上行傳遞信息的系統，所述系統包括兩個或更多個光發送器，用以發送具有兩個或更多個相應波長譜的兩 個或更多個相應光束，所述光jM^栽來自所述的兩組或更多組相應用戶i殳 備的上行信息的兩個或更多個相應光信號；組合器，用以將所述兩個或更多個光束組合成承載所述兩個或更多個 光信號的多色光束；以及多色接收器，用以將所述多色光束轉換成承栽所述上行信息的電射頻 信號。
2. 權利要求l所述的系統，其包括光調制器，用以將所述電射頻信 號調制到適于在所述有線通信網絡上傳送的上行光束上。
3. 權利要求2所述的系統，其包括所述有線通信網絡的頭端，以接 收所述上行光束。
4. 權利要求l所述的系統，其中所述組合器包括波分復用器，用以 才艮據預定的復用方案將所述兩個或更多個光束復用成所述多色光束。
5. 權利要求l所述的系統，其中所iOE合器包括光耦合器，用以將 所述兩個或更多個光束耦合成承栽所述兩個或更多個光信號的多色光束。
6. 權利要求5所述的系統，其中所^合器在所述兩個或更多個光 束的波長范圍內具有波長不敏感的插入損耗。
7. 權利要求l所述的系統，其中所述多色接收器能夠將所述兩個或 更多個光信號的上行信息調制到所述電射頻信號上。
8. 權利要求l所述的系統，其中所述多色接收器響應于包括所述兩 個或更多個波長鐠的波長^f格的波長范圍。
9. 權利要求8所述的系統，其中所述波長柵格包括對應于所述兩個 或更多個波長鐠的粗波分復用柵格。
10. 權利要求9所述的系統，其中所述粗波分復用柵格具有至少0.4 納米的波長間隔。
11. 權利要求10所述的系統，其中所it^L波分復用柵格具有至少1 納米的波長間隔。
12. 權利要求ll所述的系統，其中所ii^L波分復用柵格具有至少10 納米的波長間隔。
13. 權利要求l所述的系統，其中所述兩組或更多組用戶設備適于根 據時分多址調制方案對所述上行信息進行調制。
14. 權利要求l所述的系統，其中所述兩組或更多組用戶設備工作于 有線數據服務接口規范。
15. —種在有線通信網絡中從兩組或更多組用戶設備上行傳遞信息的 方法，所述方法包括發送具有兩個或更多個相應波長鐠的兩個或更多個光束，所述光M 栽來自所述的兩組或更多組相應用戶i殳備的上行信息的兩個或更多個相 應光信號；將所述兩個或更多個光束組合成承栽所述兩個或更多個光信號的多 色光束；以及將所述多色光束轉換成電射頻信號。
16. 權利要求15所述的方法，其包括將所述電射頻信號調制到上行 光束上。
17. 權利要求16所述的方法，其包括接收所述上行光束。
18. 權利要求15所述的方法，其中將所述兩個或更多個光束組合包 括>^據預定的復用方案將所述兩個或更多個光束復用成所述多色光束。
19. 權利要求15所述的方法，其中將所述兩個或更多個光束組合包 括將所述兩個或更多個光束耦合成承栽所述兩個或更多個光信號的多色 光束。
20. 權利要求19所述的方法，其中將所述兩個或更多個光^合包 括將所述兩個或更多個光束耦合成在所述兩個或更多個光束的波長范圍 內具有波長不敏感的插入損耗。
21. 權利要求15所述的方法，其中將所述多色光束轉換包括將所 述兩個或更多個光信號的上行信息調制到所述射頻信號上。
22. 權利要求15所述的方法，其中將所述多色光束轉換是響應于包 括所述兩個或更多個波長鐠的波長柵格的波長范圍的。
23. 權利要求22所述的方法，其中所述波長柵格包括對應于所述兩個或更多個波長鐠的粗波分復用柵格。
24. 權利要求23所述的方法，其中所^E波分復用柵格具有至少0. 4 納米的波長間隔。
25. 權利要求15所述的方法，其包括根據時分多址調制方案來調 制所述上行信息。
26. 權利要求15所述的方法，其包括根據有線數據服務接口規范 來調制所述上行信息。
全文摘要
本發明的實施例提供了在有線通信網絡中(圖1)從兩組或更多組用戶設備(138，149)上行傳遞信息的方法、設備和系統。根據本發明的一些說明性實施例的系統可包括兩個或更多個光發送器，用以發送具有兩個或更多個相應的波長譜的兩個或更多個相應光束，所述光束分別承載來自兩組或更多組相應用戶設備(138，149)的上行信息的兩個或更多個光信號；組合器(130)，用以將所述兩個或更多個光束合并成承載所述兩個或更多個光信號的多色光束；以及多色接收器(114)，用以將所述多色光束轉換成承載來自所述用戶設備的信息的電射頻信號。還描述和要求了其他實施例。
文檔編號H04B10/00GK101147341SQ200580046974
公開日2008年3月19日 申請日期2005年12月20日 優先權日2004年12月20日
發明者扎赫·因巴爾, 漢娜·因巴爾, 澤埃夫·歐爾巴赫, 阿米爾·伯斯坦 申請人:埃克斯騰網絡有限公司