通过包括光媒体的通信网络传递信息的设备、系统和方法

专利名称：通过包括光媒体的通信网络传递信息的设备、系统和方法
技术领域：
本发明总的来说涉及通信系统和方法，而更为具体的，涉及通过光媒 体传送信息的i殳备、系统和方法。
背景技术：
有线电视(CATV)是一种广播形式，其通过基于物理陆地的同轴 ("coax")线缆的M设施或光纤与同轴线缆相结合(HFC)的^设施 向付费订户发送节目。CATV网络提供从发送中心如头端到通常为固定和唯一可寻址的各个 远端位置如家庭和企业处的多个订户的直##^。头端可以通过通常被称 为"节点"的本地集线器连接到订户，所述节点对去往和/或来自在限定 的地理区域例如小的邻近地区或综合/^寓内的预限定的订户组例如几百 个订户的数据流进行路由。本地节点与订户之间的典型距离相对短，例如， 达几千英尺。因此节点与其订户之间的通信通常被称为"最后的英里(last mile)"通信。现有的CATV网络利用信号分JU艮务、通过多个信道使用不同格式进 行传送，例如用于多信道电视节目的模拟和/或数字格式、提供诸如"视 频点播(video on de咖nd)"的交互式服务以及诸如互联网接入、电话等 的其它多媒体业务的高清晰电视(HDTV)格式。维持通过同轴导体或通过光纤和同轴线缆的结合从CATV系统的头端 到订户的所需数据流涉及多种因素。在常规的HFC有线电视系统中，头端
通过专用的光纤连接到本地节点。在最后的英里系统中，每个本地节点将从头端接收的光信号转换成对应的电信号，该电信号可被调制到射频(RF) 载波上以经由同轴线缆路由到^ifc订户。头端是CATV系统的中3feJC送中心，提供内容(例如节目)并控制和 分发有关消费者订户的其它信息，例如计费信息。限制到48MHz至860MHz (或达到由近来伸展(Stretching)技术所 引入的l，OOOMHz)标准频率范围(频带)内的指定信道的下行信号被调 制到例如1550nrn的标准波长的光束上，并通过光缆发送到本地节点。本 地节点处的光转换器检测该光信号并将其转换成相应的电信号以路由到 订户。在相反方向，本地光节点接收来自最后的英里段内的所有本地订户的 上行信号。这些由与下行频带不相重叠的5MHz至42MHz的标准频带的RF 电信号承载。本地光节点的转换器通过将数据调制到例如1310nm波长的 光栽波束上，而将上行数据转换成相应的光信号传送回头端。电的最后的英里系统通常包括低损耗同轴线缆，其馈给多个串联连接 的有源元件，例如线路延伸放大器(line extension amplifier )以及(如 果需要)桥中继放大器(例如在分M径的情况下)。另外，通过在有源 放大器之间分接主同轴线，可以馈给各种类型的无源设备。这些无源设备 可被设计成对馈给不同订户分配的能量进行均衡，使得分配给更靠"地 节点和/或一个或多个有源设备的订户的信号可以比分配给远离本地节点 或有源i殳备的订户的信号衰减更多。在常规系统中，每个无源设备可以通过具有预定电阻(例如75Q)、 馈给在订户端处的指定CATV出口的引入线缆(drop cable)来馈给一小 组订户，通常为8个订户。引入线缆是灵活的，且衰减^lt与馈给无源设 备的同轴线缆不同。通常使用的同轴引入线缆体系包括RG-ll同轴线缆， 其具有最低的损耗且因此具有最高的性能；然后是中等质量的RG6-线缆 以及最后A^质量的RG-59线缆。业内使用的所有引入线缆通常使用标 准的"F类型"连接器来连接。发明内容本发明的一些说明性实施例提供了一种用于在有线通信网络中从两 组或更多组用户设备上行传递信息的系统。该系统可包括具有两个或更多 个相应的波长镨的两个或更多个光发送器，以分别发iH^载来自两组或更 多组用户设备的上行信息的两个或更多个光信号的两个或更多个光束。所述系统还可包括组合器，用以将所述两个或更多个光束组合成单 个多色光束；以及多色接收器，用以将多色光束转换成电射频(RF)信号。根据本发明的一些说明性实施例，该系统还可包括光调制器，用以将 RF信号转换成适于被有线通信网络的头端接收的光信号。根据一些说明性实施例，组合器可包括粗波分复用器或光耦合器。在 一些实施例中，多色接收器可以响应于两个或更多个光信号的波长镨的栅 格。根据本发明的一些说明性实施例， 一种用于从有线通信网络的两组或 更多组用户设备上行传递信息的方法可包括分别发送两个或更多个光 束，所述两个或更多个光束具有两个或更多个波长镨、并且承栽来自两组 或更多组用户设备的上行信息的两个或更多个光信号；将两个或更多个光 束组合成单个多色光束；并将该多色光束转换成承栽来自所述两组或更多 组用户设备的上行信息的电RF信号。 一些实施例还可包括将该RF信号 调制到具有适于被有线通信网络头端接收的波长的光束上。在一些实施例 中，组合两个或更多个光束可包括根据预定的复用方案来复用所述两个或 更多个光束。


被视为本发明的主题在本说明书的最后部分被具体地指出并明确地 要求。然而，通过参考结合附图的下列详细描述，将更好的理解有关本发 明的组织结构和^Ht方法以及目的、特机良其优点，附图中图1是^NI本发明的一些说明性实施例的混合光-同轴通信系统的示 意图；图2是;fll据本发明的一些说明性实施例的上行信号流的示意图；图3是根据本发明的一些说明性实施例的光转换器的示意图；图4是根据本发明的一些说明性实施例的光分配器的示意图。应理解，为图示的简单和清ft^见，附图中所示的元件不必要精确地 或按比例地画出。例如，为了更清楚，某些元件的尺寸可以相对于其它器 件进行放大，或者将若干物理元件包括在一个功能块或元件中。此外，参 考标记可以在附图之间重复以指示对应的或类似的元件。而且，附图中所 描述的某些块可以组合成单个功能。
具体实施方式
在以下详细描述中，阐述了多个特定细节，以提供对本发明的透彻理 解。然而，本领域的普通技术人员应理解，本发明可以在没有这些特定细 节的情况下实施。在其它实例中，不对公知的方法、过程、部件和电路进 fr洋细地描述，从而避免混淆本发明。除非特别声明，否则如从下面的讨论中显然的，应理解整个说明书讨论利用术语如"处理"、"计算"(computing),"运算"(calculating),"确定"等等是指计算机或计算系统、或类似的电子计算设备的动作和/ 或处理，其对计算系统的寄存器和/或存储器内表示为物理量如电量的数 据进行操纵和/或将其变换为计算系统的存储器、寄存器或其它此类信息 存储、传输或显示设备内被类似地表示为物理量的其它数据。另外，术语 "多个"可在整篇i兌明书中用以描述两个或更多个部件、设备、元件、参 数等等。用于将常规的有线电视(CATV)网络的有效带宽扩展到常规下行和上 行信号的受限范围之夕卜例如扩展200%或更多的各系统、方法和设备在例 如在下列文献中描述2004年6月16日提交的名称为"A Wideband Node inaCATVNetwork"的美国专利申请第10/869， 578号(参考文献1); 2004 年6月10日提交的名称为"A Wideband Node in a CATV Network"并于 2005年12月21日^S布的为欧洲4^布号为1608168的欧洲专利申请 04253439 (参考文献2);和/或2005年1月25日提交的名称为 "DEVICE, SYSTEM AND METHOD FOR CONNECTING A SUBSCRIBER DEVICE TO A WIDEBAND DISTRIBUTION NETWORK，，并于2005年7月14日公布的美国公 布号为No. 2005/0155082的美国专利申请11/041， 905 (参考文献3 )，这 些申请的全部内^ii过引用结合于此。如这些申请中所描述的，带宽的扩 展可以通过沿现有的HFC或其它CATV网络的最后的英里的同轴部分引入 新的有源电子设备以及新的无源元件来实现。在这里所描述的本发明的一些说明性实施例中，术语"宽频带"可指 例如5-3000MHz的典型频带；术语"扩展的上行频带"可指2250-2750MHz 的典型频带；术语"扩展的下行频带"可指1250-1950MHz的典型频带；
术语"传统上行频带"可指5-42MHz或5-60MHz的典型频带；术语"传统 下行频带"可指54-860MHz的典型频带；而术语"传统频带"可指5-860MHz 的典型频带。然而本领域的技术人员应理解，在本发明的其它实施例中， 这些典型频带可以用任何其它合适的宽频带、扩展的上行频带、扩展的下 行频带、传统下行频带、传统上行频带和/或^T所需频带所代替。例如， 本发明的一些实施例中的系统、设备和/或方法可适于5MHz与大于 3000MHz例如4000MHz之间的宽频带和/或5-1000MHz的传统频带。图1示意性图示了根据本发明的一些说明性实施例、显示了整个系统 的信号流的混合光-同轴通信系统100。根据本发明的一些说明性实施例，系统100可包括第一通信信道 119，和/或第二通信信道，以在头端单元102和一个或多个订户149之间 进行通信，如下面将详细描述的。根据本发明的一些说明性实施例，通信信道119可包括能够经由例如 如本领域中所公知的一个或多个光纤106a与头端102进行通信的节点 104。下行信号可以被调制到具有例如1， 550nm波长或任何其他适合波长 的栽波光束上，而上行信号可以被调制到具有例如1， 310nm波长或^其 他适合波长的栽波光束上。节点104可包括如本领域中所公知的任何适合的配置，用于将经由光 纤106a接收的下行光信号转换成传统下行频带内的传统下行RF信号，以 便经由同轴线缆(coax) 110来传送，和/或用于将经由同轴线缆110所 接收的传统上行频带内的传统上行RF信号转换成适于经由光纤106a传送 的光信号。根据本发明的一些说明性实施例，通信信道119还可包括一个或多个 全特征抽头(Full Feature Tap, FFT) 132,以将经由同轴线缆110从节 点104接收的传统下行信号分发到一个或多个用户(订户)，和/或如^ 域中所公知的经由同轴线缆110向节点104提供从一个或多个订户接收的 传统上行信号。尽管本发明在该方面不受限制，但是在图1的实施例中，系统100 可包括多达256个订户，例如分成多达64组，每组多达4个订户。在该 实施例中，信道119可包括多达64个FFT 132，每个FFT可连接到例如 多达4个订户的相应的一组149。根据本发明的说明性实施例，下行和/或上行信号可包括通过如本领 域中所公知的一种或多种光复用技术例如密集波分复用(DWDM)或粗波分 复用(CWDM)所实现的扩展带宽。尽管本发明在该方面不受限制，但是根据本发明的一些说明性实施 例，通信信道129可实现在头端102与一个或多个订户149之间传送扩展 的下行和/或上行信号。该扩展的上行和/或下行信号可以例如通过块分复 用来产生，如参考文件l、 2和/或3中所描述的。根据本发明的说明性实施例，通信信道129可包括一个或多个扩展的 光转换器(X0C) 130，以经由至少一个本地光纤108选择性地传送来自/ 去往一个或多个订户的扩展的上行和/或扩展的下行数据，如下面详细描 述的。在本发明的一些说明性实施例中，传统业务仍然可以提供给订户。 例如，从FFT到订户墙出口的连接可以经由XOC 130,该XOC130可以例 如邻近FFT 132。 XOC 130可以经由同轴引入线缆(drop cable) 138连 接到订户墙出口。 XOC 130可以经由FFT 132和同轴线缆110选择性地传 送来自/去往一个或多个订户的上行和/或下行数据。XOC 130可以经由每 位置至少一个宽带订户接口单元(XTB) 140连接到多个订户，例如多达4 个订户位置。XTB 140可以将传统业务(由L表示)与扩展业务(由X表 示)分离。在本发明的一些实施例中， 一个或多个XTB140可以位于需要 扩展带宽的订户位置处的用户设备附近。在这些实施例中，每XOC 130 可以有多于4个XTB 140。在本发明的一些实施例中，这些扩展的业务可 以包括附加的下行和/或上行带宽。尽管本发明在该方面不受限制，但是 在图l的实施例中，信道129可包括多达64个XOC 130，每个XOC可经 由多达4个XTB 140的相应分支(offset)连接到例如多达4个订户的相 应一组149，并可连接到相应的FFT 132。在图1的实施例中，64个XOC 130 可以被分成例如4组，每组16个X0C 130。根据本发明的一些说明性实施例，XTB 140可包括任何适合的XTB配 置，例如如参考文件l、 2和/或3中所描述的。例如，XTB140可以与订 户进行标准CATV数据的通信，例如48MHz至1000MHz的下行以及5MHz 至42MHz (或85MHz )的上行数据，并提供更高下行和/或上行频率范围内 的扩展数据，所述扩展数据可被转换到传统的上行和/或下行频带内的相 应的适合的范围。例如，1250MHz至1950MHz的扩展下行频带可以被转换 成160至860MHz的新下行传统频带，而2250至2750MHz的扩展上行频带 可以被转换成上行频带内的多个5-42MHz (或10-85MHz)，例如 1100-1150MHz。应理解，本发明的该方面不限于任何特定的扩展频率范围， 且任何其他所需范围也可以适于与本发明的实施例结^H^吏用；例如，本发 明的一些实施例可以使用1100-1900MHz的扩展的下行范围和/或 2100-2900MHz的扩展的上行范围。根据本发明的一些说明性实施例，信道129还可以包括一个或多个扩 展的光分配器(XOD) 120。尽管本发明在该方面不受限制，但是在图1 的实施例中，信道129可以包括4个X0D 120，每个例如可通过16个不 同的光纤112分别连接到例如每组16个XOC的4组中的一组。在一些实 施例中，例如在图l的实施例中，光纤112中的每个光纤可包括2个单向 光纤，但，也可以使用单个双向光纤，而不脱离本发明的范围。如果单个 双向光纤被用于上行和下行二者，则XOC 30还可以包括光选择器(未示 出)，以根据光束的波长来反射、偏转、发送光束或对光束进行路由。如 本领域中公知的，光选择器可包括，例如具有内置波长滤波器的二向色镜。根据本发明的一些说明性实施例，XOC 130可包括光发送器135,以 将信号从一个或多个XTB 140发送到XOD 120。信道129的XOC中的一个 或多个可以发送具有不同波长镨的光信号。例如，图1中的XOC组中的每 组中的16个XOC可以发送16个不同波长镨的光信号。因而，XOD120可 从XOC 13 0接收上行光信号，每个处于不同的波长或颜色以区分上行光信 号。本领域普通技术人员应理解，在本发明的范围内，可连^X0D不同 数量的X0C。根据本发明的一些说明性实施例，XOD 120可包括组合器126，以将 从XOC130接收的上行信号组合成多色上行信号。如本领域中公知的，组 合器126可包括例如复用器或光耦合器。多色上行信号可经由光纤108 上行传送。根据本发明的一些说明性实施例，信道129还可包括与光纤108连接 的扩展业务光节点(XON) 107，以接收一个或多个多色上行信号。尽管本 发明在该方面不受限制，但是在图l的实施例中，XON107可例如分别从 4个X0D接收多达4个多色信号。XON 107可与节点104结合来工作或独 立工作。根据本发明的一些说明性实施例，XON 107能够重新产生经由光纤108 接收的上行光信号，如下所述。XON 107可包括例如一个或多个多信号光 接收器114，以分别通过来自一个或多个XOD 120的相应的一个或多个多 色信号接收数据。接收器114可接收多色上行信号，所述多色上行信号可 包括例如在多波长谱上光编码的数据。接收器114还可以将光数据转换成 多信道RF上行信号。接收器114可包括可以满足本发明要求用于接收多 色信号的任何适合的接收器，例如如本领域所公知的光到射频转换器。X0N 107还可以包括一个或多个光发送器115，例如4个发送器，以分别接收 来自一个或多个接收器114的一个或多个RF上行信号。发送器115可以 以光的方式转发RF上行信号。发送器115可包括任何适当的发送器，例 如如本领域所公知的包括射频到光转换器。接收器114、发送器115和/ 或XON 107可选地可包括放大器，以放大RF信号。对于图l中的实施例，XON 107可包括多达4个接收器114。利用代 表64个订户的每个光纤上的多达16个波长，每个XON 107可接收来自多 达256个订户的数据。；^域的技术人员还应理解，尽管图l示出了由每 个光接收器114所接收的16个波长镨，但是每个光纤上可以接收不同数 量的波长谱，而不背离本发明的精神。根据本发明的一些说明性实施例，XON 107还可包括组合器，以将一 个或多个发送器115的光输出组合成上行光信号，以4更通过一个或多个光 纤106b传送到例如头端102。例如，XON 107可包括复用器116,例如如 本领域所/i^知的CWDM复用器，使得复用器116的波长与例如发送器115 的输出一致。在其他实施例中，XON可包括任何适合的组合器，例如光耦 合器。根据本发明的一些说明性实施例，头端102可例如直接连接到XOD 120，这样例如就不需要XON 107。对于这些实施例(未示出)，头端102 可例如直接经由光纤108来接收多色上行信号；并发送下行号至XOD 120 以便分发到订户。根据本发明的一些说明性实施例，在下行方向，XON107可包括接收 器lll，以经由光纤106b接收下行光信号。XON107能够重新产生经由光 纤106b接收的下行光信号。接收器111可包括能够将下行光信号转换成 RF信号的任何适合的接收器，例如包括光到射频接收器。尽管本发明在 该方面不受限制，但是接收器111可选地可包括放大器，以放大RF信 号；和/或分束器，以将该RF信号分成4个RF信号。XON 107还可包括 一个或多个发送器112，例如4个发送器，以将该一个或多个RF信号中 的lt据调制到一个或多个相应的光信号上，从而通过光纤108来发送。例 如，发送器112可包括如本领域所公知的射频到光转换器。在一些实施例 中，可^f吏用光放大来放大X0N107中的信号，以代替光的重新产生.在一 些实施例中，例如在光放大器的输出端可以使用无源光分束器，以将放大
的光信号分成两个或更多个单独的光信号，例如4个单独的光信号。图l 的实施例示出了分成4路的下行信号，当然也可以使用其它的分光比。根据本发明的一些说明性实施例，两个或更多个例如4个不同的波长 可以经由光纤106b传送到XON 107。对于这些实施例中的一些实施例(未 示出)，XON107可包括WDM解复用器，以将信号解复用成4个流，以供4 个接收器111分别转换成4个相应的RF信号。然后，4个发送器112可 以通过光纤108发送数据。对于其他实施例(未示出)，XON107可包括 ib改大器，以放大由所述4个波长携带的光信号；以及WDM解复用器，以 分离该4个信号，以便通过4个单独的光纤108来传送。根据本发明的一些说明性实施例，头端102可包括任何适当的硬件和 /或软件，例如包括配置成发送和/或接收来自/去往订户149的数据的任 何适当的光发送器和/或接收器。例如，头端102可包括如本领域所4^P 的解复用器以及线缆调制解调器终端系统(CMTS)(图1中未示出)。对于 图1的实施例，CMTS可被配置成用于一组256个下行订户以及每组64个 上行订户的4个业务组，但是，还可以使用针对其它数量的订户和/或业 务组的CMTS配置，而不脱离>^发明的范围。根据本发明的一些说明性实施例，头端102可以根据任何适合的通信 协议或标准如有线数据服务接口规范(Data Over Cable Service Interface Specifications, DOCSIS)标准来与订户149通信。本发明的 一个优点是CMTS和DOCSIS的结合通过频分复用和时分复用提供了充分 的频率和时序分配，使得这里所描述的本发明的实施例的实施不需要改变 现有的线缆调制解调器或CMTS系统。具体地，被设计成以下行-上行比 1: 4向256个订户提供用于多达256个订户的一个下行端口以及4个上行 端口 (例如每个上行端口分别与多达64个订户的一个业务组进行通信) 的CMTS可以用于图1的实施例，而无需修改。用于该说明性实施例的CMTS 卡可以被配置成包括例如一个下行端口和4个上行端口 ，从而匹配下行订 户能力。此外，对于图1的实施例，头端可以包括针对上行的下变频 (down-conversion)和针对下行的上变频(up-conversion)， 以适应扩 展的业务频率规划。对于这样的实施例，即X0C 130包括RF上变频和/ 或RF下变频使得由发送器135发送的光信号承载RF传统频率而非扩展的 RF频率，在头端102处不需JW对下行进行进一步的变换。对于上行， 例如，如果上行信号被堆叠起来一第一在5-42MHz处、第二在其上，等等，
则需要进一步的下变频。在此对关于一种通信系统对本发明的一些说明性实施例进行了描述，所iiif信系统例如系统100，其包括第一通信信道，例如信道119,用 于传送传统的上行和/或下行信号；和/或第二通信信道，例如信道129， 用于传送扩展的上行和/或下行信号。但是，本领域的普通技术人员应理 解，其它实施例可以包括这样的通信系统其仅包括一个通信信道，例如 信道129，来分发传统和/或扩展的信号。例如，该通信系统可包括通信 信道129，来传i!U^订户149到头端102的上行传统和/或扩屑>信号，和/ 或传iH^头端102到订户149的下行传统和/或扩雇》信号。图2示意性图示了根据本发明的一些说明性实施例的通过通信信道 例如信道129的上^f信号流。根据本发明的一些说明性实施例，光发送器la可通过第一光纤lb 发送具有表示为入1的第一波长镨的光信号，光良送器2a可通过第二光 纤2b发送具有表示为入2的第二波长镨的光信号，等等，直到it4i送器 16a通过第十六光纤16b发送具有表示为入16的第十六波长镨的光信号。 光纤lb直到16b可被连接到光组合器17，光组合器17可以将16个不同 波长镨的光信号光组合成一个多色光信号，以通过光纤18传送到多色接 收器91a。尽管图2的说明性实施例描述了 16个光信号的数据流，本领 域的普通技术人员应理解，本发明在该方面不受P艮制，并且本发明的其它 实施例可包括发送任何其它适当数量N的光信号，其中接收器91a的动态 范围可影响N的上限。 一个或多个波长入l直至AN的值可以以例如 100GHz彼此充分地分开(其中在该典型实施例中N=16 )，以iE免不同光波 长之间的干扰，并实现光检测器的非相干检测。应注意图1的实施例如上 所述示出了 4个多色信号接收器114 (图1 )。根据本发明的一些说明性实施例，发送器la、 2a等可以以适当的调 制格式来调制对应的光信号，如模拟AM或数字QAM，但不限于此。在本 发明的一些说明性实施例中，光信号中的每个可以被调制到多个RF栽波 上，例如，使得信道的RF镨可被预期彼此区分开。在一个示例中，光组 合器17可以是例如可至少在波长的相关范围内具有波长不敏感的插入损 耗的波分复用器，或无源光耦合器。根据本发明的一些说明性实施例，接收器91a可具有包括1至N个光 信号例如A 1至人16的波长镨的工作波长谱。接收器91a可将所接收的光 信号转换成RF信号91b，其可包括例如与一个或多个例如基本上全部的200580046974.2说明书第11/14页信号lb......16b信息对应的信息。例如，由于信号lb......16b中的每个可在不同的RF栽波上传送，因此由信号91b携带的信息可在例如头端102 (图1)处处理，以提供发送器的16个分离的信息流。在使用频分和时 分复用二者的一些实施例中，倘若不是多于一个的波长在任何一个时刻使 用相同的RF频率来确保数据的完整性，则RF栽波针对所有的波长可以是 相同的。根据本发明的一些说明性实施例，可以选择由光接收器91a和/或发 送器la......16a实施的波长栅格，使得信号lb......16b的波长可以被充分地分开，例如，从而消除它们之间的任何干扰。在本发明的一些实施例中， 可以选择波长间隔，使得光频率的差远大于可被光接收器91a所检测的。 在一些实施例中，CWDM栅格例如至少0.4咖的栅格、如至少lnm.例如至 少10nm的栅格、如20nm栅格可用于波长栅格。CWDM栅格的实施通常没 有DWDM栅^h格昂贵，原因在于，CWDM栅格通过允许使用具有相对适度 的工作环境要求的非冷却激光器以及更简单的无源光滤波器，可降低其它 的CATV系统费用。根据本发明的一些说明性实施例，光接收器91a所允许的、即如M 送器la到16a所接收的总光功率("过栽功率")可以通过其设计和材料 进行限制，以实现光接收器91a的正确操作。对于当今商业可用的光接收 器，代表性的过载功率可在l和2dBm之间(这里，dBm-10'log(以mW表 示的光功率)。对于具有2dBm限制和16个输入的光接收器的典型实施例， 每个输入不能超过例如2dBm-10*log(16)=2dBm-12dB=-10dBm。然而，在 确定输入信号功率水平时，还可以考虑例如光滤波器、耦合器和连接器中 的实际系统的不一致性和不确定性以及激光器水平M错误、和/或系统 寿命期间的漂移，从而*波长的最大可允许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输入信号功率水平的一致性的影响。在一 些实施例中，可利用对输入信号光调制系数的调制来改进性能。参考图3，其示意性图示了根据本发明的一些实施例的XOC配置900。 尽管本发明在该方面不受限制，XOC 900还可执行XOC 130 (图1)的功 能。根据本发明的一些说明性实施例，XOC 900可例如通过上行光纤904 和下行光纤906连接到光纤112 (图1 )。 XOC 900可例如经由光纤906接 收光下行信号；和/或经由光纤904发送光上行信号。
根据本发明的一些说明性实施例，X0C 900可包括至少一个三工器 (triplexer)，例如三工器922、 924、 926和928。 X0C 900还可包括下 行放大器914、光到射频转换器910、上行放大器916、组合器918、分束 器920和/或射频到光转换器908，如下所述。根据本发明的一些说明性实施例，三工器922可以例如在一侧上连接 到订户连接器930以及抽头连接器931，而在另一侧上连接到组合器918 以及分束器920;三工器922能够向订户连接器930提供经由分束器920 接收的扩展下行信号；向订户连接器930提供从抽头连接器931接收的下 行信号；向组合器918提供从订户连接器930接收的扩展上行信号；和/ 或向抽头连接器931提供从订户连接器930接收的上行信号。三工器924 可以例如在一侧上连接到订户连接器932以及抽头连接器933，而在另一 侧上连接到组合器918以及分束器920;三工器924能够向订户连接器932 提供经由分束器920接收的扩展下行信号；向订户连接器932提供从抽头 连接器933接收的下行信号；向组合器918提供从订户连接器932接收的 扩vlLh行信号；和/或向抽头连接器933提供从订户连接器932接收的上 行信号。三工器926可以例如在一侧上连接到订户连接器934以及抽头连 接器935,而在另一侧上连接到组合器918以及分束器920;三工器926 能够向订户连接器934提供经由分束器920接收的扩展下行信号；向订户 连接器934提供从抽头连接器935接收的下行信号；向组合器918提供从 订户连接器934接收的扩;ILh行信号；和/或向抽头连接器935提供从订 户连接器934接收的上行信号。三工器928可以例如在一侧上连接到订户 连接器936以;5L抽头连接器937,而在另一侧上连接到组合器918以及分 束器920;三工器928能够向订户连接器936提供经由分束器920接收的 扩展下行信号；向订户连接器9 36提供从抽头连接器9 37接收的下行信号； 向组合器918提供从订户连接器936接收的扩展上行信号；和/或向抽头 连接器937提供从订户连接器936接收的上行信号。根据本发明的一些说明性实施例，例如，如果订户没有分别连接到连 接器930、 932、 934和/或936，则三工器922、 924、 926和/或928仅允 许传统CATV信号通过。根据本发明的一些说明性实施例，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集成的任何其它适合的 技术来构成。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 对应于扩展的或传统的上行和/或下行频带的任何其它适合的放大器。根据本发明的一些说明性实施例，光到射频转换器910可包括任何适 当的转换器，例如本领域所公知的PIN二极管。射频到光转换器908也可 包括任何适当的转换器，例如使用激光源的转换器如二极管激光器。根据本发明的一些说明性实施例，组合器918可包括任何适当的RF 组合器，以向放大器916提供从三工器922、 924、 926和928接收的一个 或多个上行信号。分束器920可包括任何适当的RF分束器，以将从故大 器914接收的下行RF信号分成两个或更多个RF信号，例如4个RF信号， 以分别提供给两个或更多个三工器如三工器922、 924、 926和928。应理解，由于每个订户通过不同的三工器来连接，因此图3的配置可 允许在连接到连接器930、 932、 934和936中的一个或多个的一个或多个 订户之间基本上没有信号传送("信号窃取")。尽管本实施例的XOC 900可以被多至4个订户来共享，但是应理解其 他共享设置也是可行的，其包括但不限于每XOC 900 —个、两个或八个订 户。在本发明的其他实施例中，光传输可包括CATV传统业务，从而消除 了到HFC设备的同轴J^j设施的任何RF连接。在这些实施例中，XOC900 可具有不同于图3所示的将传统业务与扩展业务一起传递到XTB的结构的 内部结构。而在其他实施例中，RF频镨可以是不同的。而且，XOC 900 可包括下变频和/或上变频，使得该光信号能够承载例如低于lGHz的RF 传统频率，而不是提高的RF频率。图4示意性图示了根据本发明实施例的XOD 58，其可以将XOC盒连 接到光节点。尽管本发明在该方面不受P艮制，X0D58还可以执行X0D120 (图1)的功能。根据本发明的一些说明性实施例，XOD 58的上行部分可包括光复用 器17。复用器17可从例如16个XOC接收例如16个上行光信号，所述上 行光信号表示为lb至16b。在下行部分，XOD 58可包括光分束器59，以 将接收自光节点的下行光信号60进行分束，例如进行无源地分束。对于 某些实施例，光分束器59可以将下行信号分成待通过16个光纤61b至 76b传送的下行信号，该16个光纤可连接到16个相应的XOC 130 (图1 )。 应理解，分光比为16是示例性的，其它分光比例如4或8也是可以的， 而不背离本发明的精神。尽管图1的实施例中的XOD仅具有对应于64个 订户的一对光复用器17/光分束器59，图4示出了光分线盒58可包括对 应于256个订户的4对光复用器17/光分束器59。不过，本发明的其他实 施例可包括不同数量的无源光复用器和分束器。这里图示和描述了本发明的特定特征，多种修改、替代、变化和等同 对于本领域的普通技术人员是易于想到的。因此，应理解，所附的权利要 求旨在M落在本发明的真实精神范围内的所有此类修改和变化。
权利要求
1. 一种在有线通信网络中从两组或更多组用户设备上行传递信息的系统，所述系统包括两个或更多个光发送器，用以发送具有两个或更多个相应波长谱的两 个或更多个相应光束，所述光jM^栽来自所述的两组或更多组相应用户i殳 备的上行信息的两个或更多个相应光信号；组合器，用以将所述两个或更多个光束组合成承载所述两个或更多个 光信号的多色光束；以及多色接收器，用以将所述多色光束转换成承栽所述上行信息的电射频 信号。
2. 权利要求l所述的系统，其包括光调制器，用以将所述电射频信 号调制到适于在所述有线通信网络上传送的上行光束上。
3. 权利要求2所述的系统，其包括所述有线通信网络的头端，以接 收所述上行光束。
4. 权利要求l所述的系统，其中所述组合器包括波分复用器，用以 才艮据预定的复用方案将所述两个或更多个光束复用成所述多色光束。
5. 权利要求l所述的系统，其中所iOE合器包括光耦合器，用以将 所述两个或更多个光束耦合成承栽所述两个或更多个光信号的多色光束。
6. 权利要求5所述的系统，其中所^合器在所述两个或更多个光 束的波长范围内具有波长不敏感的插入损耗。
7. 权利要求l所述的系统，其中所述多色接收器能够将所述两个或 更多个光信号的上行信息调制到所述电射频信号上。
8. 权利要求l所述的系统，其中所述多色接收器响应于包括所述两 个或更多个波长镨的波长^f格的波长范围。
9. 权利要求8所述的系统，其中所述波长栅格包括对应于所述两个 或更多个波长镨的粗波分复用栅格。
10. 权利要求9所述的系统，其中所述粗波分复用栅格具有至少0.4 纳米的波长间隔。
11. 权利要求10所述的系统，其中所it^L波分复用栅格具有至少1 纳米的波长间隔。
12. 权利要求ll所述的系统，其中所ii^L波分复用栅格具有至少10 纳米的波长间隔。
13. 权利要求l所述的系统，其中所述两组或更多组用户设备适于根 据时分多址调制方案对所述上行信息进行调制。
14. 权利要求l所述的系统，其中所述两组或更多组用户设备工作于 有线数据服务接口规范。
15. —种在有线通信网络中从两组或更多组用户设备上行传递信息的 方法，所述方法包括发送具有两个或更多个相应波长镨的两个或更多个光束，所述光M 栽来自所述的两组或更多组相应用户i殳备的上行信息的两个或更多个相 应光信号；将所述两个或更多个光束组合成承栽所述两个或更多个光信号的多 色光束；以及将所述多色光束转换成电射频信号。
16. 权利要求15所述的方法，其包括将所述电射频信号调制到上行 光束上。
17. 权利要求16所述的方法，其包括接收所述上行光束。
18. 权利要求15所述的方法，其中将所述两个或更多个光束组合包 括>^据预定的复用方案将所述两个或更多个光束复用成所述多色光束。
19. 权利要求15所述的方法，其中将所述两个或更多个光束组合包 括将所述两个或更多个光束耦合成承栽所述两个或更多个光信号的多色 光束。
20. 权利要求19所述的方法，其中将所述两个或更多个光^合包 括将所述两个或更多个光束耦合成在所述两个或更多个光束的波长范围 内具有波长不敏感的插入损耗。
21. 权利要求15所述的方法，其中将所述多色光束转换包括将所 述两个或更多个光信号的上行信息调制到所述射频信号上。
22. 权利要求15所述的方法，其中将所述多色光束转换是响应于包 括所述两个或更多个波长镨的波长栅格的波长范围的。
23. 权利要求22所述的方法，其中所述波长栅格包括对应于所述两个或更多个波长镨的粗波分复用栅格。
24. 权利要求23所述的方法，其中所^E波分复用栅格具有至少0. 4 纳米的波长间隔。
25. 权利要求15所述的方法，其包括根据时分多址调制方案来调 制所述上行信息。
26. 权利要求15所述的方法，其包括根据有线数据服务接口规范 来调制所述上行信息。
全文摘要
本发明的实施例提供了在有线通信网络中(图1)从两组或更多组用户设备(138，149)上行传递信息的方法、设备和系统。根据本发明的一些说明性实施例的系统可包括两个或更多个光发送器，用以发送具有两个或更多个相应的波长谱的两个或更多个相应光束，所述光束分别承载来自两组或更多组相应用户设备(138，149)的上行信息的两个或更多个光信号；组合器(130)，用以将所述两个或更多个光束合并成承载所述两个或更多个光信号的多色光束；以及多色接收器(114)，用以将所述多色光束转换成承载来自所述用户设备的信息的电射频信号。还描述和要求了其他实施例。
文档编号H04B10/00GK101147341SQ200580046974
公开日2008年3月19日 申请日期2005年12月20日 优先权日2004年12月20日
发明者扎赫·因巴尔, 汉娜·因巴尔, 泽埃夫·欧尔巴赫, 阿米尔·伯斯坦 申请人:埃克斯腾网络有限公司