具有亚倍频程传输的无源光网络的制作方法
【专利摘要】用于传输数字信号的无源光网络结合亚倍频程滤波器，用于去除当信号在网络的纤维光缆上传输时引入信号中的失真。换句话说，由亚倍频程滤波器去除当带有数字信号的光束通过纤维光缆传递时导致的二阶失真。此外，提供在与本网络上相同的纤维光缆上利用另一无源光网络。并且，公开了确保上行和下行传输频率与亚倍频程滤波器的兼容性的考虑。
【专利说明】具有亚倍频程传输的无源光网络
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及使能在光纤上传输数据的系统和方法。更具体地说，本发明涉及通过后续亚倍频程滤波(sub-octave filtering)来在光纤网络上传输数字信号，以便从信号中消除二阶失真的系统和方法。本发明特别适用，但不是专用于通过后续亚倍频程滤波来使用无源光网络(passive optical network:P0N)传输数字信号的系统和方法。
【背景技术】
[0002]无源光网络(PON)实质上是将单一纤维光缆(fiber optic cable)用于从一个点(例如服务供应商)到多个不同点(例如客户端)的信号传输的光网络。最有可能的是，待传输的信号将是数字信号。因此，除纤维光缆外，PON将必定包括在纤维光缆的发射端上的组件(例如，调制解调器)，其将数字信号调制到射频(radio frequency:RF)载波上。然后，将得到的RF信号转换成用于在纤维光缆上传输的光信号。在纤维光缆的接收端，反转该过程。具体地，组件(调制解调器)将光信号重新转换成RF信号，然后，解调该RF信号，用于后续使用。
[0003]PON的重要方面是其可以利用非常公知的通过波分复用(Wavelength-DivisionMultiplexing:WDM)的光信号传输。这实质上允许PON将一个波长(λ 用于纤维光缆上的下行流量，而同时将另一波长(λ 2)用于上行流量。此外，可以具有两个或更多上行流量波长(例如^和λ 3)和两个或更多下行流量波长(例如X2和λ4)。稱合PON的点对多点特性的该WDM能力提供比其他类型的网络架构明显的优点。具体地，PON构造将减少比点对点架构所需的纤维光缆量。然而，一个潜在的缺点是已知纤维光缆将失真引入光信号，这降低其清晰度。
[0004]在当光信号通过纤维光缆传输时可能引入该光信号中的所有失真中，最主要的失真的二阶失真。然而，这些二阶 失真相对容易被识别。例如，考虑承载RF频率fa和fb的光信号。可能发生的是，当光信号通过纤维光缆传输时，纤维光缆将在频率fa+fb和fa_fb下的两个RF失真信号引入到该光信号中。在fb的情况下，二阶失真为fa+fbs 2fdPfa-f^ O0在这种情况下，fa-fbs O是微不足道的，并且2fa定义对于fa的倍频程。
[0005]鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种具有亚倍频程滤波器的无源光网络，用于在PON上传输清晰信号，而在传输的接收端具有最小失真，如果有的话。本发明的另一个目的是提供一种无源光网络，从传输信号有效地消除由PON的纤维光缆而引入该信号中的失真。本发明的又一目的是提供一种具有亚倍频程滤波器的无源光网络，用于从传输光信号消除二阶失真，其容易使用、应用简单并且比较成本有效。
【发明内容】
[0006]根据本发明，无源光网络(PON)结合带通滤波器，用于从光信号中去除当通过PON中的纤维光缆传输光束时引入的二阶失真。根据本发明，将来自纤维光缆的光信号转换成RF信号，并且在包括数字信号的RF载波频率的亚倍频程带宽中滤波RF信号。然后，解调RF信号，用于数字信号的后续接收。
[0007]结构上，本发明的无源光网络(PON)包括发射调制解调器，用于将多个数字信号调制到各自的RF载波频率(f)上。这能通过调幅、调频或调相来完成。具有调制解调器的光发射机还用来将这些调制载波频率的每一个转换成光信号。然后，使用波分复用器(WDM)将该光信号与其他类似形成的光信号结合来产生光束。重要地，在光束中，各个光信号将具有其自己的单独的波长(入)。
[0008]对本发明，提供光纤缆(optical fiber cable),用于在光线路终端(OpticalLine Terminal:0LT)[例如服务供应商]和多个光网络单兀(Optical Network Units:ONU)[例如客户]间的PON上传输光束。详细地，该光纤将具有连接到OLT以从发射机和WDM接收光束的第一端。然后，该光束通过光纤传送到其第二端。与光纤的第二端相连的分离器用于将光束分离成子集。如本发明所设想的，每一子集将被发送到各自的0NU，并且其将包括传输的光束中的所有光信号，尽管是以降低的功率。
[0009]多个光接收机定位在网络中的各自的客户(即0NU)处，以便从光束接收子集。然后，各个光接收机与调制解调器一起作用来将在子集中的光信号重新转换回它们各自的调制载波频率。然后，亚倍频程带通滤波器滤波掉在调制载波频率的亚倍频程外的二阶失真。因此，从所接收的信号去除二阶失真。
[0010]一旦所接收的信号被重新转换和滤波，使用调谐器来在所选择的载波频率中调谐并将所选择的载波频率定向到ONU中的被寻址端(addressed premise)。然后，接收调制解调器解调所调谐的载波频率以便重构其各自的数字信号。然后，该数字信号用于其预期目的。
[0011]操作上，本发明的用于使能在无源光网络(PON)上亚倍频程传输数字信号的方法依赖于建立用于多个离散载波频率(f)的每一个的亚倍频程带宽。初始地，该方法设想将数字信号调制到所选择的载波频率(f)上，并且然后将所调制的载波频率转换成光信号。通过该转换，该光信号和该数字信号两者将具有相同的波长(λ )。若干这种光信号可以被相应地形成并共同组合成光束。在这种情况下，光束被引入纤维光缆的第一端并通过纤维光缆从第一端传输到第二端。
[0012]在纤维光缆的第二端，光束被分成子集，该子集每个均包括初始传输的束的所有光信号。然后，使光束的每一子集定向到在各自的ONU处的指定的光接收机，在此，其被重新转换成调制载波频率。此时，从调制载波频率滤波在所建立的亚倍频程外的二阶失真。然后，使用调谐器来在所选择的调制载波频率中调谐，并且使用接收调制解调器来解调调谐的载波频率，用于其各自的数字信号的接收。
[0013]如本发明所设想的，建立亚倍频程包括识别由低载波频率(fu)和高载波频率(fH1)界定的第一亚倍频程。该第一亚倍频程将由正向(下行)传输光束使用。重要的是，2fL1 ^ fH1>fu。同时，识别由低载波频率(L)和高载波频率(fH2)界定的第二亚倍频程。该第二亚倍频程将由返回(上行)接收光束使用，其中，2L≥fH2>f^2。对本发明，正向(下行)传输光束和返回(上行)接收光束将包括在750MHz和40GHz间的范围中的载波频率。此外，预期本发明的实施例可以采用在相同光纤缆上的两个Ρ0Ν。对这些实施例，本发明设想添加低于fu的带宽以用于由在第二 PON中的正向(下行)传输光束(例如λ3)使用，并且添加低于L的带宽以用于由在该第二 PON中的返回(上行)接收光束(例如λ 4)使用。【专利附图】
【附图说明】
[0014]结合附加的描述，从附图将更好地理解与其操作和操作方面两者有关的本发明的新颖特征以及本发明本身，其中类似的参考符号指代类似的部件，其中:
[0015]图1是根据本发明的无源光网络(PON)的组成元件的示意性布局；
[0016]图2是本发明的方法的操作流程图。
【具体实施方式】
[0017]首先参考图1，示出了共同地并一般地指定为10的、根据本发明的无源光网络(PON)的构成元件。如所示地，P0N10包括使光线路终端(OLT) 14 (例如，服务供应商)与多个光网络单元(ONU) 16 (例如，客户)互连的纤维光缆(光纤)12。在图1中，0NU16仅是示例性的，并且示为服务客户A。
[0018]如图1所示，由调制解调器20调制将在P0N10上传输的数字信号18。为P0N10的目的，该调制可以是调幅、调频、调相或三者的任意组合。在任何情况下，以相关领域非常公知的方式，将该数字信号18调制到RF载波频率(f\)上。在图1中，示出将调制的载波频率22 (即f\)建立在由低载波频率fu和高载波频率fH1界定的亚倍频程中。一旦建立亚倍频程，现在调制的载频频率22被传递到发射机24，其在发射机24被转换成光信号26 (即具有波长λ I的光信号)。继而,将光信号26 ( λ j)发送到波分复用器28 (WDM),其在波分复用器28与其他光信号(例如λ 3)组合为用于在纤维光缆12上的下行传输的光束30。如图1所示，纤维光缆12连接在WDM28和分离器32间。
[0019]在已经在纤维光缆12上传输光束30上的光信号26后，光束30在分离器32被分成多个子光束30’。重要的是，每个子光束30’包括在WDM28处组合在一起的所有光信号(例如入1和λ2)。此外，每一子光束30’然后被发送到各自的0NU16。操作上，在0NU16(即客户Α)处的WDM34接收与Ρ0Ν10中的所有其他0NU16 (例如客户X)相同的子光束30’。对客户A的具体例子，将由0NU16接收的子光束30’中的光信号(λ Ρ26发送到接收机36，其在接收机36被重新转换成其调制载波频率22’(即f\)。然后，该调制载波频率22’ Cf1)由带通滤波器38滤波并由调制解调器40解调。这样做的结果是在0NU16接收具有经滤波的载波频率22’的数字信号，而由二阶失真引起的所有损害被从数字信号18有效地去除。
[0020]尽管上述公开集中在从0LT14到0NU16的下行传输，但从0NU16到0LT14的上行传输是类似的，并且基本上反向操作。具体地，对上行传输，以与对4的上文公开类似的方式，在调制解调器40，将数字信号42调制到载波频率(f2) 40上。在此实例中，将调制的载波频率44 (即f2)建立在由低载波频率L和高载波频率fH2界定的亚倍频程中。然后，该调制载波频率44被传递到发射器46，其在发射器46被转换成光信号48(即具有波长为λ 2的光信号)。继而，该光信号48 ( λ 2)被发送到波分复用器34 (WDM),其在该波分复用器34与其他的光信号(例如λ 4)结合成用于在纤维光缆12上的上行传输的光束50。光束50然后被0LT14接收、通过波分复用器28处理并且被发送到接收机52，在接收机52，将光束50中的光信号48重新转换成其调制载波频率44’(f2)。然后由带通滤波器54滤波该调制载波频率44 (f2)，并且随后由调制解调器20解调。这样做的结果是，在0LT14接收数字信号42，而由二阶失真引起的所有损害被从数字信号42有效地去除。[0021]图2示出了逐个步骤的方法，一般地指定为56，其指示用于P0N10的操作的初始考虑是建立亚倍频程(见块58)。具体地，对每一传输(下行/上行)建立亚倍频程。为在P0N10上传输数字信号18/42，块60指示数字信号18/42被调制到载波频率22 (^)/44 (f2)上。然后，块62指示被调制的载波频率22 (^)/44 (f2)被转换成光信号26 (λ J/48 (λ2)。然后，光信号26 ( λ ^/48 ( λ 2)可以在WDM28/34处与其他这种信号结合并传输(下行/上行)，作为纤维光缆12上的光束30/50 (见块64)。
[0022]就具体涉及光束30而言，块66指示光束30被分成子光束30’。然后，将每一子光束30’定向到特定的0NU16 (见块68)，其在该特定0NU16被从光信号26 (A1) /48 ( λ 2)转换回RF调制载波频率22 (^)/44 (f2)。然后，该RF调制载波频率22 (^)/44 (&)被滤波(见块72)。更具体地说，如上所示，建立唯一亚倍频程，用于由带通滤波器38和54的每一个使用，以便在已经通过纤维光缆12传输光束30/50后，分别从下行光束30和上行光束50去除二阶失真。
[0023]在已经将光信号26 ( λ ^/48 ( λ 2)重新转换成各自的RF调制载波频率22’ Cf1)/44’(f2)，并且从RF调制载波频率22’ (^)/44' (f2)去除二阶失真后，块74指示用户能调谐成感兴趣的载波频率(例如调制载波频率22 (f\))。然后，由调制解调器20/40解调该调制载波频率22 Cf1)(见块76)，并且接收数字信号18/42以用于使用，而没有由在传输过程中的二阶失真引起的任何明显损害(见块78)。
[0024]尽管在此所示和详细公开的具有亚倍频程传输的特定无源光网络完全能获得上述目的并且提供前述的优点，但应理解到其仅是本发明的当前优选实施例的示例，并且除了如在附加权利要求书中所述的，`不打算限制到在此所示的结构或设计的细节。
【权利要求】
1.一种用于使能在无源光网络(PON)上亚倍频程传输数字信号的方法，包括步骤: 建立具有多个离散载波频率(f)的亚倍频程带宽； 将数字信号调制到所选择的载波频率上； 将调制载波频率转换成光束，其中，所述光束和所述数字信号具有波长(λ )； 将所述光束引入纤维光缆的第一端中，用于通过所述纤维光缆从所述第一端传输到其第二端； 从所述纤维光缆的所述第二端回收所述光束； 将所述光束分离成子集； 使所述光束的每一子集定向到指定的光接收机； 将所述光束重新转换成所述调制载波频率； 从所述调制载波频率滤波在所述亚倍频程外的二阶失真； 调谐所选择的调制载波频率；以及 解调所调谐的载波频率，用于接收其各自的数字信号。
2.根据在权利要求1中所述的方法，其中，多个数字信号每一个均被调制到各自的载波频率上，并且此后被转换以便产生多个光信号，以及其中，所述方法进一步包括结合所述多个光信号来产生所述光束的步骤。
3.根据在权利要求2中所述的方法，其中，建立步骤包括步骤: 识别由低载波频率(fu)和高载波频率(fH1)界定的第一亚倍频程，用于由正向传输光束使用，其中，2fu≥fH1>fL1 ;以及 识别由低载波频率(L)和高载波频率(fH2)界定的第二亚倍频程，用于由返回接收光束使用，其中，2L≥fH2>fV2。
4.根据在权利要求3中所述的方法，其中，所述正向传输光束和所述返回接收光束包括在750MHz和40GHz之间的范围中的载波频率。
5.根据在权利要求3中所述的方法，进一步包括步骤: 添加低于fu的带宽，用于由在另一 PON中的正向传输光束使用；以及 添加低于L的带宽，用于由在所述另一 PON中的返回接收光束使用。
6.根据在权利要求1中所述的方法，其中，使用带通滤波器实现所述滤波步骤。
7.根据在权利要求1中所述的方法，其中，使用至少一个调谐器实现所述调谐步骤。
8.根据在权利要求7中所述的方法，其中，所述调谐步骤将每一调制载波频率发送到被寻址端。
9.根据在权利要求1中所述的方法，其中，使用调频技术实现所述调制步骤。
10.根据在权利要求1中所述的方法，其中，使用调幅技术实现所述调制步骤。
11.根据在权利要求1中所述的方法，其中，使用调相技术实现所述调制步骤。
12.一种使用亚倍频程技术用于传输数字信号的无源光网络(Ρ0Ν)，包括: 发射调制解调器，用于将多个数字信号调制到各自的RF载波频率(f)上，并且用于将每一调制载波频率转换成光信号，以便与其他光信号结合来产生光束，其中，所述光束中的每一光信号具有波长(λ )； 发射机，用于发射所述光束； 光纤，所述光纤具有用于从所述发射机接收所述光束、且通过其将所述光束传送到其第二端的第一端； 分离器，所述分离器与所述光纤的所述第二端相连，用于将所述光束分离成子集；多个光接收机，其中，每一光接收机将各自的所述光束的子集重新转换成所述调制载波频率； 带通滤波器，用于从所述调制载波频率中滤波在所述亚倍频程外的二阶失真； 调谐器，用于调谐到所选择的载波频率，并且用于使所选择的载波频率定向到被寻址端；以及 接收调制解调器，用于解调所调谐的载波频率，以便接收其各自的数字信号。
13.根据权利要求12中所述的网络，其中，所述发射调制解调器在由低载波频率(fu)和高载波频率(fH1)界定的第一亚倍频程中发射正向传输光束，其中，2fu≥fH1>fu，并且每一光接收机在由低载波频率(L)和高载波频率(fH2)界定的第二亚倍频程中接收返回接收光束，其中，2匕≥fH2>fL20
14.根据权利要求13中所述的网络，其中，所述正向传输光束和所述返回接收光束包括在750MHz和40GHz之间的范围中的载波频率。
15.根据权利要求13中所述的网络，进一步包括步骤: 添加低于fu的带宽，用于由在另一 PON中的正向传输光束使用；以及 添加低于L的带宽，用于由在所述另一 PON中返回接收光束使用。
16.根据权利要求12中所述的网络，其中，所述发射调制解调器通过从由调幅、调频和调相组成的组选择的技术来调制数字信号。
17.一种使能在无源光网络(PON)上亚倍频程传输数字信号的方法，包括步骤: 从纤维光缆回收光束，其中，所述光束包括多个光信号，并且每一光信号对应于调制载波频率，并且其中，利用数字信号调制所述调制载波频率； 将所述光束分离成子集； 使所述光束的每一子集定向到指定的光接收机； 将所述光束中的每一光信号转换成相应的调制载波频率； 从所述调制载波频率中滤波在所述亚倍频程外的二阶失真； 调谐所选择的调制载波频率；以及 解调所调谐的载波频率，用于接收其各自的数字信号。
18.根据在权利要求17中所述的方法，进一步包括步骤: 识别由低载波频率(fu)和高载波频率(fH1)界定的第一亚倍频程，用于由正向传输光束使用，其中，2fu≥fH1>fL1 ;以及 识别由低载波频率(L)和高载波频率(fH2)界定的第二亚倍频程，用于由返回接收光束使用，其中，2L≥fH2>fV2。
19.根据在权利要求18中所述的方法，其中，所述正向传输光束和所述返回接收光束包括在750MHz和40GHz之间的范围中的载波频率。
20.根据在权利要求18中所述的方法，进一步包括步骤: 添加低于fu的带宽，用于由在另一 PON中的正向传输光束使用；以及 添加低于L的带宽，用于由在所述另一 PON中的返回接收光束使用。
【文档编号】H04J14/02GK103797733SQ201180063526
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2011年11月29日 优先权日:2010年12月28日
【发明者】孙晨阔 申请人:迪坦光子学公司