扩展通信基础设施的工作带宽的系统、设备和方法

专利名称：扩展通信基础设施的工作带宽的系统、设备和方法
技术领域：
本发明总体而言涉及通信系统和方法，而更为具体地，本发明涉;sjtt例如通过有线电视网络的宽带通信的有效频率范围进行扩展的设备、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^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接M。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(lastmile)"通信。现有的CATV网络利用信号分发服务、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 demand)"的交互式服务以及诸如互联网接入、电话等 的其它多^^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4^订户。头端是CATV系统的中夫良送中心，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1550nm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，^光节点接收来自最后的英里段内的所有a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 电信号承栽。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^4员耗同轴线缆，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，艮的情况下)。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i^4 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 或有源设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75a)、 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^M^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可包拴涂如有线电视(CATV)系统的通信 系统的改进的"最后的英里"段，作为另外的"最后的英里"段或代替现 有的最后的英里段。根据本发明的一些说明性实施例的设备、系统和/或方法可以针对下 行和/或上行路径将CATV系统的工作带宽扩展例如2GHz或更宽(与常规 下行和上行信号的受限范围相比有大于200%的改进)。这可以实现以例如 达每秒吉比特(Gigabit)的异常高的数据传输率在多个信道上通信。此外，本发明的一些实施例可以提供对称的数据传递，例如扩展"上 行"吞吐量使得"上行"吞吐量与"下行"吞吐量一样高。而且，本发明 的一些实施例可以提供该经扩展的带宽而不牺牲质量，具体地是没有不利 地中断标准传统业务和/或不利地与标准传统业务的交互，在某些实施例缆、有源设备和无源设备而继续与本发明的系统并行工作。本发明的 一些说明性实施例引入了节点和订户之间最后的英里通信 的补充和/或可替选的方法，例如，使用例如与现有的本地同轴系统并行、 可以承栽扩展的宽带信号的4^光纤系统，其中本地同轴系统可以继续不 中断地传输传统信号。根据本发明的一些实施例，至少某些现有的客户驻地设备(CPE)例 如现有的机顶盒(STB)和/或调制解调器可以继续"按现状"工作，例如 用于发送和/或接收常规信号和/或扩展的宽带信号。现有的CPE可以不受 本发明的并行的本地光纤系统的影响。因此，根据本发明的某些实施例的 方法和/或设备可以以与常规技^M目比更低的成本和/或复杂性来实施，以 便扩展可需务使用非标准和/或私有CPE和/或头端设备的CATV网络上的 带宽。根据本发明的一些说明性实施例，本地光纤系统可以与具有扩展频带 的本地同轴系统结^^吏用，例如，采用合适的的上变频和/或下变频方案 的同轴系统，该方案也称为块分复用(Block Division multiplexing,
"BDM"),例如在下列文献中所描述2004年6月16日提交的名称为"A Wideband Node in a CATV Network，，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日公布的欧洲公布号为1608168的欧洲专 利申请04253439 (参考文献2);以及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2005/0155082的美国专利申请11/041， 905 (参考文献3 )，上面所 有申请的全部内M过引用结合于此。这可以导致M系统的频带的进一 步的扩展。例如，根据本发明实施例的本地光纤可以与实施BDM的现有同 轴系统并行安装，形成混合系统，使得以相对低的成本进行对称带宽的超 扩展。另外或可替选地，下行和/或上行带宽可以通过例如本领域公知的 DWM和/或密集波分复用(DWDM)技术来扩展。本发明的一些说明性实施例可以通过使用本地光系统中的相对低成 本的光元件来实现CATV系统的下行和/或上行传输带宽的扩展。这可以例 如通过将本地光系统JH吏用的下行和/或上行信号调制到可由相对简单的 光i殳备再生的某一波长的载波光束上来实现。例如，在某些实施例中，例 如对应于红和绿光诿的两个不同波长的可见光束可分别用于本地系统中 的上行和下行。根据本发明的一些说明性实施例，本地上行和/或下行波长可以不同 于用于在头端和本地节点之间通信(例如分别是1550咖和1310nm的)的 下行和上行波长。根据本发明的一些说明性实施例，来自头端的扩展的下行数据可以在 ^fc节点检测到并且转换成对应的电信号，该电信号然后进一步以电的方 式被转换到标准带宽，以经由本地同轴系统路由到订户。来自订户的扩展 的上行信号可在本地节点处检测到并转换成标准上行带宽的电信号，然后 转换成对应的光信号以发送回头端。该电-光和光-电转换可以由头端处和 /或本地节点处的合适的转换器来进行，例如，根据在参考文献l、 2和/ 或3中所详细描述的上变频和/或下变频方案。可与现有同轴线缆并行i殳 置的本发明的本地光纤系统可以用于订户和本地节点之间的扩展带宽通 信。根据本发明的一些说明性实施例，本地光系统可包括光适配器("聚 集盒")，其可与例如本地同轴系统的无源器件并行安装。
根据本发明的一些说明性实施例，光适配器可包括光连接器，以将 该适配器光连接到本地光纤；以及至少一个接口。该接口可包括第一和 第二射频连接器；以及光到射频转换器以将通过光连接接收的下行光信号 转换成扩展的下行频带中的扩展的下行射频信号。光连接器还可包括三工 器(triplexer)以将扩展的下行信号路由到第一射频连接器、将传统频 带中的传统下行射频信号从第二射频连接器路由到第 一射频连接器、和/ 或将传统频带中的传统上行射频信号从第一射频连接器路由到第二射频 连接器。三工器可包括例如三或四段滤波器。根据本发明的一些说明性实施例，所述接口还可包括射频到光转换 器，以将扩展的上行频带中的扩展的上行射频信号转换成上行光信号。三 工器还能够将扩展的上行信号从第 一射频连接器路由到射频到光转换器。根据本发明的一些说明性实施例，光适配器可包括两个或更多个接 口。在这些实施例中，光适配器还可包括光分束器/光组合器以将下行光 信号分裂成两个或更多个光下行信号；将两个或更多个光下行信号分别导 至两个或更多个接口的光到射频转换器；以及将从所述两个或更多个接口 接收的两个或更多个上行光信号导至光连接器。本发明的一些说明性实施例可以与订户端的宽带订户接口单元(也被 称为XTB)结^^吏用，例如如参考文献A和/或B中所描述的，现有CPE 能够与根据本发明的设备结^H^用。XTB可以接收来自订户的标准CATV 数据，例如48MHz至1000MHz下行和5MHz至42MHz (或85MHz)上行，并 提供在较高的下行和上行频率范围中的扩展的例如BDM复用的数据，所述 较高的下行和上行频率范围可被转换成传统的上行和下行频带内的对应 的新的范围。例如，1250MHz至1950MHz扩展的下行频带可以被转换成 160MHz至860MHz的新的下行传统频带，而2250至2750MHz的扩展的上 行频带可以被转换成上行频带内的多个5-42MHz (或10至85MHz )。应理解，本发明的该方面不限于任何特定的扩展的频率范围，并且任 何其它的期望范围也可以适于与本发明实施例结^^吏用；例如，本发明的 某些实施例可以使用1100-1900MHz的扩展的下行范围和/或 2100-2900MHz的扩展的上行范围。


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和^Mt方法以及目的、特征及其优点，附图中图1是根据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2A和2B分别是根据本发明的一些说明性实施例的4-抽头光聚集 盒(0GB)和8-抽头0GB的示意图；图3A和3B分别是安装在两个业务配置中的根据一些说明性实施例的 4-抽头0GB的示意图；图4A是根据本发明的一个说明性实施例的0GB配置的示意图；图4B是根据本发明的另一个说明性实施例的0GB配置的示意图；图5是;^据本发明的一些i兑明性实施例的三工器的示意图；图6是根据本发明的一些说明性实施例的0GB电源模块电路的示意图；图7是根据本发明的一些说明性实施例的0GB光分束器的示意图；图8A是根据本发明的一些说明性实施例的iW顶盒(0STB)的示意 图；以及图8B是可在图8A的a顶盒中使用的0STB电路的示意图。应理解，为图示的简单和清 ^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 行详细地描述，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"可在整篇说明书中用以描述两个或更多个部件、设备、元件、参 数等等。行信号的受限范围之;卜例如扩展200%或更多的各系统、方法和设备在参 考文献l、 2和/或3中描述。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^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、示出了通过整个 系统的信号流的混合光-同轴通信系统。根据本发明的一些说明性实施例，例如，系统100可包括能够通过例 如如本领域所公知的光纤106与节点104通信的头单元102。下行信号可 以被调制到具有例如1550nm的波长或任何其它合适的波长的栽波光束 上，而上行信号可以被调制到具有例如1310nm的波长或任何其它合适的 波长的栽波光束上。节点104可包括例如如本领域所公知的任何合适的配置，用于将通过 光纤106接收的下行光信号转换成传统下行RF信号，从而通过同轴线缆 (coax) 110进行传输；和/或用于将通过同轴线缆110接收的传统上行 RF信号转换成适合于通过光纤106进行传输的光信号。 实施例，系统ioo还可包括一个或多个抽头132，以将从节点104通过同轴线缆110接收的传统下行信号分发到一个或多个用户(订户)；和/或例如，如在本领域所4^知的，通过同轴线缆110向节点104提供从一个或多个订户接收的传统上行信号。根据本发明的说明性实施例，下行和/或上行信号可包括例如附录A 和附录B中所描述的由块分复用所实现的扩展带宽。另外地或可替选地， 头端102和节点104之间的扩展的下行和/或上行带宽可以如本领域所公 知的通过DWM和/或DWDM技术来实现。根据本发明的说明性实施例，节点104可包括光集线器(0HUB) 107, 所述光集线器可包括调制器111,调制器111能够检测通过光纤106以光 的方式接收的扩展的下行数据，并将扩展的下行数据调制到例如对应于红 光谱的第一波长的宽带宽的光束上，以通it^地光缆108发送给订户。 0HUB 107还可包括解调器114,解调器114能够检测调制到例如对应于绿 光镨的第二波长光束的、通过本地光纤108以光的方式接收的扩展的上行 数据，并将所接收的扩展的上行数据解调为标准传统格式的扩展上行数 据，该标准传统格式的扩展上行数据可以通过光纤106来传送。节点104 还可包括例如光双工器(optical duplexer) 112，从而选择性地将从调 制器111接收的第一波长的光束传送到本地光纤108,和/或将从光纤108 接收的第二波长的光束传送到解调器114。本领域技术人员应理解，本发 明不限于上述的特定说明性波长，例如红和绿波长，且根据本发明实施例， 任何其它适合的波长可以用于承栽本地上行和/或下行光信号。OHUB 107 可包括例如如参考文献1和/或2中所描述的任何合适的的配置。#>据本发明的说明性实施例，系统100可包括一个或多个光适配器 ("光聚集盒(OGBs )" ) 130以选择性地通it^地光纤108传送去往/来自 一个或多个订户的扩展的上行和/或扩展的下行数据；以及通过抽头132 和同轴线缆110传送上行和/或下行数据，如下面将详细描述的。OGB 130可以通过光耦合器131连接到本地光纤108，光耦合器可具 有例如很低的通过衰减，其可以以相对低的光路损耗实现大数量的OGB 130例如100个OGB的串联连接。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 130可包括至少一个接口，该 接口可包括第一和第二射频连接器。第一连接器可以被耦合到订户，和/ 或第二连接器可以^L耦合到抽头132，例如，如参考图2A-3B的详细描述。12根据本发明的一些说明性实施例，0GB 130还可包括光到射频转换器， 以将通过耦合器131接收的下行光信号转换成扩展的下行频带中的扩展 下行射频信号，例如，如参考图4A和/或图4B的详细描述。根据本发明的一些说明性实施例，0GB 130还可包括三工器，以将扩 展的下行信号路由到第一射频连接器；将来自第二射频连接器的传统频带 内的传统下行射频信号路由到第一射频连接器；并将来自第一射频连接器 的传统频带内的传统上行射频信号路由到第二射频连接器，例如，如参考 图4A和/或图4B的详细描述。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 130还可包括射频到光转换器， 以将扩展的上行频带内的扩展上行射频信号转换成上行光信号；而所述三 工器可将来自第一射频连接器的扩;ILh行信号路由到射频到光转换器，例 如，如参考图4A和/或图4B的详细描述。参考图2A和2B,其分别示意性图示了根据本发明的一些说明性实施 例的4-抽头OGB 200和8-抽头OGB 230。尽管本发明在方面不受限制， OGB 200和/或OGB 230可执行OGB 130 (图1)中的至少一个的功能。根据本发明的一些i兌明性实施例，OGB 200可包括可连接到本地光纤 例如本地光纤108 (图1)的光输入202和光输出204。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 200还可包括4个订户连接器， 例如连接器207、 209、 211、 213，其可分别连接到4个订户的CATV墙出 口。例如，连接器207、 209、 211和/或213可包括例如适于传递3GHz 信号的母"F类型"连接器，如本领域所公知的。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 200还可包括4个RF抽头连 接器，例如连接器206、 208、 210和212,其可分别与传统的同轴线缆"F 类型"抽头例如抽头132的4个订户输A^EI连接。连接器206、 208、 210的75隨z、 860MHz或1000MHz的"F类型"抽头。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 230可包括8订户连接器和8 抽头连接器的配置，例如，类似OGB 200的4抽头配置。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 200和/或230可以例如密封 地封闭，并且可以配置为耐受例如如针对CATV户外设备所规定的环境条 件。参考图3A和3B,其示意性图示了根据说明性实施例的、分别安^fr
两个业务配置310和350中的OGB 300。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 300可以连接在一个或多个订 户与同轴线缆抽头332之间。OGB 300可以位于例如尽可能地靠近无源元 件，其可以例如通过"F类型"连接器馈给订户的CATV墙出口 。根据图3的说明性实施例，配置310允许标注为Sl、 S2、 S3和S4 的4个订户分别连接到本地光纤308。根据这些实施例，OGB 300的光输 入302和光输出304每个可连接到本地光纤308。订户Sl、 S2、 S3和/或 S4可以例如通过4个引入线(drop lines, drops) 315、 316、 317和/ 或318分别连接到OGB 300的4个订户连接器。对应于4个订户连接器的 OGB 300的4个抽头连接器可以例如通过4个短线(short lines, shorts ) 321、 322、 323和324分别连接到抽头332的4个订户连接器。例如，如 本领域所公知的，抽头332可连接到同轴线309。OGB 300能够将从订户例如订户Sl、 S2、 S3或S4接收的扩展上行数 据调制到例如第二波长的光束上，从而通过本地光纤308传送，如下所述。 例如，如果没有检测到扩展的上行数据，OGB 300还能够将从订户接收的 上行lt据传送到抽头332。另外或可替选地，OGB 300能够向订户提供通过本地光纤308接收的 扩展的下行数据、和/或通过同轴线缆309和抽头332接收的下行数据， 如下面将详细描述的。根据图3的说明性实施例，业务配置350允许仅某些订户例如订户 Sl和S2分别连接到本地光纤308。根据这些实施例，光输入302和光输 出304每个可连接到本地光纤308。订户Sl、 S2可以例如通过2个引入 线315、 316分别连接到OGB 300的2个相应的订户连接器。对应于2个 被连接的订户的OGB 300的2个抽头连接器可以例如通过2个短线321、 322分别连接到抽头332的2个订户连接器。根据图3B的说明性实施例， 没有预订使用光纤308的订户例如订户S3和S4可直接连接到抽头332， 例如用于通过同轴线缆309进行上行和/或下行通信。应理解，上述配置可允许通过同轴线缆309的传统lt据的下行和/或 上行流，例如而没有来自通过光纤308的上行和/或下行数据的扩展带宽 的流的干扰。参考图4A，其示意性图示了根据本发明的一个说明性实施例的OGB 配置40Q。尽管本发明在该方面不受限制，配置400可以例如通过4-抽头0GB 200来实施。根据本发明的说明性实施例，OGB配置400可包括光耦合器402，以 将光信号耦合到本地光纤例如光纤108 (图1) /将来自本地光纤例如光纤 108 (图1)的光信号去耦合。这可以实现沿光纤的大数量的OGB的有效 连接，而例如总体上不影响通过本地光纤传送的光信号的信噪水平。所述 光信号可包括例如具有400和560nm之间波长的光下行信号；和/或例 如具有660和1550nm之间波长的光上行信号。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 200可包括至少一个接口，例 如4个0GB接口401、 403、 405和407。接口 401、 403、 405和407中的 至少一个可包括三工器406、下行放大器408、光到射频转换器410、电源412、上行放大器414和/或射频到光转换器416，如下面将要描述的。根据本发明的一些说明性实施例，三工器406例如在一侧上可以连接 到订户连接器207以及抽头连接器206;而例如在另一侧上可以连接到放 大器408、放大器414和电源412。三工器406能够向订户连接器207提 供通itit大器408接收的扩展的下行信号；向订户连接器207提供从抽头 连接器206接收的下^ft信号；向上^ft放大器414 4^供从订户连接器207 接收的扩展上行信号；和/或向抽头连接器206提供从订户连接器207接 收的上行信号。根据本发明的一些说明性实施例，例如，如果没有订户连接到连接器 207，则三工器406可以仅允许传统CATV信号通过。根据本发明的一些说明性实施例，三工器406可以用例如如图5中所 示的例如SMD照明的元件和/或使用例如包括CMOS集成的任何其它合适的 技术来构成。电源412可包括例如能够将电源输入如15v、 22KHz的AC电源输入转 换成适合于每个OGB接口的三工器406的形式的功率的任何适合的配置， 如下面将要描述的。放大器408可包括例如1250-1950MHz、 18dB的放大器。放大器414 可包括例如2250-2750MHz、 16dB的放大器。放大器408和/或414可包括 例如对应于扩展的上行和/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410可包括任何适 合的转换器，例如二极管。例如，光到射频转换器410可包括与针对扩展 的下行信号来实施的第一波长对应的二极管，例如红二极管。射频到光
换器416可包括任何适合的转换器，例如二极管。例如，射频到光转换器 416可包括与针对扩展的上行信号实施的第二波长对应的二极管，例如绿 二极管。根据本发明的一些说明性实施例，0GB 200还可包括两个光分束器 404、 421，光分束器404、 421能够根据光束的波长来传递、组合或分离 光束。例如，分束器404能够将来自耦合器202的光束分到一个或多个光 到射频转换器410中；和/或将来自一个或多个射频到光转换器416的一 个或多个光束组合成组合的光束以提供给耦合器202。如本领域所公知 的，光分束器可包括例如内置有波长滤波器的成对的二向色镜。应理解，由于每个订户通过不同的三工器406连接，因此图4的配置 可4吏得连接到一个或多个连接器207、 209、 211和213的一个或多个订户 之间基本上没有信号传递("信号窃取")。在此，关于例如系统IOO (图1)的系统对本发明的一些实施例进行 了描述，该系统包括本地光纤例如光纤108 (图1),用于传送上行和下行 数据二者。才艮据这些实施例，该系统可包括OGB例如OGB 200，该OGB能 够将下行数据调制到红光束上、并将上行数据调制到绿光束上。然而，本 领域的技术人员应理解，根据本发明的其它实施例，可以使用一个或多个本地光纤的^r其它合适的配置。例如，该系统可包括使用第一波长例如 红或红外波长来传送上行数据的第 一本地光纤以及^吏用第二波长例如绿 波长或任何其它期望的波长来传送下行数据的第二本地光纤。这些本地光 纤都可以例如光耦合到每个OGB。参考图4B，其示意性图示了根据本发明的另一说明性实施例的OGB 配置900。尽管本发明在该方面不受限制，配置900可例如通过4-抽头 OGB 200来实施。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 900可例如通过输入端口 902 和输出端口 906连接到光纤108(图1)。OGB配置900可包括光耦合器904， 光耦合器904将光信号耦合到本地光纤例如光纤108 (图1) /将来自本地 光纤例如光纤108 (图1)的光信号去耦合。这可允许大数量的OGB沿光 纤有效连接，而例如总体上不影响通过本地光纤传送的光信号的信噪水 平。所述光信号可包括例如具有400和500nm之间波长的光下行信号和/ 或例如具有660和1550nm之间波长的光上行信号。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 900可包括接口 998。接口 998
可包括至少一个三工器，例如三工器922、 924、 926和928。接口 998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，如下面描述的。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和抽头连接器931;而例如在另一侧上连接到组合器918 和分束器920。三工器922能够向订户连接器930提供通过分束器920接 收的扩展的下行信号；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接收的扩展的上行信号；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 可以例如在一侧连接到订户连接器932和抽头连接器933;而例如在另一 侧上连接到组合器918和分束器920。三工器924能够向订户连接器932 提供通过分束器920接收的扩展的下行信号；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 的扩展的上行信号；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和抽头 连接器935;而例如在另一侧上连接到组合器918和分束器920。三工器 926能够向订户连接器934提供通过分束器920接收的扩展的下行信号； 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接收的扩展的上行信号；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和抽头连接器937;而例如在另一侧上连接到组合器 918和分束器920。三工器928能够向订户连接器936^^供通过分束器920 接收的扩展的下行信号；向订户连接器936提供从抽头连接器937接收的 下行信号；向组合器918提供从订户连接器936接收的扩展的上行信号； 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。根据一些说明性实施例，例如，如果没有订户分别连接到连接器930、 932、 934和/或936，则三工器922、 924、 926和/或928可以仅允许传统 CATV信号通过。根据本发明的一些说明性实施例，例如，三工器922、 924、 926和/ 或928可以如图5所示用例如SMD照明的元件和/或使用例如包括CMOS 集成的任何其它合适的技术来构成。放大器914可包括例如1250-1950MHz、 18dB的放大器。放大器916 可包括例如2250-2750MHz、 16dB的放大器。放大器914和/或916可包括 例如对应于扩展的上行和/或下行频带的任何其它合适的放大器。根据本发明的一些说明性实施例，光到射频转换器910可包括任何合 适的转换器，例如二极管。例如，光到射频转换器910可包括与针对扩展 的下行信号实施的第一波长对应的二极管，如红二极管。射频到光转换器 908可包括任何适合的转换器，例如二极管。例如，射频到光转换器908 可包括与针对扩展的上行信号实施的第二波长对应的二极管，如绿二极 管。根据本发明的一些说明性实施例，组合器可包括任何适合的RF组合 器，以向放大器916提供从三工器922、 924、 926和926接收的一个或多 个上行信号。分束器920可包括任何适合的RF分束器，以将M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，从而 分别提供给两个或更多个三工器，例如三工器922、 924、 926和926。根据本发明的一些说明性实施例，OGB 900还可包括选择性的光反射 器912，以根据光束的波长来>^射、偏转、传输或路由该光束。例如，反 射器912能够将光>$^合器904导向光到射频转换器910;和/或将光 ^^射频到光转换器导向耦合器904。例如，如本领域所公知，反射器912 可包括例如内置有波长滤波器的二向色镜。应理解，由于每个订户通过不同的三工器连接，因此图4的配置可允 许连接到一个或多个连接器930、 932、 934和936的一个或多个订户之间 基本上没有信号传送("信号窃取")。图6示意性图示了根据本发明说明性实施例的OGB电源模块电路 600。尽管本发明在该方面不受P艮制，电路600可执行电源412的功能(图 4)。根据本发明的一些说明性实施例，电源模块600可包括RF分离线團 602、 RF阻尼电容器604以及快速高性能二极管606，例如以将22KHz、 15V的AC整流成10VDC,该DC可在电容器例如钽电容器608处收集。二 极管606的输出例如10V DC信号可以利用调整器610调整至例如0.1%， 例如标准T05^瓦+5V IC调整器。然后，经调整的输出可以使用电容器 612来滤波。根据本发明的其它实施例，电源电路600可包括任何其它适 合的配置。图7示意性图示了根据本发明的说明性实施例的OGB光分束器。尽管 本发明在该方面不受限制，图7的光分束器可执行分束器404 (图4)的
功能。图7的光分束器可适于例如提供具有如至少6dB的衰减因子的一个 或多个输出。图8A示意性图示了根据本发明说明性实施例的订户光机顶盒(0STB) 800，而图8B示意性图示了可在0STB 800中使用的OSTB电路850。根据本发明的说明性实施例，OSTB 800可包括壳802，以屏蔽电路 850。如本领域所公知的，OSTB 800可利用例如UL iUi的外部电源840 来工作，该外部电源840可连接到OSTB 800的电源输入803。 OSTB 800 的总消耗可例如小于6瓦。根据本发明的一些说明性实施例，电路850可包括例如类似于三工器 406 (图4)的三工器852。三工器852能够将传统的CATV信号(如可通 过墙出口连接器807来接收的频带5-860MHz或10-1000MHz内的CATV数 据)传送到传统的CATV出口连接器809。如本领域所公知的，传统连接 器809可包括例如传统的出"F类型"连接器。根据本发明的一些说明性实施例，电路850还可包括振荡器854,如 22KHz、 15V %瓦振荡器。三工器852可以选择性地将振荡器854关联到 出口连接器807，例如以允许振荡器854通过如三工器852和墙出口 807 馈给OGB的所需部分。可以^^用电源840，例如标称为最大6瓦(如500mA时12V)的UL 认证的小电源，以向一个或多个VCC提供电功率。扩展的上行和/或下行数据可通过连接器811来传送。下行转换器可 将可通过三工器852接JJOL可具有例如1250和1950MHz频带的扩展的下 行数据转换成频率为例如160-860MHz的数据。分束器858可允许5-42MHz (或10-85MHz )频带的上行数据传递给上 行转换器860,上行转换器860能够将上行数据转换成例如2250-2750MHz 频带的经转换的上行数据。三工器852可将所述经转换的上行数据经由墙 出口 807路由到OGB，在此上行数据将被调制到期望波长的光信号上，例 如，如上述参考图4A和/或4B所描述的。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 求旨在覆盖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
1.一种设备，其包括光连接器，将所述设备光连接至光纤；以及至少一个接口，其包括至少一对第一和第二射频连接器；光到射频转换器，其将经由所述光连接所接收的下行光信号转换成扩展的下行频带内的扩展的下行射频信号；以及至少一个三工器，其将所述扩展的下行信号路由到所述第一射频连接器；将传统频带内的传统下行射频信号从所述第二射频连接器路由到所述第一射频连接器；并将所述传统频带内的传统上行射频信号从所述第一射频连接器路由到所述第二射频连接器。
2. 如权利要求l所述的设备，其中所述接口包括射频到光转换器，其将扩展的上行频带内的扩展的上行射频信号转换 成上行光信号，其中，所述三工器能够将所述扩展的上行信号从所述第一射频连接器 路由到所述射频到光转换器。
3. 如权利要求2所述的设备，其中所述接口包括上行放大器，以放 大所述扩展的上^ft射频信号。
4. 如权利要求2所述的设备，其中所述至少一个接口包括两个或更 多个接口，所述设备包括光分束器/组合器，其将所述下行光信号分成两个或更多个光下行信 号；将所述两个或更多个光下行信号分别导向所述两个或更多个接口的光 到射频转换器；并将从所述两个或更多个接口所接收的两个或更多个上行 光信号导向所述光连接器。
5. 如权利要求2所述的设备，其中所述上行和下行光信号具有不同 的谱。
6. 如权利要求2所述的设备，其中所述扩展的上行频带包括至少频 带IOOO-3000MHz的子集。
7. 如权利要求l所述的设备，其中所述至少一对连接器包括两对或 更多对连接器，并且所述至少一个三工器包括两个或更多个三工器；其中 所述接口包括射频分束器，所述射频分束器将所述扩展的下行射频信号分 成两个或更多个扩展的下行信号；以及其中，所述两个或更多个三工器能 够将所述两个或更多个扩展的下行信号路由到所述两对或更多对连接器 的相应的第一射频连接器。
8. 如权利要求l所述的设备，其中所述接口包括下行放大器，以放 大所述扩展的下行射频信号。
9. 如权利要求l所述的设备，其中所述扩展的下行频带包括至少频 带IOOO-3000MHz的子集。
10. 如权利要求1所述的设备，其中所述传统频带包括至少频带 5-1000MHz的子集。
11. 如权利要求l所述的设备，其中所述光连接器包括光耦合器。
12. —种系统，其包括节点，其将下行数据调制到扩展的下行光信号上，并通过光纤发送所 述扩展的下行光信号；至少一个光适配器，其包括光连接器，其将所述i更备光连接至光纤；以及至少一个接口，其包括至少一对第一和第二射频连接器；光到射频转换器，其将所述下行光信号转换成扩展的下行 频带内的扩展的下行射频信号；至少一个三工器，其将所述扩展的下行信号路由到所述第 一射频连接器；将传统频带内的传统下行射频信号从所述第二 射频连接器路由到所述第一射频连接器；并将所述传统频带内 的传统上行射频信号从所述第 一射频连接器路由到所述第二射 频连接器。
13. 如权利要求12所述的系统，其中所述接口包括射频到光转换器，其将扩展的上行频带内的扩展的上行射频信号转换 成上行光信号，其中，所述三工器能够将所述扩展的上行信号从所述第一射频连接器路由到所述射频到光转换器。
14. 如权利要求13所述的系统，其中所述接口包括上行放大器，以 放大所述扩展的上行射频信号。
15. 如权利要求13所述的系统，其中所述至少一个接口包括两个或 更多个接口，所述系统包括光分束器/组合器，其将所述下行光信号分成两个或更多个光下行信 号；将所述两个或更多个光下行信号分别导向所述两个或更多个接口的光 到射频转换器；并将从所述两个或更多个接口所接收的两个或更多个上行 光信号导向所述光连接器。
16. 如权利要求13所述的系统，其中所述上行和下行光信号具有不 同的谱。
17. 如权利要求13所述的系统，其中所述扩展的上行频带包括至少 频带1000-3000MHz的子集。
18. 如权利要求12所述的系统，其中所述至少一对连接器包括两对 或更多对连接器，并且所述至少一个三工器包括两个或更多个三工器；其 中所述接口包括射频分束器，所述射频分束器将所述扩展的下行射频信号 分成两个或更多个扩展的下行信号；以及其中，所述两个或更多个三工器 能够将所述两个或更多个扩展的下行信号路由到所述两对或更多对连接 器的相应的第一射频连接器。
19. 如权利要求12所述的系统，其包括至少一个抽头设备，其将所述传统下行射频信号从所述节点分别传送 到所述至少一个接口 ；所述抽头具有分别链接到所述至少一个接口的第二 连接器的第一端口以及通过同轴线缆^^到所述节点的第二端口 。
20. 如权利要求12所述的系统，其中所述接口包括下行放大器，以 放大所述扩展的下^ff射频信号。
21. 如权利要求12所述的系统，其中所述扩展的下行频带包括至少 频带1000-3000MHz的子集。
22. 如权利要求12所述的系统，其中所述传统频带包括至少频带 5-1000MHz的子集。
23. 如权利要求12所述的系统，其中所述光连接器包括光耦合器。
全文摘要
本发明的实施例包括一种扩展通信基础设施的工作带宽的方法、设备和/或系统。根据本发明的一些说明性实施例，一种光聚集盒可包括光连接器，其将设备光连接到光纤；以及至少一个接口，该接口包括第一和第二射频连接器；光到射频转换器，其将经由所述光连接所接收的下行光信号转换成扩展的下行频带内的扩展下行射频信号；以及三工器，其将所述扩展的下行信号路由到第一射频连接器；将传统频带内的传统下行射频信号从第二射频连接器路由到第一射频连接器；并将传统频带内的传统上行射频信号从第一射频连接器路由到第二射频连接器。还描述并要求了其他实施例。
文档编号H04J14/00GK101151833SQ200580047006
公开日2008年3月26日 申请日期2005年12月19日 优先权日2004年12月20日
发明者希勒尔·温斯坦, 泽埃夫·欧尔巴赫 申请人:埃克斯腾网络有限公司