BRPI0707855B1 - sistema de fibras-até-a-residência (ftth) para transmitir sinais ópticos, método de fornecer um sinal de saída rf amplificado e sistema de comunicação - Google Patents

sistema de fibras-até-a-residência (ftth) para transmitir sinais ópticos, método de fornecer um sinal de saída rf amplificado e sistema de comunicação Download PDF

Info

Publication number
BRPI0707855B1
BRPI0707855B1 BRPI0707855A BRPI0707855A BRPI0707855B1 BR PI0707855 B1 BRPI0707855 B1 BR PI0707855B1 BR PI0707855 A BRPI0707855 A BR PI0707855A BR PI0707855 A BRPI0707855 A BR PI0707855A BR PI0707855 B1 BRPI0707855 B1 BR PI0707855B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
signal
optical
amplifier
attenuator
level
Prior art date
Application number
BRPI0707855A
Other languages
English (en)
Inventor
R Riggsby Robert
Original Assignee
Cisco Tech Inc
Scientific Atlanta
Scient Atlanta Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cisco Tech Inc, Scientific Atlanta, Scient Atlanta Llc filed Critical Cisco Tech Inc
Publication of BRPI0707855A2 publication Critical patent/BRPI0707855A2/pt
Publication of BRPI0707855B1 publication Critical patent/BRPI0707855B1/pt

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • H04B10/66Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/693Arrangements for optimizing the preamplifier in the receiver
    • H04B10/6931Automatic gain control of the preamplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3084Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in receivers or transmitters for electromagnetic waves other than radiowaves, e.g. lightwaves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Abstract

receptor optico fibra-até-a-residência (ftth) com controle de ganho distribuído. um sistema fibra-até-a-residência transmite sinais ópticos de encaminhamento e reverso, como sinais de vídeo, de voz, e de dados, através de fibras ópticas, e inclui uma pluralidade de unidades de rede residencial. as unidades de rede residencial incluem um receptor óptico para receber pelo menos um dos sinais de vídeo, de voz, e de dados. e incluída uma pluralidade de estágios de ganho que são distribuídos por todo o receptor óptico. os estágios de ganho incluem um estágio de pré-amplificador, dois amplificadores entre estágios, e um estágio pós- amplificador. dois circuitos de controle de ganho ajustam automaticamente o ganho do sinal de video com base no nível de energia de entrada para o receptor óptico ftth. adicionalmente, uma rede de inclinação efetua a compensação de nível para um cabo coaxial localizado externamente. um sinal é então fornecido a um dispositivo localizado dentro de uma residência através do cabo coaxial ao nível rf apropriado tendo sinais de baixo ruido.

Description

SISTEMA DE FIBRAS-ATÉ-A-RESIDÊNCIA (FTTH) PARA TRANSMITIR
SINAIS ÓPTICOS, MÉTODO DE FORNECER UM SINAL DE SAÍDA RF AMPLIFICADO E SISTEMA DE COMUNICAÇÃO
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção relaciona-se a sistemas de transmissão óptica de fibra-até-a-residência (FTTH) e, mais particularmente, a um receptor óptico FTTH utilizado em tal sistema tendo controle de ganho distribuído para receber e processar sinais ópticos de vídeo, de voz e de dados, 10 enquanto mantém um desempenho ótimo.
HISTÓRICO DA INVENÇÃO
Nos anos recentes houve um grande interesse na transmissão de sinais de vídeo, de voz, e de dados, através de fibras ópticas que é levado até à residência, isto é, 15 sistemas fibras-até-a-residência (FTTH). Tradicionalmente, os operadores de cabo forneceram sinais de vídeo e de dados por um sistema de cabo de fibras/coaxial híbrido (HFC). Em um sistema FTTH, os sinais ópticos são enviados através de fibra óptica para transmissão por distâncias mais longas.
Os sinais ópticos são então convertidos para sinais de freqüência de rádio (RF) para transmissão por cabo coaxial logo antes de entrar na residência. Em contraste, os operadores de telefonia tradicionalmente forneceram sinais de voz e de dados através de fibra óptica que é levada até 25 à residência, e os sinais então entram na residência através de cabo de par dobrado em oposição ao cabo coaxial. À medida que a demanda por serviços de vídeo, de voz, e de dados continua a crescer, soluções de fibra óptica continuam a ganhar momento sobre os sistemas tradicionais de HFC e de telefonia, tanto para os operadores de cabo
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 9/43
2/14 como os de telefonia. Além disso, há várias vantagens para utilizar fibra óptica que é levada mais próxima da residência para fornecer serviços de cabo e de telefonia.
Como vantagem, os sistemas de fibra óptica gozam tipicamente de uma qualidade de sinal elevada; manutenção mais baixa e soluções de reparos mais fáceis; uma taxa baixa de atenuação; e facilidade na expansão do sistema, para citar apenas algumas. Inversamente, algumas das desvantagens de um sistema de fibra óptica são manter o controle de ganho, acionamento e consumo de energia, instalação, e requisitos de simplicidade com o equipamento, como os receptores ópticos. O que é necessário, portanto, é um receptor óptico que seja capaz de oferecer um pacote completo de serviços de banda larga incluindo sinais de vídeo, de voz, e de dados por um sistema de fibras-até-aresidência (FTTH) enquanto supera qualquer uma das desvantagens.
DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS
A Figura 1 ilustra um diagrama de blocos de um
receptor óptico de fibras-até-a-residência (FTTH)
convencional. A Figura 2 ilustra um diagrama detalhado de um
triplexador que é adequado para utilização no receptor óptico FTTH da Figura 1.
A Figura 3 é uma primeira versão de um receptor óptico de acordo com a presente invenção que é adequado para utilização em um sistema FTTH.
A Figura 4 é uma segunda versão de um receptor óptico de acordo com a presente invenção que é adequado para utilização em um sistema FTTH.
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 10/43
3/14
DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA VERSÃO PREFERIDA
A presente invenção será descrita doravante mais integralmente com referência aos desenhos acompanhantes em que números iguais representam elementos iguais por todas as várias figuras e em que versões exemplares da invenção são mostrados. Esta invenção, no entanto, poderá ser incorporada em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às versões aqui apresentadas; em vez disso, as versões são fornecidas de modo que esta revelação será integral e completa, e transmitirá integralmente o escopo da invenção para aqueles habilitados na tecnologia. Por exemplo, a presente invenção poderá ser incorporada utilizando componentes discretos e amplificadores MMIC. Adicionalmente, a presente invenção poderá ser incorporada utilizando um RFIC sob medida que é incorporado dentro de um circuito integrado. Ademais, a presente invenção também poderá ser combinada com um fotodiodo óptico, quer por co-localização dos dois em um só pacote ou utilizando o mesmo substrato tanto para a óptica como a eletrônica de freqüência de rádio (RF) . A presente invenção poderá ser montada dentro de um recipiente localizado na parede externa de uma residência ou negócio. Como tal, a dissipação de energia deve ser minimizada e o circuito projetado para o ambiente externo. Portanto, um circuito de ganho automático compensado termicamente é importante para manter o desempenho durante variações de temperatura.
Será apreciado que a presente invenção encara a necessidade de um receptor óptico que é projetado para um sistema fibra-até-a-residência (FTTH). No entanto, a
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 11/43
4/14 presente invenção não é limitada a um sistema
FTTH. Mais especificamente, a presente invenção também pode ser utilizada em um sistema fibra-até-o-meio-fio (FTTC), um sistema fibra-até-a-empresa (FTTB), ou um sistema híbrido fibra/coaxial (HFC).
Como vantagem, de acordo com a presente invenção, os circuitos de controle de ganho são distribuídos por todo receptor óptico em estágios para encarar o desempenho de ruído e de distorção, controlar o ganho, consumo baixo de energia, e um nível de saída de freqüência de rádio (RF) bem controlado. Desta maneira, o projeto do receptor óptico permite que si9stemas FTTH obtenham o benefício de uma faixa de entrada óptica estendida enquanto mantém as especificações de sistema necessárias.
A Figura 1 ilustra um diagrama de blocos de um receptor óptico de fibra-até-a-residência (FTTH)
100. O receptor óptico FTTH 100 é capaz de receber sinais ópticos de múltiplos comprimentos de onda que incluem sinais de vídeo, de voz, e de dados de um provedor de serviço localizado fluxo acima.
Por exemplo, sinais de vídeo poderão ser enviados em um comprimento de onda de
1550 nanômetros (nm) ;
no fluxo descendente, ou no encaminhamento, os sinais de voz e de dados poderão ser enviados utilizando um comprimento de onda de 1490 nm;
e no fluxo ascendente, ou reverso, os sinais de voz e de dados poderão ser enviados utilizando um comprimento de onda de
1310 nm.
diferir
Será apreciado que os comprimentos de onda poderão dependendo do equipamento de fibra utilizado por todo o sistema FTTH. O receptor óptico FTTH 100 é acomodado dentro de uma unidade montada residencial, como uma unidade
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 12/43
5/14 de rede óptica (ONU) (não mostrada) . A unidade montada residencial poderá incluir circuitos de telefonia adicionais para processar os sinais de voz e de dados. Os sinais de voz e de dados poderão então ser fornecidos ao 5 equipamento residencial apropriado através de cabo de par dobrado da maneira convencional.
Além dos sinais de voz e de dados, o receptor óptico 100 recebe e processa sinais de vídeo/áudio. Trata-se de um melhoramento significativo sobre a ONU convencional que 10 processa exclusivamente sinais de voz e de dados. Desta maneira, o operador de telefonia ou de cabo tradicional que já poderá ter um sistema FTTH instalado pode acrescentar o receptor óptico FTTH 100 a uma ONU existente e processar sinais de vídeo, de voz e de dados. Tipicamente, os sinais 15 de vídeo fornecidos à residência através do receptor óptico FTTH 100 são de qualidade igual ou melhor que os sinais de vídeo que são fornecidos por um sistema HFC convencional.
Um triplexador 105 distingue e separa os diferentes sinais tendo comprimentos de ondas diferentes. Esses sinais 20 separados são então fornecidos a dispositivos apropriados dentro da ONU ou do receptor óptico FTTH 100 para processamento posterior. A Figura 2 ilustra um diagrama detalhado do triplexador 105 que é adequado para utilização no receptor óptico FTTH 100. O triplexador 105 recebe os 25 sinais ópticos e, dependendo do comprimento de onda dos sinais recebidos, roteia esses sinais para um fotodiodo interno apropriado. Mais especificamente, um espelho de vídeo 205 reflete os sinais de vídeo determinados pelo comprimento de onda para um fotodiodo de vídeo 210.
Atualmente, o comprimento de onda preferido para transmitir
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 13/43
6/14 sinais de vídeo está a 1550 a 1560 nm devido ao equipamento de fibra existente; baixas pernas na fibra neste comprimento de onda; tecnologia EDFA; e a disponibilidade de lasers, para citar apenas alguns. O fotodiodo de vídeo 210 fornece sinais de vídeo em uma freqüência de encaminhamento a estágios do amplificador dentro do receptor óptico FTTH 100. Uma freqüência de encaminhamento típica utilizada para sinais de vídeo é de 45 a 1000 Mega Hertz (MHz). Um segundo espelho 215 reflete um segundo comprimento de onda, por exemplo, 1490 nm, para um segundo fotodiodo 220. O segundo fotodiodo 220 então emite um fluxo digital, por exemplo, a 155 mega bits por segundo (mbps) que inclui os sinais de voz e de dados. Um laser 225 fornece uma saída do fluxo digital óptico, por exemplo, a 155 mbps que inclui os sinais de voz e de dados. O fotodiodo digital 220 e o laser 225 fornecem os fluxos digitais de e para circuitos adicionais (não mostrados) na ONU para processamento da maneira convencional e então para um cabo de par dobrado que é roteado por toda a residência. No entanto, será apreciado que um diplexador ou um fotodiodo padrão podem ser utilizados apenas para os serviços de vídeo. Maiores informações sobre o triplexador que pode ser utilizado no receptor óptico pode ser encontrado na Patente dos Estados Unidos número 6.674.967, intitulada Fiber To The Home (FTTH) Optical Receiver having Gain Control and a Remote Enable” por um inventor comum, a revelação e os ensinamentos dos quais são aqui incorporados por referência.
Com referência novamente à Figura 1, o fotodiodo de vídeo 210 possui três saídas. Duas saídas são fornecidas a
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 14/43
7/14 um transformador 110 para casar os sinais de vídeo a um estágio do pré-amplificador; a terceira saída (não mostrada) é um pino de terra. Será apreciado que o casamento pode ser efetuado de um número de maneiras, mas 5 uma versão preferida da presente invenção efetua o casamento através do transformador 110 e uma rede de polarização 112. Eles também servem para melhorar o desempenho de ruído do receptor óptico. O fotodiodo 210 e o transformador 110 duas conexões de corrente RF anti10 faseadas, uma a 0° e a outra a 180°, para as entradas de dois amplificadores empurra-puxa 115, 120. Os sinais da corrente de banda larga do fotodiodo 210 são convertidos para sinais de voltagem RF amplificada nos amplificadores 115, 120 antes de serem acoplados a um transformador combinador 125.
Os estágios de ganho que compreendem os amplificadores 115, 120, e 140, 145 utilizam uma aplicação empurra-puxa conforme descrito na Patente dos Estados Unidos número 5.347.389, os ensinamentos da qual são aqui incorporados.
Os estágios de ganho (isto é, estágio de pré-amplificador e estágio de pós-amplificador) são projetados para fornecer ganho suficiente para acionar uma rede residencial que tem perdas típicas associadas a um subdivisor de 4 vias e o cabo coaxial. Será associado que os amplificadores 115,
120, 140, 145 poderiam, alternativamente, ser estágios de amplificador de extremidade única, desde que seu desempenho de linearidade é suficiente. A utilização de amplificadores de extremidade única também elimina os transformadores 125 e 135, com isso reduzindo os custos.
Uma rede de combinação de controle de ganho e de
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 15/43
8/14 inclinação 130 recebe o sinal RF conjunto. A parcela de controle de ganho da rede 130 compensa por uma ampla gama de energia óptica de entrada fornecida pelo sistema FTTH. Será apreciado que é possível construir um sistema FTTH sem exigir uma rede de controle de ganho. No entanto, desta maneira, o operador precisa construir um sistema com comprimentos de fibra óptica predeterminados e níveis de entrada RF conhecidos da residência para estabelecer os estágios do amplificador para o nível apropriado. Embora seja mais difícil de projetar e de implementar, também será apreciado que se uma rede de controle de ganho não for utilizada, os transformadores 125, 135 não são mais necessários. No entanto, na versão preferida da presente invenção, a parcela de controle de ganho da rede 130 é fornecida para acomodar flexibilidade nos sistemas dotados de comprimentos de fibra e de níveis de entrada RF variáveis.
A rede de controle de ganho 130 é uma rede de controle de ganho de laço aberto que deriva o ganho apropriado ao sentir o nível de energia de entrada óptica da saída do fotodiodo 210. Uma quantidade de backoff predeterminada é fixada para manter um nível de sinal de entrada aceitável para a residência. Um circuito T de ponte que utiliza diodos PIN, por exemplo, fixa o backoff predeterminado na rede 130. Desta maneira, a instalação do receptor óptico FTTH 100 é simplificada pela utilização do backoff predeterminado, pois não há necessidade de fixar o nível RF de saída como é necessário pelos receptores e amplificadores ópticos convencionais. Adicionalmente, a quantidade de backoff predeterminada é válida se o Optical
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 16/43
9/14
Modulation Index (OMI - Índice de Modulação Óptica) for conhecido e constante. Uma abordagem de rede AGC menos cara envolve limitar a variabilidade de ganho quer para uma perde de 0 dB ou uma perda de 10 dB. O ponto limite pode ser ajustado para otimizar o desempenho de ruído, mas manter os níveis de saída RF dentro de limites permissíveis. Uma rede de histerese também pode ser implementada para controlar o circuito e eliminar os estados oscilatórios ao redor do ponto limite.
A parcela de controle de ganho da rede 130 é um dispositivo entre estágios localizado entre o estágio de pré-amplificador e um estágio pós-amplificador. Alternativamente, o controle de ganho poderia ser colocado na saída do receptor 100; no entanto, o posicionamento entre estágios reduz os requisitos de linearidade do pósamplificador. A saída da rede de controle de ganho e de inclinação 130 é fornecida a um transformador 135 para casar o sinal RF a dois pós-amplificadores empurra-puxa 140 e 145. Um transformador final 150 recebe os sinais RF amplificados e combina os sinais RF para transmissão através do cabo coaxial para, por exemplo, um dispositivo de mesa.
A Figura 3 é uma primeira versão de um receptor óptico de acordo com a presente invenção que é adequado para utilização em um sistema FTTH. O receptor óptico 300 de acordo com a presente invenção utiliza vários estágios de ganho em oposição ao receptor óptico convencional 100 da Figura 1. Mais especificamente, de acordo com a presente invenção, os estágios de ganho 320, 335, 350, 360 são distribuídos por todo o receptor óptico 300 em vez de
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 17/43
10/14 apenas implementar um estágio de pré-amplificador e de pósamplificador como é mostrado na Figura 1. Em um receptor óptico convencional 100, um estágio de ganho de energia mais alto é necessário para manter as especificações de 5 linearidade da saída RF que é exigida devido ao nivelo óptico de entrada flutuante em um sistema FTTH. Inversamente, de acordo com a presente invenção, o desempenho de ruído é utilizado e os níveis de sinal RF são impedidos de aumentar além da região linear dos estágios de 10 ganho, assim permitindo estágios de ganho de consumo de energia mais baixos. Será apreciado que os estágios podem ser implementados de maneiras diferentes, como utilizando um circuito de laço fechado ou aberto, um backoff predeterminado, ou filtros RF e detectores se o OMI não for 15 conhecido ou poderá mudar devido ao carregamento do canal.
Um fotodiodo 305 recebe o sinal óptico de entrada e converte o sinal óptico em um sinal RF. Será apreciado que o fotodiodo 305 pode ser um dispositivo individual se forem utilizados componentes da multiplexação por divisão de 20 ondas externas (WDM). Adicionalmente, o fotodiodo 305 conforme mostrado também poderia ser um módulo diplexador ou triplexador que inclui os componentes WDM. Ademais, o fotodiodo 305 pode ser polarizado de um número de maneiras como integrado junto com o circuito integrado do receptor, 25 mas em uma versão preferida da presente invenção isso é feito através de uma rede de polarização 308 e um transformador 310, que também serve para melhorar o desempenho de ruído do receptor óptico.
A saída RF do fotodiodo 305 é fornecida ao estágio 30 pré-amplificador 320. O estágio pré-amplificador 320,
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 18/43
11/14 incluindo os transformadores 310, 315, e os amplificadores, casa o sinal de saída RF a uma impedância de saída mais baixa. Será apreciado que os estágios 320, 335, 350, 360 são projetados para fornecer ganho suficiente para acionar uma rede residencial que compreende um subdivisor de 4 vias e perda do cabo coaxial. A impedância de saída RF final do receptor óptico 300 é de 75 Ohms, que é um requisito típico para uma rede de distribuição na residência. Também será apreciado que em uma versão preferida da presente invenção, 10 os amplificadores nos estágios são circuitos empurra-puxa, mas poderiam ser estágios de extremidade única, se o desempenho de linearidade for suficiente. Como foi mencionado, um estágio de extremidade única ou circuitos de empurra-puxa utilizados concorrentemente 350 e 360, eliminariam alguns transformadores no receptor óptico, com isso reduzindo o custo. Se o desempenho de ruído de entrada do estágio de pré-amplificador 320 for baixo, o custo também poderá ser reduzido ao eliminar o transformador de entrada 310 e polarizar o fotodiodo 305 através de 20 indutores RF de maneira conhecida.
O atenuador 325 e a rede de controle de ganho 330 compensam pela energia óptica de entrada ampla que poderia ser recebida do sistema FTTH. Antes de qualquer controle de ganho, uma variação possível de 15 dB na energia óptica de 25 entrada correlaciona a uma variação de 30 dB no nível RF, que é excessivo para televisões conectadas e terminais de mesa na rede residencial. Assim, atenuadores e circuitos de controle de ganho são necessários para manter um nível de sinal de entrada aceitável na residência, enquanto mantém 30 os requisitos para um bom desempenho de ruído, boa
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 19/43
12/14 linearidade, e baixo consumo de energia. Uma versão preferida da presente invenção incorpora um circuito de compensação de laço aberto derivada de uma linha sensora do fotodiodo 305. A energia de entrada óptica é primeiro sentida pelo circuito de detecção óptico incluído no circuito de controle de ganho 330. Um primeiro atenuador 325 então atenua o nível do sinal de entrada quando o nível óptico aumenta em energia além de um limite predeterminado. Isto permite ao receptor óptico 300 otimizar seu desempenho de ruído até o sistema que fornece o sinal óptico de entrada atingir um nível sinal-a-ruído suficiente. À medida que o nível do sinal de entrada atenua, o ruído do receptor óptico 300 é degradado; no entanto, esta atenuação ajuda a atingir o requisito de linearidade de saída desejável ao impedir que o sinal de entrada sobre-acione o amplificador de estágio intermediário 335 e cada estágio de ganho subseqüente 350, 360.
Um segundo atenuador 340 está sempre operacional e localizado após os dois primeiros estágios de ganho 320, 335. Com a localização entre os dois estágios 335, 350, o segundo atenuador 340 limita seu efeito direto sobre o desempenho de ruído do receptor óptico. Mais especificamente, o segundo atenuador 340 permite ao primeiro atenuador 325 a capacidade de retardar quando ele comuta para permitir melhor desempenho de ruído. Quando o primeiro atenuador 325 comuta, o segundo atenuador 340 recai (back off) automaticamente para manter o nível desejado. Adicionalmente, como o atenuador 340 está localizado antes dos estágios de ganho de saída 350, 360, o nível RF do sinal é mais atenuado antes dos estágios de
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 20/43
13/14 ganho de saída 350, 360. Esta atenuação adicional permite ao receptor óptico 300 ter um nível de saída constante e impede que os estágios de ganho de saída 350, 360 de serem sobre-acionados dentro de uma região não-linear. O segundo atenuador de laço fechado 340 utiliza um circuito de detecção de energia e recebe sua entrada do acoplador 370. Adicionalmente, o acoplador 370 fornece o sinal de saída RF para a rede residencial.
Como também é mostrado na Figura 1, o receptor óptico 300 da presente invenção também pode incluir permissão remota. O provedor de serviço pode desativar o receptor óptico 300 remotamente através da rede. A comunicação entre o provedor de serviço e o receptor óptico 300 utiliza um comprimento de onda na fibra para fornecer uma via de sinal digital bidirecional. A função de permissão interrompe a energia para os estágios de ganho 320, 335, 350, 360, assim fornecendo isolamento adequado para desligar qualquer sinal de vídeo para a residência. No entanto, a polarização para o fotodiodo 305 ainda é mantida, o que permite o monitoramento da integridade do sinal óptico, independentemente do estado da saída de vídeo. Um benefício adicional é a redução no consumo de emergia da unidade montada na residência, se o serviço de vídeo não for desej ado.
A Figura 4 é a segunda versão de um receptor óptico de acordo com a presente invenção. Um circuito integrado 405 incorpora um estágio de pré-amplificador 415 e um primeiro amplificador entre estágios 430 dentro de um pacote. Será apreciado que o circuito integrado 405 também pode ser acoplado ao fotodiodo 305 quer ao co-localizar os dois
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 21/43
14/14 circuitos em um pacote ou utilizar o mesmo substrato tanto para a óptica como a eletrônica RF. O receptor óptico 400 pode então ser montado dentro de um recipiente em uma parede externa de uma residência ou empresa. Incluído no circuito integrado 405 também poderá haver uma rede de polarização 410 e a permissão remota. Circuitos de controle de ganho 420 e 425 são acoplados entre o estágio de préamplificador 415 e o amplificador entre estágios 430.
O receptor óptico 400 também compreende um atenuador 340 e detecção RF e circuito de controle de ganho automático 345. Uma rede de inclinação 435 é então acoplada entre o segundo amplificador entre estágios 350 e o estágio pós-amplificador 360 para assegurar que a saída RF é fornecida com a inclinação apropriada para a rede na residência devido a qualquer perda no cabo RF. Também incluído há um acoplador 440 que opera como um ponto de teste RF que permite ao provedor do serviço verificar os níveis RF na saída do receptor 400.
O texto acima descreve um receptor óptico de acordo com a presente invenção que encara a necessidade de receber um sinal óptico de entrada largo variável e continuar a fornecer uma saída RF linear com bom desempenho de distorção de ruído. Também será apreciado que, como foi mencionado, há várias versões diferentes do receptor óptico que desempenham de maneira igual às versões mostradas enquanto ainda incorporam o escopo da presente invenção.

Claims (5)

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema de fibras-até-a-residência (FTTH) para transmitir sinais ópticos de encaminhamento e reverso através de fibra óptica, o sistema FTTH caracterizado por incluir uma pluralidade de unidades de redes residenciais, a pluralidade de unidades de redes residenciais incluindo um receptor óptico para receber pelo menos um de sinais de vídeo, de voz, e de dados, e para fornecer o pelo menos um sinal de vídeo, de voz, e de dados a um dispositivo conectado através de cabo coaxial, o receptor óptico compreendendo:
um fotodiodo para converter um sinal óptico em um sinal RF;
uma pluralidade de estágios de ganho para amplificar o sinal RF por todo o receptor óptico, em que a pluralidade de estágios de ganho compreende um estágio pré-amplificador e pós-amplificador e um primeiro e segundo amplificador entre estágios acoplado entre os estágios pré-amplificador e pós-amplificador, pelos quais o posicionamento da pluralidade de estágios de ganho por todo o receptor óptico fornece um sinal de saída do pós-amplificador tendo um nível desejado com um baixo sinal de ruído de saída;
um atenuador acoplado entre o primeiro amplificador entre estágios e o segundo amplificador entre estágios, o atenuador configurado para atenuar o sinal RF do primeiro
amplificador entre estágios com base em um sinal de controle RF; e uma rede de controle de ganho acoplada a uma saída do estágio pós-amplificador, a rede de controle de ganho
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 23/43
2. Sistema FTTH, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a rede de controle de ganho
5 é uma segunda rede de controle de ganho e o atenuador é um segundo atenuador, o receptor óptico ainda compreendendo:
uma primeira rede de controle de ganho para receber o sinal RF do fotodiodo, em que o sinal RF compreende um nível de energia de entrada do sinal óptico e para fornecer 10 um sinal de controle óptico; e um primeiro atenuador acoplado entre o estágio de préamplificador e o primeiro amplificador de estágio intermediário, o primeiro atenuador para receber o sinal de controle óptico e atenuar o sinal RF quando o sinal de 15 controle óptico indica que o nível de energia de entrada do sinal óptico está além de um limite predeterminado.
2/7 fornecendo o sinal de controle RF que é indicativo de um nível associado ao sinal de saída de pós-amplificador
3/7 indicando uma função de limitação de energia para a pluralidade de estágios de ganho, em que quando a função de limitação de energia for ativada, o sinal RF é impedido de ser entregue para o dispositivo conectado.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o receptor óptico ainda incluir um circuito de polarização em que o circuito de polarização é um circuito de polarização transformador.
6. Sistema FTTH, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o receptor óptico ainda incluir um circuito de polarização, em que o circuito de polarização é um circuito de polarização resistor.
7. Sistema FTTH, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o segundo atenuador atenuar o sinal RF com base no sinal de controle RF para manter o sinal de saída do pós-amplificador no nível desejado.
8. Sistema FTTH, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, quando o primeiro atenuador comutar, o segundo atenuador recai automaticamente para manter o nível desejado do sinal de saída do pósamplificador.
9. Sistema FTTH, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o atenuador ser um primeiro atenuador e a rede de controle de ganho ser uma primeira rede de controle de ganho, o receptor óptico compreendendo ainda:
uma segunda rede de controle de ganho para receber o sinal RF do fotodiodo e para fornecer um sinal de controle de ganho, em que o sinal RF compreende um nível de energia
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 25/43
3. Sistema FTTH, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o receptor óptico ainda compreender um circuito sensor de energia óptica para
20 fornecer o nível de energia de entrada para a primeira rede de controle de ganho.
4/7 de entrada do pelo menos um sinal óptico;
um segundo atenuador acoplado entre o estágio préamplificador e o primeiro amplificador entre estágios, o segundo atenuador para receber o sinal de controle óptico e atenuar o sinal RF quando o nível de energia de entrada do sinal óptico estiver além de um limite predeterminado; e um circuito ativador para receber um sinal de função de controle do sistema FTTH, o circuito ativador interrompe energia para a pluralidade de estágios de ganho para impedir o sinal RF de ser entregue para o dispositivo conectado com base no sinal de função de controle.
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o receptor óptico compreender ainda:
um primeiro transformador acoplado entre o primeiro amplificador entre estágios e o atenuador; e um segundo transformador acoplado entre o atenuador e o segundo amplificador entre estágios.
11. Método de fornecer um sinal de saída RF amplificado, o método caracterizado pelo fato de efetuar as etapas de:
receber um sinal óptico de entrada em um receptor óptico;
converter o sinal óptico de entrada em um sinal RF;
amplificar o sinal RF com uma pluralidade de estágios de ganho localizados por todo o receptor óptico para fornecer um sinal de saída RF tendo um nível desejado, em que a pluralidade de estágios de ganho compreende um estágio pré-amplificador, um primeiro amplificador entre estágios, um segundo amplificador entre estágios, e um
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 26/43
5/7 estágio pós-amplificador;
atenuar o sinal RF com um primeiro atenuador em uma saída do estágio pré-amplificador quando um nível de entrada do sinal RF estiver além de um limite predeterminado; e atenuar o sinal RF com um segundo atenuador posicionado entre o primeiro e o segundo amplificadores entre estágios;
fornecer ao segundo atenuador um sinal de controle RF que é indicativo de um nível associado ao sinal de saída RF, em que o segundo atenuador atenua o sinal RF com base no sinal de controle RF para manter o sinal RF de saída no nível desejado.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de:
antes de amplificar o sinal RF, determinar o nível de entrada do sinal RF.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de ainda efetuar a etapa de sentir o nível de entrada do sinal óptico de entrada e fornecer o nível de entrada para uma primeira rede de controle de ganho.
14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ainda efetuar a etapa de recair automaticamente a atenuação quando o primeiro atenuador iniciar a comutação para manter o nível desejado do sinal de saída RF.
15. Sistema de comunicação caracterizado por compreender um receptor óptico, o receptor óptico para receber um sinal de entrada óptico e fornecer um sinal de
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 27/43
6/7 saída RF, o receptor óptico compreendendo:
um fotodiodo para converter um sinal óptico tendo um nível óptico em um sinal RF tendo um nível RF, em que o nível RF é equivalente ao nível óptico;
um estágio pré-amplificador acoplado ao fotodiodo para receber o sinal RF e para fornecer um sinal amplificado;
um primeiro atenuador acoplado ao estágio préamplificador para atenuar o nível RF de acordo com um sinal de controle óptico;
um primeiro e segundo amplificador entre estágios acoplado ao primeiro atenuador para amplificar o sinal RF;
um segundo atenuador acoplado ao segundo amplificador entre estágios para ainda atenuar o nível RF de acordo com um sinal de controle RF;
um estágio pós-amplificador acoplado ao segundo atenuador para a amplificação final do sinal RF, em que o nível RF do sinal RF fornecido pelo estágio pós-amplificador está no nível predeterminado;
uma primeira rede de controle de ganho para receber o sinal RF do fotodiodo e para fornecer o sinal de controle óptico indicativo do nível do sinal RF do fotodiodo; e uma segunda rede de controle de ganho para receber o
sinal RF do estágio pós-amplificador e fornecer o sinal de controle RF para o segundo atenuador indicativo do nível do sinal de saída RF. 16. Sistema de comunicação, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de, quando o
primeiro atenuador comutar, o segundo atenuador recai automaticamente para manter o nível desejado do sinal RF do estágio pós-amplificador.
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 28/43
7/7
17. Sistema de comunicação, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de ainda compreender um circuito ativador para receber um sinal de função de controle do sistema de comunicação, em que o
4. Sistema FTTH, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o receptor óptico ainda compreender:
25 um circuito ativador para receber um sinal de função de controle do sistema FTTH, em que o circuito ativador interrompe energia para pelo menos algum da pluralidade de estágios de ganho para impedir o sinal RF de ser entregue ao dispositivo conectado com base no sinal de função de 30 controle do sistema FTTH, o sinal de função de controle
Petição 870190055450, de 14/06/2019, pág. 24/43
5 sinal de função de controle indica uma função limitativa de energia do estágio pré-amplificador, do primeiro e segundo amplificadores entre estágios, e do estágio pósamplificador, em que quando a função de limitação de energia for ativada, o sinal RF de estágio pós-amplificador 10 é impedido de ser transmitido.
BRPI0707855A 2006-02-15 2007-02-15 sistema de fibras-até-a-residência (ftth) para transmitir sinais ópticos, método de fornecer um sinal de saída rf amplificado e sistema de comunicação BRPI0707855B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/276,119 US7548696B2 (en) 2006-02-15 2006-02-15 Fiber-to-the-home (FTTH) optical receiver with distributed gain control
US11/276.119 2006-02-15
PCT/US2007/062167 WO2007100983A2 (en) 2006-02-15 2007-02-15 Fiber-to-the-home (ftth) optical receiver with distributed gain control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0707855A2 BRPI0707855A2 (pt) 2011-05-10
BRPI0707855B1 true BRPI0707855B1 (pt) 2019-09-10

Family

ID=38368623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0707855A BRPI0707855B1 (pt) 2006-02-15 2007-02-15 sistema de fibras-até-a-residência (ftth) para transmitir sinais ópticos, método de fornecer um sinal de saída rf amplificado e sistema de comunicação

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7548696B2 (pt)
EP (1) EP1984662B1 (pt)
JP (1) JP2009527205A (pt)
CN (1) CN101385263B (pt)
BR (1) BRPI0707855B1 (pt)
CA (1) CA2642426C (pt)
WO (1) WO2007100983A2 (pt)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK2617127T3 (en) * 2010-09-15 2017-03-13 Sonova Ag METHOD AND SYSTEM TO PROVIDE HEARING ASSISTANCE TO A USER / METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING HEARING ASSISTANCE TO A USER
JP5851137B2 (ja) * 2011-07-14 2016-02-03 ホーチキ株式会社 光受信機
CN104506243B (zh) * 2014-12-25 2017-06-30 四川璧虹广播电视新技术有限公司 一种管理型家用光接收机的att控制电路
CN105450307A (zh) * 2015-12-11 2016-03-30 宁波环球广电科技有限公司 用于光纤射频通信网络的射频放大电路、光接收机
CN106357328B (zh) * 2016-08-26 2018-08-10 四川九州电子科技股份有限公司 机顶盒输入光功率检测装置
US10187149B2 (en) * 2017-05-05 2019-01-22 Cisco Technology, Inc. Downstream node setup
KR102106319B1 (ko) * 2017-11-29 2020-05-04 한국전자통신연구원 출력 광 신호 및 출력 전기 신호의 파워를 조절하는 광 중계 접속 장치 및 광 중계 접속 장치가 수행하는 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59140727A (ja) * 1983-01-31 1984-08-13 Fujitsu Ltd 周波数変換方式
EP0313914B1 (de) * 1987-10-26 1993-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung mit einem an einen opto-elektrischen Wandler angeschlossenen Vorverstärker
US5907422A (en) * 1995-04-27 1999-05-25 Qualop Systems Corp. Universal optical signal receiver
JP3730299B2 (ja) * 1996-02-07 2005-12-21 富士通株式会社 光等化増幅器および光等化増幅方法
US20040253003A1 (en) * 2001-07-05 2004-12-16 Wave 7 Optics, Inc. Gain compensating optical receiver circuit
US6674967B2 (en) * 2001-11-14 2004-01-06 Scientific-Atlanta, Inc. Fiber-to-the-home (FTTH) optical receiver having gain control and a remote enable
US7599629B2 (en) * 2003-06-06 2009-10-06 Scientific-Atlanta, Inc. Optical receiver having an open loop automatic gain control circuit
JP3999168B2 (ja) * 2003-07-04 2007-10-31 シャープ株式会社 キャリア検出回路およびそれを用いる赤外線通信装置
US7242871B2 (en) * 2003-07-29 2007-07-10 Harmonic Inc. High dynamic range optical receiver
CN2779736Y (zh) * 2005-04-04 2006-05-10 长春市三强电子有限责任公司 光接收放大器两用接收机

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009527205A (ja) 2009-07-23
WO2007100983A2 (en) 2007-09-07
EP1984662A2 (en) 2008-10-29
WO2007100983A3 (en) 2008-06-19
CN101385263B (zh) 2012-11-28
BRPI0707855A2 (pt) 2011-05-10
US20070189780A1 (en) 2007-08-16
EP1984662B1 (en) 2016-05-11
CN101385263A (zh) 2009-03-11
US7548696B2 (en) 2009-06-16
CA2642426A1 (en) 2007-09-07
CA2642426C (en) 2013-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6674967B2 (en) Fiber-to-the-home (FTTH) optical receiver having gain control and a remote enable
BRPI0707855B1 (pt) sistema de fibras-até-a-residência (ftth) para transmitir sinais ópticos, método de fornecer um sinal de saída rf amplificado e sistema de comunicação
US8090261B2 (en) Network system, optical line terminating apparatus, and optical network apparatus
ES2924481T3 (es) Sistemas y métodos para la prevención de recortes en una red CATV
US10250959B2 (en) Optical and RF techniques for aggregation of photo diode arrays
US20060275038A1 (en) Methods and apparatus for selective signal amplification
US20090310964A1 (en) Optical communication system and optical line terminating apparatus
US6424458B1 (en) Optical pre-amplifier apparatus and method for receiver performing windowed and gain change rate control
JP2006174474A (ja) 光通信システムにおける受光器の利得調節装置及び利得調節方法、並びにその光通信システム
JP2009527205A5 (pt)
Nesset et al. Extended reach GPON using high gain semiconductor optical amplifiers
US7061670B2 (en) Optical fiber amplifier having automatic power control function and automatic power control method
JP5699678B2 (ja) 光受信装置および通信システム
JP2015015660A (ja) 中継器
KR20090013607A (ko) 초고주파수의 전송 대역을 갖는 통합 광모듈을 포함하는 광중계기 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
B25D Requested change of name of applicant approved

Owner name: SCIENTIFIC-ATLANTA, LLC (US)

B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: CISCO TECHNOLOGY, INC. (US)

B15K Others concerning applications: alteration of classification

Ipc: H04B 10/69 (2013.01), H03G 3/30 (2006.01)

B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06T Formal requirements before examination [chapter 6.20 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 10/09/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 10/09/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS

B21F Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time

Free format text: REFERENTE A 15A ANUIDADE.

B24J Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12)

Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2658 DE 14-12-2021 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.