CH696616A5 - Dispositivo optoelettronico per la trasmissione di dati su fibra ottica. - Google Patents

Description

  Settore tecnico

[0001] La presente invenzione trova applicazione nel campo della distribuzione di segnali digitali tramite reti di telecomunicazione di tipo CATV. Essa riguarda un adattamento degli standards MCNS/DOCSIS, EuroDOCSIS, DVB/DAVIC o IEEE 802.14 a reti CATV di tipo FTTH (Fiber To The Home) e FTTD (Fiber To The Desk). Più in particolare consiste in un dispositivo optoelettronico che implementa le funzioni di un Cable Modem e di un Cable Modem Termination System (CMTS) per gli standards sopracitati.

Stato della tecnica

[0002] Attualmente, quasi tutte le reti di distribuzione di segnali televisivi utilizzano un sistema di trasmissione di dati su cavi coassiali. L'utilizzo di questo sistema di trasmissione di dati ha messo in evidenza criticità e problemi di natura tecnica esistenti sulla rete di distribuzione.

   Le criticità stanno soprattutto nel rumore accumulato nella via di ritorno, nelle perturbazioni entranti attraverso il cablaggio coassiale esistente non sufficientemente schermato e nella limitazione della larghezza di banda utile. Una soluzione ai problemi sopracitati è il cablaggio in fibra ottica fino a casa dell'abbonato. Tale soluzione ha il vantaggio di permettere una capacità di trasmissione dati elevata. La presente invenzione si è quindi posta il problema di adattare al mezzo di trasmissione in fibra ottica, i segnali trattati dai Cable Modem e CMTS (Cable Modem Termination System) MCNS/DOCSIS, EuroDOCSIS, DVB/DAVIC o IEEE 802.14, senza produrre alcuna variazione al protocollo di MAC che essi utilizzano per la trasmissione su cavo coassiale.

   La presenza della fibra ottica dotata praticamente di banda infinita consente infatti di semplificare notevolmente il livello fisico dei presenti sistemi Cable Modem e CMTS, eliminando le costose e complesse elaborazioni di codifica e modulazione RF e mantenendo al contempo il protocollo di accesso MAC definito su reti di tipo ibrido coassiale/fibra, che si è rivelato adatto a reti dell'architettura e delle dimensioni delle reti CATV esistenti. Allo stato attuale infatti non esiste un protocollo che consenta di trasmettere otticamente un segnale dai nodi periferici a quello centrale di una rete ad albero che si estenda per qualche decina di chilometri. Adattando i MAC MCNS/DOCSIS, EuroDOCSIS, DVB/DAVIC o IEEE 802.14 ad un livello fisico di tipo digitale con interfaccia PMD (Physical Media Dependent) di tipo ottico questa configurazione di rete diviene possibile.

   I vantaggi della presente invenzione risultano essere nelle prestazioni, in quanto viene allargata la banda a disposizione di ogni singolo abbonato, sfruttando appieno la capacità di trasmissione del mezzo a fibra ottica, nel costo e nella semplicità del sistema, in quanto viene semplificata l'interfaccia hardware con il mezzo trasmissivo eliminandone la parte di adattamento al cavo coassiale e nella compatibilità con i livelli MAC, network e superiori sulla pila OSI.

   Un ulteriore vantaggio è la possibilità di adattare in maniera semplice e immediata il livello MAC ad un livello fisico di tipo DWDM (Dense WDM) o CWDM (coarse WDM) con la possibilità di eseguire un routing in lunghezza d'onda.

Presentazione dettagliata dell'invenzione

[0003] Nel corso della presente descrizione e delle rivendicazioni, per comodità di scrittura, l'espressione "standards MCNS/DOCSIS, EuroDOCSIS, DVB/DAVIC o IEEE 802.14", viene sintetizzata nella forma "standards Cable Modem".

   Infatti l'invenzione in oggetto, poiché si riferisce al solo livello fisico dei sopracitati protocolli, risulta adattabile a ciascuno di essi.

[0004] L'idea di base che guida il processo e l'apparato dell'invenzione è sfruttare, per la gestione degli accessi e delle contese, il protocollo di MAC (Medium Access Control) definito dagli standards Cable Modem e di adattarlo, tramite un'opportuna interfaccia digitale, ad una rete CATV interamente a fibra ottica del tipo FTTH (Fiber To The Home) o FTTD (Fiber To The Desk). Quest'idea implica la volontà di lasciare invariati i processi software e i dispositivi fisici che regolano il livello MAC e superiori della pila OSI e di progettare e realizzare un dispositivo optoelettronico di interfaccia tra il livello MAC e la rete in fibra ottica.

   Tale interfaccia viene a costituire il livello fisico per gli standards Cable Modem su fibra ottica. Infatti attualmente il livello fisico degli standards Cable Modem è definito e presente solo per trasmissione su cavo coassiale dove provvede a trasmettere segnali di tipo analogico. Su cavo coassiale, il livello fisico risulta preposto a convertire i segnali digitali, prodotti dall'interfaccia di utente o di rete, in analogici con le codifiche e le elaborazioni che questa conversione comporta. Detto dispositivo optoelettronico trasmette e riceve sulla rete in fibra ottica segnali di tipo digitale e può implementare un Cable Modem o un Cable Modem Termination System utilizzando il medesimo livello fisico.

   Esso si presenta come un dispositivo optoelettronico secondo la rivendicazione 1 comprendente:
a) : un ingresso in fibra ottica;
b) : un'uscita in fibra ottica;
c) : una o più interfacce per l'unità CPE (Customer Premise Equipment) nell'implementazione di un Cable Modem. Una o più interfacce di rete nell'implementazione di un Cable Modem Termination System (CMTS). Dette una o più interfacce per l'unità CPE consentono il collegamento di detta scheda elettronica con l'interfaccia di utente. Esse sono, secondo una prima forma di realizzazione, di tipo Ethernet 10BaseT. Secondo altre forme di realizzazione possono essere di tipo USB, PCI, IEEE 1394. Preferibilmente dette una o più interfacce per l'unità CPE sono di tipo diverso sulla medesima scheda in modo da consentire diversi tipi di connessione all'interfaccia di utente.

   Dette una o più interfacce di rete consentono il collegamento di detta scheda elettronica con ulteriori reti per dati. Esse sono di tipo 10BaseT, 100BaseT o ATM su SDH a seconda del tipo di rete con cui si deve interfacciare il CMTS. Preferibilmente dette una o più interfacce di rete sono di tipo diverso in modo da consentire l'interfacciamento con diverse tipologie di rete.
d) : Un controllore elettronico MAC (Medium Access Control) conforme ad uno o più di uno degli standards Cable Modem. Detto controllore elettronico MAC preferibilmente è un singolo chip elettronico in grado di implementare tutte le funzioni proprie del livello MAC dei sistemi Cable Modem o Cable Modem Termination System. Preferibilmente detto controllore elettronico MAC è di tipo programmabile e di tipo universale, cioè adattabile a tutti i protocolli degli standards Cable Modem.

   Detto controllore elettronico MAC secondo una seconda forma di realizzazione può essere coadiuvato nell'adempimento delle sue funzioni da un microprocessore esterno.
e) : Un' interfaccia di microprocessore che rende possibile la programmazione di alcune funzioni di detto controllore elettronico MAC, del transceiver ottico digitale e del Livello Fisico Digitale Cable Modem, definiti ai punti successivi, tramite detto microprocessore esterno. Essa comprende una Bus Interface Unit (BIU) e una serie di registri in cui vengono allocati i dati da trattare.
f) : Un circuito elettronico digitale denominato "Livello Fisico Digitale Cable Modem".

   Detto "Livello Fisico Digitale Cable Modem" si compone di:
- un'interfaccia Mll (Media Independent Interface) per il collegamento a detto controllore elettronico MAC;
- un circuito di sincronismo: i bit costituenti i dati d'ingresso vengono agganciati ad un clock esterno o interno a seconda della modalità di funzionamento e viene inoltre generato un clock di frame upstream (per il trasmettitore upstream, in caso di Cable Modem) e downstream (per il trasmettitore downstream, in caso di CMTS), dove con il termine upstream si definisce il flusso di dati che va dall'abbonato alla centrale e con downstream il flusso di dati che va dalla centrale all'abbonato;
- uno o più Multiplexers e Demultiplexers elettronici rispettivamente per la conversione del flusso dei bit da seriale a parallelo e da parallelo a seriale.

   Detta conversione è funzionale alle operazioni di codifica, decodifica e scrambling dei dati sia in fase di trasmissione che in fase di ricezione;
- un Encoder e un Decoder rispettivamente per le operazioni di codifica dei bit in fase di trasmissione dati e decodifica in fase di ricezione dati, al fine di effettuare un controllo degli errori e di facilitare l'agganciamento al clock; Detti Encoder e Decoder effettuano tipi di codifica differenti a seconda del bit rate di funzionamento di detto "Livello Fisico Cable Modem". Preferibilmente viene effettuata una codifica di tipo "Manchester" per un Bit Rate di 10 Mb/s, 4B5B per un Bit Rate di 100 Mbit/s e 8B10B per bit rate di 1 Gb/s.

   Secondo una possibile forma di realizzazione, per Bit Rate sotto i 10 Mb/s viene effettuata una codifica di tipo Reed Salomon che è compatibile con gli Encoders e Decoders attualmente presenti nei trasmettitori Burst e ricevitori dei Cable Modem e Cable Modem Termination System sul mercato;
- uno Scrambler e un Descrambler al fine di distribuire lo spettro di emissione dei disturbi elettromagnetici su una banda priva di forti componenti spettrali (Scrambler) e di recuperare il segnale digitale nella codifica precedente all'operazione di scrambling in fase di ricezione (Descrambler);
- un'interfaccia transceiver per la connessione al transceiver ottico digitale che viene definito al punto successivo.
g) :

   Un transceiver ottico digitale costituito da un trasmettitore ottico, costituito a sua volta da una sorgente ottica connessa a detta uscita in fibra ottica e da un controllore della sorgente ottica per il controllo della potenza ottica d'uscita, da un ricevitore ottico costituito da un fotodiodo connesso a detto ingresso in fibra ottica con relativo preamplificatore, da un circuito elettronico di Clock e Data Recovery per l'estrazione del clock e la rigenerazione elettronica del flusso di dati digitali in uscita da detto ricevitore ottico. Detto trasmettitore ottico e detto fotodiodo con relativo preamplificatore, costituiscono il livello PMD (Physical Media Dependant) del livello fisico degli standards Cable Modem adattato ad una rete in fibra ottica e provvedono ad inviare e ricevere direttamente in e dalla fibra ottica i segnali della rete.

   Detto trasmettitore ottico presenta due caratteristiche che lo differenziano dai trasmettitori ottici digitali di protocolli come Ethernet o Fiber Channel. La prima caratteristica è che detto controllore della sorgente ottica presenta un ingresso elettrico a cui viene applicato un segnale digitale in grado di accendere e spegnere detta sorgente ottica. Detto ingresso elettrico viene collegato a un'uscita elettrica di detto controllore elettronico MAC. Detta uscita elettrica trasmette detto segnale digitale che accende detta sorgente ottica in sincronia col pacchetto da trasmettere. Preferibilmente detto segnale digitale è un livello elettrico di tensione che commuta da un valore alto ad un valore basso e viceversa.

   Va ricordato che i protocolli MAC degli standards Cable Modem sono sincroni nel senso che i singoli Cable Modem possono trasmettere solo in corrispondenza dei pacchetti temporali allocati dal CMTS (Cable Modem System Termination) in modalità TDMA (Time Division Mode Access). Pertanto in assenza di trasmissione di pacchetti dati, detta sorgente ottica risulta spenta, consentendo la trasmissione su reti ottiche con topologia ad albero. La seconda caratteristica è la presenza di un numero identificativo della lunghezza d'onda della radiazione ottica emessa da detto trasmettitore ottico. Detto numero identificativo della lunghezza d'onda non implica una modifica del livello di MAC in quanto va a sostituire il numero identificativo del canale RF utilizzato dai convenzionali Cable Modem secondo una divisione di tipo FDMA (Frequency Division Mode Access).

   A livello fisico detto numero identificativo della lunghezza d'onda è un numero binario memorizzato in un'apposita serie di registri, in corrispondenza con la lunghezza d'onda della radiazione emessa da detta sorgente ottica. Detto numero binario può venire programmato esternamente operando sul Cable Modem con l'ausilio di un'interfaccia di microprocessore, o selezionato dal CMTS che alloca dinamicamente le frequenze ottiche dei Cable Modem a cui è collegato, tramite i rispettivi controllori elettronici MAC. Secondo una forma di realizzazione preferita detta lunghezza d'onda della radiazione emessa da detta sorgente ottica può venire variata mediante l'utilizzo di un laser di tipo sintonizzabile quale sorgente ottica.

   Una tale configurazione permette l'adattamento dei protocolli definiti dagli standards Cable Modem ad una rete ottica di tipo CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing). Un multiplexing di tipo WDM piuttosto che di tipo FDMA come presente attualmente consente di multiplare i canali su una banda praticamente illimitata come quella della fibra ottica e pertanto l'estensione del numero di abbonati associati ad ogni singolo nodo con conseguente ottimizzazione dello sfruttamento del mezzo di trasmissione. Ulteriori vantaggi della presente invenzione sono la semplificazione dei circuiti elettronici degli attuali modem in quanto la trasmissione digitale non necessita la codifica in QAM e QSPK del flusso di dati e neppure le conversioni digitale/analogico e analogico/digitale.

   Allo stesso tempo le codifiche di correzione degli errori, essendo i segnali digitali più robusti di quelli analogici, possono venire semplificate passando da codifiche di tipo Reed Salomon a codifiche di tipo 4B5B, 8B10B o Manchester a seconda del bit rate da elaborare. Questo permette di utilizzare circuiti elettronici più diffusi ed economici in quanto da tempo impiegati per le reti Ethernet. Il livello MAC rimane tuttavia quello definito dagli standards Cable Modem consentendo l'utilizzo di hardware e software già disponibili e collaudati per reti di topologia ad albero di media estensione.

   Il vantaggio di una tale topologia è la possibilità di espanderla in maniera semplice ed economica e il fatto di essere interamente passiva, con conseguente abbassamento del costo per abbonato.

Elenco dei disegni

[0005] Questi ed altri vantaggi dell'invenzione verranno ora illustrati con riferimento a forme di realizzazione rappresentate a titolo di esempio, non limitativo, nei disegni e nelle tabelle allegate in cui:
- la TAB I illustra una rappresentazione, secondo gli standard attuali DOCSIS 1.X e IEEE 802.14 dei gruppi di lavoro MCNS (Multimedia Cable Network System Partners Ltd) e IEEE 802.14, della pila OSI completa (TAB I.A) e della medesima pila OSI di TAB I.A modificata conformemente all'inserimento del livello fisico ottico oggetto dell'invenzione (TAB I.B);

  
<tb>la fig. 1<sep>mostra una rappresentazione schematica di un primo tipo di topologia di rete CATV interamente in fibra ottica in cui può venire inserita l'invenzione;


  <tb>la fig. 2<sep>mostra una rappresentazione schematica di un secondo tipo di topologia di rete CATV interamente in fibra ottica in cui può venire inserita l'invenzione;


  <tb>la fig. 3<sep>mostra una rappresentazione schematica di una prima forma di realizzazione del dispositivo optoelettronico completo oggetto dell'invenzione;


  <tb>la fig. 4<sep>mostra una rappresentazione schematica di una forma di realizzazione dell'encoder inserito nel dispositivo optoelettronico oggetto dell'invenzione;


  <tb>la fig. 5<sep>mostra una rappresentazione schematica di una forma di realizzazione del decoder inserito nel dispositivo optoelettronico oggetto dell'invenzione;


  <tb>la fig. 6<sep>mostra una rappresentazione schematica di una forma di realizzazione di detto transceiver ottico digitale inserito nel dispositivo optoelettronico oggetto dell'invenzione;

Realizzazione dell'invenzione

[0006] Con l'ausilio della TAB. IA che fa riferimento alla struttura OSI degli standards DOCSIS 1.X secondo la stesura del consorzio MCNS (Multimedia Cable Network System Partners Ltd.) e IEEE 802.14, e TAB. IB, vengono evidenziate le differenze introdotte nella pila OSI dall'invenzione in oggetto. In particolare viene evitata tutta la conversione da segnale digitale ad analogico che nella pila OSI di TAB. IA è presente al livello fisico. Detta conversione è dovuta all'utilizzo del cavo coassiale quale mezzo di trasmissione dei segnali ed è oggetto delle specifiche in termini di banda e modulazione QAM e QPSK.

   L'invenzione in oggetto si colloca al livello fisico della pila OSI e si pone quale interfaccia tra i livelli MAC MCNS e 802.14, e il mezzo di trasmissione a fibra ottica. Essa si colloca nel livello denominato "Livello Fisico Digitale Cable Modem" in TAB. IB. Con riferimento alla fig. 1, viene schematizzata una rete CATV con fibra ottica fino all'abbonato. Tale schema ha il fine di illustrare dove viene inserita l'invenzione in oggetto. In fig. 1 un sistema integrato di servizi come possono essere telefonia (3) internet (4) e Video on demand (5) viene trasmesso in digitale da un apparato definito CMTS (Cable Modem Termination System) ottico (1), in cui è presente la scheda elettronica oggetto dell'invenzione.

   A questo sistema di trasmissione digitale viene sommato otticamente mediante l'accoppiatore ottico (101) un segnale ottico AM analogico CATV proveniente dall'apparato di trasmissione CATV (2). L'intero sistema di trasmettitori digitali ed analogici viene inserito all'interno della Centrale o Headend (10). Detto segnale ottico AM analogico CATV viene inviato in maniera broadcast alla rete. Per reti originariamente ibride fibra ottica/coassiale in cui la fibra ottica dal nodo ottico fino a casa sia stata introdotta in una fase successiva è presente un ripetitore ottico (30) che consente di trasportare il segnale ottico fino alle case degli abbonati (20) mediante la tratta a fibra ottica (300).

   Nelle case degli abbonati (20) è preserité la presa ottica (201) provvista dell'uscita su coassiale (220) a cui si collegano le TV e radio di abbonato (202) e dell'uscita in fibra ottica (200) a cui si collega il Cable Modem ottico (204) in cui è presente la scheda elettronica oggetto dell'invenzione. A detto Cable Modem ottico viene collegata mediante dette una o più interfacce per l'unità CPE (Customer Premise Equipment) (270), la periferica (203), quale può essere un Personal Computer, che invia e riceve il flusso di dati digitali.

[0007] In fig. 2 l'invenzione in oggetto viene inserita all'interno di una rete interamente in fibra ottica di tipo diverso.

   In questo tipo di rete ad albero, il trasmettitore CATV AM (2) che viene utilizzato è un laser CATV a 1550 nm modulato esternamente e amplificato mediante l'amplificatore ottico (15) che consente l'invio del segnale analogico AM senza l'ulteriore aggiunta del ripetitore ottico (30) rappresentato in fig. 1. Gli accoppiatori ottici (102 e 106) consentono la divisione del segnale ottico secondo una topologia ad albero, fino alle case degli abbonati (20).

   L'invenzione in oggetto consente di utilizzare la via di ritorno anche per una rete di queste caratteristiche con topologia ad albero originariamente costruita per trasportare solo i segnali della via d'andata, dove per segnali della via d'andata si intendono i segnali che partono da detta Centrale e vengono ricevuti dai singoli abbonati e per via di ritorno il percorso dei segnali che vengono trasmessi dalle case degli abbonati e giungono alla Centrale o Headend (10).

[0008] In fig. 3 viene rappresentato lo schema a blocchi di una forma di realizzazione del dispositivo optoelettronico (10 000) oggetto dell'invenzione, per l'implementazione di un Cable Modem ottico (204) come quello schematizzato nelle fig. 1 e 2. Esso ha un ingresso in fibra ottica (104) e un'uscita in fibra ottica (105).

   In essa è presente un'interfaccia Ethernet 10BaseT (3000) che si collega tramite il bus PCI a 33 MHz e 32 bit (270) a detto controllore elettronico MAC che nella realizzazione in oggetto è di tipo DOCSIS 1.1 (2000). Nella realizzazione in oggetto, detto controllore elettronico MAC (2000) è il chip 6001 con package SQFP a 240 pin. Detto chip 6001 è di tipo programmabile e incorpora una serie di 4 processori RISC che implementano i livelli MAC e superiori. Esso è adattabile a vari standard di accesso, compresi DVB/DAVIC e MCNS/DOCSIS che è quello utilizzato nella realizzazione in oggetto. Detto chip 6001 presenta inoltre un'interfaccia col livello fisico interamente programmabile.

   Esso implementa le funzioni di framing, de-framing delle Protocol Data Units (PDUs) dei livelli MAC e Network, di elaborazione degli header dei pacchetti upstream, di filtraggio delle trame upstream e supporta il criptaggio e decriptaggio 40/56 bit DES.

[0009] Detto controller MAC (2000) viene connesso a detto Livello Fisico Digitale Cable Modem (4000) tramite la PLI (Physical Layer Interface) (4002), opportunamente programmata per potersi interfacciare con esso. Detto Livello Fisico Digitale Cable Modem si presenta come un chip con package di tipo SQFP a 208 pin.

   In esso è presente un circuito denominato Bit Sync (6000) per la sincronizzazione del flusso dei bit in ingresso e di pacchetto, il Bit encoder (1000) per la codifica e lo scrambling di detto flusso dei bit in ingresso e un circuito denominato FEC decoder per la correzione degli errori, la decodifica e i de-scrambling del flusso di segnale digitale proveniente dalla rete. Detto FEC decoder si interfaccia tramite detta PLI (Physical Layer Interface) (4002) a detto controllore elettronico MAC (2000) che presenta due canali indipendenti a flusso duale per ricevere e trasmettere dati. Detto Bit encoder (1000) invia il flusso di bit in serie all'optical transceiver (5000) tramite l'interfaccia transceiver TI (4001) che costituisce l'interfaccia con la rete a fibra ottica.

   Detto optical transceiver (5000) nella presente realizzazione implementa detto transceiver ottico digitale e si compone del detto PMD (Physical Media Dependent) (5100) e di un Clock e Data Recovery (700). Detto PMD (5100) si compone a sua volta di un trasmettitore laser (500) e di un ricevitore ottico (400). Detto trasmettitore laser (500) implementa nella realizzazione in oggetto detto trasmettitore ottico e viene connesso tramite il bus (280) a detto controllore elettronico MAC (2000) e tramite il bus (290) all'interfaccia di microprocessore (8000). Detta interfaccia di microprocessore (8000) provvede, tramite microprocessore esterno, alla programmazione delle funzioni di trasmissione e ricezione dati oltre che alla programmazione della lunghezza d'onda di detto trasmettitore laser (500).

   Il ricevitore ottico (400) viene collegato al Clock e Data Recovery (700) atto a recuperare la sincronia dei bit e dei pacchetti dati provenienti dalla rete in fibra ottica. In fig. 4 viene rappresentato uno schema a blocchi di detto Bit encoder della realizzazione in oggetto. Il flusso di dati digitali seriali provenienti dal blocco di sincronia denominato Bit Sync (6000), viene inviato all'interno di un multiplexer (110) denominato Input Mux che attua una conversione seriale-parallelo e invia i dati allo Scrambler (111) e all' Encoder (112). Lo Scrambler (111) provvede ad evitare forti componenti spettrali in corrispondenza di sequenze fisse di dati. Il Multiplexer (115) denominato Output Mux rende seriali il flusso di dati digitali proveniente da detto Scrambler (111) e detto Encoder (112).

   Detto Encoder (112) nella realizzazione in oggetto è di tipo Reed-Solomon e sebbene attui una codifica troppo elaborata per una trasmissione di tipo digitale, nella presente realizzazione viene utilizzato in quanto già presente nelle schede per trasmettitori burst QAM e QSPK dei cable modem, velocizzando la realizzazione e rendendola compatibile con l'hardware già presente in commercio. In fig. 5 vi è una rappresentazione a blocchi di detto FEC decoder (7000), secondo la forma di realizzazione in oggetto nel detto Livello Fisico Digitale Cable Modem (4000). Detto FEC (Forward Error Correction) decoder segue lo schema presente nei ricevitori per cable modem QAM in commercio, come quello presente nello STEL-2176 della Intel, di cui non viene utilizzata la parte di modulazione e demodulazione analogica.

   Nella presente realizzazione esso è un Reed-Solomon Decoder (712) in grado di decodificare blocchi di dati di tipo Reed-Solomon. Ogni blocco di codice è lungo 128 simboli da 7 bits e contiene 122 simboli di dati seguiti da 5 simboli di controllo. Infine il De-Randomizer (713) attua la funzione inversa del detto scambler (111), ripristinando la sequenza di dati originaria.

[0010] In fig. 6 viene evidenziato in dettaglio detto optical transceiver (5000). Detto trasmettitore laser (500) si compone di un laser di tipo VCSEL (Vertical-Cavity-Surface-Emitting-Laser) (510) che implementa detta sorgente ottica nella realizzazione in oggetto e di un Digital laser controller (550) che implementa nella realizzazione in oggetto detto controllore della sorgente ottica.

   Detto Digital Laser Controller (DLC) (550) è connesso al controllore elettronico MAC (2000) tramite il collegamento (280) e a detta Interfaccia di microprocessore (8000) tramite il collegamento (290) e l'unità BIU (Bus Interface Unit) (8100). Detto Digital Laser Controller (DLC) (550) ha tre funzionalità:
1. : accende detta sorgente ottica (510) solo in corrispondenza del segnale di sincronismo proveniente da detto controllore elettronico MAC (2000) in corrispondenza del segnale da trasmettere;
2. : sintonizza detta sorgente ottica (510) sulla lunghezza d'onda ottica su cui trasmettere. La sintonia viene selezionata nella presente realizzazione programmando opportunamente 9 registri da 8 bit ciascuno presenti nella detta unità BIU (8100) appartenente a detta Interfaccia di microprocessore (8000).

   In essi vengono codificate tre parole da 24 bit per la selezione della lunghezza d'onda di detta sorgente ottica (510). Detto Digital Laser Controller (550) mette in corrispondenza ciascuna delle tre parole con un preciso livello di corrente da fornire al VCSEL (510). Infatti detto livello di corrente, determina la temperatura interna di detto VCSEL (510) e quindi la lunghezza d'onda da esso trasmessa;
3. : stabilizza la potenza ottica d'uscita di detta sorgente ottica (510) mediante un circuito di controllo.

[0011] Il ricevitore ottico (400) si compone di un fotodiodo pin (410) che converte in corrente la potenza ottica di segnale su di esso incidente e di un amplificatore a transimpedenza (450) che effettua un'amplificazione del segnale elettrico prodotto dal fotodiodo.

   Detto segnale elettrico prodotto dal fotodiodo, di tipo digitale, viene quindi rigenerato da detto Clock e Data Recovery (700) che provvede anche ad estrarne il clock.

Claims (9)

1. Un dispositivo optoelettronico (10 000) comprendente: - un ingresso in fibra ottica (104); - un'uscita in fibra ottica (105); - un sistema di ricezione ottica, collegato a detto un ingresso fibra ottica, che converte un segnale ottico digitale in ingresso proveniente dalla rete, in un segnale elettrico digitale in ingresso; - un circuito di Clock e Data Recovery (700); - un circuito elettronico per la decodifica di detto segnale elettrico digitale in ingresso; - un controllore elettronico MAC (2000) costituito da un chip di gestione del livello MAC degli standard Cable Modem per Cable Modem o Cable Modem Termination System;

- un sistema di trasmissione ottica, collegato a detta uscita in fibra ottica (105), comprendente una sorgente ottica (510) che converte in ottico un segnale elettrico digitale in uscita verso la rete e un controllore della sorgente ottica (550) in grado di regolare in potenza e lunghezza d'onda l'uscita ottica di detta sorgente ottica (510); - un ingresso di detto controllore della sorgente ottica (510) in cui viene trasmesso un segnale in sincronia con un intervallo temporale di trasmissione dati; - un bus che collega detto ingresso di detto controllore della sorgente ottica con un'uscita di detto controllore elettronico MAC (2000) da cui viene trasmesso il segnale in sincronia con l'intervallo temporale di trasmissione dati; - un circuito di sincronizzazione dei bit e dei pacchetti di bit costituenti detto segnale elettrico digitale in uscita;

- un circuito elettronico per la codifica di detto segnale elettrico digitale in uscita; - un'interfaccia di microprocessore (8000) per la programmazione esterna; - una o più interfacce per l'unità CPE per il collegamento della detta scheda elettronica con un interfaccia di utente; - una o più interfacce di rete.

2. Dispositivo optoelettronico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da un LED quale detta sorgente ottica (510);

3. Dispositivo optoelettronico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la sorgente ottica (510) è un laser di tipo Distributed Feedback) o DFB.

4. Dispositivo optoelettronico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la sorgente ottica (510) è un laser di tipo Fabry Perot.

5. Dispositivo optoelettronico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la sorgente ottica (510) è un laser di tipo VCSEL.

6. Dispositivo optoelettronico secondo una delle rivendicazioni 1, 2, 3, 4 e 5, caratterizzato da un'accensione di detta sorgente ottica (510) solo in corrispondenza di detto intervallo temporale di trasmissione dati.

7. Dispositivo opoelettronico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la sorgente ottica (510) è un laser di tipo sintonizzabile.

8. Dispositivo optoelettronico secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dalla sintonizzazione di detta sorgente ottica (510) su una lunghezza d'onda selezionata da detto controllore elettronico MAC (2000).

9. Dispositivo optoelettronico seconde la rivendicazione 7, caratterizzato dalla sintonizzazione di detta sorgente ottica (510) su una lunghezza d'onda selezionata tramite detta interfaccia di microprocessore (8000).