CH700336B1 - Presa ottica ricetrasmittente a muro. - Google Patents

Abstract

Una presa ottica a muro presente nella casa di un abbonato permette la connessione con una rete CATV di tipo FTTH (Fiber To The Home). Un transceiver analogico a larga banda attua una conversione ottico-elettrica dei segnali provenienti dalla rete e converte in ottico il segnale RF di tipo DOCSIS proveniente dai cable modem. Un adattatore ottico montato sulla presa permette una connessione mediante fibra ottica dalla casa alla rete.

Description

  Settore tecnico

  

[0001]    La presente invenzione riguarda una presa ottica ricetrasmittente a muro. Più in particolare la presente invenzione riguarda un dispositivo capace di ricevere un segnale televisivo da una rete CATV in fibra ottica e di trasferirlo all'apparecchio televisivo tramite cavo coassiale. La presente invenzione si adatta specialmente a sistemi di distribuzione CATV in cui vengono generati e trasmessi segnali AM (modulati in ampiezza) e di tipo DOCSIS.

Stato della tecnica

  

[0002]    La configurazione attuale delle reti di distribuzione di segnali televisivi è composta da una tratta in fibra ottica e di una tratta in cavo coassiale fino al cliente. La liberalizzazione nel campo delle telecomunicazioni degli ultimi anni ha permesso, ai proprietari di queste reti, di offrire nuovi servizi oltre alla tradizionale offerta di programmi radio e televisivi. Questo è stato possibile grazie alla trasmissione di dati tramite appositi modem con segnali modulati in radiofrequenza come da norma DOCSIS. In pratica separando la banda utile di un cavo coassiale in due parti si crea una via di andata, su cui sono presenti i canali radio e televisivi come pure i canali per la trasmissione di dati, e una via di ritorno, di banda più stretta, per la trasmissione di dati.

   Ciò ha permesso a corto termine di mantenere il cablaggio in coassiale esistente nell'ultima tratta. Attualmente, quasi tutte le reti di distribuzione di segnali televisivi utilizzano un sistema di trasmissione di dati su cavi coassiali. L'utilizzo effettivo 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. Questi problemi crescono con l'incremento del numero di utenti connessi tramite modem.

   La conseguenza è stata la necessità di rivedere la topologia della rete in modo da separare in piccoli gruppi i vari utenti connessi e di rifare il cablaggio coassiale esistente. Una soluzione ai problemi sopracitati è il cablaggio in fibra ottica fino a casa dell'abbonato. Tale soluzione sebbene sia allo stato attuale solo in una fase iniziale, ha il vantaggio di permettere già ora una capacità di trasmissione dati elevata senza particolari problemi ed in modo assai semplice. Gli inventori della presente invenzione si sono quindi posti il problema di creare un'interfaccia tra una rete di trasmissione televisiva che arrivi fino in casa con cavi a fibra ottica e i normali apparecchi televisivi e cable modem DOCSIS per la trasmissione e ricezione dati presenti in casa dell'abbonato che sono normalmente dotati di ingressi e uscite di tipo elettrico coassiale.

   L'invenzione inoltre prevede una connessione puramente ottica a casa dell'abbonato che fornisce a questi una finestra a larghissima banda sulla rete. Tale tipo di connessione offre per la prima volta un accesso diretto alla rete per le periferiche a fibra ottica dell'ultima generazione, in grado di supportare protocolli come l'IEEE 1394, il Giga Ethernet e predisponendo la casa ai futuri sviluppi dell'Home Intranetworking.

Presentazione dettagliata dell'invenzione

  

[0003]    Nel corso della presente descrizione e delle rivendicazioni l'espressione "segnale della via d'andata" è usata per definire il segnale CATV a larga banda modulato in AM che dalla rete in fibra ottica va verso la presa; l'espressione "segnale via di ritorno" è usata per definire tutti i tipi di segnale che dalla presa vengono inviati alla rete CATV in fibra ottica cui la presa è connessa.

  

[0004]    L'invenzione si presenta come una presa ottica ricetrasmittente a muro compatta, delle stesse dimensioni delle prese di rete CATV standard. Detta presa comprende una cornice in plastica per i connettori, una scatola in alluminio in cui è presente un circuito optoelettronico di conversione. Detto circuito optoelettronico di conversione comprende:
<tb>a)<sep>un primo ingresso in fibra ottica in cui viene trasmesso il segnale ottico CATV a larga banda modulato in AM proveniente dalla rete CATV in fibra ottica;


  <tb>b)<sep>un ricevitore ottico analogico connesso a detto primo ingresso in fibra ottica atto a convertire in elettrico il segnale ottico televisivo; detto ricevitore ottico analogico si compone di un fotodiodo e di un preamplificatore elettronico a larga banda;


  <tb>c)<sep>un insieme di derivatori per prelevare il segnale in uscita a detto preamplificatore elettronico a larga banda;


  <tb>d)<sep>un insieme di uscite elettriche con connettori coassiali per il collegamento degli apparecchi televisivi e radio;


  <tb>e)<sep>un insieme di ingressi elettrici con connettori coassiali per il collegamento dei cable modem. Detto insieme di ingressi elettrici e detto insieme di uscite elettriche vengono connessi a detto insieme di derivatori.


  <tb>f)<sep>un'uscita connessa a detto preamplificatore elettronico a larga banda per eventuale allacciamento a presa successiva;


  <tb>g)<sep>un dispositivo elettronico capace di disaccoppiare il segnale della via d'andata dal segnale della via di ritorno;


  <tb>h)<sep>un trasmettitore ottico per attuare una conversione in ottico del segnale elettrico della via di ritorno proveniente dai cable modem; preferibilmente detto trasmettitore ottico è un laser e viene isolato elettricamente dal segnale della via d'andata nella presa mediante detto dispositivo elettronico capace di disaccoppiare il segnale della via d'andata dal segnale della via di ritorno;


  <tb>i)<sep>un'uscita in fibra ottica connessa a detto trasmettitore ottico:


  <tb>j)<sep>uno o più ingressi ottici in fibra ottica per segnali della via di ritorno;


  <tb>k)<sep>una o più uscite ottiche in fibra ottica per segnali della via d'andata;


  <tb>-<sep>Detti uno o più' ingressi ottici in fibra ottica e dette una o più uscite ottiche in fibra ottica vengono connessi direttamente o tramite accoppiatori ottici alla fibra ottica della rete CATV a fibra ottica presente fino a casa dell'abbonato;


  <tb>-<sep>secondo una prima realizzazione detto un primo ingresso in fibra ottica e detta un'uscita in fibra ottica sono connesse direttamente alla fibra ottica di detta rete CATV a fibra ottica presente fino a casa dell'abbonato;


  <tb>-<sep>secondo una seconda realizzazione detto un primo ingresso in fibra ottica e detta un'uscita in fibra ottica sono connesse alla fibra ottica di detta rete CATV a fibra ottica presente fino a casa dell'abbonato mediante accoppiatori ottici;

  

[0005]    Vantaggiosamente, le uscite e gli ingressi ottici di detto circuito optoelettronico di conversione sono connessi ad una bobina su cui sono avvolte le fibre ottiche o i ribbon di fibre ottiche da installare in casa dell'abbonato con la presa. La presa presenta un sistema di ancoraggio alla bobina di fibra ottica da installare in modo da facilitare l'installazione.

  

[0006]    Un primo vantaggio dell'interfaccia ottica secondo l'invenzione è di permettere di sfruttare pienamente le capacità trasmissive di un cablaggio in fibra ottica fino a casa dell'abbonato mediante una presa compatta avente le medesime dimensioni delle prese per televisione via cavo. Un secondo vantaggio di detta presa è offrire la possibilità di far fruire all'abbonato un' immagine televisiva di alta qualità come quella trasmessa otticamente su fibra ottica. Un altro vantaggio è il sistema di ancoraggio alla bobina per favorire e velocizzare l'installazione dei cavi a fibra ottica nell'appartamento.

   Infine l'ingresso e l'uscita ottici presenti nella presa offrono prestazioni in banda limitate praticamente solo dalla conversione ottico-elettrica finale, offrendo quindi un prodotto ad alta potenzialità e limitato solamente dalle limitazioni in velocità e prestazioni dei dispositivi connessi in rete. Il tutto viene ottenuto in maniera semplice e compatta, limitando al minimo possibile il numero di componenti ottici ed elettronici.

Elenco dei disegni

  

[0007]    Caratteristiche e vantaggi dell'invenzione verranno ora illustrati con riferimento a forme di realizzazione rappresentate a titolo di esempio, non limitativo, nei disegni allegati in cui:
<tb>la fig. 1 <sep>mostra una rappresentazione schematica della rete CATV interamente in fibra ottica in cui viene inserita l'invenzione;


  <tb>la fig. 2 <sep>mostra una rappresentazione dell'aspetto esterno di una forma di realizzazione dell'invenzione tramite una vista frontale (fig. 2A) e una vista laterale (fig. 2B);


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


  <tb>la fig. 4 <sep>mostra una rappresentazione schematica di una seconda forma di realizzazione del dispositivo optoelettronico dell'invenzione;


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


  <tb>la fig. 6 <sep>mostra una rappresentazione schematica di una quarta forma di realizzazione del dispositivo optoelettronico dell'invenzione.

Realizzazione dell'invenzione

  

[0008]    Con riferimento alla fig. 1, viene schematizzata una rete CATV a fibra ottica con fibra fino all'abbonato. Tale schema ha il fine di illustrare dove viene inserita l'invenzione in oggetto. Con riferimento alla fig. 1, il segnale televisivo a larga banda modulato in AM, viene trasmesso da una centrale 2000 convenzionalmente denominata "Head End". Il segnale televisivo viene trasmesso lungo la fibra ottica 100 che lo fa pervenire al modulo denominato "ripetitore optoelettronico duale a larga banda" 1000 che lo rigenera e lo invia, tramite N fibre 200, agli N singoli abbonati. Presso l'abitazione di detti abbonati è installata l'invenzione 3000. Da essa parte la via di ritorno 201 che trasporta i dati provenienti dalle abitazioni dei singoli abbonati fino al detto ripetitore optoelettronico duale a larga banda 1000.

   Questo provvede poi a indirizzarne la somma verso l'Head End 2000 tramite la fibra ottica 101.

  

[0009]    In fig. 2 viene rappresentato un disegno dell'aspetto esteriore di una forma di realizzazione dell'invenzione per mezzo di una vista frontale (fig. 2A) e di una vista laterale (fig. 2B). Essa è una presa a muro avente le dimensioni geometriche di una normale presa di rete CATV. La realizzazione in oggetto consta di un supporto plastico 10000 che incornicia un connettore coassiale video 10001, un connettore coassiale radio 10002, un connettore per l'alimentazione 10003, un connettore coassiale per cable modem 10005, un adattatore ottico MT-RJ 10004. Dalla visione di lato fig. 2Bviene evidenziato il contenitore in alluminio 20000 posteriore, in cui viene inserito il circuito optoelettronico per la conversione dei segnali ottici/elettrici che viene rappresentato nelle fig. 3, 4, 5 e 6 in 4 forme di realizzazione.

   Sul lato posteriore della realizzazione dell'invenzione in fig. 2 appare la fibra ottica 200 su cui viene trasmesso il segnale della via d'andata, la fibra 201 su cui viene trasmesso il segnale della via di ritorno e le fibre 203 e 204 rappresentanti due canali in fibra ottica supplementari per connessioni a larghissima banda tramite l'adattatore ottico MT-RJ 10004. In fig. 3 viene rappresentata una prima forma di realizzazione di detto circuito optoelettronico per la conversione dei segnali ottici/elettrici. Il segnale ottico video a larga banda modulato in AM proveniente dalla via d'andata tramite la fibra ottica 200 viene convertito in elettrico dal ricevitore analogico a larga banda 10, parte del transceiver analogico a larga banda 11. Detto ricevitore analogico 10 attua una conversione del segnale da ottico a elettrico e lo amplifica di 20 dB.

   Il segnale così convertito in elettrico viene inviato al detto dispositivo elettronico atto a disaccoppiare la via di andata da quella di ritorno che nella presente realizzazione è il diplexer 12. Il diplexer 12 è composto da un filtro passa-alto e un filtro passa-basso. Dall'uscita del filtro passa alto il segnale della via d'andata viene prelevato da un primo derivatore elettronico 1/1013 che lo invia al connettore coassiale della presa TV 10001 passando per il filtro 14 il cui scopo è disaccoppiare la via di ritorno da disturbi in bassa frequenza provenienti dall'apparecchio televisivo. Un secondo derivatore 15 invia il segnale della via d'andata al connettore coassiale radio 10002 con il filtro passa alto 16 la cui funzione è analoga a quella del filtro 14.

   Il derivatore 1/1017 è preposto ad immettere sulla linea elettrica 400 il segnale dati della via di ritorno proveniente dal connettore coassiale 10005 usualmente connesso a cable modem. Il segnale elettrico che trasporta il flusso di dati proveniente dal connettore coassiale 10005 viene indirizzato dal diplexer 12 su un trasmettitore laser 18 di tipo VCSEL con potenza d'uscita di 0 dBm. Tale VCSEL è provvisto di un circuito di controllo per la potenza d'uscita e converte in ottico il segnale elettrico che trasporta i dati della via di ritorno. Infine un'uscita RF 25 terminata con la resistenza da 75 OHM 19 rende possibile il collegamento della presa con eventuali ulteriori prese. La presente invenzione si compone anche di un connettore ottico MT-RJ 10004 che è collegato alla rete CATV a fibra ottica mediante ulteriori due fibre ottiche 203, 204.

   Nella presente realizzazione l'insieme delle fibre 200, 201, 203, 204 è un ribbon di 4 fibre ottiche. Il segnale TV alla presa misurato, come prelevato dalla rete ottica è risultato avere un CTB di 58 dB, un CSO di 57 dB e un rapporto C/N di 46 dB avendo inviato dall'Head End un segnale di 42 portanti ottiche CENELEC, con banda da 47 MHz a 860 MHz utilizzando un trasmettitore analogico CATV della ditta EMC con potenza d'uscita di 13 dBm. Il rapporto C/N misurato sul ricevitore per la via di ritorno posizionato nel ripetitore optoelettronico duale a larga banda di fig. 1che riceve il segnale ottico della via di ritorno prodotto dal VCSEL è risultato pari a 45 dB.

  

[0010]    In fig. 4 è evidenziata una variante della realizzazione descritta in fig. 3 in cui al diplexer 12 viene sostituito un divisore 221 ad alta isolazione al fine di disaccoppiare i segnali della via d'andata dal trasmettitore laser 18 della via di ritorno. Tale configurazione permette una maggiore larghezza di banda per il segnale dati della via di ritorno ma ha minore capacità di isolare la via d'andata da quella di ritorno rispetto alla configurazione col diplexer 12. La fig. 5evidenzia un'ulteriore variante della fig. 3 in cui sull'interfaccia vengono posizionati degli accoppiatori ottici 301 e 302 che consentono di utilizzare un allacciamento a due fibre invece che a 4 utilizzando la medesima fibra per trasportare i segnali contro-propaganti. L'insieme delle due fibre 200 e 201 è un ribbon da 2 fibre.

   Un'ulteriore variante a quest'ultima configurazione viene evidenziata in fig. 6.

Claims (8)

1. Presa ottica ricetrasmittente a muro comprendente:

- una cornice in plastica per i connettori (10000)

- un ingresso in fibra ottica (200) in cui viene trasmesso il segnale ottico CaTV;

- un ricevitore ottico analogico (10) connesso a detto primo ingresso;

- un insieme di derivatori (13, 15, 17);

- un insieme di uscite elettriche con connettori coassiali (10001) per il collegamento degli apparecchi televisivi;

- un insieme di ingressi elettrici con connettori coassiali (10005) per il collegamento dei cable modem;

- un dispositivo elettronico (12, 21) capace di disaccoppiare il segnale della via d'andata dal segnale della via di ritorno;

- un trasmettitore ottico (18) per attuare una conversione in ottico del segnale elettrico della via di ritorno;

- un'uscita in fibra ottica (201) connessa a detto trasmettitore ottico (18);

- uno o più ingressi e uscite ottiche;

2. Presa secondo rivendicazione 1, caratterizzata da un laser di tipo DFB, Distributed Feedback, quale trasmettitore ottico (18) per attuare una conversione in ottico del segnale elettrico della via di ritorno;

3. Presa secondo rivendicazione 1, caratterizzata da un laser di tipo Fabry Perot quale trasmettitore ottico (18) per attuare una conversione in ottico del segnale elettrico del segnale della via di ritorno;

4. Presa secondo rivendicazione 1, caratterizzata da un laser di tipo VCSEL quale trasmettitore ottico (18) per attuare una conversione in ottico del segnale elettrico del segnale della via di ritorno;

5. Presa secondo rivendicazione 1, caratterizzata da un adattatore ottico (10004) quale uno o più ingressi e uscite ottiche;

6. Presa secondo rivendicazione 1, caratterizzata da un ingresso in fibra ottica (200) e un'uscita in fibra ottica (201) di tipo multimodo;

7. Presa secondo rivendicazione 1, caratterizzata da un ingresso in fibra ottica (200) e un'uscita in fibra ottica (201) di tipo monomodo;

8. Presa secondo rivendicazione 1, caratterizzata da un ingresso in fibra ottica (200) e un'uscita in fibra ottica (201) a ribbon di fibre ottiche.