CN103608721A - 用于光传送的次八度rf堆积以及用于分配的解堆积 - Google Patents

Abstract

一种用于传送多个数字信号的系统包括用于根据信号中的地址信息将每一个数字信号路由至特定的调制解调器的头端单元。在其各自的调制解调器处，为了在预设用于次八度传输的、唯一的调制解调器特定的射频（f_n）上传输，混频每一个数字信号。然后，为了在光纤上作为光信号的传输，第一转换器将多个不同的数字信号“堆积”到公共波长（λ）上。在光纤的接收端处，第二转换器将多个数字信号“解堆积”，并且根据数字信号各自的唯一射频（f_n）分离它们。然后，为了在次级网络上的进一步传输，分配单元将每一个唯一射频信号导向所寻址的节点。

Description

用于光传送的次八度RF堆积以及用于分配的解堆积

技术领域

本发明总体上涉及用于传送数字信号的方法和光学系统。更具体地，本发明涉及用于在相对地长的光纤上在次八度传输中同时地传送多个不同的数字信号的系统和方法。本发明具体地，但是不排他地，用于为了作为光信号传输将多个不同的数字信号堆积到相同的波长上，然后在光传输之后，为了它们的各自单独使用，解堆积数字信号的系统和方法。

背景技术

已知当光信号在光纤上发送时，它们特别易受到二次失真的影响。甚至，随着光纤的长度的增加，这些失真变得更显著。然而，也如已知的，根据序号12/980,008、发明标题为“使用次八度传输的被动光网络”、由与本发明相同的委托人拥有并且通过引用被包含在此的美国申请的公开，在发送的光信号中不想要的二次失真当从次八度带宽选择射频载波时能够被有效地滤出。因此，更清楚的信号被发送。

除了使接收的信号清楚之外，许多现在的网络也需要能够处理增加的通信量负载。其结果在于增加的通信量将需要使用另外的、不同类型的传输网络。无论如何，好的信号质量和在光网络上同时传送许多数字信号的能力是令人期望的。

按照上述的，本发明的目的是提供用于光学地传送多个数字信号的方法和系统，其通过将数字信号调制到用于次八度传输的每一个预定的、不同的调制解调器特定频率（f_n）上来增加光网络的通信能力。本发明的另一个目的是提供用于根据数字信号各自的载频（f_n）将数字信号“堆积”到相同的波长“λ”的光信号上的系统和方法。本发明的又一个目的是提供当数字信号正在光纤上传送时维持数字信号之间有效间隔的系统和方法。本发明的再一个目的是提供用于在容易使用、相对地容易的制造并且比较便宜的光纤上光学地传送多个数字信号的系统和方法。

发明内容

存在由本发明执行的至少三个基本功能。它们是：1）将不同的数字信号（即数据）混频到被共同地预定用于次八度光传输的、不同的、唯一的、调制解调器特定的射频（f_n）上；2）为了在相对长的光纤上在光信号上的同时传输，“堆积”多个这些数字信号作为光信号；以及3）为了在不同的网络上单独的信号向它们各自的目的地地址的随后传输，在传输之后，从光信号中“解堆积”多个数字信号。

用于本发明的目的，术语“堆积”意思是将多个不同的射频数字信号施加到相同的光波长（λ）上。然后多个数字信号被共同地通过光纤作为光信号发送。详细地，针对堆积目的，每一个数字信号将具有它自己的唯一射频载波（f_n）。重要地，将考虑两个要求选择唯一射频载波（f_n）。一个是避免在堆积处理期间与其他数字信号的干扰，并且另一个是允许数字信号的次八度传输。

堆积之前，系统之内全部数字信号可被调制到基本相同的射频“f₀”上。然后每一个数字信号将需要进一步地被混频到它自己的唯一射频载波“f_n”上。如上所述，选择每一个“f_n”以便它有效的用于次八度传输。同样地，在系统中用于每一个数字信号的唯一“f_n”必须充分地不同于每一个其他数字信号的“f_n”，以便为了作为相同光信号的传输它们可以被“堆积”在相同波长（λ）上。

通过示例，考虑“n”个不同数字信号的堆积，其中，“n”是从1至10的整数。通常，根据原始的数字信号，用于“n”个不同数字信号的每一个的初始射频“f₀”将可为基本相同的（f₀），并且将可在4MHz至100MHz之间。注意：这些初始载频不允许次八度传输。因而，为了变成能够次八度传输，每一个数字信号的初始射频“f₀”被混频到有次八度能力的更高的频率。具体地，针对本发明，作为结果的唯一射频“f_n”将处于在1[n-1]04MHz至1[n]00MHz之间的频率范围。例如，在三个不同的数字信号被标示为n=1、n=2和n=3的情况下，用于相关数字信号的各自的频率范围将是1004MHz至1100MHz；1104MHz至1200MHz以及1204MHz至1300MHz。针对“n”等于4至10类似地确定的这些例示频率范围和其他的范围提供了用于堆积多个唯一的射频信号。更具体地，一旦每一个数字信号已经被混频以建立它自己的唯一射频载波（f_n），则为了作为光信号的传输，数字信号能够被单独地施加到相同的波长（λ）上。根据上述的，在下文中该处理被称为“堆积”。

用于本发明的目的，术语“解堆积”基本意思是上述的“堆积”处理的逆反。更具体地，在解堆积期间，每一个数字信号被从波长（λ）移除，并且被作为射频信号恢复至它的原始唯一的射频载波（f_n）。随后从“f_n”混频回至“f₀”而允许每一个数字信号再次被按照惯例使用。

在结构上，系统包括将每一个数字信号路由至特定调制解调器的头端单元。具体地，该路由根据在数字信号中包括的地址信息被完成。作为实际问题，本发明预计全部数字信号将初始加载在基本相同的射频（f₀）上，其处于4-100MHz的频率范围之中。然而，在调制解调器处，为了在调制解调器特定的射频（f_n）上的进一步传输，每一个数字信号都被混频。详细地，将以两个考虑选择每一个射频载波（f_n）。如上所述，这些考虑是：1）一个调制解调器特定的（f_n）的频率范围不应该与另一个相互重叠或干扰；以及2）频率（f_n）应该被预定用于次八度传输。

连同本发明的“堆积”能力一起，系统的重要的结构元件是它的光纤。如针对本发明预想的，光纤将必须是相对地长的（例如，长于1km）。因此，正在光纤上加载的光信号特别易受二次失真的影响。因而，存在将用于每一个数字信号的载波的可用频率范围限制于次八度能力的需要，其将有效地消除二次失真。然而，不管该限制，本发明领会若干这种的频率范围可以仍然被“堆积”。

为了在光纤上向下游发送数字信号，该系统包括连接到光纤的第一端的上转换器。重要地，正是该上转换器被用于通过数字信号各自不同的唯一射频（f_n）将多个数字信号堆积到公共波长（例如λ₁₁）上。系统也包括连接到中央光纤的第二端的下转换器，其用于从波长“λ₁₁”解堆积多个数字信号。为了提供双向传输，系统也预想其中数字信号使用第二波长（例如λ₁₂）在光纤上沿相反方向也能够被发送的能力。

在解堆积操作期间，数字信号能够根据数字信号各自的唯一射频“f_n”而被分离。然后分配单元被提供用于根据每一个唯一的射频信号的地址信息将其导向节点。然后从特定节点的数字信号的随后传输能够在专用于特定节点的次级网络上进行。对于这些随后的传输，本发明预想次级网络可以是任何若干已知类型的网络；以包括诸如被动光网络（PON）、同轴以太网（EOC）、以及点对点（P2P）的网络。

附图说明

本发明的新颖特征以及关于它的结构和它的操作的发明自身，将通过与附图描述相结合从附图中最好地理解，其中，相似的附图标记表示相似的部分，并且其中：

该图是根据本发明的传输系统的原理图。

具体实施方式

参考该图，用于传送数字信号的系统被示出并且被整体上标为10。如图所示，系统10包括头端单元12，其被电连接到光纤14。而且，光纤14被示出光连接到分配单元16，其可依次地被选择地连接到多个不同的网络。用于公开的目的，并且通过示例，该图示出，分配单元16连接到被动光网络（PON）18，也连接到同轴以太网（EOC）20以及点对点（P2P）网络22。可以存在更多或更少的这种网络。网络18、20和22只是示例性的。

在本发明的操作中，数字信号24（即数据）由系统10的用户创建。虽然在图中只标示了数字信号24a和24b，但是要充分意识到在任何给定时间可能存在许多这种通过系统10传送的数字信号24。一般地，所有不同的数字信号24将以某种方式最初加载在基本相同的射频（f₀）上。通常地，该“f₀”将处于在4MHz和100MHz之间的频率范围内。无论如何，一旦数字信号24已经被生成（例如数字信号24a），并且它已经被适当地寻址，则它将被发送到路由器26。从那里，根据在数字信号24a中包括的地址信息，信号24a将被发送到调制解调器，诸如调制解调器28。在调制解调器28处，信号24a将被处理，并且它将使它的频率从“f₀”转换至频率“f_n”。

本发明的重要方面在于唯一的射频“f_n”是调制解调器特有的。具体地，“n”可以是从1至10的任何整数。然而，“n”的每一个值与特定的调制解调器相关联。因而，通过n=1与调制解调器28相关联，初始频率“f₀”将在调制解调器28处（通过混频器30）被改变为唯一的射频“f₁”。

同样地，通过n=2与调制解调器32相关联，初始频率“f₀”将在调制解调器32处（通过混频器34）被改变为唯一的射频“f₂”。因而，将与在系统10中存在的调制解调器一样多地分配调制解调器特定的载频（f_n）。进一步地，将从在1[n-1]04MHz至1[n]00MHz之间的频率范围中选择每一个“f_n”。具体地，这被完成以提供用于将多个唯一的射频信号24堆积到公共波长（例如λ₁₁）上的能力。例如，关于n=1和n=2，将分别地从1004至1100MHz以及1104至1200MHz的频率范围中选择各自的“f_n”（即f₁和f₂）。

在转换器36和波分复用器（WDM）38处，各种调制解调器特定的频率（“f_n“）被堆积到公共波长λ₁₁上。然后它们被作为光信号在光纤14上传输。在WDM40和转换器42处，各种数字信号24被从光信号（λ₁₁）中解堆积。当它们被解堆积时，数字信号24被返回为它们先前的唯一射频信号“f_n”。在被解堆积之后，根据在各自的数字信号24中的地址，数字信号24通过分配单元16被进一步路由至驻地（premises）。例如，在图中，具有射频“f₁”的数字信号24a被示出为被路由至次级PON网络18。在此情形下，为了在PON网络18中传输，数字信号24a将需要被再次转换。然而，这次光信号将具有不同的例示性波长“λ₁”。该图也示出了，为了在铜线44上至网络20中的驻地的进一步传输，具有射频“f₂”的数字信号24b被路由至EOC网络20。还在另一个实例中，为了在光纤46上至网络22中的驻地的进一步传输，具有射频“f₁₀”的数字信号24在图中示出由分配单元16被路由进P2P网络22。

虽然如在此所示和详细公开的用于光学传送的特定次八度RF堆积以及用于分配的解堆积完全能够获得目的并且提供优点，如本文之前所述的，但是要理解的是，其只是示出本发明的当前优选的实施例，而且除了在附加权利要求中描述的没有限制被意指于在此所示的结构或设计的细节。

Claims (20)

1.一种用于传送多个数字信号的系统，所述系统包括：

头端单元，所述头端单元用于根据在所述数字信号中的地址信息各自地将每一个数字信号路由至特定的调制解调器，其中，全部数字信号都被初始地加载在基本相同的射频（f₀）上并且然后为了在唯一的射频（f_n）上进一步传输而被混频，其中，（f_n）由所述各自的调制解调器确定；

光纤，所述光纤具有第一端和第二端；

第一转换器，所述第一转换器连接到中央光纤的所述第一端，用于为了在所述光纤上作为光信号的传输，通过它们各自唯一的射频将所述多个数字信号堆积到公共波长（λ）上；

第二转换器，所述第二转换器连接到所述中央光纤的所述第二端，用于将所述多个数字信号“解堆积”并且根据每一个数字信号的各自的唯一射频（f_n）分离每一个数字信号；以及

分配单元，所述分配单元用于将每一个唯一的射频信号导向所寻址的节点，其中，从所述节点的进一步传输是在专用于所述节点的次级网络上。

2.如权利要求1所述的系统，其中，存在用于所述各自唯一的射频“f_n”的“n”个数量的调制解调器，所述各自唯一的射频“f_n”具有处于4-100MHz频率范围的初始射频“f₀”以及每一个唯一射频“f_n”都处于1[n-1]04MHz至1[n]00MHz之间的频率范围中以供用于堆积所述多个唯一射频信号。

3.如权利要求2所述的系统，其中，选择f_n使得能够在所述光纤上进行所述数字信号的次八度传输。

4.如权利要求3所述的系统，其中，“n”是从1至10的整数。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述公共波长“λ”是用于将数字信号在所述光纤上从所述第一转换器向下游发送到所述第二转换器的第一波长（λ₁），并且进一步其中，数字信号以第二波长（λ₂）在所述光纤上从所述第二转换器向上游发送到所述第一转换器。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述次级网络从包括如下的一组网络中选择：被动光网络（PON）、同轴以太网（EOC）、以及点对点（P2P）。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述光纤具有大于1km的长度。

8.一种用于通过系统传送数字信号的方法，所述方法包括以下步骤：

为数字信号寻址，其中所述地址需要经由特定的调制解调器将数字信号传输到所述系统中的驻地；

在所述特定的调制解调器处将所述数字信号调制到射频“f₀”上；

将所述射频“f₀”混频到唯一的射频信号“f_n”，其中，“f_n”对于所述特定的调制解调器是唯一的；

将在所述唯一的射频“f_n”上的所述数字信号传递至第一转换器；

在所述第一转换器处将所述数字信号“f_n”与至少一个其他的数字信号“f_n+1”堆积到光波长（λ）上；

将堆积的数字信号作为光信号在光纤上从所述第一转换器向下游发送到第二转换器；

将在所述第二转换器处的所述数字信号解堆积，以根据所述数字信号各自唯一的射频“f_n”分离所述数字信号；以及

为了向所述驻地的进一步向下游的传输，根据在所述各自的数字信号中的地址信息，将解堆积的信号中的每一个分配至各自的节点。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述寻址步骤包括以下步骤：

识别用于完成所述调制步骤和所述混频步骤的调制解调器；以及

命名在所述分配步骤中使用的驻地。

10.如权利要求8所述的方法，其中，存在用于所述各自唯一的射频“f_n”的“n”个数量的调制解调器并且所述方法进一步包括以下步骤：

使初始射频“f₀”处于4MHz至100MHz之间的频率范围；以及

建立处于1[n-1]04MHz至1[n]00MHz之间的频率范围中的每一个唯一的射频“f_n”以供在所述堆积步骤中使用。

11.如权利要求8所述的方法，其中，选择“f_n”使得能够在所述光纤上进行所述数字信号的次八度传输。

12.如权利要求8所述的方法，其中，“n”是从1至10的整数。

13.如权利要求8所述的方法，其中，所述光纤具有大于1km的长度。

14.如权利要求8所述的方法，其中，所述分配步骤包括以下步骤：

从包括如下的一组网络中选择次级网络：被动光网络（PON）、同轴以太网（EOC）、以及点对点（P2P）；以及

为了在所述驻地处使用所述数字信号，再混频所述数字信号以恢复所述射频“f₀”。

15.一种用于传送数字信号的系统，其中，所述数字信号被加载在射频“f_n”上，所述系统包括：

用于将所述数字信号“f_n”和被加载在射频“f_n+1”上的另一数字信号一起堆积到光波长（λ）上的装置；

光纤，所述光纤用于将堆积的数字信号作为光信号在光纤上向下游发送；以及

用于在所述光纤上的传输之后将所述数字信号解堆积，以根据所述数字信号各自唯一的射频“f_n”分离所述数字信号的装置。

16.如权利要求15所述的系统，进一步包括：

头端单元，所述头端单元用于经由特定的调制解调器将所述数字信号寻址到所述系统中的驻地，以及用于将所述数字信号调制到所述唯一的射频信号“f_n”上，其中“f_n”对于所述特定的调制解调器是唯一的；以及

分配单元，所述分配单元用于为了向所述驻地的进一步向下游的传输，根据在所述解堆积的数字信号中的地址信息，将解堆积的信号中的每一个导向各自的节点。

17.如权利要求16所述的系统，其中，存在用于所述各自唯一的射频“f_n”的“n”个数量的调制解调器，其中，“n”是从1至10的整数，并且其中，每一个唯一的射频“f_n”都处于1[n-1]04MHz至1[n]00MHz之间的频率范围中。

18.如权利要求17所述的系统，其中，选择“f_n”使得能够在所述光纤上进行所述数字信号的次八度传输。

19.如权利要求16所述的系统，其中，所述光纤具有大于1km的长度。

20.如权利要求16所述的系统，其中，所述分配单元经由指定节点将每一个解堆积的信号导向选自包括被动光网络（PON）、同轴以太网（EOC）、以及点对点（P2P）的一组网络中的次级网络。