CN1496031A - 用于接收广播/通信信号的光用户网络系统 - Google Patents

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Abstract

一种光用户网络系统。所述光用户网络系统包括服务器侧双向光发射机和用户侧双向光接收机。服务器侧双向光发射机包括：第一半导体激光器，发射数字广播信号；第二半导体激光器，发射下行因特网数据；服务器侧光电二极管，接收上行因特网数据；带通滤波器，安装在服务器侧光电二极管之前，惟一选择上行因特网数据；多分支光波导元件，选择输入/输出数据。用户侧双向光接收机包括：用户侧多分支光波导元件，接收/选择从服务器侧双向光发射机发射过来的数据；第一光电二极管，接收从服务器侧双向光发射机发射过来的数字广播数据；第二光电二极管，接收从服务器侧双向光发射机发射过来的下行因特网数据；用户侧半导体激光器，针对上行因特网数据。

Description

用于接收广播/通信信号的光用户网络系统
技术领域
本发明涉及一种光用户网络，更具体地，涉及一种具有不对称结构的双向发射/接收光用户网络。
背景技术
通常，由于发射系统和相应接收系统之间的时钟差别，发射比特间隔不与接收比特间隔同步。因此，使用了同步方法来确保接收系统精确地接收到从相应的发射系统发射的每比特数据。同步方法大体上可以分为同步传输模式和异步传输模式。在同步传输模式中，并不以单独的比特或字节发送数据，而是作为大数据块的帧来发送数据。帧的大小从几个字节到以太网的1500字节或大多数帧中继系统的4096字节。同步传输模式使接收系统能够实现精确的信号接收，并适用于高速传输。
使用同步传输方法的帧结构的代表性示例是HDLC(高级数据链路控制)帧结构。图1描述了HDLC帧的一般结构。
如图所示，标记“F”是确定帧开始的序列01111110。使用被称为比特填充的技术，将额外的零插入到数据中，使得除了在帧的开始和结束之外，标记序列从不在任何其他地方出现。地址“A”字段通常为一个字节，但也可以为多个字节。用于指示所述帧的发送器或预期的接收机。可以使多个站与单一线路相连，并设计该系统，使得每个接收机只“看到”具有其自身地址的帧。通过这种方法，多个站可以仅利用一条线路，互相进行通信(例如，在局域网上)。控制“C”字段为一个或多个字节。其包含关于帧类型的信息(例如，这是包含用户数据的帧，或者是执行某类链路控制功能的监管帧)。还经常包含允许接收机检查没有帧丢失的循环顺序号(rotating sequencenumber)。
帧的“负载”是数据字段。在此字段中的数据是完全透明的。事实上，甚至不需要以8比特字节进行组织，是完全任意汇集的比特。在数据字段之后，是包含循环冗余校验(CRC)的两个字节。这两个字节的数值是根据标记间的每比特数据所进行的算术计算的结果。当接收帧时，重复所述计算，并与所接收到的CRC字节进行比较。如果答案匹配，则我们以非常高的确定程度确信与所发射的帧精确相同地接收了所述帧。如果存在CRC错误，通常丢弃所接收到的帧。最后，以另一标记字符终止所述帧。
如图1所示，在HDLC帧中顺序排列“F”、“A”、“C”字段，而且在“C”字段和在图1中示为循环冗余码(CRC)的帧校验序列(FCS)之间排列发射/接收数据。即，同步传输模式以其中对开始和结束信号进行分组的帧的形式发射数据块。结果，发送器顺序发射媒体的比特流。并且，接收机检测这些信息比特流的开始/结束点，并接收从发送器发射的数据。
代替地，在异步传送模式(ATM)中，不需要建立发射/接收信号的同步，必需在传输数据的前面和后面附加开始和结束信号，然后，发射具有附加信号的数据。
由于异步传送模式(ATM)不发射长比特流，发射和接收之间的定时并非需要考虑的事情。在ATM模式中，逐个字符地发射数据，每个字符具有5～8比特的长度。
异步传送模式(ATM)可以按照多种格式建立信号传输，与不同的传送速率、不同的数据格式和不同的通信量特征无关，使得ATM模式兼容于与未来的业务一起使用。
在传统的用户网络中，通常使用双绞线、同轴线或无线电。在这种网络中，带宽足以适应用户的要求。但是，对于未来需要更宽带宽的那些环境，如上所述的这些传统网络将不能满足，应当设计新的网络，以满足增长的带宽需求。同样应当注意的是，由于数字广播，用户带宽需求呈几何增长。
通常，光网络采用同步传输模式。在这种条件下，这样的光网络业务可以很容易地与同类业务对接，但广播信号与因特网信号之间的接口产生了增加的成本。所以，难以将广播和因特网信号之间的接口应用于用户网络。
发明内容
因此，本发明提供了一种光用户网络系统，用于进行数字广播信号和因特网信号的双向发射/接收。
按照一个方面，所述光用户网络包括服务器侧光发射机和用户侧光接收机，所述服务器侧光发射机和所述用户侧光接收机具有异步结构，从而在保持现有网络功能性的同时，提供扩展业务能力。当用户要求额外的带宽时，由所述光用户网络提供所述扩展业务。
按照另一方面，所述光用户网络通过分离异类数据(heterogeneous data)，可以形成更为智能的网络结构。
按照另一方面，本发明的光用户网络系统包括服务器侧双向光发射机和用户侧双向光接收机。所述服务器侧双向光发射机包括：第一半导体激光器，用于发射数字广播信号；第二半导体激光器，用于发射下行因特网数据；服务器侧光电二极管，用于接收上行因特网数据；BPF(带通滤波器)，安装在所述服务器侧光电二极管之前，用于惟一选择所述上行因特网数据；以及多分支光波导元件，用于分离I/O(输入/输出)数据。所述用户侧双向光接收机包括：用户侧多分支光波导元件，用于分离从所述服务器侧双向光发射机发射过来的数据；第一光电二极管，用于接收从所述服务器侧双向光发射机发射过来的数字广播数据；第二光电二极管，用于接收从所述服务器侧双向光发射机发射过来的下行因特网数据；以及用户侧半导体激光器，针对所述上行因特网数据。
本发明的光用户网络系统有利地以不同格式进行双向光发射/接收，并能够适应用户对额外带宽的要求。此外，很容易升级所述光用户网络系统，适应对更宽带宽需求的进一步要求。此外，本发明的光用户网络系统从其他数据中分离异类数据，然后，存储所述异类数据，从而形成更为智能的网络结构。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更容易理解本发明的上述和其他目的、特征和优点，其中：
图1是按照现有技术的HDLC帧的一般结构的例图。
图2是依照本发明优选实施例的光用户网络结构的发射机/接收机系统的方框图。
具体实施方式
现在，将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细描述。在附图中，即使在不同的图中进行描述，相同或相似的元件仍然以相同的参考数字表示。在以下描述中，当使本发明的主题不清楚时，将省略这里所并入的已知功能和结构的详细描述。
现在，参照附图，图1描述了用于双向发射/接收广播数字广播/通信信号的光用户网络系统100，包括服务器侧双向光发射机110和用户侧双向光接收机120。服务器侧双向光发射机110包括第一半导体激光器11、第二半导体激光器112、服务器侧光电二极管113、服务器侧BPF(带通滤波器)114和多分支光波导元件115。
服务器侧第一半导体激光器111是垂直腔面发射激光器(VCSEL)，该激光器将数字广播数据116调制到光信号上，并向用户侧双向光接收器120，发射光调制信号。
服务器侧第二半导体激光器112是用于将下行因特网数据117调制到光信号上、并向用户侧双向光接收器120发射光调制信号的VCSEL。
服务器侧光电二极管113是光检测元件，检测从下行用户(因特网PC)发射过来的上行因特网数据127。
服务器侧BPF(带通滤波器)114位于服务器侧光电二极管113和服务器侧多分支光波导元件115之间，用于滤除所有业务，除了从下行用户(因特网PC)发射过来的上行因特网数据127。
服务器侧光波导元件115分离从第一和第二半导体激光器111和112发射过来的上行因特网数据127和从下行用户(因特网PC)发射过来的上行因特网数据127。
用户侧双向光接收机120包括：用户侧多分支光波导元件125，用于分离从服务器侧双向光发射机110发射过来的数据；第一光电二极管121，用于接收调制在光信号上的数字广播数据116；第一BPF(带通滤波器)126；第二BPF(带通滤波器)124；第二光电二极管122，用于接收下行因特网数据117；用户侧半导体激光器123，用于将上行因特网数据127调制到光信号上。
用户侧多分支光波导元件125将从服务器侧双向发射机110发射过来的各个光信号116和117以及从半导体激光器123发射过来的上行因特网数据127分别分为独立信道λ1、λ2、λ3130。
第一光电二极管121检测从第一半导体激光器111发射过来的光调制数字广播数据116，并向数字接收机(如，数字电视等)发射光调制信号。
第二光电二极管122检测从第二半导体激光器112发射过来的下行因特网数据117，并将数据重新配置为适合用户在用户计算机(因特网PC)上观看的可用形式。
用户侧半导体激光器123对用户(因特网PC)想要发射给服务器(因特网)的上行因特网数据127进行光调制，并与用户侧第二光电二极管122配对，从而实现因特网信号的双向发射/接收。
位于用户侧多分支光波导元件125和第一光电二极管121之间的第一BPF(带通滤波器)126滤除从服务器侧第一半导体激光器111发射过来的光调制数字广播数据116之外的数字广播信号或波段。
位于用户侧多分支光波导元件125和第二光电二极管122之间的第二BPF 124，阻断从服务器侧第二半导体激光器112发射过来的下行因特网数据117之外的波段和信号。
尽管为了描述性的目的，公开了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员应当清楚，在不偏离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的前提下，多种修改、添加和替代都是可能的。

Claims (13)

1、一种光用户网络系统，用于进行数字广播信号和因特网信号的双向发射/接收，包括：
(I)服务器侧双向光发射机，包括：
(a)第一半导体激光器，用于进行光调制，并发射所述光调制数字广播信号；
(b)第二半导体激光器，用于发射下行因特网数据；
(c)服务器侧光电二极管，用于接收上行因特网数据；
(d)带通滤波器(BPF)，与所述服务器侧光电二极管的输入端相连，用于选择所述上行因特网数据；以及
(e)服务器侧多分支光波导元件，用于分离所述光调制数字广播信号、所述下行因特网数据和所述上行因特网数据；以及
(II)用户侧双向光接收机，包括：
(a)用户侧多分支光波导元件，用于分离从所述服务器侧双向光发射机发射过来的数据；
(b)用户侧第一光电二极管，用于检测从所述服务器侧第一半导体激光器发射过来的所述光调制数字广播信号；
(c)用户侧第二光电二极管，用于检测从所述服务器侧第二半导体激光器发射过来的所述下行因特网数据；以及
(d)用户侧半导体激光器，用于发射从用户部分发射过来的所述上行因特网数据。
2、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述服务器侧第一半导体激光器对数字广播数据进行光调制，并向所述用户侧双向光接收机发射所述光调制信号。
3、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述服务器侧第二半导体激光器对下行因特网数据进行光调制，并向所述用户侧双向光接收机发射所述光调制信号。
4、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述服务器侧光电二极管是用于检测从下行用户发射过来的上行因特网数据的光检测元件。
5、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述服务器侧带通滤波器(BPF)滤除从用户部分发射过来的所述上行因特网数据之外的所有数据。
6、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述服务器侧双向光发射机和所述用户侧双向光接收机具有相互不对称的传输结构。
7、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述用户侧双向光接收机还包括在所述用户侧第一光电二极管和所述多分支光波导元件之间的第一带通滤波器(BPF)。
8、按照权利要求7所述的光用户网络系统，其特征在于所述用户侧双向光接收机滤除从所述服务器侧第一半导体激光器发射过来的所述光调制数字广播数据之外的所有数字广播信号和波段。
9、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述用户侧双向光接收机还包括在所述用户侧第二光电二极管和所述多分支光波导元件之间的第二带通滤波器(BPF)。
10、按照权利要求9所述的光用户网络系统，其特征在于所述第二带通滤波器(BPF)滤除从所述服务器侧第二半导体激光器发射过来的所述下行因特网数据之外的所有波段和信号。
11、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述第一光电二极管检测从所述第一半导体激光器发射过来的所述光调制数字广播数据，并向数字接收机发射所述光调制信号。
12、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述用户侧第二光电二极管检测从所述服务器侧第二半导体激光器发射过来的下行因特网数据，并将所述数据重新配置为适合用户在用户计算机上观看的形式。
13、按照权利要求1所述的光用户网络系统，其特征在于所述光电二极管是具有不同波段的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
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