ES2239490B1 - Sistema de transmision de señales de radiofrecuencia mediante fibra optica en cascada. - Google Patents

Abstract

Sistema de transmisión de señales de radio frecuencia mediante fibra óptica en cascada, que consta de una estación base (1'') que emite señales de R.F. que son transformadas en señales ópticas (5'') en un módulo maestro (4) que las vierte en un bus descendente (b''1) de fibra óptica que llega a una serie de módulos remotos intermedios (6''1) y a un módulo remoto final (7'') con sus correspondientes antenas (11''1)...(11''21) partiendo de dicho módulo remoto final (7'') un bus ascendente (b''2) de fibra óptica que llega a dichos módulos remotos intermedios (6''1) transformándose la señal óptica en señal R.F. en el módulo maestro (4) que se vierte en la estación base (1''), y en el que en cada módulo intermedio (6''1) se dispone en el bus ascendente (b''2) un convertidor opto-eléctrico (d2) que vierte como salida una primera señal de R.F. (a) un combinador-distribuidor (S2) que recibe también como entrada una segunda señal de R.F. (c) procedente de la antena (11'') correspondiente a su módulo remoto intermedio (6''1), siendo la señal de salida R.F. del combinador-distribuidor (S2) la suma (a + c) de sus entradas, que se aplica a un convertidor electro-óptico (12) que vierte su señal al bus ascendente (b''2). De aplicación en radiotelefonía.

Description

Sistema de transmisión de señales de radiofrecuencia mediante fibra óptica en cascada.

Es conocido el problema de la imposibilidad de transmitir señales de radiofrecuencia (RF) en toda circunstancia, por ejemplo, metro, minas, etc.

La solución aportada al problema consiste en combinar las características de la R.F. con las de la fibra óptica disponiéndose de convertidores eléctrico-óptico (láser) que modulan la luz emitida por ellos.

En las soluciones conocidas se dispone una estación base, por ejemplo, para telefonía móvil, radiotelefonía, etc. que emite señales R.F. a un bus descendente de fibra óptica que en serie por módulos remotos intermedios o repetidores, llega a un módulo remoto final de donde parte un bus ascendente de fibra óptica que en serie por dichos módulos remotos intermedios llega la señal de R.F. a la estación base. La luz que viaja por la fibra óptica es detectada (convertidor óptico-eléctrico) con el fin de recuperar las señales de R.F. que la modulan.

La señal de R.F. se aplica a un convertidor opto-eléctrico (normalmente un láser) con objeto de modular la luz emitida por éste, transmitiéndose dicha luz por medio de fibra óptica al siguiente componente de la cascada.

Es también conocido el utilizar derivadores ópticos tanto en el bus ascendente como en el bus descendente, en cada módulo remoto intermedio, y un filtro multiplexor óptico al final de la cascada ascendente.

El diseño de la solución conocida obliga a utilizar derivadores ópticos y un multiplexor óptico que son elementos caros y las pérdidas en la calidad de la señal óptica en la cascada son cuantiosas y en consecuencia la calidad de la señal final de R.F. no es buena.

El solicitante ha solucionado los problemas mencionados con el sistema de transmisión objeto del invento en el que en cada módulo intermedio se dispone en la cadena ascendente un convertidor opto-eléctrico que vierte como salida una primera señal de R.F. (a) un combinador-distribuidor que recibe también como entrada una segunda señal de R.F. (c) procedente de la antena correspondiente a su módulo remoto intermedio, siendo la señal de salida R.F. del combinador-distribuidor la suma (a + c) de sus entradas, que se aplica a un convertidor electro-óptico que vierte su señal a la cadena ascendente.

También se caracteriza porque en cada módulo remoto intermedio se dispone en la cadena descendente un convertidor optoeléctrico que vierte su salida en un combinador-distribuidor que deriva parte de la señal R.F. recibida hacia la antena correspondiente a su módulo remoto intermedio y envía el resto de la señal R.F. recibida a un convertidor eléctrico-óptico cuya señal de salida óptica se vierte en la cadena descendente.

Para comprender mejor el objeto de la presente invención, se representa en los planos una forma preferente de realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.

La Figura 1 es una representación en diagrama de bloques de un sistema conocido de transmisión de señales de radiofrecuencia mediante fibra óptica.

La Figura 2 es una representación en diagrama de bloques de una realización práctica del sistema objeto del invento.

La Figura 3 es una representación en diagrama de bloques de una segunda realización práctica del sistema objeto del invento.

Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento.

En la Figura 1 se aprecia una estación base (1) de emisión-recepción conocida para telefonía móvil.

Los componentes del sistema que se pasa a describir pueden ir incorporados a módulos físicos, o ubicarse por independiente próximos entre sí o alejados. Para facilitar la compresión se los describe agrupados en módulos.

En cada punto de servicio se coloca un módulo remoto.

Los módulos remotos son esencialmente repetidores de señal.

En la estación base (1) se origina una señal (2) de R.F. que se envía a un láser (3) de un módulo maestro (4), que transforma la señal (2) de R.F. en una señal óptica (5) o similar que será enviada a los módulos remotos intermedios (6_{1}), (6_{2}) ..., y al módulo remoto final (7).

Se dispone un bus descendente (b_{1}) y un bus ascendente (b_{2}) de fibra óptica.

La señal óptica (5) es derivada en cada módulo remoto intermedio (6_{1}), (6_{2}) ..., por un derivador (8_{1}), (8_{2}) que transmite solamente una parte de la señal óptica (5) que le llega, a un detector (9_{1}), (9_{2}) ..., que es un convertidor optoeléctrico de señales ópticas a señales de R.F. que se envían a la antera (11_{1}),
(11_{2}) ...

El módulo remoto final (7) no necesita derivador (8) y la señal óptica es recibida por el correspondiente detector (9n) que la envía a la antena (11n).

Para el bus ascendente (b_{2}) el proceso es inverso.

La señal R.F. procedente de la antena (11n) del módulo remoto final (7) se envía a un láser (10n) que envía la correspondiente señal óptica (13) al bus ascendente (b_{2}).

A su vez la señal R.F. procedente de la antena (11_{1}), (11_{2}) ... de cada módulo remoto intermedio (6_{1}), (6_{2}) ... por medio de un láser (10_{1}), (10_{2}) ... Y correspondiente derivador (12_{1}), (12_{2}) ... transformada en señal óptica se incorpora al bus ascendente (b_{2}).

El bus ascendente (b_{2}) llega a un filtro multiplexor óptico (14) que trocea la señal óptica (en la figura 2 en cuatro trozos como ejemplo) enviando cada trozo-banda a un módulo, (15_{1}), (15_{2}), (15_{3}), (15_{4}) con su detector-convertidor optoeléctrico (16_{1}), (16_{2}), (16_{3}), (16_{4}) correspondiente, del módulo maestro (4), que envían sus señales R.F. (17_{1}), (17_{2}), (17_{3}), (17_{4}) a la estación base (1).

En este sistema descrito se utilizan, por necesidades esenciales al sistema, láseres WDM que son caros, y por otra parte se originan ruidos y pérdidas de calidad para el usuario por pérdidas en la señal en el propio sistema.

En la variante del sistema objeto del invento (figura 2) se mantienen los componentes del enlace descendente del sistema conocido descrito (figura 1) con la estación base (1'), láser (3') del módulo maestro (4'), bus descendente (b'_{1}), módulos remotos intermedios (6'_{1})..., con su derivador (8'_{1}) ..., detector
(9'_{1}) ..., antena (11'_{1}) ..., módulo remoto final (7') con su detector (9'n) y antena (11'n).

Lo que se cambia en este sistema es el enlace ascendente desde el módulo remoto final (7') hasta la estación base (1').

La señal R.F. procedente de la antena (11'n) del módulo remoto final (7') se envía a un láser (10'n) que incorpora la correspondiente señal óptica (13') al bus ascendente (b'_{2}) o cascada de fibra óptica que llega a un módulo remoto intermedio (6'_{1}) (se supone que son iguales todos los módulos remotos intermedios), donde la señal es recibida por un detector (d_{2}) convertidor optoeléctrico. La señal (a) procedente de la antena (11'_{1}) correspondiente al punto de servicio en el que se ubica el módulo remoto intermedio (6'_{1}) llega a un combinador-distribuidor con función sumadora (S_{2}) de señales de R.F. que la combina (por ejemplo la suma) a la señal (c) procedente del detector (d_{2}) enviando la señal resultante, por ejemplo (a + c) a un láser (l_{2}) que vuelve a transformar la señal (a + c) de R.F. en una señal óptica.

El bus ascendente (b'_{2}) llega a un detector (16'_{1}) del módulo maestro (4') que envía su salida de R.F. a la estación base (1').

En el sistema objeto del invento se pueden utilizar un amplio espectro de R.F. desde 5 MHz a 3 GHz.

Se obtienen buenos resultados utilizando láser (l_{2}) (convertidor electro-óptico) de la firma Lucen Technologies, modelo A371; detector-fotodiodo (d_{2}) (convertidor óptico-eléctrico) de la firma Epitaxx, modelo ETX 75 FJ y como combinador-distribuidor o sumador (S_{2}) el modelo ADP-2-20 de la firma Mini-Circuits.

Como combinador-distribuidor se pueden utilizar, por ejemplo, acopladores direccionales, combinadores-distribuidores resistivos, combinadores-distribuidores inductivos, duplexores, diplexores, puentes de Wilkinson, etc., etc.

En la Figura 3 se observa que se mantienen los componentes del sistema tal y como se han descrito para la Figura 2, pero introduciendo en el enlace descendente en los módulos remotos intermedios (6''_{1}) las variaciones objeto del invento explicadas para el enlace ascendente.

La señal óptica (5') llega en cada módulo remoto intermedio (6''_{1}) a un convertidor óptico-eléctrico (d_{1}) cuya señal de salida R.F. es enviada a un combinador-distribuidor (S_{1}) con función distribuidora/derivadora hacia la antena (11'_{1}) y cuya señal de salida procesada se envía a un convertidor eléctrico-óptico (l_{1}) cuya salida de señal óptica se incorpora a la fibra óptica del bus descendente (b'_{1}).

Las antenas pueden formar parte o no de los módulos remotos.

Se apreciará que el combinador-distribuidor (S_{2}) del bus ascendente (b'_{2}) puede ser un elemento idéntico al combinador-distribuidor (S_{1}) del bus descendente (b'_{1}), utilizándose en la cascada descendente como distribuidor y en la cascada ascendente como sumador.

En estos diagramas de bloques no se han representado por simplificación, y claridad de exposición, el procesado por amplificación, filtrado, regeneración, etc., que cualquier experto en la materia entiende como necesarios en estos procesos-sistemas, que son propios de ingeniería de detalle y no suponen ningún tipo de nivel inventivo.

Claims (3)

1. Sistema de transmisión de señales de radiofrecuencia mediante fibra óptica en cascada, que consta de una estación base (1') que emite señales de R.F. que son transformadas en señales ópticas (5') en un módulo maestro (4) que las vierte en un bus descendente (b'_{1}) de fibra óptica que llega a una serie de módulos remotos intermedios (6'_{1}) y a un módulo remoto final (7') con sus correspondientes antenas (11'_{1}) ... (11'_{21}) partiendo de dicho módulo remoto final (7') un bus ascendente (b'_{2}) de fibra óptica que llega a dichos módulos remotos intermedios (6'_{1}) transformándose la señal óptica en señal R.F. en el módulo maestro (4) que se vierte en la estación base (1'), caracterizado porque en cada módulo intermedio (6'_{1}) se dispone en el bus ascendente (b'_{2}) un convertidor opto-eléctrico (d_{2}) que vierte como salida una primera señal de R.F. (a) un combinador-distribuidor (S_{2}) que recibe también como entrada una segunda señal de R.F. (c) procedente de la antena (11') correspondiente a su módulo remoto intermedio (6'_{1}), siendo la señal de salida R.F. del combinador-distribuidor (S_{2}) la suma (a + c) de sus entradas, que se aplica a un convertidor electro-óptico (l_{2}) que vierte su señal al bus ascendente (b'_{2}).

2. Sistema de transmisión de señales de radiofrecuencia mediante fibra óptica en cascada, según reivindicación anterior, caracterizado porque en cada módulo remoto intermedio (6'_{1}) se dispone en el bus descendente (b'_{1}) un convertidor optoeléctrico (d_{1}) que vierte su salida en un combinador-distribuidor (S_{1}) que deriva parte de la señal R.F. recibida hacia la antena (11'_{1}) correspondiente a su módulo remoto intermedio (6'_{1}) y envía el resto de la señal R.F. recibida a un convertidor eléctrico-óptico cuya señal de salida óptica se vierte en el bus descendente (b'_{1}).

3. Sistema de transmisión de señales de radiofrecuencia mediante fibra óptica en cascada, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo maestro (4') se dispone un único convertidor eléctrico-óptico para el bus descendente (b'_{1}) y un único convertidor óptico-eléctrico para el bus ascendente (b'_{2}).