PT2332276E

PT2332276E - Redes ópticas passivas

Info

Publication number: PT2332276E
Application number: PT08803641T
Authority: PT
Inventors: Marco Presi; Giampiero Contestabile; Ernesto Ciaramella; Roberto Proiettii
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2012-03-28
Also published as: WO2010025767A1; ES2381451T3; EP2332276A1; EP2332276B1; AU2008361451A1; DK2332276T3; CN102204137A; US20110236021A1; ATE543279T1; AU2008361451B2; CN102204137B

Description

ΕΡ 2 332 276 /PT

DESCRIÇÃO "Redes ópticas passivas"

CAMPO TÉCNICO O invento refere-se a um sistema de redes ópticas passivas (PON), a uma unidade de rede óptica e a um método de codificação em linha de rede óptica passiva.

ANTECEDENTES A maioria dos operadores de redes de telecomunicações está actualmente à procura de formas de disponibilizar redes ópticas passivas (PON) em ambientes onde há necessidade de contornar o serviço central em favor das designadas PON de "longo alcance". Nesta visão, as unidades de rede óptica (ONU) estão ligadas directamente ao terminal de linha óptica (OLT) por ligações ópticas que podem chegar a 100 km de comprimento. Actualmente, este objectivo é conseguido por meio de amplificadores em linha, também conhecidos como extensões, disponibilizados na PON. Apesar de associada a um aumento de custos operacionais, esta abordagem tem sido adoptada pelos principais operadores de telecomunicações para prolongarem o alcance de sistemas Gigabit-PON (G-PON) que se baseiam em acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA), como explicado em R. Davey, "Next Generation Extended Reach PON", OFC/NFOEC 2008, artigo OThLl, Fev. 2008. É reconhecido que a implementação de PON multiplexadas por divisão de comprimento de onda (WDM-PON), onde a cada ONU é atribuído um único comprimento de onda, permite a utilização mais eficiente de largura de banda de fibra e simplifica a gestão da rede na medida em que todas as ligações são ponto a ponto. "Bidirectional WDM-PON Based on Gain-Saturated Reflective Semiconductor Optical Amplifiers" foi publicado por W. Lee, M. Park, S. Cho, J. Lee, C. Kim, G. Jeong e B. Kim em Photonics Technology Letters, IEEE, vol. 17, no. 11, pp. 2460 a 2462, 2005. A fim de disponibilizar uma remodulação completa de tráfego de feixe descendente, o R-SOA deve ser operado em regime de saturação, o que 2 ΕΡ 2 332 276 /PT apresenta questões de orçamento de energia. Para mitigar este problema, têm sido sugeridas várias soluções.

Uma primeira propõe a utilização de sinais de feixe descendente de modulação de índice reduzida (N. Calabretta, M. Presi, R. Proietti, G. Contestabile, e E. Ciaramella, "A Bidirectional WDM/TDM-PON Using DPSK Downstream Signals and a Narrowband AWG," Photonics Technology Letters, IEEE, vol. 19, no. 16, pp. 1227 a 1229, 2007), mas a mesma introduz limitações na sensibilidade ao feixe descendente e aumenta a penalização de energia no sinal ascendente devido a espalhamento de Rayleigh introduzido pelo canal de feixe descendente. Outra solução proposta é a utilização de transmissões semiduplex, onde os R-SOA recebem luz CW de feixe descendente nos intervalos de transmissão de feixe ascendente (C. Arellano, C. Langer, e J. Prat, "Optical Network Units based on Semiconductor Optical Amplifiers in Single-Wavelenght Single-Fiber Acess Networks",

Breitbandversorgung in Deutschland-wie schaffen wir den Anschluss, 2005) . "WDM-PON Architectures With a Single Shared Interferometric Filter for Carrier-Reuse Upstream

Transmission", foi proposto por X. Cheng. Y. Wang, T. Cheng e C. Lu, em Journal of Lightwave technology, vol. 25, no. 12, p. 3669, 2007. Esta técnica baseia-se na utilização de filtros estreitos no nó óptico remoto, e apesar de um filtro óptico ser um órgão passivo, mesmo assim introduz uma dependência dos comprimentos de onda de canal que deverá ser evitada em implementações práticas. A disponibilização de fontes de sementes ("seeding sources") de banda larga para o R-SOA a partir do OLT (separado do sinal de dados de feixe descendente) foi proposta em P. Healey, P. Townsend, C. Ford, L. Johnston, P. Townley, I. Lealman, L. Rivers, S. Perrin e R. Moore, "Spectral slicing WDM-PON using wavelength-seeded reflective SOAS", Electronics Letters, vol. 37, no. 19, pp. 1181 a 1182, 2001. No entanto, esta abordagem necessita de filtragem adicional na ONU. A auto sementeira ("Self-seeding")do R-SOA também foi proposta, em E. Wong, K. Lee e T. Anderson, "Directly-Modulated Self-Seeding Reflective SOAs as Colorless Transmitters for WDM Passive Optical Networks", J. Lightwave Technol. 25, 67 a 74 (2007). A auto sementeira inicialmente parecia ser uma técnica bastante promissora, no entanto, a sua implementação prática está severamente 3 ΕΡ 2 332 276 /PT limitada pelas perdas de energia registadas no nó óptico remoto. Na prática, não é possível concretizar este esquema num ambiente real.

Outras abordagens, com base na utilização de codificação em linha óptica, também foram propostas, incluindo RZ inverso (IRZ) para o sinal de feixe descendente e codificação NRZ para o sinal de feixe ascendnte (N. Deng, C. Chan, e L. Chen, "A centralized-light-source WDM acess network utilizing inverse-RZ downstream signal with upstream data remodulation", Optical Fiber Technology, vol. 13, no. 1, pp. 18 a 21, 2007) e coficação Manchester para o sinal de feixe descendente e codificação NRZ para o sinal de feixe ascendente (H. Chung, B. Kim, H. Park, S. Chang, M. Chu, e K. Kim, "Effects of inverse-RZ and Manchester code on a wavelength re-used WDM-PON, "Lasers & Electro-Optics Society, IEEE, pp. 298 a 299, 2006) . Ao transportar energia não nula em cada bit (tanto em "marca" como em "espaço") a utilização de esquemas de codificação deste tipo facilita a remodulação do feixe ascendente. No entanto, esta técnica limita drasticamente a largura de banda de remodulação de feixe ascendente.

RESUMO É desejável evitar pelo menos uma ou mais das desvantagens acima e disponibilizar um sistema de rede óptica passiva melhorado, uma unidade de rede óptica e um método de codificação em linha de rede óptica passiva.

De acordo com um primeiro aspecto do invento é disponibilizado um sistema de rede óptica passiva que compreende um terminal de linha óptica que compreende: um transmissor óptico de ligação descendente configurado para gerar um sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso e um receptor óptico de ligação ascendente configurado para receber um sinal de dados de feixe ascendente. Uma unidade de rede óptica que compreende um receptor óptico de ligação descendente está configurada para receber uma primeira parte do sinal de dados de feixe descendente. Um remodulador óptico de ligação ascendente está configurado para receber uma segunda parte do 4 ΕΡ 2 332 276 /PT sinal de dados de feixe descendente e remodular o mesmo para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero. Uma ligação óptica ligada entre o terminal de linha óptica e a unidade de rede óptica está configurada para transmitir sinais de dados de feixe descendente e feixe ascendente entre os mesmos. 0 par de codificação em linha de retorno para zero/retorno para zero inverso é transparente para a arquitectura do sistema de rede óptica passiva, garantindo, deste modo, um elevado grau de flexibilidade na concepção e desenvolvimento da próxima geração de WDM-PON. 0 sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso compreende, de preferência, impulsos escuros que têm um ciclo efectivo de aproximadamente cinquenta por cento. 0 sistema de rede óptica passiva é, por conseguinte, capaz de conseguir larguras de banda de dados de feixe ascendente e feixe descendente simétricas. 0 remodulador óptico de ligação ascendente, de preferência, compreende um modulador electro-óptico configurado para ser accionado por um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero. 0 remodulador óptico de ligação ascendente é, de preferência, configurado tanto para remodular como para amplificar a dita segunda parte do sinal de dados de feixe descendente para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero. 0 remodulador óptico de ligação ascendente, de preferência, compreende um amplificador óptico semicondutor reflexivo configurado para ser accionado por um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero. 0 amplificador óptico semicondutor reflexivo funciona, de preferência, na recepção de um impulso escuro que tem um bordo de ataque de impulso e uma extremidade de impulso para suprimir a extremidade de impulso escuro para formar um zero lógico para o sinal de dados de feixe ascendente ou para amplificar a extremidade de impulso escuro para formar um um lógico e funciona na recepção de um impulso iluminado para 5 ΕΡ 2 332 276 /PT suprimir metade do impulso para formar um um lógico ou para suprimir o impulso completo para formar um zero lógico. 0 amplificador óptico semicondutor reflexivo, por conseguinte, apenas remodula sinais iluminados de onda continua (CW). 0 amplificador óptico semicondutor reflexivo é, de preferência, configurado para funcionar fora do seu regime de saturação para energias de entrada no nível de energia óptico da segunda parte do sinal de dados de feixe descendente. A segunda parte do sinal de dados de feixe descendente tem, de preferência, uma energia óptica que não é maior do que P=G-P(max), onde P está em dBm, G é o ganho do amplificador óptico semicondutor reflexivo em dB e P(max) é a energia de saída óptica máxima do amplificador óptico semicondutor reflexivo em dBm. 0 funcionamento do amplificador óptico semicondutor reflexivo fora do seu regime de saturação atenua as restrições de orçamento de energia no sistema de rede óptica passiva. A unidade de rede óptica, de preferência, também compreende aparelhos de sincronização de sinal configurados para entrelaçar o sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero por meio bit em relação ao sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso recebido. 0 aparelho de sincronização de sinal, de preferência, compreende uma linha de atraso óptico colocada entre a ligação óptica e o remodulador óptico de ligação ascendente.

Isto garante que a CW iluminada está disponível no amplificador óptico semicondutor reflexivo para remodulação.

De preferência, o sistema de rede óptica passiva compreende uma pluralidade de unidades de rede óptica, estando a ligação óptica ligada entre o terminal de linha óptica e cada uma das unidades de rede óptica. 6

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As unidades de rede óptica podem ser configuradas para receberem sinais de dados de feixe descendente de uma pluralidade de comprimentos de onda diferentes, o terminal de linha óptica compreende uma pluralidade correspondente de transmissores ópticos de ligação descendente configurados para gerarem sinais de dados de feixe descendente codificados em linha com retorno para zero inverso numa pluralidade de comprimentos de onda e a ligação óptica também compreende um aparelho de multiplexagem de divisão de comprimento de onda e um aparelho de desmultiplexagem de divisão de comprimento de onda. 0 sistema de rede óptica passiva pode, por conseguinte, implementar uma rede óptica passiva multiplexada por divisão de comprimento de onda.

Uma pluralidade das unidades de rede óptica pode ser organizada num ou mais subconjuntos, estando as unidades de rede óptica em cada subconjunto configuradas para receberem sinais de dados de feixe descendente substancialmente do mesmo comprimento de onda e a ligação óptica também compreende um divisor de energia óptica de um para muitos colocado entre o terminal de linha óptica e o, ou cada, subconjunto. 0 sistema de rede óptica passiva pode, por conseguinte, implementar uma rede óptica passiva híbrida de acesso múltiplo por divisão de tempo/multiplexado por divisão de comprimento de onda. A ligação óptica, de preferência, compreende uma fibra de alimentação entre o aparelho de multiplexagem por divisão de comprimento de onda e o aparelho de desmultiplexagem por divisão de comprimento de onda, uma fibra de distribuição de longo alcance para cada unidade de rede óptica e uma fibra de distribuição de curto alcance de cada divisor de energia óptica de um para muitos para as unidades de rede óptica no seu subconjunto respectivo.

Cada uma das unidades de rede óptica pode ser configurada para receber sinais de dados de feixe descendente substancialmente do mesmo comprimento de onda e a ligação óptica também compreende um divisor de energia óptica de um para muitos colocado entre o terminal de linha óptica e as unidades de rede óptica. 0 sistema de rede óptica passiva 7 ΕΡ 2 332 276 /PT pode, por conseguinte, implementar uma rede óptica passiva de acesso múltiplo por divisão de tempo.

De acordo com um segundo aspecto do invento, é disponibilizada uma unidade de rede óptica que compreende um receptor óptico de ligação descendente configurado para receber uma primeira parte de um sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso. Um remodulador óptico de ligação ascendente está configurado para receber uma segunda parte do sinal de dados de feixe descendente e remodular o mesmo para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero. 0 remodulador óptico de ligação ascendente compreende um modulador electro-óptico configurado para ser accionado por um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero. 0 remodulador óptico de ligação ascendente está, de preferência, configurado tanto para remodulador como para amplificar a dita segunda parte do sinal de dados de feixe descendente para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero. 0 remodulador óptico de ligação ascendente, de preferência, compreende um amplificador óptico semicondutor reflexivo configurado para ser accionado por um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero. 0 amplificador óptico semicondutor reflexivo, de preferência, funciona na recepção de um impulso escuro com um bordo de ataque de impulso e uma extremidade de impulso para suprimir a extremidade de impulso escuro para formar um zero lógico para o sinal de dados de feixe ascendente ou para amplificar a extremidade de impulso escuro para formar um um lógico e funciona na recepção de um impulso iluminado para suprimir metade do impulso para formar um um lógico ou para suprimir todo o impulso para formar um zero lógico. 0 amplificador óptico semicondutor reflexivo, por conseguinte, apenas remodula sinais iluminados de onda continua (CW). 8

ΕΡ 2 332 276 /PT Ο amplificador óptico semicondutor reflexivo está, de preferência, configurado para funcionar fora do seu regime de saturação para energias de entrada no nível de energia óptico da segunda parte do sinal de dados de feixe descendente. A segunda parte do sinal de dados de feixe descendente, de preferência, tem uma energia óptica que não é maior do que P = G-P(max), onde P está em dBm, G é o ganho do amplificador óptico semicondutor reflexivo em dB e P(max) é a energia de saída óptica máxima do amplificador óptico semicondutor reflexivo em dBm. A unidade de rede óptica, de preferência, também compreende um aparelho de sincronização de sinal configurado para entrelaçar o sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero por meio bit em relação ao sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso recebido. 0 aparelho de sincronização de sinal, de preferência, compreende uma linha de atraso óptico colocada entre a ligação óptica e o remodulador óptico de ligação ascendente.

Isto garante que aquela luz CW fica disponível no amplificador óptico semicondutor reflexivo para remodulação.

De acordo com um terceiro aspecto do invento é disponibilizado um método de codificação em linha de rede óptica passiva que compreende a geração de um sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso. Uma parte do sinal de dados de feixe descendente é recebida e remodulada para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero. 0 par de codificação em linha com retorno para zero/retorno para zero inverso é transparente à arquitectura da rede óptica passiva com que o método é utilizado, garantindo, deste modo, um elevado grau de flexibilidade na concepção e desenvolvimento de WDM-PON de próxima geração. 0 sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso, de preferência, compreende impulsos escuros com um ciclo efectivo de 9 ΕΡ 2 332 276 /PT aproximadamente cinquenta por cento. O método pode, por conseguinte, ser utilizado para se conseguir larguras de banda de dados de feixe ascendente e de feixe descendente simétricas. A remodulação da parte do sinal de dados de feixe descendente é, de preferência, realizada por entrega da parte do sinal de dados de feixe descendente a um modulador electro-óptico e accionamento do modulador electro-óptico com um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero. 0 método de codificação em linha, de preferência, compreende tanto a parte de remodulação como a parte de amplificação do sinal de dados de feixe descendente para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero. A remodulação e amplificação da parte do sinal de dados de feixe descendente são, de preferência, realizadas por entrega da parte do sinal de dados de feixe descendente a um amplificador óptico semicondutor reflexivo e accionamento do amplificador óptico semicondutor reflexivo com um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero. 0 sinal de dados de feixe ascendente remodulado é, de preferência, gerado, na recepção de um impulso escuro com um bordo de ataque de impulso e uma extremidade de impulso, pela supressão da extremidade do impulso escuro para formar um zero lógico para o sinal de dados de feixe ascendente ou pela sua amplificação para formar um um lógico e, na recepção de um impulso iluminado, pela supressão de metade do impulso para formar um um lógico ou pela supressão de todo o impulso para formar um zero lógico.

Por conseguinte, apenas sinais de luz de onda continua (CW) são remodulados. 0 amplificador óptico semicondutor reflexivo funciona, de preferência, fora do seu regime de saturação para energias de entrada no nível de energia óptica da segunda parte do sinal de dados de feixe descendente. A energia óptica da 10

ΕΡ 2 332 276 /PT segunda parte do sinal de dados de feixe descendente é, de preferência, definida para não ser maior do que P = G-P(Max), onde P está em dBm, G é o ganho do amplificador óptico semicondutor reflexivo em dB e P(max) é a energia de saida óptica máxima do amplificador óptico semicondutor reflexivo em dBm. O funcionamento do amplificador óptico semicondutor reflexivo fora do seu regime de saturação alivia as restrições de orçamento de energia no sistema de rede óptica passiva. O método de codificação em linha, de preferência, também compreende entrelaçar o sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero por meio bit em relação ao sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso recebido. De preferência, a sincronização dos sinais de dados de feixe descendente e de feixe ascendente para entrelaçar é realizada pela introdução de um atraso óptico na parte do sinal de dados de feixe descendente a remodular.

Isto garante que luz CW fica disponível para remodulação.

Concretizações do invento serão agora descritas em detalhe, apenas por meio de exemplo, com referência aos desenhos em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig. 1 é uma representação esquemática de um sistema de rede óptica passiva de acordo com uma primeira concretização do invento; A Fig. 2 é uma representação esquemática de um sistema de rede óptica passiva de acordo com uma segunda concretização do invento; A Fig. 3 é uma representação esquemática de um sistema de rede óptica passiva de acordo com uma terceira concretização do invento; 11

ΕΡ 2 332 276 /PT A Fig. 4 é uma representação esquemática de (a) uma configuração experimental de uma rede óptica passiva de acordo com a segunda concretização do invento, e (b) do receptor de unidade de rede óptica;

A Fig. 5 mostra diagramas de olho para sinais de feixe descendente (DS) e de feixe ascendente (US) da PON da Fig. 4: DS: (a) costas com costas; (b) SMF depois de 80 km; (c) SMF depois de 80 km e R-SOA desligado; US costas com costas para três níveis de energia de sinal semente: (d) -25 dBm; (e) -30 dBm; (f) -35 dBm. Os diagramas de olho estão registados numa escala de tempo de 100 ps/divisão com um filtro de pós detecção eléctrico de 1,87 GHz; A Fig. 6 mostra medidas de taxa de erro de bit (BER) para sinais de dados de feixe descendente e de feixe ascendente da PON da Fig. 4 para longo alcance (80 km) ; símbolos brancos referem condições de costas com costas e símbolos pretos indicam a BER depois de transmissão através de 80 km SMF; A Fig. 7 mostra medidas de taxa de erro de bit (BER) para sinais de dados de feixe descendente e de feixe ascendente da PON da Fig. 4 para curto alcance (26 km) ; símbolos brancos referem condições de costas com costas e símbolos pretos indicam BER depois de transmissão através de 2 6 km SMF; e A Fig. 8 é um fluxograma de um método de codificação em linha de rede óptica passiva de acordo com uma quarta concretização do invento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência à Fig. 1, uma primeira concretização do invento disponibiliza um sistema de rede óptica passiva (PON) de curto alcance 10 que compreende um terminal de linha óptica (OLT) 12, uma unidade de rede óptica (ONU) 26 e uma ligação óptica 40, na forma de fibra de modo único de 25 km, ligada entre o OLT 12 e a ONU 26 e configurada para transmitir sinais de dados de feixe descendente e de feixe ascendente entre os mesmos. Nesta concretização, o OLT 12 12 ΕΡ 2 332 276 /PT compreende um transmissor óptico de ligação descendente 14 configurado para gerar um sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso (IRZ) e um receptor óptico de ligação ascendente 16 configurado para receber um sinal de dados de feixe ascendente. A codificação em linha com IRZ compreende um sinal de dois niveis que compreende um impulso iluminado (um impulso de onda continua (CW)) para representar um 0 lógico e ausência de impulso, por exemplo, não iluminado, ou pelo menos substancialmente menos luz que o nivel de luz CW, (também conhecido como um "impulso escuro") para representar um 1 lógico. 0 sinal volta a zero (isto é, luz CW) entre impulsos. Os impulsos escuros têm um ciclo efectivo de 50%, isto é, têm uma duração de metade de um ciclo de relógio. Os impulsos escuros têm um bordo de ataque, que é a transição de luz CW para ausência de luz, e um bordo de extremidade (a "extremidade" do impulso), que é a transição de ausência de luz para luz CW, como mostrado na Fig. 2 (a) em relação à segunda concretização. 0 bordo de extremidade, que é uma parte de transição, compreende, deste modo, alguma luz. O transmissor óptico de ligação descendente 14 compreende uma fonte de sinal portador óptico, na forma de um laser 18, que funciona para gerar um sinal portador óptico, uma fonte de sinal de dados electrónico 22 com IRZ e um modulador de intensidade, que aqui assume a forma de um modulador Mach-Zehnder 20. A fonte de sinal de dados 22 com IRZ gera um sinal de dados com IRZ de ciclo efectivo de 50% (50% IRZ) a 1,25 Gb/s. O sinal de dados com 50% IRZ acciona o modulador Mach-Zehnder 20 para aplicar o sinal de dados com IRZ ao sinal portador óptico, para gerar um sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com 50% IRZ a 1,25 Gb/s. O sinal de dados de feixe descendente está ligado na ligação óptica 40 através de um circulador óptico (OC) 24. Os sinais de dados de feixe ascendente estão ligados da ligação óptica 40 para a ligação óptica ascendente 16 através do circulador óptico 24. 13

ΕΡ 2 332 276 /PT A ONU 2 6 compreende um receptor óptico de ligação descendente 28 configurado para receber uma primeira parte de um sinal de dados de feixe descendente e um remodulador óptico de ligação ascendente 30 configurado para receber uma segunda parte do sinal de dados de feixe descendente e tanto o remodula como o amplifica para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha (RZ) com retorno para zero (RZ). A ONU 26 também compreende um acoplador de 3dB 38 ligado num lado à ligação óptica 40 e no seu outro lado ao receptor óptico de ligação descendente 28 e ao remodulador 30. O acoplador de 3dB 38 actua para dividir um sinal de dados de feixe descendente recebido em dois sinais de energia substancialmente igual (um sinal para ser recebido pelo receptor óptico de ligação descendente 28 e um sinal semente óptico para o remodulador 30), e liga os sinais ao receptor óptico de ligação descendente 28 e ao remodulador 30, respectivamente. A ONU 26 também compreende uma fonte de sinal de relógio local associada ao receptor de feixe descendente 28. O remodulador óptico de ligação ascendente 30 compreende um modulador electro-óptico na forma de um amplificador óptico semicondutor reflexivo (R-SOA) 32, uma fonte de sinal de dados electrónico 34 com RZ e um aparelho de sincronização de sinal na forma de uma linha de atraso óptico variável (ODL) 36. O R-SOA 32 neste exemplo compreende um dispositivo comercialmente disponível que garante 21 dB de ganho de sinal reduzido a 50 mA de corrente de polarização, 2 dBm de energia de saturação de saída, polarização de 1 dB em função do ganho e imagem de ruído de 8 db e é polarizado com 7 0 mA. O R-SOA 32 funciona fora do seu regime de saturação. O sinal semente recebido no R-SOA 32 tem um nível de energia não superior a P = G-P(max), onde P está em dBm, G é o ganho do R-SOA em dB e P(max) é a energia de saída óptica máxima do R-SOA em dBm. Neste exemplo, o sinal semente tem uma energia entre -15 dBm e -35 dBm. A fonte de sinal de dados RZ gera um sinal de dados com RZ de 1,25 Gb/s com 7 V pico a pico. 14

ΕΡ 2 332 276 /PT A linha de atraso óptico 36 actua para sincronizar o sinal de dados de feixe ascendente (isto é, o sinal de dados com RZ) com o sinal de dados de feixe descendente, em ligação com a fonte de relógio local, de modo que o sinal de dados de feixe ascendente é entrelaçado por meio bit em relação ao sinal de dados de feixe descendente recebido. Isto significa que o sinal de dados com RZ é aplicado (isto é o R-SOA remodula e amplifica) apenas quando o sinal semente compreende um sinal CW, como se segue.

Quando o sinal de dados de feixe descendente, compreende um impulso escuro (um 1 lógico), o sinal semente compreende a extremidade do impulso escuro, que é suprimida pelo R-SOA 32 para formar um 0 lógico para o sinal de dados de feixe ascendente ou é amplificada pelo R-SOA 32 para formar um 1 lógico. Quando o sinal de dados de feixe descendente compreende um impulso iluminado (um 0 lógico), o sinal semente compreende um impulso iluminado CW que tem uma duração igual ao ciclo de relógio completo, metade do impulso iluminado é suprimido pelo R-SOA 32 para formar um 1 lógico ou todo o impulso é suprimido pelo R-SOA 32 para formar um 0 lógico.

Será apreciado que a fibra de ligação óptica 40 pode ser de um comprimento diferente e pode, em particular, ser uma fibra de longo alcance com um comprimento de, por exemplo, 80 a 100 km, para formar um sistema de rede óptica passiva de longo alcance.

Com referência à Fig. 2, uma segunda concretização do invento disponibiliza um sistema 50 de rede óptica passiva (PON) multiplexado por divisão de comprimento de onda (WDM) que é uma extensão do sistema de rede óptica passiva 10 da primeira concretização. Os mesmos números de referência são mantidos para caracteristicas correspondentes.

Nesta concretização WDM-PON, o OLT 52 compreende uma sequência 54 de transmissores ópticos (Tx) de ligação descendente configurados para gerarem uma pluralidade de sinais de dados de feixe descendente codificados em linha com retorno para zero inverso (IRZ), cada qual num diferente de uma pluralidade de comprimentos de onda portadora óptica e 15 ΕΡ 2 332 276 /PT uma sequência 60 de receptores ópticos (Rx) de ligação ascendente configurados para receberem uma pluralidade de sinais de dados de feixe ascendente nos ditos comprimentos de onda portadora. A sequência 54 de Tx de ligação descendente compreende uma pluralidade de fontes de sinais portadores ópticos na forma de laser 56. A pluralidade resultante de sinais de dados de feixe descendente codificados em linha com IRZ é multiplexada através de um agregado de guias de onda (AWG) 58 e ligada através do circulador óptico (OC) 24 numa fibra de alimentação de modo único 66, com um comprimento de 20 km, que forma a primeira parte da ligação óptica. A sequência 60 de Rx de ligação ascendente compreende uma pluralidade correspondente de fotodiodos 62. Os sinais de dados de feixe ascendente estão ligados aos fotodiodos 62 desde a fibra de alimentação 66 através do circulador 24 e de um desmultiplicador num segundo AWG 64. A WDM-PON 50 compreende uma pluralidade de ONU 26 (apenas duas são mostradas para clarificação). A ligação óptica nesta concretização compreende a fibra de alimentação de modo único 66, uma pluralidade de fibras de distribuição 70 (apenas duas, ÀL, As, são mostradas para clarificação) e um terceiro AWG 68 ligado entre a fibra de alimentação 66 e as fibras de distribuição 70. Neste exemplo, as fibras de distribuição são fibras de distribuição de longo alcance em que, cada uma, tem um comprimento de 60 km. O terceiro AWG 68 actua para desmultiplexar a pluralidade de sinais de dados de feixe descendente e redireccionar cada um para a sua fibra de distribuição 70 e ONU 26 respectivas e actua para multiplexar uma pluralidade de sinais de dados de feixe ascendente recebidos das ONU 26 para a fibra de alimentação 66 para transmissão por feixe ascendente para o OLT 52.

Os receptores ópticos de ligação descendente compreendem um fotodiodo 28a e um receptor digital 28b.

Com referência à Fig. 3, uma terceira concretização do invento proporciona uma PON 80 de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA)/WDM híbrida, que é substancialmente a mesma 16 ΕΡ 2 332 276 /PT que a WDM-PON 50 da segunda concretização, com as seguintes modificações. Os mesmos números de referência são mantidos para caracteristicas correspondentes.

Nesta concretização, um ou mais dos comprimentos de onda de sinal portador é utilizado para uma subrede TDMA 81 de curto alcance do terceiro AWG 68 (apenas 1, Às, é mostrado para clarificação). A subrede TDMA 81 compreende uma fibra de distribuição de curto alcance 82, um divisor de energia óptica lxN (neste exemplo 1x6) e seis ONU 26. A Fig. 4(a) mostra uma representação esquemática de uma configuração experimental de uma rede óptica passiva 90 de acordo com a segunda concretização do invento. Os mesmos números de referência são mantidos para caracteristicas correspondentes. A configuração experimental é testada com a utilização de um canal de comprimento de onda único. É de referir que os mesmos resultados seriam alcançados para cada um de uma pluralidade de canais de comprimento de onda na WDM-PON 50 da Fig. 2.

Neste teste experimental, o sinal de dados com IRZ de feixe descendente foi obtido pela modulação de um laser de cavidade externa 18 que funciona em 1542 nm com um modulador de intensidade Mach-Zender 20; o mesmo foi accionado por uma sequência de bits pseudo aleatória eléctrica (PRBS), de 2Λ7-1 bits de comprimento codificada num padrão com IRZ a 1,25 Gb/s gerada por um gerador de padrão de impulsos 22. Este comprimento de dados é compatível com codificação 8B10B. O transmissor de feixe descendente 14 também compreende um atenuador óptico variável (VOA) 94, utilizado para definir o nível de energia óptica recebida na ONU 100. O VOA 94 foi colocado no transmissor 14 a fim de calcular as imperfeições devidas às retro reflexões de retorno (espalhamento de Rayleigh e Fresnel) tanto nos canais de feixe descendente como nos de feixe ascendente.

Depois de passar através de um circulador óptico (OC) 24, com perda de inserção de 1 dB, o sinal de feixe 17 ΕΡ 2 332 276 /PT descendente foi enviado para uma fibra de alimentação 40 de modo único (SMF). Neste teste experimental, são considerados dois casos: uma fibra de alimentação 40 de curto alcance de 25 km (com perda de inserção total de 6 dB) ; e uma fibra de alimentação 40 de longo alcance de 80 km (com perda de inserção total de 20 dB) , a fim de avaliar o desempenho do par de codificação em linha com IRZ/RZ tanto nos casos de curto como de longo alcance. O AWG 68 da Fig. 2 foi emulado por meio de um filtro óptico sintonizável de 0,8 nm (TF) 96, com perda de inserção de 3 dB. Apesar da experiência ter sido realizada com um único comprimento de onda, este filtro foi necessário para rejeitar ruido de emissão natural amplificado (ASE) gerado pela R-SOA quando a funcionar fora do regime de saturação. A ONU 100 compreende um acoplador 3 8 de 3 dB, um receptor (Rx) 28 e um R-SOA 32. O R-SOA 32 foi um dispositivo disponível comercialmente, que garantiu 21 dB de pequeno ganho de sinal com corrente de polarização de 50 mA, energia de saturação de saída de 2 dBm, ganho da função de polarização de 1 dB e imagem de ruído de 8 db. O R-SOA 32 foi polarizado a 70 mA e accionado com um sinal codificado com RZ com 7 V pico a pico (um PRBS de 2Λ7-1 de comprimento, a 1,25 Gb/s, como para o sinal de dados de feixe descendente) . Uma linha de atraso óptico (ODL) 36 foi utilizada para garantir sincronização adequada entre os sinais de dados de feixe ascendente e de feixe descendente.

Com referência à Fig. 4 (b), o receptor ONU 28 compreende um detector de díodo PIN 112, que foi opticamente pré-amplificado a fim de ultrapassar a baixa resposta do detector de díodo PIN 12 disponível e permitir medir a relação de erro de bit (BER) com baixos níveis de energia recebida. A pré-amplificação óptica foi realizada por um amplificador de fibra dopado com erbium de duplo andar (EDFA) (PRÉ) 106 que garantiu ganho de 45 dB com uma imagem de ruído de 5 dB. O mesmo foi seguido por um filtro óptico sintonizável (TF) 108 com largura de linha a meia altura (FWHM) de 0,2 nm para remoção de ruído ASE. O pré-amplificador EDFA 106 foi alimentado com um sinal óptico de CW fora de banda a fim de manter o mesmo a funcionar de forma adequada. 18

ΕΡ 2 332 276 /PT

Um filtro passa baixo Bessel de 4esima ordem de pós detecção (LPF) com uma largura de banda de 1,87 GHz foi utilizado para rejeitar ruido de alta-frequência do sinal recebido. Com a velocidade de bit testada (1,25 Gb/s), seria preferível um filtro de pós detecção mais estreito, mas não estava disponível. As medidas BER foram realizadas mantendo uma energia óptica constante para o fotodíodo (-6 dBm). 0 receptor 28 permitiu realizar medida de BER com energia óptica de entrada de canal único tão baixa quanto -50 dBm. O mesmo receptor foi utilizado como o receptor de ligação ascendente 16 no OLT 92 para caracterizar o desempenho de transmissão de sinal de feixe ascendente. Num ambiente real, um fotodíodo de avalancha (APD) seria preferível enquanto receptor, pelo menos no lado ONU da PON 90. A Fig. 5 mostra os diagramas de olho do sinal de feixe descendente (DS) e o sinal de feixe ascendente (US) . Os diagramas de olho de feixe descendente são mostrados costas com costas (a) e depois de transmissão (b, c) . Como pode ser visto, o diagrama de olho do sinal de feixe descendente é apenas ligeiramente afectado pela propagação através da PON 90. Quando o sinal de feixe ascendente é aplicado (RSOA 32 ligado), o diagrama de olho DS mostra um ruído aumentado no nível de "espaço" (impulso escuro) . Isto é devido ao retro espalhamento de Rayleigh gerado pelo sinal de feixe ascendente. A ligeira penalização de energia induzida por este efeito é detalhada mais abaixo. Os diagramas de olho US mostrados foram registados à saída do RSOA e referem-se a três níveis de energia de sinal semente: -25 dBm (d), -30 dBm (e) e -3 5 dBm(f) .

Os diagramas de olho de feixe ascendente foram afectados por um efeito de padronização, devido ao processo de remodulação; os impulsos de feixe ascendente, remodulados têm formas ligeiramente diferentes em função do R-SOA 32 estar a remodular o sinal semente para um 0 ou para um 1. Como pode ser visto, esta padronização não depende da energia do sinal semente. Apesar desta padronização provocar alguma penalização de energia, os diagramas de olho observados estão ainda amplamente abertos e livres para todas as energias de sinal semente consideradas. 19

ΕΡ 2 332 276 /PT

Os resultados também mostram uma quantidade crescente de ruido à medida que diminui a enerqia de sinal semente. Este ruido torna-se significativo para níveis de energia de sinal semente muito baixos e leva a uma forte penalização de energia.

No teste experimental, foi realizada transmissão de dados a 1,25 Gb/s, o que é próximo da largura de banda de modulação do R-SOA 32. A limitação de largura de banda é evidente no diagrama de olho do feixe ascendente. O sinal eléctrico de feixe ascendente utilizado é de 50% RZ, mas depois da conversão electro-óptica (E/O), o sinal RZ mostra um ciclo efectivo superior, de cerca de 66%. No entanto, isto não introduz interferência inter-símbolo no transmissor da ONU e o mesmo não é prejudicial na medida em que mitiga insuficiências de dispersão cromática sentidas pelo sinal de feixe ascendente. O desempenho da PON foi determinado por medidas de BER realizadas com a utilização de uma configuração de teste 98, 102 de teste de relação de erro de bit (BERT).

As medidas de BER para o longo alcance, fibra de alimentação 40 SMF de 80 km, são mostradas na Fig. 6. O sinal de feixe descendente adquire cerca de 1,5 dB de penalização de energia depois da transmissão SMF de 80 km. Esta penalização de energia é devida em parte ao espalhamento de Rayleigh gerado dentro da fibra de alimentação 40 pelo sinal de feixe ascendente; quando o R-SOA 32 é desligado, a penalização de energia de ligação descendente é reduzida cerca de 0,5 dB. Esta penalização adicional de energia é observada apenas quando o R-SOA 32 está muito saturado (isto é quando o mesmo é alimentado com energia óptica que excede -15 dBm) o que, deste modo, garante cerca de 0 dBm de energia remodulada. Em regimes de funcionamento em que o R-SOA 32 funciona longe da saturação, a energia remodulada de feixe ascendente não afecta a sensibilidade de feixe descendente. O desempenho da BER de feixe ascendente é mostrado na Fig. 7. A penalização de energia de transmissão do sinal de feixe ascendente é, no essencial, determinada pela energia do sinal semente entregue ao R-SOA 32. Os três níveis de energia semente onde o R-SOA 32 funciona fora do seu regime de 20 ΕΡ 2 332 276 /PT saturação foram investigados: -25, -30 e -35 dBm. Para níveis de energia de sinal semente de -25 dBm e -30 dBm, é obtido desempenho semelhante; a penalização de energia de transmissão de feixe ascendente é de 4,5 dB e de 5,5 dB para níveis de energia de sinal semente de -25 e -30 dBm, respectivamente. A penalização de energia para estes dois níveis de energia de sinal semente é, na maior parte, devida a retro espalhamento de Rayleigh, o que limita a relação sinal óptico ruído (OSNR) do sinal de feixe ascendente no OLT para 15 dB.

Para níveis de energia de sinal semente inferiores a -30 dBm, é observada uma alteração assinalada no desempenho da PON 90. Sob estas condições a largura de banda de modulação do R-SOA 32 diminui ligeiramente e o sinal remodulado mostra uma degradação da OSNR significativa na saída do R-SOA 32. O nível inferior de energia de sinal semente útil identificado neste teste experimental é -35 dBm. Enquanto que a sensibilidade costas com costas mostra uma penalização de 1 dB em relação aos níveis mais elevados de energia de sinal semente testados, depois da transmissão foi observada uma penalização de energia de cerca de 7 dB e uma BER plana. Sob estas condições, o sinal de feixe ascendente/remodulado tem um conteúdo ASE não negligenciável. Apesar disto praticamente não afectar a sensibilidade costas com costas do feixe ascendente, o efeito da dispersão cromática sobre um ruído ASE deste tipo torna-se significativo a seguir à transmissão através da fibra de alimentação SMF de 80 km da PON 90. O desempenho da PON 90 também foi testado para um ambiente de curto alcance, com uma fibra de alimentação 40 SMF de 2 6 km, o que significa que WDM/TDMA pode ser explorado. Neste caso, o orçamento de energia extra disponível no R-SOA 32 pode ser utilizado para aumentar a relação de divisão de energia do acoplador na ONU, o que, deste modo, aumenta o número de ONU que podem partilhar o mesmo comprimento de onda.

Comparado com o exemplo de longo alcance, o desempenho do canal de feixe descendente fica praticamente inalterado: no entanto, foi notada a mesma penalização de energia de 0,5 dB devido a retro reflexão de Rayleigh gerada pelo canal de 21 ΕΡ 2 332 276 /PT feixe ascendente. 0 canal de feixe ascendente também mostra desempenho comparável ao exemplo do teste de longo alcance. Devido à fibra de alimentação 40 de curto alcance ter uma perda de inserção inferior de cerca de 6 dB, é possível semear o R-SOA 32 com sinais semente com maiores níveis de energia, de até -15 dBm. Ao operar o R-SOA 32 no seu ganho máximo, é possível obter uma maior relação de sinal para a energia reflectida para o canal de feixe ascendente (medida para o OLT 92) quando comparada com o exemplo de longo alcance. Em particular, a OSNR de feixe ascendente foi maior do que 2 0 dB, o que é uma melhoria de 10 dB comparada com o exemplo de longo alcance. A maior penalização de energia foi observada para níveis de energia de sinal semente inferiores a -30 dB (de modo semelhante ao exemplo de longo alcance), quando a degradação da OSNR devido ao R-SOA 32 se torna significativa. É comum nas redes ópticas passivas que o OLT 92 possa transmitir sinais ópticos com níveis de energia de 1 mW por canal (0 dBm/cl) e ter perdas de ligação totais na ordem de 12 dB por canal (4 dB em cada AWG, mais 6 dB para a fibra de alimentação 40) . Ao operar a PON 90 a 0 dBm/cl, é possível ter 18 dB de perda na transmissão através da PON 90 e poder alimentar cada ONU 2 6 com um sinal semente com o nível de energia óptica aceitável mínimo. Isto corresponde a um divisor de energia de 1x64, isto é 64 ONU 26 podem ser previstas numa única PON 90.

Nesta configuração experimental, um acoplador de 3 dB é utilizado na entrada da ONU. Com a utilização de uma relação de divisão não uniforme para entregar uma proporção maior do sinal de feixe descendente recebido como o sinal semente para o R-SOA 32 seria possível aumentar a margem de energia da PON 90, o que, deste modo, permite que um número ainda maior de ONU 26 seja servido através de uma única PON 90. Neste caso, o receptor de feixe descendente 28 seria substituído por um fotodíodo de avalancha (APD) que tem uma sensibilidade de cerca de -40 dBm na velocidade de bit utilizada.

Com referência à Fig. 8, uma quarta concretização do invento disponibiliza um método 100 de codificação em linha de rede óptica passiva que compreende a geração de um sinal 22 ΕΡ 2 332 276 /PT de dados 102 de feixe descendente (DS) codificado em linha com IRZ e a recepção de uma parte do sinal DS 106 e a remodulação do mesmo (114, 116, 118, 120, 122, 124) para gerar um sinal de dados de feixe ascendente (US) codificado em linha com RZ. O método é adequado para utilização com qualquer das concretizações descritas acima e é descrito em relação às arquitecturas de PON das concretizações descritas.

Com mais detalhe, um sinal DS codificado em linha é gerado 102, no OLT de uma rede óptica passiva (PON) e é transmitido 104 através da ligação de rede PON para uma ONU. Na ONU o sinal de feixe descendente é dividido em energia e uma parte é enviada para o receptor de ligação descendente da ONU, com a outra parte a ser enviada, como um sinal semente, para o transmissor de feixe ascendente, que compreende um modulador electro-óptico na forma de um R-SOA, da ONU. O R-SOA funciona fora do seu regime de saturação.

Um atraso é aplicado 108 ao sinal semente, com a utilização de uma linha de atraso óptico, a fim de sincronizar os sinais US e DS e entrelaçar 108 o sinal US por meio bit em relação ao sinal DS. A sincronização também é auxiliada com referência a um sinal de relógio local disponibilizado na ONU, associado com o receptor de ligação descendente. O sinal semente é recebido no R-SOA 110 e, para cada bit no sinal de dados de feixe descendente, o bit é identificado como um impulso escuro ou um impulso (CW) iluminado 112. Se o bit recebido for um impulso escuro 114, o impulso é remodulado para formar um bit de dados de feixe ascendente como se segue: a extremidade do impulso escuro é amplificada 116 a fim de gerar um 1 lógico para o sinal de dados de feixe ascendente ou é suprimida 118 a fim de gerar um 0 lógico para o sinal de dados de feixe ascendente. Se o bit recebido for um impulso (CW) iluminado 120, o impulso é remodulado para formar um bit de dados de feixe ascendente como se segue: metade do impulso iluminado é suprimido 122 para gerar um 1 lógico para o sinal de dados de feixe ascendente ou todo o impulso é suprimido 124 para gerar um 0 lógico para o sinal de dados de feixe ascendente. O bit de sinal US remodulado é 23 ΕΡ 2 332 276 /PT então transmitido para trás através da ligação de rede para o OLT.

As concretizações descritas garantem várias vantagens, como se segue. 0 método e os sistemas de rede óptica passiva descritos atenuam as restrições devidas a perdas de energia nas WDM PON baseadas em ONU reflexivas sem cor, tais como as descritas que compreendem R-SOA. Com a utilização dos sistemas e método descritos é possível estender o alcance de funcionamento dos R-SOA. Os sistemas descritos proporcionam sistemas PON de longo alcance que não necessitam de qualquer amplificação em linha. Os sistemas descritos podem ser utilizados para implementar PON de curto alcance com base numa abordagem WDM/TDMA híbrida, servindo até 64 ONU, o que duplica a capacidade da G-PON padrão. Os sistemas PON descritos permitem que TDMA de longo alcance ou de curto alcance seja implementada para diferentes comprimentos de onda, o que abre a possibilidade para a concretização de redes ópticas passivas mais flexíveis.

Ao utilizar codificação com IRZ de 50% para o sinal de feixe descendente e codificação com RZ para o sinal de feixe ascendente é possível não apenas conseguir largura de banda simétrica, mas também funcionar com os R-SOA longe do regime de saturação, o que, deste modo, atenua as restrições na energia recebida das ONU. As PON descritas disponibilizam remodulação de feixe descendente completamente livre de erro ao semear o R-SOA com níveis de energia tão baixos como -35 dBm.

Os sistemas e método descritos aumentam de forma significativa o orçamento de energia WDM-PON, o que, deste modo, permite a implementação de, por exemplo, PON de curto alcance WDM/TDMA híbridas. Se operada a 1,25 Gb/s esta técnica de codificação é bastante tolerante a imperfeições de dispersão cromática. O que, deste modo, permite a implementação de PON de longo alcance sem necesidade de amplificadores em linha, mantendo, deste modo, uma PON totalmente passiva. Os sistemas descritos permitem transmissão bidireccional através de fibra de alimentação de 80 km sem qualquer outra fonte de amplificação óptica. Para além disso, a utilização de codificação IRZ/RZ é 24 ΕΡ 2 332 276 /PT completamente transparente para a arquitectura WDM-PON: a mesma pode ser implementada para permitir maiores alcances ou TDMA em comprimentos de onda seleccionados, o que, deste modo, proporciona um elevado grau de flexibilidade na concepção e desenvolvimento da próxima geração de WDM-PON.

Nos sistemas descritos, o R-SOA utilizado na ONU como o remodulador é operado fora do regime de saturação. Isto permite que restrições de orçamento de energia na PON sejam atenuadas. Outra vantagem importante é que não existe limitação inferior na relação de extinção do sinal de feixe descendente, devido à parte do sinal de feixe descendente que forma o sinal semente para o R-SOA ser sempre remodulada em alturas em que existe luz CW. Outra vantagem dos sistemas descritos é que pode ser utilizada a mesma arquitectura das WDM-PON padrão; o "receptor" óptico da ONU (receptor e R-SOA) é idêntico ao utilizado na WDM-PON baseada em remodulação com NRZ. Assim, é possível utilizar o método descrito e implementar os sistemas descritos para melhorar o alcance das WDM-PON já instaladas.

Lisboa, 2012-03-15

Claims

ΕΡ 2 332 276 /PT 1/6 REIVINDICAÇÕES 1 - Sistema de rede óptica passiva (10, 50, 80, 90), que compreende: um terminal de linha óptica (12, 52, 92), que compreende: um transmissor óptico de ligação descendente (14, 54) configurado para gerar um sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso; e um receptor óptico de ligação ascendente (16, 60) configurado para receber um sinal de dados de feixe ascendente; uma unidade de rede óptica (26, 100) que compreende: um receptor óptico de ligação descendente (28) configurado para receber uma primeira parte do sinal de dados de feixe descendente; e um remodulador óptico de ligação ascendente (30) configurado para receber uma segunda parte do sinal de dados de feixe descendente e remodular o mesmo para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero; e uma ligação óptica (40, 66, 70, 82) ligada entre o terminal de linha óptica e a unidade de rede óptica e configurada para transmitir, entre os mesmos, sinais de dados de feixe ascendente e de feixe descendente.
2 - Sistema de rede óptica passiva como reivindicado na reivindicação 1, em que o sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso compreende impulsos escuros com um ciclo efectivo de aproximadamente cinquenta por cento.
3 - Sistema de rede óptica passiva como reivindicado nas reivindicações 1 ou 2, em que o remodulador óptico de ligação ascendente (30) compreende um modulador electro-óptico (32) configurado para ser accionado por um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero (34).
4 - Sistema de rede óptica passiva como reivindicado em qualquer reivindicação precedente, em que o remodulador óptico de ligação ascendente (30) está configurado tanto para ΕΡ 2 332 276 /PT 2/6 remodular como para amplificar a dita segunda parte do sinal de dados de feixe descendente para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero.
5 - Sistema de rede óptica passiva como reivindicado na reivindicação 4, em que o remodulador óptico de ligação ascendente (30) compreende um amplificador óptico semicondutor reflexivo (32) configurado para ser accionado por um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero (34).
6 - Sistema de rede óptica passiva como reivindicado na reivindicação 5, em que o amplificador óptico semicondutor reflexivo (32) pode funcionar na recepção de um impulso escuro (72) com um bordo de ataque de impulso (72a) e uma extremidade de impulso (72b) para suprimir a extremidade de impulso escuro para formar um zero lógico para o sinal de dados de feixe ascendente ou para amplificar a extremidade de impulso escuro para formar um um lógico e pode funcionar na recepção de um impulso iluminado para suprimir metade do impulso para formar um um lógico ou para suprimir todo o impulso para formar um zero lógico.
7 - Sistema de rede óptica passiva como reivindicado nas reivindicações 5 ou 6, em que o amplificador óptico semicondutor reflexivo (32) está configurado para funcionar fora do seu regime de saturação para energias de entrada no nivel de energia óptica da segunda parte do sinal de dados de feixe descendente.
8 - Sistema de rede óptica passiva como reivindicado em qualquer reivindicação precedente, em que a unidade de rede óptica (26, 100) também compreende um aparelho de sincronização de sinal (36) configurado para entrelaçar o sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero por meio bit em relação ao sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso recebido.
9 - Sistema de rede óptica passiva como reivindicado na reivindicação 8, em que o aparelho de sincronização de sinal compreende uma linha de atraso óptico (36) colocada entre a ΕΡ 2 332 276 /PT 3/6 ligação óptica (40, 70, 82) e o remodulador óptico de ligação ascendente (30).
10 - Sistema de rede óptica passiva (50, 80) como reivindicado em qualquer reivindicação precedente, em que o sistema de rede óptica passiva compreende uma pluralidade de unidades de rede óptica (26), estando a ligação óptica (66, 70, 82) ligada entre o terminal de linha óptica (60) e cada uma das unidades de rede óptica.
11 - Unidade de rede óptica (26, 100) que compreende: um receptor óptico de ligação descendente (28) configurado para receber uma primeira parte de um sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso; e um remodulador óptico de ligação ascendente (30) configurado para receber uma segunda parte do sinal de dados de feixe descendente e remodular o mesmo para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero.
12 - Unidade de rede óptica como reivindicado na reivindicação 11, em que o remodulador óptico de ligação ascendente (30) compreende um modulador electro-óptico (32) configurado para ser accionado por um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero (34).
13 - Unidade de rede óptica como reivindicado nas reivindicações 11 ou 12, em que o remodulador óptico de ligação ascendente (30) está configurado tanto para remodular como para amplificar a dita porção do sinal de dados de feixe descendente para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero.
14 - Unidade de rede óptica como reivindicado na reivindicação 13, em que o remodulador óptico de ligação ascendente (30) compreende um amplificador óptico semicondutor reflexivo (32) configurado para ser accionado por um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero (34). ΕΡ 2 332 276 /PT 4/6
15 - Unidade de rede óptica como reivindicado na reivindicação 14, em que o amplificador óptico semicondutor reflexivo (32) pode funcionar na recepção de um impulso escuro (72) com um bordo de ataque de impulso (72a) e uma extremidade de impulso (72b) para suprimir a extremidade de impulso escuro para formar um zero lógico para o sinal de dados de feixe ascendente ou para amplificar a extremidade de impulso escuro para formar um um lógico e pode funcionar na recepção de um impulso iluminado para suprimir metade do impulso para formar um um lógico ou para suprimir todo o impulso para formar um zero lógico.
16 - Unidade de rede óptica como reivindicado nas reivindicações 14 ou 15, em que o amplificador óptico semicondutor reflexivo (32) está configurado para funcionar fora do seu regime de saturação para energias de entrada no nível de energia óptica da segunda parte do sinal de dados de feixe descendente.
17 - Unidade de rede óptica como reivindicado em qualquer das reivindicações 11 a 16, em que a unidade de rede óptica (26) também compreende um aparelho de sincronização de sinal (36) configurado para entrelaçar o sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero por meio bit em relação ao sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso recebido.
18 - Unidade de rede óptica como reivindicado na reivindicação 17, em que o aparelho de sincronização de sinal compreende uma linha de atraso óptico (36) colocada entre a ligação óptica (40) e o remodulador óptico de ligação ascendente (30).
19 - Método de codificação em linha de rede óptica passiva (100), que compreende: a geração de um sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso (102); e a recepção de uma parte do sinal de dados de feixe descendente (110) e a remodulação do mesmo (114, 116, 118, ΕΡ 2 332 276 /PT 5/6 120, 122, 124) para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero.
20 - Método de codificação em linha de rede óptica passiva como reivindicado na reivindicação 19, em que o sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso compreende impulsos escuros com um ciclo efectivo de aproximadamente cinquenta por cento.
21 - Método de codificação em linha de rede óptica passiva como reivindicado nas reivindicações 19 ou 20, em que a remodulação (114, 116, 118, 120, 122, 124) da parte do sinal de dados de feixe descendente é realizada por entrega da parte do sinal de dados de feixe descendente a um modulador electro-óptico (32) e accionamento do modulador electro-óptico com um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero (34).
22 - Método de codificação em linha de rede óptica passiva como reivindicado em qualquer das reivindicações 19 a 21, em que o método de codificação em linha compreende a remodulação e amplificação (114, 116, 118, 120, 122, 124) da parte do sinal de dados de feixe descendente para gerar um sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero.
23 - Método de codificação em linha de rede óptica passiva como reivindicado na reivindicação 22, em que a remodulação e amplificação da parte do sinal de dados de feixe descendente é realizada por entrega da parte do sinal de dados de feixe descendente a um amplificador óptico semicondutor reflexivo (110) e accionamento do amplificador óptico semicondutor reflexivo com um sinal de dados electrónico codificado com retorno para zero (114, 116, 118, 120, 122, 124).
24 - Método de codificação em linha de rede óptica passiva como reivindicado em qualquer das reivindicações 19 a 23, em que o sinal de dados de feixe ascendente remodulado (126) é gerado por, na recepção de um impulso escuro (72, 112, 114) com um bordo de ataque de impulso (72a) e uma extremidade de impulso (72b), a extremidade de impulso escuro ΕΡ 2 332 276 /PT 6/6 ser suprimida para formar um zero lógico (118) para o sinal de dados de feixe ascendente ou por ser amplificado (116) para formar um um lógico e, na recepção de um impulso iluminado (112, 120), metade do impulso ser suprimida para formar um um lógico (122) ou por todo o impulso ser suprimido para formar um zero lógico (124) .
25 - Método de codificação em linha de rede óptica passiva como reivindicado em qualquer das reivindicações 19 a 24, em que o método de codificação em linha também compreende o entrelaçar do sinal de dados de feixe ascendente codificado em linha com retorno para zero por meio bit em relação ao sinal de dados de feixe descendente codificado em linha com retorno para zero inverso (108).
26 - Método de codificação em linha de rede óptica passiva como reivindicado na reivindicação 25, em que a sincronização dos sinais de dados de feixe ascendente e de feixe descendente para entrelaçar é realizada por introdução de um atraso óptico na parte do sinal de dados de feixe descendente a remodular (108). Lisboa, 2012-03-15