TW201445901A - 光纖通訊模組及裝置 - Google Patents

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Wen-Jie Huang
Chuang-Qun Qiu
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Abstract

一種光纖通訊模組，用以發射N個具有相同中心頻率的射頻訊號，並包含一將該N個射頻訊號轉換成N個彼此中心頻率相異的射頻訊號的移頻單元，一將該N個彼此中心頻率相異的射頻訊號組合成一個包含N個訊號頻段的射頻訊號的訊號組合器，及一將該包含N個訊號頻段的射頻訊號轉換成一包含N個訊號頻段的光訊號並發射出去的電-光轉換器。藉此，除了可同時發射多個訊號還減少使用電-光轉換器的數量及成本。

Description

光纖通訊模組及裝置
本發明是有關於一種光通訊裝置，特別是指一種以光纖做為傳輸媒介的光纖通訊模組及裝置。
參見圖1所示，是習知一種光纖通訊系統，其具有一發射端100及一接收端200，發射端100具有一產生複數射頻訊號f1~fn的射頻處理單元11，複數與射頻處理單元11電耦接的電-光轉換器12，其各別將該等射頻訊號f1~fn轉換成相對應的複數光訊號s1~sn，以及一分波多工器13，其與一光纖300的一端耦接，用以將該等光訊號s1~sn組合後送入光纖300中，使傳輸至接收端200。接收端200具有一分波解多工器21及複數與分波解多工器21耦接的光-電轉換器22，分波解多工器21與光纖300的另一端耦接，用以從光纖300傳來的光訊號中解出該等光訊號s1~sn並輸出至相對應的該等光-電轉換器22，使將該等光訊號s1~sn分別轉換成原來的射頻訊號f1~fn再經由天線23發射出去，而達到經由光纖傳送訊號的目的。然而此種光纖通訊方式傳送一個射頻訊號就必需使用一組(一對)電-光轉換器12及光-電轉換器22，而電-光轉換器12、光-電轉換器 22、分波多工器及分波解多工器21皆為高單價元件，因此當所要傳送的訊號數量越多時，就必需使用更多組(對)的電-光轉換器12及光-電轉換器22，造成設備成本相對增加。
因此，本發明的目的在於提供一種可降低設備成本的光纖通訊模組及裝置。
於是本發明一種光纖通訊模組，用以發射N個具有相同中心頻率的射頻訊號，其中N≧2，並包含：一移頻單元，將該N個射頻訊號轉換成N個彼此中心頻率相異的射頻訊號；一訊號組合器，將該N個彼此中心頻率相異的射頻訊號組合成一個包含N個訊號頻段的射頻訊號；及一電-光轉換器，將該包含N個訊號頻段的射頻訊號轉換成一包含N個訊號頻段的光訊號並發射出去。
較佳地，該移頻單元包含N個移頻器及N個與該等移頻器對應電耦接的帶通濾波器，該N個移頻器分別將該N個射頻訊號轉換成N個彼此中心頻率相異的射頻訊號並輸出至相對應的該N個帶通濾波器，該N個帶通濾波器分別對該N個彼此中心頻率相異的射頻訊號進行帶通濾波，以濾除各該射頻訊號之中心頻率以外的雜訊。
再者，本發明另一種光纖通訊模組，用以接收一包含M個訊號頻段的光訊號，其中M≧2，並包含：一光-電轉換器，接收該包含M個訊號頻段的光訊號，並將其轉換成一包含M個訊號頻段的射頻訊號；一訊號分離器，從該包含M個訊號頻段的射頻訊號中分離出M個彼此中心頻 率相異的射頻訊號；及一移頻單元，將該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號轉換成M個具有相同中心頻率的射頻訊號。
較佳地，該移頻單元包含M個帶通濾波器與M 個與該等帶通濾波器對應電耦接的移頻器，該M個帶通濾波器接收該訊號分離單元輸出的該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號，且分別對該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號進行帶通濾波，以濾除各該射頻訊號之中心頻率以外的雜訊並輸出至相對應的該M個移頻器，且該M個移頻器分別將該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號轉換成M個具有相同中心頻率的射頻訊號後輸出。
此外，本發明一種光纖通訊裝置，用以發射一 光訊號至一光纖，並接收來自該光纖之一光訊號，並包含上述發射光訊號的一種光纖通訊模組、另一種接收光訊號的光纖通訊模組，以及一分光器，其與發射光訊號的該光纖通訊模組的該電-光轉換器、接收光訊號的光纖通訊模組的該光-電轉換器以及該光纖的一端耦接，以將該電-光轉換器發射出去的該包含N個訊號頻段的光訊號輸入該光纖，並將由該光纖輸出的該包含M個訊號頻段的光訊號輸入該光-電轉換器。
本發明藉由移頻單元將N個具有相同頻率的射 頻訊號轉換成具有相異頻率的射頻訊號，再經由訊號組合器組合成一包含N個訊號頻段的射頻訊號並送入電-光轉換器，或者藉由光-電轉換器接收包含M個訊號頻段的射頻訊 號，並由訊號分離器從包含M個訊號頻段的射頻訊號中分離出M個具有相異頻率的射頻訊號，再透過另一移頻單元將M個具有相異頻率的射頻訊號轉換成具有相同頻率的射頻訊號，因此只需使用一組(一對)電-光轉換器及光-電轉換器就能達到同時傳送N個射頻訊號及接收M個射頻訊號的目的。
4、5‧‧‧光纖通訊模組
40‧‧‧射頻處理單元
41、53‧‧‧移頻單元
42‧‧‧訊號組合器
43‧‧‧電-光轉換器
44、54‧‧‧分光器
50、60‧‧‧天線
51‧‧‧光-電轉換器
52‧‧‧訊號分離器
300‧‧‧光纖
400‧‧‧第一端
500‧‧‧第二端
411、532‧‧‧移頻器
412、531‧‧‧帶通濾波器
f1、f2‧‧‧射頻訊號
f11~f1n‧‧‧射頻訊號
f21~f2n‧‧‧射頻訊號
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路方塊圖，說明習知一種光纖通訊系統；圖2是一電路方塊圖，說明本發明之光纖通訊模組應用在以一光纖做為傳輸媒介的一第一端與一第二端，其中在第一端的光纖通訊模組用以發射光訊號，在第二端的光纖通訊模組用以接收光訊號；圖3是一頻譜圖，說明一射頻訊號包含N個訊號頻段；及圖4是一電路方塊圖，說明在圖2的第一端中還可設置本發明之光纖通訊模組用以接收來自光纖的光訊號，且在第二端中還可設置本發明之光纖通訊模組用以發射光訊號至光纖。
參見圖2所示，本發明光纖通訊模組的第一較佳實施例是應用在以一光纖300做為傳輸媒介的一第一端 400與一第二端500，例如第一端400做為一發射端且設有與一射頻處理單元40電耦接的光纖通訊模組4，而第二端500做為一接收端且設有與複數天線50電耦接的另一光纖通訊模組5。其中光纖通訊模組4包含一與射頻處理單元40電耦接的移頻單元41，一與移頻單元41電耦接的訊號組合器42及一與訊號組合器42電耦接並與光纖300一端對接的電-光轉換器43。移頻單元41用以將射頻處理單元40產生的N個具有相同中心頻率的射頻訊號f1轉換成N個(N≧2)彼此中心頻率相異的射頻訊號f11~f1n；訊號組合器42將該N個彼此中心頻率相異的射頻訊號f11~f1n組合成如圖3所示的一個具有N個訊號頻段的射頻訊號；電-光轉換器43將該具有N個訊號頻段的射頻訊號轉換成一具有N個訊號頻段的光訊號並發射(射入)至光纖300。
其中移頻單元41包括N個接受該N個射頻訊 號輸入的移頻器411以及與該N個移頻器411對應電耦接的N個帶通濾波器412。該N個移頻器411分別對輸入的射頻訊號進行移頻，例如降頻，使得輸出的該N個射頻訊號從第1個至第N個皆相差一特定頻段，例如射頻訊號原始中心頻率為2500MHz，第1個移頻器411對射頻訊號降頻50MHz並輸出中心頻率為2450MHz的第1個射頻訊號f11，第2個移頻器411對射頻訊號降頻100MHz並輸出中心頻率為2400MHz的第2個射頻訊號f12，以此類推，則第N個移頻器411會對射頻訊號降頻50xNMHz並輸出中心頻率為2500-(50xN)MHz的第N個射頻訊號f1n，藉此得到N 個中心頻率彼此相異的射頻訊號f11~f1n，然後，將該N個中心頻率彼此相異的射頻訊號f11~f1n對應輸入該N個帶通濾波器412，且各該帶通濾波器412的中心頻率與輸入的射頻訊號之中心頻率相同，因此能濾除射頻訊號之中心頻率以外的雜訊。
光纖通訊模組5包含一光-電轉換器51、一與光 -電轉換器51電耦接的訊號分離器52及一與訊號分離器52及複數天線50電耦接的移頻單元53。其中光-電轉換器51與光纖300的另一端耦接，以接收該具有N個載波頻段的光訊號，並將其轉換回復成如圖3所示的一具有N個訊號頻段的射頻訊號並輸入至訊號分離器52，訊號分離器52從該具有N個訊號頻段的射頻訊號中分離出N個彼此中心頻率相異的射頻訊號f11~f1n並輸出至移頻單元53，移頻單元53將該N個彼此中心頻率相異的射頻訊號f11~f1n轉換成N個具有相同中心頻率f1的射頻訊號，並將其分別輸出至相對應的天線50發射出去。
其中移頻單元53包括N個接受該N個射頻訊 號輸入的帶通濾波器531以及與該N個帶通濾波器531對應電耦接的N個移頻器532。且該N個中心頻率彼此相異的射頻訊號對應輸入該N個帶通濾波器531，且各該帶通濾波器531的中心頻率與輸入的射頻訊號之中心頻率相同，因此能濾除射頻訊號之中心頻率以外的雜訊。該N個移頻器532分別對該N個相對應的帶通濾波器531輸出的N個中心頻率彼此相異的射頻訊號進行移頻，例如升頻，使 得輸出的該N個射頻訊號具有相同的中心頻率，例如第1個移頻器532對射頻訊號f11升頻50MHz而輸出中心頻率為2500MHz的第1個射頻訊號f1，第2個移頻器532對射頻訊號f12升頻100MHz而輸出中心頻率為2500MHz的第2個射頻訊號f1，以此類推，則第N個移頻器532會對射頻訊號升頻50xNMHz並輸出中心頻率為2500MHz的第N個射頻訊號f1藉此得到N個具有相同中心頻率的射頻訊號。
綜上說明可知，相較於習知光纖通訊系統，本 實施例藉由在第一端4設置移頻單元41將N個具有相同頻率的射頻訊號轉換成具有相異頻率的射頻訊號，再經由訊號組合器42組合成一包含N個訊號頻段的射頻訊號並送入電-光轉換器43，且藉由第二端5的光-電轉換器51接收該包含N個訊號頻段的射頻訊號，並由訊號分離器52從包含N個訊號頻段的射頻訊號中分離出N個具有相異頻率的射頻訊號，再透過另一移頻單元53將N個具有相異頻率的射頻訊號轉換成具有相同頻率的射頻訊號，而且只需使用一組(一對)電-光轉換器43及光-電轉換器51就能達到傳送N個射頻訊號的目的；此外，由於移頻單元41、53的價格較於電-光轉換器43、光-電轉換器51低廉，且訊號組合器42及訊號分離器52亦較分波多工器及分波解多工器低廉，因此本實施例更能降低光纖通訊的設備成本。
再參見圖4所示，本實施例還可在第二端500 設置與複數天線60電耦接的光纖通訊模組4，以及在第一端400設置與射頻處理單元40電耦接的光纖通訊模組5， 且在第一端400中，還設有一分光器44，其與光纖通訊模組4的電-光轉換器43、光纖通訊模組5的光-電轉換器51以及光纖300的一端耦接，以將電-光轉換器43發射出去的光訊號輸入光纖300，並將由光纖300輸出的光訊號輸入光-電轉換器51，因此光纖通訊模組4、5及分光器44可共同組成一光纖通訊裝置；同樣地，在第二端500中，亦設有一分光器54，其與光纖通訊模組5的光-電轉換器51、光纖通訊模組4的電-光轉換器43以及光纖300的另一端耦接，以將由光纖300輸出的光訊號輸入光-電轉換器51，並將電-光-轉換器43發射出去的光訊號輸入光纖300，因此光纖通訊模組4、5及分光器54可共同組成一光纖通訊裝置。且通常電-光轉換器43、分光器44及光-電轉換器51會被整合成一雙向傳輸光電轉換元件，且電-光轉換器43、分光器54及光-電轉換器51亦會被整合成一雙向傳輸光電轉換元件。
藉此，除了第一端400可透過光纖通訊模組4 經由分光器44、光纖300及第二端500的分光器54傳送光訊號至第二端500的光纖通訊模組5外，第二端500亦可將該等天線60，例如M(M≧2)個天線接收的M個具有相同中心頻率f2的射頻訊號經由光纖通訊模組4透過分光器54、光纖300及第一端400的光分器44傳送至第一端400的光纖通訊模組4，並經由光纖通訊模組4處理後輸入射頻處理單元40，而達到第一端400與第二端500可同時雙向傳輸訊號之目的。其中M可以等於N或不等於N。
綜上所述，上述實施例藉由在訊號發射端使用 移頻單元41將複數個射頻訊號轉換成複數個中心頻率相異的射頻訊號，並由訊號組合器42將複數個中心頻率相異的射頻訊號組合成包含複數個頻段訊號的單一射頻訊號再送入電-光轉換器43轉換成光訊號發射出去，並藉由在訊號接收端使用光-電轉換器51接收光訊號，且由訊號分離器51從接收之光訊號中分離出複數個中心頻率相異的射頻訊號，再由移頻單元53將該等中心頻率相異的射頻訊號轉換回復成原始的複數個射頻訊號，而大量減少電-光轉換器43及光-電轉換器51的使用數量，使得耦接於光纖兩端之終端最多只要一組電-光轉換器43及光-電轉換器51，就能同時透過光纖傳送及接收包含複數頻段訊號的光訊號，而且不需使用習知的分波多工器及分波解多工器，而大大地降低光纖通訊的設備成本，達到本發明的目的及功效。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已 ，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
4、5‧‧‧光纖通訊模組
40‧‧‧射頻處理單元
41、53‧‧‧移頻單元
42‧‧‧訊號組合器
43‧‧‧電-光轉換器
50‧‧‧天線
51‧‧‧光-電轉換器
52‧‧‧訊號分離器
300‧‧‧光纖
400‧‧‧第一端
500‧‧‧第二端
411、532‧‧‧移頻器
412、531‧‧‧帶通濾波器
f1‧‧‧射頻訊號
f11~f1n‧‧‧射頻訊號

Claims (7)

  1. 一種光纖通訊模組，用以發射N個具有相同中心頻率的射頻訊號，其中N≧2，並包含：一移頻單元，將該N個射頻訊號轉換成N個彼此中心頻率相異的射頻訊號；一訊號組合器，將該N個彼此中心頻率相異的射頻訊號組合成一個包含N個訊號頻段的射頻訊號；及一電-光轉換器，將該包含N個訊號頻段的射頻訊號轉換成一包含N個訊號頻段的光訊號並發射出去。
  2. 如請求項1所述的光纖通訊模組，其中該移頻單元包含N個移頻器及N個與該等移頻器對應電耦接的帶通濾波器，該N個移頻器分別將該N個射頻訊號轉換成N個彼此中心頻率相異的射頻訊號並輸出至相對應的該N個帶通濾波器，該N個帶通濾波器分別對該N個彼此中心頻率相異的射頻訊號進行帶通濾波，以濾除各該射頻訊號之中心頻率以外的雜訊。
  3. 一種光纖通訊模組，用以接收一包含M個訊號頻段的光訊號，其中M≧2，並包含：一光-電轉換器，接收該包含M個訊號頻段的光訊號，並將其轉換成一包含M個訊號頻段的射頻訊號；一訊號分離器，從該包含M個訊號頻段的射頻訊號中分離出M個彼此中心頻率相異的射頻訊號；及一移頻單元，將該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號轉換成M個具有相同中心頻率的射頻訊號。
  4. 如請求項3所述的光纖通訊模組，其中該移頻單元包含M個帶通濾波器與M個與該等帶通濾波器對應電耦接的移頻器，該M個帶通濾波器接收該訊號分離單元輸出的該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號，且分別對該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號進行帶通濾波，以濾除各該射頻訊號之中心頻率以外的雜訊並輸出至相對應的該M個移頻器，且該M個移頻器分別將該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號轉換成M個具有相同中心頻率的射頻訊號後輸出。
  5. 一種光纖通訊裝置，用以發射一光訊號至一光纖，並接收來自該光纖之一光訊號，並包含：如請求項1所述的光纖通訊模組；如請求項3所述的光纖通訊模組；及一分光器，其與如請求項1所述的光纖通訊模組的該電-光轉換器、如請求項3所述的光纖通訊模組的該光-電轉換器以及該光纖的一端耦接，以將該電-光轉換器發射出去的該包含N個訊號頻段的光訊號輸入該光纖，並將由該光纖輸出的該包含M個訊號頻段的光訊號輸入該光-電轉換器。
  6. 如請求項5所述的光纖通訊裝置，其中如請求項1所述的光纖通訊模組中的該移頻單元包含N個移頻器及N個與該等移頻器對應電耦接的帶通濾波器，該N個移頻器分別將該N個射頻訊號轉換成N個彼此中心頻率相異的射頻訊號並輸出至相對應的該N個帶通濾波器，該N個 帶通濾波器分別對該N個彼此中心頻率相異的射頻訊號進行帶通濾波，以濾除各該射頻訊號之中心頻率以外的雜訊。
  7. 如請求項5所述的光纖通訊裝置，其中如請求項3所述的光纖通訊模組中的該移頻單元包含M個帶通濾波器與M個與該等帶通濾波器對應電耦接的移頻器，該M個帶通濾波器接收該訊號分離單元輸出的該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號，且分別對該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號進行帶通濾波，以濾除各該射頻訊號之中心頻率以外的雜訊並輸出至相對應的該M個移頻器，且該M個移頻器分別將該M個彼此中心頻率相異的射頻訊號轉換成M個具有相同中心頻率的射頻訊號後輸出。
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