TW201605183A - 以射頻光纖傳輸之無縫頻寬成長 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種射頻光纖傳輸(RFoG)系統，其可經修改以擴大一下游頻帶。在該RFoG系統中，可組合使用具有一下游路徑之一轉阻放大器與具有大於200MHz射頻(RF)頻寬之一上游路徑，以提供與大於200MHz上游頻寬重疊之大於1.2GHz下游頻寬。 該RFoG系統可包含促進一光纖網路單元及數據機連接之一閘道器，該閘道器具有一快速上游埠及一快速下游射頻(RF)埠。該閘道器可經組態以在一上游方向及一下游方向上處理舊有RFoG信號且經由數據機上之該等快速埠而進行下列之至少一者：產生或處理在該上游方向上超過42MHz及在該下游方向上超過1000MHz之一擴大光譜中之RFoG信號。

Description

以射頻光纖傳輸之無縫頻寬成長 [相關申請案之交叉參考]

本申請案依據35 U.S.C.§ 119(e)主張2014年4月21日申請之美國臨時申請案第61/982089號(ARR00207-P)、2014年4月25日申請之美國臨時申請案第61/984303號(ARR00174-P)及2014年8月29日申請之美國臨時申請案第62/043793號(ARR00284-P)之優先權權利，各申請案之全文以引用的方式併入本文中。

此外，本申請案係相關於2015年2月18日申請之名稱為「Active Optical Combiner for CATV Network」之美國申請案第14/625187號(ARR00284)，各申請案之全文以引用的方式併入本文中。

雖然有線電視(CATV)網路最初使用一專用RF傳輸系統來將內容遠距離地輸送至用戶，但現代CATV傳輸系統已使用一更有效光纖網路來替換諸多RF傳輸路徑以產生一混合傳輸系統，其中有線內容產生且通過同軸電纜而終止為RF信號，但在內容提供者與用戶之間之大部分中間距離內傳輸時被轉換成光信號。明確言之，CATV網路包含內容提供者處之一頭端，其用於接收表示諸多內容頻道之RF信號。該頭端接收各自RF內容信號，使用一RF組合網路來多工傳輸該等RF內容信號，將組合RF信號轉換成一光信號(通常藉由使用RF信號來調變一雷射)，且將該光信號輸出至將該信號傳送至一或多個節點之一光纖網路，該等節點各接近一群組之用戶。接著，節點藉由解多 工所接收之光信號且將其反向轉換成一RF信號使得該RF信號可由觀看者接收而使轉換程序反向。

有線電視(CATV)網路自首次部署為自一內容提供者單向輸送視訊頻道之相對較簡單系統以來已不斷發展。早期系統包含將諸多CATV頻道分配給單獨頻帶(其等各具有約6MHz)之傳輸器。隨後進展容許透過傳播至同軸電纜網路上之一專用小低頻信號之自用戶返回至內容提供者之有限返回通信。然而，現代CATV網路不僅提供顯著更多之大量內容頻道，且提供需要分配給正向路徑及返回路徑兩者之顯著更大頻寬之資料服務(諸如網際網路存取)。在本說明書、圖式及申請專利範圍中，術語「正向路徑」及「下游」可互換地用於係指自一頭端至一節點之一路徑、自一節點至一終端使用者之一路徑、或自一頭端至一終端使用者之一路徑。相反地，術語「返回路徑」、「反向路徑」及「上游」可互換地用於係指自一終端使用者至一節點之一路徑、自一節點至一頭端之一路徑、或自一終端使用者至一頭端之一路徑。

提供內容輸送之進一步改良之CATV架構之最新改良包含使用具有RF調變光信號之一光纖網路來替換一節點與一用戶家庭之間之同軸電纜網路之光纖到戶(FTTP)架構。此等架構亦被稱為射頻光纖傳輸(RFoG)架構。RFoG之一關鍵益處在於：其提供比能夠輸送之當前同軸傳輸路徑快之連接速率及比其大之頻寬。例如，一單一同軸銅線對導體可載送6個電話呼叫，而一單一光纖對可同時載送250萬個以上電話呼叫。FTTP亦允許消費者捆綁其通信服務以同時接收電話、視訊、音訊、電視、任何其他數位資料產品或服務。

混合式光纖同軸電纜(HFC)常用於住宅寬頻帶資料服務輸送。HFC通常包含內容輸送網路與客戶端之間之一同軸電纜之最後1英里連接。具有二進位調變光信號而非RF調變光信號之被動光纖網路經 部署以提供FTTP解決方案。即使PON網路在兩個方向上發送每服務群組之約1Gbps資料，但一典型PON架構「涵蓋」一HFC調變型視訊波長以達成較大下游容量。在用於輸送內容之一總容量之背景下(尤其在上游中)，HFC被視作遜色於PON。已限制上游容量之其他「最後1英里存取」技術包含：a)舊有電話絞線基礎設施，其由DSL、ADSL及VADSL利用；b)各種無線通信：用於視訊及資料之衛星、用於資料之WiFi、用於資料、語音、視訊之LTE；及c)光纖到戶(FTTP)，其已成功用於「點對點」組態或用於資料、視訊及語音之點對多點(P2MP)「被動光纖網路(PON)」組態。

在一RFoG環境(其中不存在HFC電纜廠之諸多實體限制)中，DOCSIS 3.1可達成顯著更大容量。DOCSIS 3.1及RFoG之一深思熟慮合作關係可滿足訊務需求之預期成長，同時給MSO提供工廠及設備投資之未來良好保護。對一傳統RFoG架構之修改可經引進使得可達容量顯著地大於針對RF調變信號所預期之容量且超過大多數二進位調變PON解決方案之容量。

因此，可期望改良RFoG環境來增加容量。

10‧‧‧射頻光纖傳輸(RFoG)系統

12‧‧‧頭端

14‧‧‧光纖網路單元(ONU)

16‧‧‧節點

18‧‧‧傳輸器

20‧‧‧1×32被動分離器/組合器

22‧‧‧1×32埠分離器/組合器

24‧‧‧光纖傳輸段/光纖長度/光纖鏈路/光纖

26‧‧‧光纖段/鏈路

28‧‧‧分波長多工器(WDM)分離器/分波長多工器(WDM)

30‧‧‧接收器

32‧‧‧組合器

34‧‧‧摻鉺光纖放大器(EDFA)

100‧‧‧系統

110‧‧‧頭端

112‧‧‧傳輸器

114‧‧‧接收器

116‧‧‧分波長多工器(WDM)分離器/分波長多工器(WDM)

118‧‧‧光纖鏈路/光纖

120‧‧‧主動分離器/組合器單元

122‧‧‧分波長多工器(WDM)

124‧‧‧摻鉺光纖放大器(EDFA)

126‧‧‧雷射/主動1×32分離器/1×32埠分離器/主動組合器

128‧‧‧第二光纖鏈路/光纖

129‧‧‧傳輸器/雷射

130‧‧‧第二主動分離器/組合器單元

131‧‧‧分波長多工器(WDM)

132‧‧‧光纖

134‧‧‧組合器/分離器單元

135‧‧‧摻鉺光纖放大器(EDFA)

136‧‧‧傳輸器/雷射

140‧‧‧光纖網路單元(ONU)

400‧‧‧光纖網路單元(ONU)

401‧‧‧光偵測器

402‧‧‧轉足放大器(TIA)

403‧‧‧MMIC

404‧‧‧耦合器

405‧‧‧雙工濾波器

406‧‧‧耦合器

407‧‧‧放大器

408‧‧‧雷射

409‧‧‧分波長多工器(WDM)

410‧‧‧光纖

411‧‧‧同軸電纜輸出埠

412‧‧‧同軸電纜埠

413‧‧‧同軸電纜埠

500‧‧‧光纖網路單元(ONU)

502‧‧‧頻帶有限雙向埠/同軸電纜埠/同軸電纜連接器

504‧‧‧高頻(HF)連接器

506‧‧‧數據機

508‧‧‧連接器

510‧‧‧家庭內同軸電纜網路

512‧‧‧上游(US)連接器

530‧‧‧基底固持器/基底

601‧‧‧光纖

602‧‧‧埠

603‧‧‧分波長多工器(WDM)

604‧‧‧雷射

605‧‧‧放大器

606‧‧‧組合器

607‧‧‧偵測器

608‧‧‧放大器

609‧‧‧分離器/耦合器

610‧‧‧雙工濾波器

700‧‧‧主動分離器/區塊

702‧‧‧偵測器(D)/返回雷射(L)/反向雷射

704‧‧‧偵測器(D)/LF OBI偵測電路/LF OBI偵測器

705‧‧‧被動分離器

706‧‧‧偵測器(D)

708‧‧‧偵測器(D)

710‧‧‧光/光纖

711‧‧‧傳輸線/同軸電纜線

712‧‧‧輸出/光/輸入

713‧‧‧摻鉺光纖放大器(EDFA)

714‧‧‧分波長多工器(WDM)/分波長多工(WDM)組件

715‧‧‧被動分離器

716‧‧‧光纖

717‧‧‧被動分離器

718‧‧‧光纖

719‧‧‧被動分離器

720‧‧‧光纖

721‧‧‧被動分離器

722‧‧‧光纖

724‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)

726‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)

728‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)

730‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)

740‧‧‧傳輸線接收器/終端件(T)

741‧‧‧放大器

743‧‧‧輸出

750‧‧‧光纖/輸出

751‧‧‧輸出光纖

752‧‧‧光纖/輸出

753‧‧‧輸出光纖

754‧‧‧光纖/輸出

755‧‧‧輸出光纖

756‧‧‧光纖/輸出

766‧‧‧輸出光纖

802‧‧‧射頻(RF)輸入

902‧‧‧射頻(RF)輸入

906‧‧‧上游寬頻帶射頻(RF)組合器

為了繪示下文所描述之實施例，圖式中展示該等實施例之實例性建構；然而，該等實施例不受限於所揭示之特定方法及手段。在圖式中：

圖1描繪一射頻光纖傳輸(RFoG)架構。

圖2展示根據本發明而改良之一RFoG架構。

圖3繪示理論上可在具有4GHz之正向頻寬之一RFoG系統中達到之一下游資料容量。

圖4描繪用於支援一RFoG系統中之頻寬成長之具有一光偵測器及低增益TIA之一ONU。

圖5A描繪具有連接至一家庭內網路之一同軸電纜連接器之一習知ONU。

圖5B描繪諸如圖5A中之ONU之一ONU，但其具有用於高頻上游信號及高頻下游信號之額外連接器。

圖6描繪用於擴大上游頻寬及下游頻寬之一ONU。

圖7繪示一傳輸線接收器與分波長多工(WDM)組件之整合。

應注意，雖然附圖用於繪示包含本發明之概念之實施例且解釋該等實施例之各種原理及優點，但所顯示之概念未必理解本發明之實施例，此係因為受益於本文中之描述之一般技術者將易於明白圖中所描繪之細節。

在今後數十年中存在若干競爭者來佈建資料頻寬之成長。MSO考量自HFC至FTTH之一HFC分離變化或移動。例如，可期望可具有一分離變化之一HFC，其可支援>10Gbs下游容量及數百Mbs至Gbs上游容量。存在各種PON變體(諸如10 GPON)，存在點至點乙太網路，其等之各者視情況具有一RF涵蓋以支援視訊需求。可期望MSO進一步支援既有HFC廠來延長當前投資及技術之壽命。RFoG承諾與既有HFC廠及當前所使用之CPE及HE終端設備之一無縫整合。RFoG通常呈現為一轉變技術，其容許MSO容易地轉變至PON。

然而，10G PON受限於其下游容量，該下游容量不超過HFC上之D3.1可用容量。隨著資料傳輸擴展，一PON系統之限制將變得更明顯。普通低成本NRZ二進位調變格式無法在存在高分散性時滿足25km距離內之需求，使得目前需要預見更加複雜PON系統，諸如具有並聯操作之4個10Gbs波長之系統。

對於光纖上之RFoG，下游及上游係單獨波長。在各方向上，光纖部分上之對稱頻寬可為約1GHz。然而，該頻寬受限於家庭內/商業 同軸電纜上之RF光譜分離(硬線連接至RFoG ONU中之一分離)。在一些住宅寬頻帶資料服務輸送系統中，存在一42/54MHz RF分離；一些國家使用一65/85MHz分離；可為其他分離，諸如85/105MHz。一42/54MHz RF分離系統之上游中之總資料容量當前不超過約300Mbps(將頻寬計算為MHz*bps/Hz，其係約37MHz*8bps/Hz=300Mbps)。即使將此擴大至所謂之85/102MHz「中分」，但上游容量僅加倍至約600Mbps，其計算為約80MHz*約8bps/Hz=總共600Mbps。

如本文中所描述，預期FFTH網路之資料容量在亦稱為「RFoG」(即，「射頻光纖傳輸」)之HFC式FTTH中至少成長至40Gbs DS及5Gbs至10Gbs US之位準，光纖到達客戶端且終止於一RFoG「ONU(光纖網路單元)」中。實際上，在此一網路中改變RF分離比不存在大缺陷，因為DS信號及US信號通過光纖而依單獨波長行進，且因而彼此不相互作用，即使允許US採用相同於DS之BW範圍(通過RFoG，DS依1550nm行進，US依1310nm或1610nm行進)。可期望修改此時已有FFTH網路以支援未來數年之資料成長。預期具有二進位調變格式之低成本PON系統無法支援具有25km或更大之傳輸距離之SMF上之1550nm系統之高於20Gbs之頻寬成長。

本文中揭示具有一擴大下游頻帶之一RFoG系統之實施例，其包含藉由一CMTS之數據機傳輸位準之控制、FP雷射之應用、及混合被動/主動分離器系統中之OBI控制之實施例。為增加RFoG容量，實施例可取決於RFoG之既有部署。

本發明揭示具有一擴展下游容量之一RFoG系統。例如，既有10G PON系統無法處置高於10Gbs之成長模型之峰值及平均資料訊務，該等成長模型估計需要至少30Gbs至40Gbs用於下游訊務及需要至少>5Gbs上游速率用於上游訊務容量。所揭示之RFoG系統提供用於此等目標值之一容量，其中所揭示之實施例在各種實施方案中具有 額外容量。所揭示之技術可提供RF光譜之一更有效率使用，當所揭示之技術與經由DOCSIS 3.1標準而可用之RFoG技術及特徵一起使用且使用當前技術與ONU設計組合時，所揭示之技術無縫地解決今後十年及更久中之預期成長率及頻寬擴展。

本文中揭示支援估計訊務成長且保持與當前HE及CPE設備及迄今所做之安裝完全相容之一RFoG ONU之實施例。實施例包含可使用既有ONU技術來實施40Gbs下游(例如4..5GHz RF)、10Gbs上游(1GHz RF)RFoG技術。所揭示技術之實施方案可包含：修改既有透明架構，同時改良調變格式及頻寬擴展兩者。

本發明揭示其中CMTS可控制數據機傳輸位準之實施例。例如，在一200MHz RFoG返回系統中，CMTS必須放棄對數據機之位準控制。在實施例中，緊鄰於作為一閘道器之ONU實施此控制，該閘道器保持一家庭內42/54MHz分離及1GHz同軸電纜網路(及當前駐留於該處之所有數據機及CPE)，但可打開返回頻寬之剩餘部分用於一高速數據機。相同高速數據機亦可終止高達40Gbs之下游服務。

本發明揭示包含FP雷射之應用及混合被動/主動分離器系統中之OBI控制之實施例。例如，主動分離器可用於無OBI操作及改良SNR以使用較低ONU成本來抵換較高分離器成本。亦引進具有擴大上游頻寬之一RFoG系統且討論各種實施方案。

一RFoG系統透過一PON式FTTH網路基礎設施而輸送有線電視服務。在電信中，射頻光纖傳輸(RFoG)係一雙向光纖(deep-fiber)網路設計，其中混合式光纖同軸電纜(HFC)網路之同軸電纜部分由一單光纖被動光纖網路(PON)替換。有線電視及電信工程師協會(SCTE)已批准亦由美國國家標準協會(ANSI)批准之RFoG實施標準。

一RFoG拓撲可包含自頭端至一場節點或光纖網路單元(ONU)之一全光纖服務，該場節點或OUN通常位於使用者端處或使用者端附 近。在一電纜網路頭端中，一下游雷射可發送經多次光學地分離之一廣播信號。該光纖網路單元或ONU使該RF廣播信號恢復且將其傳入至用戶之同軸電纜網路中。下游及返回路徑傳輸使用不同波長來共用相同光纖(通常為1,550nm下游及1,310nm或1,590nm/1,610nm上游)。預期返回路徑波長標準係1,610nm，但早先部署已使用1,590nm或1,310nm。將1,590nm/1,610nm用於返回路徑允許光纖基礎設施同時支援RFoG及一基於標準之PON兩者以依1,490nm下游及1,310nm返回路徑波長操作。RFoG系統及HFC系統兩者可由於相同頭端/集線器而同時操作以使RFoG成為用於基於一既有網路之節點分離及容量增加之一良好解決方案。本文中描述與基於標準之RFoG及PON系統相容之實施例，但應瞭解，其他上游波長及下游波長可與所揭示之技術相容。

RFoG允許服務提供者繼續利用傳統HFC設備及具有新FTTP部署之後台應用。例如，有線電視業者可繼續依賴既有佈建及計費系統、電纜數據機終端系統(CMTS)平台、頭端設備、視訊轉換器、條件存取技術及電纜數據機，同時獲得RFoG及FTTx固有之益處。

圖1展示一例示性RFoG系統10，其中一頭端12透過一節點16而將內容輸送至一客戶端處之一ONU 14。一RFoG拓撲包含自頭端12至一場節點或光纖網路單元(ONU)(其通常位於使用者端處或使用者端附近)之一全光纖服務。在頭端12中，一下游雷射發送經多次光學地分離之一廣播信號。光纖網路單元14或ONU使該RF廣播信號恢復且將其傳入至可與光纖通信同軸或亦可與光纖通信一起升級之用戶網路中。

頭端12可包含將一下游信號輸送至包含32個輸出埠之一或多個1×32被動分離器20之一傳輸器18，各輸出埠連接至通過一光纖傳輸段24而將下游內容輸送至節點16之一分波長多工器(WDM)分離器28。 節點16可包含另一1×32分離器22，其中分離器22之各輸出埠經由另一光纖段26而連接至一用戶端處之一特定ONU 14。

一RFoG環境中之光纖網路單元(ONU)可使光纖連接終止於一用戶側介面處且轉換用於通過客戶端處之家庭內網路而輸送之訊務。同軸電纜可用於將一RFoG網路之ONU連接至一或多個使用者器件，其中RFoG使用者器件可包含電纜數據機、EMTA或視訊轉換器，如同一HFC網路之使用者器件。例如，一R-ONU可經由同軸電纜而連接至視訊轉換器、電纜數據機或類似網路元件，且電纜數據機之一或多者可經由乙太網路或Wi-Fi連接而連接至用戶之內部電話佈線及/或個人電腦或類似器件。

一般技術者應瞭解，前述架構僅供說明。例如，可根據期望改變分離器20及22之埠之數目。亦應瞭解，頭端12可包含更多分離器20，各分離器具有連接至一各自節點以便服務大量用戶之輸出。

沿自用戶之ONU 14至頭端之返回路徑，分離器22操作為一組合器，即，對於一1×32埠分離器/組合器22，高達32個ONU可將返回路徑信號輸送至節點16，節點16組合用於沿光纖長度24向上游傳輸之該等返回路徑信號。接著，由WDM 28使來自各自ONU 14之信號之各者與其他信號分開以由頭端12中之一單獨接收器30接收。接著，來自各自接收器之信號由一組合器32組合以傳輸至頭端12中之一電纜數據機終端服務(CMTS)。在組合器32連接至CMTS上游埠之前，由組合器32在頭端12中之RF域中組合信號。結合光纖上之正向功率限制，組合信號需要每群組之32個用戶之1個正向光纖24(L1 km)。

在正向方向上，將正向傳輸器提供至分配功率之一較高功率多埠放大器。例如，在頭端12中，傳輸器18將輸出提供至通過組合器20之32個輸出而內部地分配功率之一摻鉺光纖放大器(EDFA)34，各輸出依一相對較高功率(例如約18分貝-毫瓦特(dBm))操作。WDM 28可 在正向方向上傳輸來自EDFA 34之1550nm光且在反向方向上將通常具有1610nm或可能1310nm之反向光導引至接收器30。WDM 28可連接至接達節點16中之分離器22之長度L1之一光纖。

可將分離器22之輸出各提供至分別連接至用戶家裡之ONU 14之長度L2之第二光纖。在實施例中，L1+L2可高達25km。ONU 14將正向傳輸光轉換成用於家庭內同軸電纜網路之RF信號。在返回方向上，ONU 14亦可自家庭內網路接收RF信號且將此等信號調變至依(例如)1610nm操作之一雷射上，且將該雷射之輸出向上游發送至光纖L2中。該上游信號可在組合器22中與其他上游信號組合且在光纖L1中進一步向上游傳輸。在WDM 28處，將該等上游信號導引朝向頭端接收器30。

32個用戶及25km光纖之損失預算需要頭端12中之1個接收器用於每群組之32個用戶；鑑於3dBm之一上游傳輸功率，接收器30及WDM 28通常可依-18dBm至-21dBm之間之一功率操作以使一良好信雜比面臨挑戰，使得通常需要有限頻寬接收器用於可接受效能。此外，光學組合器22可為被動的且將多個光學輸入組合成一單一輸出。因此，根據定義，光纖組合器22將產生此等輸入之間之OBI(如早先所描述)且將因此在頭端接收器30處產生RF域中之雜訊。此外，假定在正向路徑中損失約24dB；對於每埠18dBm之一EDFA輸出功率，此將-6dBm功率提供至接收器。若使用低雜訊高增益接收器，則此足以用於達1GHz之ONU之可接受效能。

若可在星形分離器位置(諸如22)處個別地接收32個用戶，則因為至星形分離器之鏈路26較短，所以至接收器之輸入功率較高，幾乎高達返回雷射功率。容易地獲得一高SNR且不存在OBI。接著，必須通過長(25km)光纖鏈路24而重新傳輸所有接收信號之組合信號且在頭端處偵測該組合信號。需要在頭端處組合多個此等返回鏈路，使得可 使用一類似多輸入接收器設計來代替接收器30及RF組合器22。多個輸入接收器可經設計使得熱雜訊指數不取決於使用多少輸入，使得多個光源之組合較簡單。然而，熱雜訊指數高於一常規接收器之熱雜訊指數。此可藉由較高接收器位準而克服。

可存在自一分離器(其將光分配給用戶且有損失地組合來自用戶之返回光)返回至一頭端或集線器之一長鏈路(例如，高達25km，其具有6dB之一額外損失)，在該頭端或集線器之一接收器處偵測組合返回源。總損失較高，使得接收器SNR降級。此外，通常將高達8個接收器輸出組合至CMTS返回埠上，該CMTS返回埠因此處置約256個用戶。在此組合中，接收器熱雜訊累加，且若不對接收器採取措施以使其切斷，則在無信號之情況下使SNR進一步降級9dB。若採取措施，則當高達4個返回傳輸器同時在返回網路之一有效操作模式上時，仍使SNR降級高達6dB。

圖2繪示具有混合主動/被動分離器之一RFoG系統，其用於通過一網路(諸如RFoG網路)而將內容(例如CATV內容)輸送至複數個用戶。

參考圖2，架構包含一頭端110，其具有各連接至一WDM分離器116之一傳輸器112及接收器114，WDM分離器116將一信號輸出至L1 km之一光纖鏈路118及自L1 km之一光纖鏈路118接收一信號。光纖鏈路118連接至一主動分離器/組合器單元120。分離器/組合器單元120可包含可使正向路徑信號與反向路徑信號分開之一WDM 122。將正向路徑信號自WDM 122提供至一EDFA 124，EDFA 124將一放大光信號輸出至具有可與各自第二光纖鏈路128通信之32個輸出埠之一主動1×32分離器126。在各埠處，功率位準係適中的，在0dBm至10dBm之範圍內。

在反向方向上，1×32埠分離器126操作為一主動組合器126，且在各埠處包含將上游光導引至該埠處之一偵測器之一WDM，該偵測 器將所接收之光信號轉換成電信號，在RF域中放大該等電信號，且將該等電信號提供至一傳輸器129，傳輸器129輸出提供至WDM 122之具有(例如)1610nm、1310nm或某一其他適當波長之光，WDM 122繼而將上游光導引至光纖118中。在頭端處，光纖118連接至將上游光導引至接收器114之WDM 116。

分離器/組合器126之32個埠之各者透過一各自光纖128而將一各自下游信號輸出至可具有相同於分離器/組合器單元120之類型及組態之一第二主動分離器/組合器單元130。光纖128之長度可相對於彼此變動。每分離器埠之輸出功率較低，約0dBm。分離器埠經由長度L3之光纖132而連接至(例如)一多住宅單元(MDU)或一鄰近地區中之ONU 140。在一基本RFoG系統中，光纖長度之總和L1+L2+L3高達25km。然而，系統100將容許頭端與ONU之間之一較高光纖總長度(諸如40km)，此係因為系統100可容忍一較高SNR損失，如下文進一步所描述。

可使來自ONU 140之上游信號直接個別地終止於主動分離器/組合器單元130處。即使對於依0dBm操作之ONU，到達偵測器之功率係約-2dBm(光纖132係達數千米之一短光纖，且主動組合器內之WDM損失較小)。此比既有RFoG系統幾乎高20dB，其意謂：分離器134中之偵測器之後之RF位準比既有RFoG系統幾乎高40dB。因此，接收器雜訊指數並不重要，且可使用具有相對較差雜訊效能之高頻寬接收器。所接收之RF信號經由傳輸器136而沿反向路徑重新傳輸至光纖128中且由前述主動分離器/組合器單元120接收及重新傳輸且其後重新傳輸至頭端110。

雖然重複之重新傳輸可導致SNR之略微遞減，但來自主動架構之SNR之改良提供比傳統RFoG系統顯著更佳之總體效能。更重要的是，因為可使所有反向信號個別地終止於單獨偵測器(諸如傳輸線偵 測器結構中之上游主動分離器126及134內之一多偵測器接收器)處，所以不同反向信號之間可不存在光拍差干擾(OBI)。向前參考圖3，圖中將多個偵測器描繪為並聯之一電流源及電容器。

在圖2中，雷射129及136係反向傳輸雷射。例如，圖2中之主動組合器134係具有多個光偵測器之一單元。未光學地組合反向信號(即，在雷射126/134中個別地偵測且電累加反向信號)，因此OBI不會發生。

在正向方向上，可存在多個EDFA，例如124、135。EDFA可放大正向信號，使得可在EDFA之後容忍一高分離比，同時仍將足夠功率提供至下一級及/或終端使用者。例如，本文中所揭示之主動組合器提供一良好效能，使得分離比可非常高以致需要放大正向信號。此等EDFA可為具有低功率耗散(通常為2瓦特或更小)之具成本效益之單級器件。串接該等EDFA導致歸因於該等EDFA之有限雜訊指數之雜訊之一累積。雖然主動分離器架構無需該等EDFA(高功率頭端之EFDA(圖中未展示，但可在傳輸器112之後插入)仍可用於將功率提供至ONU 140)，但將EDFA 124、135用於主動分離器單元內提供一些優點。例如，頭端110中之設備之複雜性及功率耗散大幅降低，源於頭端110之光纖數亦大幅減少。易於將輸送至ONU 140之功率量增大至約0dBm。因此，ONU接收器自其偵測器獲得12dB以上RF位準且無需如此高之一SNR或增益。即使該等ONU接收器處之SNR要求放寬，但歸因於EDFA雜訊之SNR影響歸因於較高接收功率而易於克服。此外，可在正向方向上使用相對於當前架構之一可接受SNR來支援更多RF光譜(諸如，4GHz取代當前RFoG中之1GHz)。因此，總資料通量率可顯著增長且無需改變操作來容許(例如)提供40Gbps下載速度及10Gbps上傳速度之服務。

一RFoG組合器之實施例包含：預防或消除該組合器處之OBI， 而非在網路之末端處管理OBI(諸如，在網路之頭端側處使用一CMTS排程器或在網路之用戶端處使用特定波長ONU)。描述能夠消除OBI之實施例。所揭示之光學組合器可用於消除OBI，提高容量，及/或實現RFoG之多重服務、FTTH網路之電纜版本。

可期望用於消除OBI之技術(諸如本文中所描述之技術)，且該等技術可實現上游及下游中之較高容量。例如，光學組合器可藉由具有相容HFC D3.1能力之FTTH網路之部署而實現無OBI及高容量特性。同樣地，可將光學組合器併入至GPON、1G-EPON、XGPON1、10G/1G-EPON、10G/10G-EPON中。與HFC及D3.1之相容性使所揭示之光學組合器能夠與一當前HFC網路並排部署，且係D3.1就緒。可將光學組合器部署於一光纖節點、多住宅單元(MDU)及單家庭住宅(SFU)部署上。

所揭示之組合器及該組合器之特徵可實現與傳統HFC/D3.1系統及未來可能PON系統共存之RFoG。在一些系統中，OBI之消除係開啟光纖之巨大潛能之關鍵。所揭示之光學組合器可消除OBI以形成一基本上無OBI系統。光學組合器實現長伸距及大分離(例如，高達40km及1024個分離)，其甚至將進一步擴展。由所揭示之光學組合器實現之高上游及下游容量包含高達10G DS/1G US及高達40G DS/10G US。在實施例中，所揭示之光學組合器預防組合器中之RFOG部署之干擾，而非使用ONU中所採取之措施來預防干擾，ONU中之先前嘗試已失效或已證明成本過高。

所揭示之光學組合器可與ONU、電纜數據機及CMTS不相依。所揭示之光學組合器可與CMTS無關，因此減輕產生一RFoG感知排程器之負擔，其既受限制又耗時。光學組合器有助於使FTTH之一電纜版本比PON替代物更可行。例如，在實施例中，所揭示之光學組合器可使光學組合器單元具有一可逆PON直通能力以及一高上游及下游容 量，其有助於RFoG部署且不中斷下伏系統或損害PON功能性之未來融合，諸如一RFOG系統上之隨後PON部署。

在一些實施例中，光學組合器(諸如圖1及圖2中所展示之光學組合器)提供上游及下游RFoG容量及用於PON傳輸之一完全透明及可逆路徑。光學組合器可實現完全透明之PON部署。例如，光學組合器可藉由具有相容HFC D3.1能力之FTTH網路之部署而實現無OBI及高容量特性。同樣地，可將光學組合器併入至GPON、1G-EPON、XGPON1、10G/1G-EPON、10G/10G-EPON中。與HFC及D3.1之相容性使所揭示之光學組合器能夠與一當前HFC網路並排部署，且係D3.1就緒。可將光學組合器部署於一光纖節點、多住宅單元(MDU)及單家庭住宅(SFU)部署上。

圖3繪示理論上可在具有4GHz之正向頻寬之一RFoG系統中達到之下游資料容量。例如，可在具有25km之一鏈路長度(紅色)之一系統中使用0dBm之一合理接收輸入功率來獲得40Gbs下游容量。對於40km之鏈路長度(藍色)，仍可獲得約40Gbs，且在80km處，仍可獲得約30Gbs。可用於一RFoG系統中之頻寬量可變動，使得可用通量可超過或少於此等數目。在上游中，應可使用該容量之至少10%或4Gbs。

本文中揭示具有一擴大下游頻帶之一RFoG系統之實施例，其包含藉由一CMTS之數據機傳輸位準之控制、FP雷射之應用、及混合被動/主動分離器系統中之OBI控制之實施例。下文描述一低成本RFoG系統之實施例，該低成本RFoG系統可藉由結合一1GHz上游路徑使用一光偵測器及具有4GHz至7GHz頻寬之低增益TIA而支援下游頻寬成長至40Gbs及10Gbs上游。此導致約4GHz下游及重疊1GHz上游頻寬。

圖4描繪一RFoG系統中之一ONU 400，其藉由使用一光偵測器及 低增益TIA而實現支援該RFoG系統之一下游頻寬成長至40Gbs及10Gbs上游。連接至光纖410之ONU 400可連接至一WDM 409以將光輸出至具有一轉阻放大器(TIA)402之一光偵測器401。TIA 402可具有約4..7GHz之頻寬，其可與比一習知1GHz RFoG接收器之雜訊指數差之一適中雜訊指數一起使用。可使用低成本商業MMIC 403(諸如圖4中所展示之MMIC)來容易地實現RF隨後放大至4GHz或更高。

可將MMIC 403之輸出提供至一耦合器404，耦合器404將信號之一部分耦合至一雙工濾波器405且將剩餘部分耦合至一同軸電纜輸出埠411以支援輸出頻寬，例如5MHz至5000MHz之輸出頻寬。然而，雖然家庭內佈線存在4GHz之頻寬，但通常無法將此頻寬容易地提供至通常針對1GHz而建立之家庭同軸電纜網路。因此，埠411可較佳地不直接連接至家庭內網路。相反地，同軸電纜埠412可連接至一雙工濾波器405，雙工濾波器405將一54MHz至1000MHz下游信號提供至家庭內網路且自家庭接收一5MHz至42MHz上游信號。

雙工濾波器405使5MHz至42MHz信號分開且將其導引至耦合器406，耦合器406連接至驅動一雷射408之放大器407。雷射408可將光輸出至WDM 409，WDM 409在上游方向上將光導引至光纖410。耦合器406亦可自一同軸電纜埠413接收具有一寬輸入頻寬(諸如5MHz至1200MHz)之一輸入。上游信號之此寬輸入頻寬可不與一家庭內網路(其中已在下游方向上佔據54MHz至1000MHz之頻寬)相容。為此，且因為家庭內網路無法支援一4GHz或5GHz下游頻寬，所以提出固持一ONU及一擴大頻率範圍數據機之一基底或固持器，其中可在啟用擴大頻率範圍時插入擴大頻率數據機。此實施例可有益於正向及返回兩者(如將在下文中更詳細討論)。

圖5A描繪一習知ONU 500，其具有經由同軸電纜510而連接至家庭內網路之一同軸連接器502。

ONU 500具有一頻帶有限雙向埠502(其對應於圖4中所展示之同軸電纜埠412)，其與舊有RFoG頻率範圍(例如54MHz至1000MHz下游及5MHz至42MHz上游，如US CATV業中所常用)及根據需要設定之一分離(例如42/54MHz，如US業中所常用)一起工作。此埠連接至1GHz家庭網路且將提供5年至10年之足夠頻寬。

如圖5A中所展示，基底固持器530係足以用於放置一HF數據機之一大機械基底。ONU 500亦可放置於基底固持器530中，或依其他方式連接以透過埠502而循環至家庭內網路510。

如圖5B中所展示，ONU可具有用於高頻下游信號之額外連接器(HF連接器504)及用於高頻上游信號(US連接器)之額外連接器，其等對應於圖4中之411及413。當需要升級正向或反向資料容量時，如圖5B中所展示，可將一數據機506插入至連接至高頻連接器(HF連接器504)及一選用上游連接器(US連接器)(如下文圖5C中所更詳細描述)之基底530中。在圖5B中，已將一HF數據機506放置至固持器530中。

數據機可直接連接至家庭內乙太網路或WiFi，然而，既有同軸電纜功能可保持於F同軸電纜連接器上，該F同軸電纜連接器透過數據機而接達連接器508以連接至家庭內同軸電纜網路501中。此實施方案容許終接光纖設備之一低成本ONU且提供容量，直至今後十年結束且超過一無縫轉變。與一習知ONU之主要不同點在於：提供使高頻信號自接收器傳至雷射之兩個額外連接器(HC連接器504及US連接器512)。

圖6描繪一ONU(諸如圖5C中所展示之ONU)，其中來自網路之光纖601連接至ONU之埠602處，埠602接達WDM 603，WDM 603使上游光傳至偵測器607且將來自雷射604之反向光(其通常具有1610nm或1310nm之一波長)組合至光纖中以在上游方向上傳輸。應注意，在一些實施方案中，可將WDM 603、偵測器607及雷射604實施於一模組 中。

下游信號由放大器608放大且通過一耦合器609e504及使信號之部分傳至一雙工濾波器610。雷射由一放大器605驅動，放大器605自一組合器606接收輸入，組合器606自一高頻寬輸入埠602及雙工濾波器610取得輸入。雙工濾波器610連接至支援傳統家庭內同軸電纜網路之常規同軸電纜埠502。

雙工濾波器610使(例如)5MHz至42MHz頻帶中之上游訊務分開，使得其被輸出至組合器606。在埠502處輸出來自分離器609之(例如)42MHz至1000MHz頻帶中之下游訊務。此ONU與一常規ONU之不同點在於：存在分離器609、埠504、組合器606及埠602。一常規ONU提供(例如)上游方向上之5MHz至42MHz及下游上之54MHz至1000MHz之一固定頻寬且與既有家庭內同軸電纜網路相容。

所揭示之ONU經由組合器606而對埠602上之上游信號提供圍繞雙工濾波器610之一路徑且因此容許使用一顯著更高頻帶(諸如1200MHz)來調變上游雷射604。開啟此頻寬使可用上游容量增加10倍以上。耦合器609及埠504對高於1000MHz之高頻(其通常與至一數據機之(例如)5MHz至4000MHz範圍內之家庭內網路不相容)提供一未過濾路徑。此可使下游容量增加2倍至4倍。因此，此新ONU與既有ONU及家庭內網路相容，但其可透過添加低成本組件609、504、606及602而支援頻寬之未來大成長。對於當前sub-GHz操作，ONU執行相同於一常規ONU之功能。

一高頻寬接收器(諸如具有放大器608之607)可具有比一低頻寬接收器差之一適中雜訊指數。類比頻道常用於在數位CATV內容之傳輸變得可用之前傳輸CATV內容(例如，通過頻道；TV頻道)。類比頻道之數目由電纜提供者逐漸減少。類比頻道需要比數位頻道高之一SNR且因此需要高傳輸功率。隨著頻道被移除，較少頻道可耗盡可用傳輸 功率，使得每頻道之調變指標可增大，藉此改良信雜比，其由一略微較差接收器效能抵消。

對於40個頻道或更少之一減小類比頻道負載，一適度較差接收器雜訊指數之CNR影響可由類比頻道之一較高每頻道OMI減輕且可不那麼重要。就一主動分離器架構而言，可容易地使接收器功率增大至-3dBm或甚至0dBm，其中接收器雜訊指數不再緊要且頭端EDFA被大量消除。

在一些住宅寬頻帶資料服務輸送系統中，存在一42/54MHz RF分離；一些國家使用一65/85MHz分離。此等系統之上游中之總資料容量當前不超過約300Mbps(其將頻寬計算為MHz*bps/Hz，其係約37MHz*8bps/Hz=300Mbps)。所揭示RFoG系統之實施例可支援此既有CATV設備功能性且可隨著頻寬升級而繼續支援具有既有分離(例如42/54MHz分離)之家庭內1GHz同軸電纜網路。使用直接連接至具有快速上游及下游RF埠之ONU之一數據機來升級頻寬；可視情況將該數據機實施為一閘道器。

所揭示之RFoG系統具有一擴展下游容量。例如，既有10G PON系統無法處置峰值及平均資料訊務成長模型，該等成長模型估計需要至少30Gbs至40Gbs用於下游訊務及需要至少>5Gbs上游用於上游訊務容量。所揭示之RFoG系統提供用於此等目標值之一容量，其中所揭示之實施例在各種實施方案中具有額外容量。所揭示之技術可提供RF光譜之一更有效率使用，當所揭示之技術與經由DOCSIS 3.1標準而可用之RFoG技術及特徵一起使用且使用當前技術與ONU設計組合時，所揭示之技術無縫地解決今後十年及更久中之預期成長率及頻寬擴展。

在上述情形中，ONU之建立方式之一變化係在上游中插入一RF組合器，其中其RF輸入埠之一者介於上游雷射RF驅動器與上游RF雙 工濾波器之間，且另一RF組合器輸入用於充當「寬頻帶上游」輸入，其中可即時插入高達約300MHz或甚至1200MHz之信號用於一較大US BW，前提為US雷射及US接收器及US CMTS可利用該頻寬。一第二變化可為：在將信號之部分導引至一雙工濾波器且將信號之部分導引至一輸出埠之下游路徑中包含一分離器。

對於具有一新RFoG部署之實施例，可將具有一「標準」42/54MHz埠之一「寬頻帶上游」ONU實施用於僅需要DS/US BW之相對有限位準之客戶。對於需要一大頻寬之客戶，可開放高達約4GHz之下游RF頻寬及高達約1GHz之上游RF頻寬。在約10bps/Hz處，該等RF頻寬將產生40Gbps下游/10Gbps上游容量。此一RFoG ONU仍可用於標準「窄BW上游」應用中，以及與「寬頻帶上游」一起使用(藉由使用由添加上游寬頻帶RF組合器906啟用之兩個RF信號(802及902))。

在上游中，一RFoG系統不受限於CATV設備之RF分離。雖然家庭內同軸電纜網路需要透過一雙工濾波器而連接至ONU傳輸器及接收器，但ONU傳輸器亦可饋送有一較高頻寬信號。此展示於圖5C中；若放置HF數據機，則上游連接器502(US連接器，亦指稱ONU上之一快速上游埠)可將一較大頻寬信號提供至繞過雙工濾波器之上游雷射。

如圖6中所展示，可容易地將上游頻寬增大至1.2GHz。上游頻寬之增大根據所選之選項而將上游資料速率增大至4Gbs至10Gbs。存在在下列各者之間選擇之諸多選項：可修改上游頻寬容量，諸如，使用一FP或DFB雷射；雷射功率及雷射之損失預算；一12dB動態窗或無動態窗(CMTS或數據機位準控制)；調變指標及其是否依據頻寬而調整；使用PAPR(峰均功率比減小)；使用一主動或被動分離器；之前有多少被動組合及主動分離器(若使用)；無OBI操作之實施方案；同時之傳輸器數目；及來自接收器之熱雜訊是否累加。

在實施例中，可期望高頻寬RFoG返回系統應不允許過多ONU同時主動。在此等實施例中，在任何時間同時主動之ONU可限於為4個(或至多32個)反向傳輸器，即，ONU。CMTS調變設定檔(modulation profile)應考量此以有效地使用可用光譜。

一些新控制典範係較佳的。在當前RFoG系統中，一問題在於：不論所涉及之傳輸器上之光學OMI如何，CMTS設定數據機位準。此係自HFC設備必須如何使用不同且部分未知之損失預算來操作之一傳承。在其中CMTS控制反向傳輸位準之系統中，光學傳輸器之調變指標存在一顯著不確定性，此係因為在不確定系統存在多個損失因數(光損失及RF損失兩者)。因此，需要在一所謂之動態窗中建立額外邊限，使得傳輸器無法被過驅動。結果係傳輸器一般利用率低下。在此情形中，提出使光學OMI由傳輸器(ONU或數據機及ONU)及接著一固定型樣設定。該固定型樣可經設定使得傳輸器OMI總是最大化，使得當來自傳輸器之光譜較窄時，每頻道OMI增加。當數據機及ONU緊密地耦合在一起時，數據機與ONU之間不存在不確定之光損失且因此可藉由自數據機提供一正確驅動位準而準確地控制ONU之調變指標。該型樣亦可經設定使得調變指標係需要傳輸之RF頻寬量之一預定函數。

現移除動態窗，此係因為緊鄰於經由上游快速RF埠而連接之ONU之數據機可設定ONU上之一準確調變指標。此可藉由校準ONU及數據機輸出位準而完成，使得可獲得一準確OMI。替代地，數據機可將一參考信號輸出至ONU，其中ONU報告該參考信號返回至數據機，使得可判定實際OMI或ONU將實際OMI之一量測報告給數據機。

數據機及CMTS兩者已知待傳輸之光譜寬度，CMTS指示數據機採用一特定設定檔。因此，CMTS可經修改以預測位準變化且相應地調整以宛如頻道具有一恆定增益。

本發明揭示其中CMTS可放棄控制數據機傳輸位準之實施例。例如，在一200MHz RFoG返回系統中，CMTS必須放棄對數據機之位準控制。在實施例中，緊鄰於作為一閘道器之ONU實施此控制，該閘道器保持一家庭內42/54MHz分離及1GHz同軸電纜網路(及當前駐留於該處之所有數據機及CPE)，但可打開返回頻寬之剩餘部分用於該高速數據機。相同高速數據機亦可終止高達40Gbs下游服務。

在實施例中，可期望CMTS不應僅基於呈現給CMTS之RF位準而對擴大頻寬範圍內之高速數據機調變指標具有控制。數據機應控制調變指標以基於由CMTS提供之調變設定檔而最佳地使用ONU傳輸器之調變指標。替代地，CMTS可依設定一特定光學調變指標而非僅設定至CMTS埠中之一RF位準之一方式控制ONU傳輸器之調變指標。

可依一或多個方式完成調變指標之控制。在實施例中，ONU可提供具有由CMTS監測之一已知OMI之一參考信號，且其中CMTS亦自ONU量測至CMTS埠中之RF位準且比較此RF位準與該參考信號之RF位準。ONU可編碼一信號以報告其實際調變指標。CMTS可指示ONU或數據機挑選匹配各種調變設定檔之一組調變指標之一者用於各ONU傳輸，指示ONU挑選一調變指標之機制可經由數據機而工作。主要不同點在於：CMTS指示數據機或ONU基於至接收一上游信號之CMTS之RF位準(CMTS已在一輸入埠處接收該RF位準)而設定一調變指標而非設定一傳輸之一RF位準(其係一CMTS控制上游傳輸RF位準之習知方式)。

CMTS已指示數據機何時在上游方向上傳輸且亦設定數據機之RF傳輸位準。此外，CMTS可指示數據機在何種RF位準處傳輸以根據所選之調變設定檔而傳輸每叢發位準之一叢發。若此導致來自ONU之一已知OMI，則CMTS仍可控制數據機之RF位準，使得自ONU獲得一所要OMI。此可藉由使一校準OMI對來自數據機之一RF位準作出回應或 藉由上文所概述之其他方式而完成。

在其中上游傳輸數據機與ONU共置或位於ONU附近(諸如，在一閘道器中)之一較佳實施例中，數據機與ONU之間之RF損失較低且此一校準可為可靠的。此外，對於此一共置，亦可使其他信號容易地通過ONU與數據機之間，使得數據機可自ONU接收信號以報告實際OMI及狀態。最後，用於準確地設定OMI之此共置或其他方式(如上文所提及)較佳地用於消除常用於返回系統中以適應設置不確定性之設置邊限(所謂之動態窗)。

移除動態窗邊限導致改良SNR。移除此邊限可具有亦消除進入之邊限之無用效應；進入係無用RF信號耦合至返回路徑中以引起雷射之高OMI驅動雷射至削波中，其中削波誘發寬頻帶雜訊，其不僅影響所論述之ONU，且影響其他傳輸ONU之接收。此可藉由抑制具有過度OMI之ONU上之OMI而減輕，藉由監測輸入至ONU之RF功率且增加ONU衰減(若RF功率高於一設定位準)而完成，其中該設定位準對應於可在具有一良好受控OMI之一系統(如此處所提出)中預期之最大OMI。此外，寬頻寬上游數據機及ONU之較佳共置預防此等無用RF信號耦合至ONU之輸入中，使得進入變得不可能。

圖7繪示具有用於減輕OBI之混合被動/主動分離器之一主動分離器，其與一傳輸線接收器740整合。該傳輸線接收器展示為具有分波長多工(WDM)組件724、726、728、730，其中微光學器件使來自光纖750、752、754、756之1610nm光與下游中之1550nm光及上游中之1610nm光分離且將其導引至偵測器(D)702、704、706、708。

應注意，圖2中所描繪之分離器126及134對應於圖7中所描繪之分離器，其中圖7中之WDM 714對應於圖2中所展示之WDM 122、131。圖7繪示內部分離器126、134組件。圖7中之輸出712對應於組合器120之WDM 122與雷射傳輸器129之間之輸出及/或組合器130之 WDM 136與雷射傳輸器136之間之輸出。

圖7描繪具有經由傳輸線7111而與終端件740連接之偵測器702、704、706、708之一主動分離器700。可將光710(圖中展示為依1550nm輸入之光)自一頭端輸入至主動分離器700。主動分離器700可通過光纖750、752、754、756而將光向前傳播至複數個ONU。在主動分離器700處，可自一CMTS接收光710。光710進入WDM 714且可提供至饋電給一分離器705之EDFA 713，由一被動分離器705使信號在複數個方向上分離，被動分離器705存在於光纖716、718、720、722之接合點處。分離器705分別通過光纖716、718、720、722而將光提供至複數個WDM 724、726、728、730。可分別通過光纖750、752、754及756而將輸出750、752、754及756自WDM 724、726、728、730之各者傳輸至一隨後主動分離器或ONU。

應注意，圖7右邊之被動分離器715、717、719、721可用於提供額外輸出光纖751、753、755、766。該等被動分離器可誘發至偵測器702、704、706、708之埠處之損失且引起OBI，但減少每埠所需之偵測器及WDM之成本。一LF OBI偵測電路704可經添加以基於OBI偵測而發信號且將一信號提供至一返回雷射702。若不使用分離器715、717、719、721，則不存在OBI且無需OBI偵測電路704。在實施例中，可使返回波長移位至1610nm(如圖7中所展示)或1310nm。

輸出光纖750、752、754及756亦分別將具有不同於下游波長之一波長(諸如，具有1610nm)之上游信號提供至WDM 724、726、728及730，使得WDM 724、726、728及730可將此等波長選擇性地導引至經由自終端件740至一輸出743(其可傳輸至放大器741)之傳輸線711而連接之偵測器702、704、706及708。該等偵測器係自終端件740至輸出743(其可傳輸至放大器741)之傳輸線711之一組成部分。因此，傳輸線711由具有匹配組件(其包含偵測器702、704、706及708)之傳 輸線之區段組成且將表示延遲偵測器電流之總和之一信號提供至驅動一反向雷射702之放大器741。

光712可由分離器700中之一反向雷射702提供，如下文所更詳細描述。光712可來自位於主動分離器700位置處之一雷射、導引朝向CMTS之光、或主動分離器之WDM 714之前之其他光源。特定言之，傳輸線711可具有一輸出743，其具有來自同軸電纜線711之信號，其中輸出743表示來自沿傳輸線之偵測器之輸出之總和。輸出743處之信號可由放大器741放大，由雷射702傳輸，且在主動分離器700內通過輸入712而返回至WDM 714，其中可將輸入712預留給將自傳輸線偵測器結構接收之資訊向上游傳輸之反向雷射。特定言之，輸出743處之信號可由放大器741放大且輸出至一LF OBI偵測器704。

LF OBI偵測器704可使用一較低5MHz頻帶來偵測出由OBI產生之頻帶雜訊。當OBI發生時，可使用一低頻載波來調變返回雷射(L)702(或使一既有LF載波相位調變)且該光之一部分可通過EDFA 713而至正向路徑中。此載波可在500kHz至4MHz之範圍內。此一信號可由具有低成本構件之ONU容易地偵測，且若其涉及一OBI事件，則ONU可根據需要藉由使其波長移位而採取行動。來自返回雷射702之光學輸入712可進入WDM 714且接著將波長反射至光纖710中以將光信號載送至CMTS。因此，可將由包含偵測器之傳輸線結構偵測之上游資訊轉送至CMTS。為轉送由傳輸線結構偵測之上游資訊，可經由712、WDM 714及接著通過光纖710而將資訊傳輸至CMTS。

傳輸線之另一側可終止於主動分離器內之終端件740處，或此亦經引出使得區塊(即，單元740)可串接。例如，當串接終端件(T)740被移除且連接至一先前區塊700之同軸電纜輸出743時，可串接兩個或兩個以上區塊700，其中僅第一區塊需要一終端件(T)740以導致表示所有光偵測器電流之延遲總和之一輸出743。

WDM組件714、724、726、728、730可由10/90分離器(90%使主路徑損失保持較低)替換，接著，所得SNR下降至與一習知系統相當之一位準。成本節約係TBD，因為WDM實施方案(諸如圖7中所揭示及所展示之實施方案)允許ONU功率下降或使用較低性能FP(法布裡-泊羅(Fabry-Perot))雷射以可導致較大節約。

如本文中所揭示，當擴大頻寬時(例如，當一有線電視業者/系統擴展傳輸所需之一系統頻寬時)，低於1GHz之頻道之SNR下降。可使用主動分離器來先驗地減輕SNR減小，此係因為額外SNR邊限被建立(例如，上文所描述之主動分離器架構提供比無主動分離器概念併入之常規RFoG或HFC系統大之一SNR)。在無主動分離器之情況下，仍可在將正向光譜擴大至2GHz或更大時討論：HF數據機會被使用且調幅-殘留邊帶(AM-VSB)可能受限於非常少頻道或無頻道。因此，隨著類比頻道被減少使用，結果係一足夠預算來抵消由額外QAM頻道使用之調變指標且不過驅動雷射。

在一或多個實例中，本文中所描述之功能可實施於硬體、軟體、韌體或其等之任何組合中。若功能實施於軟體中，則功能可儲存於一電腦可讀媒體上或作為一電腦可讀媒體上之一或多個指令或程式碼而傳輸且由一基於硬體之處理單元執行。電腦可讀媒體可包含：電腦可讀儲存媒體，其對應於一有形媒體，諸如資料儲存媒體；或通信媒體，其包含促進一電腦程式自一位置轉移至另一位置(例如，根據一通信協定)之任何媒體。依此方式，電腦可讀媒體大體上可對應於：(1)非暫時性有形電腦可讀儲存媒體；或(2)一通信媒體，諸如一信號或載波。資料儲存媒體可為任何可用媒體，其可由一或多個電腦或一或多個處理器存取以擷取用於實施本發明中所描述之技術之指令、程式碼及/或資料結構。一電腦程式產品可包含一電腦可讀媒體。

舉例而言(但不限於)，此電腦可讀儲存媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存、磁碟儲存或其他磁性儲存器件、快閃記憶體或任何其他媒體，其可用於儲存呈指令或資料結構形式之所要程式碼且可由一電腦存取。此外，將任何連接適當地稱為一電腦可讀媒體。例如，若使用一同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)來自一網站、伺服器或其他遠端源傳輸指令，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)包含於媒體之定義中。然而，應瞭解，電腦可讀儲存媒體及資料儲存媒體不包含連接、載波、信號或其他暫時性媒體，而是針對非暫時性有形儲存媒體。如本文中所使用，磁碟及光碟包含壓縮光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟及藍光光碟，其中磁碟通常磁性地複製資料，而光碟藉由雷射而光學地複製資料。上述內容之組合亦應包含於電腦可讀媒體之範疇內。

指令可由一或多個處理器(諸如一或多個數位信號處理器(DSP)、通用微處理器、專用積體電路(ASIC)、場可程式化邏輯陣列(FPGA)或其他等效積體或離散邏輯電路)執行。相應地，本文中所使用之術語「處理器」可係指適合於實施本文中所描述之技術之前述結構或任何其他結構之任何者。此外，在一些態樣中，本文中所描述之功能性可提供於經組態以用於編碼及解碼之專用硬體及/或軟體模組內，或併入一組合編解碼器中。此外，技術可完全實施於一或多個電路或邏輯元件中。

本發明之技術可實施於包含一無線手機、一積體電路(IC)或一組IC(例如一晶片組)之各種器件或裝置中。各種組件、模組或單元在本發明中經描述以強調經組態以執行所揭示之技術之器件之功能態樣，但未必需要藉由不同硬體單元而實現。確切而言，如上文所描述，各 種單元可組合於一編解碼器硬體單元中或由可相互操作之硬體單元之一集合(其包含上文所描述之一或多個處理器)以及適合軟體及/或韌體提供。

實施例：

- 一種RFoG系統，其中反向傳輸數據機位準經設定以獲得反向傳輸器上之一精確光學調變指標。

- 如上所述，其中CMTS回應於一調變設定檔而調整該光學調變指標。

- 如上所述，其中該CMTS回應於一ONU上之一調變設定檔及傳輸至相同CMTS上游RF埠之至少一其他ONU之至少一調變設定檔而調整該ONU之調變指標。

- 如上所述，其中一數據機將一RF信號發送至一ONU，該ONU具有使用一校準調變指標來回應之一校準RF位準。

- 如上所述，其中該CMTS不控制調變指標且該數據機及該ONU代以控制調變指標。

- 如上所述，其中該數據機及該ONU回應於待傳輸之該調變設定檔而控制調變指標。此處，調變設定檔意謂下列態樣之一或多者：由傳輸佔據之RF頻譜、提供至傳輸器之RF位準、被傳輸之調變格式、及此傳輸所需之SNR或光學調變指標。

- 如上所述，其中該ONU將一調變指標報告給一數據機或一CMTS。

- 如上所述，其中該ONU在至具有一已知光學調變指標之一CMTS之傳輸中嵌入一參考信號。

- 如上所述，其中將用於具有PAPR(峰均功率比減小)之信號之有效調變指標設定成高於用於無PAPR之信號之有效調變指標。

- 如上所述，其中使用一主動分離器/組合器且該CMTS最大化該 主動分離器組合器中之反向傳輸器之光學調變指標，該反向傳輸器傳輸可為主動之一或多個ONU之組合偵測信號。鑑於該等組合信號由該主動分離器/組合器處置，此功能總是最佳化信雜比。

- 一種RFoG系統，其具有一ONU及位於該ONU附近之一閘道器，其中該閘道器視情況經放置以提高頻寬且該閘道器除處置具有大於習知RFoG操作之頻率範圍之一頻率範圍之一擴大光譜中之RFoG信號之外，亦處置上游及下游方向上之習知RFoG信號。將習知RFoG操作界定為匹配HFC設備上之頻帶之頻帶中之操作，此一5MHz至42MHz用於上游及54MHz至1000MHz用於下游訊務。

- 如上所述，其中ONU及閘道器係共置的。

- 如上所述，其中該ONU係固定的或為一機械基底之部分，該機械基底允許在一隨後時間將該閘道器放置於該基底中。

- 如上所述，其中當將閘道器放置於該基底中且該閘道器可互換以升級頻寬時，ONU及閘道器連接器經標準化且配對。

- 如上所述，其中擴大光譜RFoG信號包含用於上游及下游訊務之重疊頻率範圍。

- 如上所述，其中該ONU除具有一習知雙向連接器用於習知RFoG訊務之外，亦具有一快速埠用於在一擴大頻寬中操作之上游訊務，其視情況由用於該閘道器上之上游訊務之一快速埠匹配。

- 如上所述，其中該ONU具有載送高於1GHz(較佳地，高達4..7GHz)之信號之一額外專用快速高頻下游連接器。

- 如上所述，其中該閘道器使習知RFoG頻帶中之雙向信號通過。

- 如上所述，其中該閘道器處理該等快速埠上之信號且除在習知信號埠上提供RF信號之外，亦提供一數位介面，諸如乙太網路或WiFi。

- 如上所述，其中該閘道器不僅使習知信號RF埠上之信號通過，且解譯及處理該等信號。

- 一種RFoG接收器，其具有至少1.2GHz之下游頻寬及與下游頻寬重疊之上游頻寬，該RFoG接收器包含：至少一雙向RF埠，其具有不重疊上游及下游頻寬之及至少一額外RF埠。

- 如上所述，該RFoG接收器具有至少4GHz之下游頻寬。

- 如上所述，其中一RF功率放大器用於家庭內分配且PAPR方法用於正向傳輸格式中以減少該放大器之功率耗散。

- 一種具有如上所述之一RFoG接收器之系統，其具有提供至少-6dBm之接收器功率且較佳地高達0dBm之接收器功率之主動分離器。

500‧‧‧光纖網路單元(ONU)

502‧‧‧頻帶有限雙向埠/同軸電纜埠/同軸連接器

504‧‧‧高頻(HF)連接器

506‧‧‧數據機

508‧‧‧連接器

510‧‧‧家庭內同軸電纜網路

512‧‧‧上游(US)連接器

530‧‧‧基底固持器/基底

Claims (29)

1. 一種射頻光纖傳輸(RFoG)系統，其包括：一光纖網路單元(ONU)；及一閘道器，其包含連接至該ONU之一數據機，該數據機具有一快速上游埠及一快速下游射頻(RF)埠之至少一者，其中該閘道器經組態以處理一上游方向及一下游方向上之舊有RFoG信號且經由該數據機上之該等快速埠而進行下列之之至少一者：產生或處理在該上游方向上超過42MHz及在該下游方向上超過1000MHz之一擴大光譜中之RFoG信號。
2. 如請求項1之RFoG系統，其中該光纖網路單元(ONU)包含一反向傳輸器，一反向傳輸數據機位準經設定以獲得該反向傳輸器上之一精確光學調變指標。
3. 如請求項1之RFoG系統，其進一步包括一電纜數據機終端系統(CMTS)，其中該CMTS回應於一調變設定檔而調整一反向傳輸數據機位準之一光學調變指標。
4. 如請求項3之RFoG系統，其中該CMTS回應於該ONU上之一調變設定檔及傳輸至一相同CMTS上游RF埠之至少一其他ONU之至少一調變設定檔而調整一光纖網路單元(ONU)之該光學調變指標。
5. 如請求項2之RFoG系統，其中該數據機將一射頻(RF)信號發送至該ONU，該ONU具有使用一校準光學調變指標來回應之一校準RF位準。
6. 如請求項2之RFoG系統，其中該數據機及該ONU在無需來自一電纜數據機終端系統(CMTS)之輸入之情況下控制該光學調變指標。
7. 如請求項2之RFoG系統，其中一精確光學調變指標實現高達10 Gbps之一上游頻寬。
8. 如請求項2之RFoG系統，其中該數據機及該ONU回應於待傳輸之一調變設定檔而控制該光學調變指標。
9. 如請求項8之RFoG系統，其中該調變設定檔係下列之至少一者：由一傳輸佔據之一RF頻譜、提供至該反向傳輸器之一RF位準、被傳輸之一調變格式、一信雜比(SNR)、或傳輸所需之一光學調變指標。
10. 如請求項1之RFoG系統，其進一步包括在該RFoG系統中用於設定一反向傳輸數據機位準及接著一固定型樣之一光學調變指標之一數據機及一或多個反向傳輸器。
11. 如請求項10之RFoG系統，其中該固定型樣最大化該一或多個反向傳輸器之該光學調變指標以在使來自一各自一或多個反向傳輸器之一光譜變窄時增大每頻道之該光學調變指標。
12. 如請求項1之RFoG系統，其進一步包括用於直接定位於一光纖網路單元(ONU)相鄰處之一數據機，該數據機可經由一上游快速RF埠而連接至該ONU，該上游快速RF埠經組態以藉由校準ONU及數據機輸出位準而設定該ONU上之一準確光學調變指標。
13. 如請求項2之RFoG系統，其中該數據機將一第一參考信號輸出至該ONU，該ONU回應於該第一參考信號而將一第二參考信號報告給該數據機，且該數據機基於該第二參考信號而判定該光學調變指標。
14. 如請求項2之RFoG系統，其中一每頻道OMI經調整以用於複數個ONU，該每頻道OMI依據提供至該各自複數個ONU之各者之一信號之一光譜寬度而變化，其中該數據機及一CMTS兩者已知該信號之該光譜寬度，該CMTS指示該數據機採用一特定調變設定檔。
15. 如請求項1之RFoG系統，其中一光纖網路單元(ONU)將一調變指標報告給一數據機或一電纜數據機終端系統(CMTS)。
16. 如請求項1之RFoG系統，其中一光纖網路單元(ONU)在至具有一已知光學調變指標之一電纜數據機終端系統(CMTS)之傳輸中嵌入一參考信號。
17. 如請求項2之RFoG系統，其中將用於具有一峰均功率比減小(PAPR)之信號之該光學調變指標設定成高於用於無PAPR之信號之該光學調變指標。
18. 如請求項1之RFoG系統，其進一步包括：一主動分離器/組合器；及一電纜數據機終端系統(CMTS)，其中該CMTS最大化該主動分離器/組合器中之一反向傳輸器之一光學調變指標，該反向傳輸器傳輸該RFoG系統中之一或多個主動光纖網路單元(ONU)之組合偵測信號。
19. 如請求項18之RFoG系統，其中該主動分離器/組合器包括：一分波長多工器(WDM)，其能夠自一頭端接收一上游光信號；及一分離器，其用於使該上游光信號分離，該信號保持於一光域中。
20. 如請求項1之RFoG系統，其中舊有RFoG信號係在匹配一混合式光學同軸電纜(HFC)系統上之頻帶之頻帶中操作之信號，該等頻帶涵蓋用於上游訊務之5MHz至42MHz及用於下游訊務之54MHz至1000MHz且將此等信號提供於與該快速上游或下游連接器分開之一連接器上。
21. 如請求項1之RFoG系統，其中進行下列之至少一者：該ONU經調適以接收具有用於該擴大RF光譜之該等快速RF埠之該數據機； 或該數據機經調適以接收具有用於該擴大RF光譜之該等快速RF埠之該ONU。
22. 如請求項1之RFoG系統，其中當將該閘道器放置於亦連接至該ONU之一基底中時，ONU及閘道器連接器經標準化且配對，該閘道器可互換以修改該ONU之頻寬能力。
23. 如請求項1之RFoG系統，其中該等擴大光譜RFoG信號包含該上游及下游訊務中之重疊頻率範圍。
24. 如請求項1之RFoG系統，其中該ONU包括：一頻帶有限雙向連接器，其用於該等舊有RFoG信號；及一快速埠，其用於在由用於該閘道器上之上游訊務之該快速埠匹配之一擴大頻寬中操作之上游訊務。
25. 如請求項1之RFoG系統，其中該數據機之快速上游埠提供一較大上游頻寬以使用一上游雷射且繞過該ONU中之一雙工濾波器。
26. 如請求項1之RFoG系統，其中該ONU具有載送高於1GHz之信號之一額外專用快速高頻下游連接器。
27. 如請求項1之RFoG系統，其進一步包括用於家庭內分配之一RF功率放大器，該RF功率放大器使用一正向傳輸格式中之PAPR來減少該RF功率放大器之功率耗散。
28. 如請求項1之RFoG系統，其中該閘道器提供用於一乙太網路或WiFi連接之至少一者之一數位介面。
29. 一種用於擴大一下游頻帶之射頻光纖傳輸(RFoG)系統，該RFoG系統包括：一光偵測器；一轉阻放大器，其具有一下游路徑，該下游路徑具有大於1.2GHz下游射頻(RF)頻寬，該下游路徑與具有大於200MHz射頻(RF)頻寬之一上游路徑組合以提供與該大於200MHz上游頻寬重 疊之該大於1.2GHz下游頻寬；一第一RF連接器，其用於該各自上游或下游路徑上之上游或下游訊務之至少一者；及一第二RF連接器，其用於與該第一RF連接器上之該訊務重疊之一頻寬範圍內之上游或下游訊務。