TWI416884B - 可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統 - Google Patents

Description

可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統

本發明係關於一種可接收無線訊號之被動光學網路〔Passive Optical Network，PON〕傳輸系統，特別是關於被動光學網路傳輸系統具有一無線訊號接收裝置，以便在用戶端接收無線訊號。

一般而言，傳統被動光學網路並不具有無線訊號接收及傳輸技術，因此傳統被動光學網路僅能用以傳輸光訊號，而無線訊號則無法併入被動光學網路內進行接收及傳輸。舉例而言，一般無線訊號包含無線電視訊號、衛星訊號等。為了被動光學網路可併入傳輸無線訊號，傳統被動光學網路與無線訊號傳輸技術之間有必要適當整合，以允許無線訊號可併入被動光學網路內進行接收及傳輸。

有鑑於此，目前被動光學網路與無線訊號傳輸技術之整合技術揭示於許多國內專利內容。舉例而言，中華民國專利第I264901號之「混合乙太網路與射頻訊號之單一波長光纖通信系統」發明專利，其揭示利用無線區域網路〔WLAN〕及乙太網路〔Giga-Ethernet〕規格的電路模組，將數位部分的乙太網路訊號及射頻訊號合併於單一波長進行訊號傳輸；中華民國專利第I282220號之「具有線電視與乙太網路信號之光纖通信系統」發明專利，其揭示光纖通信系統利用單一波長同時傳送數位及類比信號。事實上，中華民國專利第I264901號及第I282220號之用戶端並不具有上行〔upstream〕傳輸，即其係屬單向傳輸通信系統。

另外，目前被動光學網路與無線訊號傳輸技術之整合技術亦 揭示於許多美國專利內容。例如：美國專利申請公開案第2005/0025485號之〝Subscriber Interfacing Device in Communication-Broadcasting Convergence FTTH〞揭示將射頻訊號與下行〔downstream〕訊號在局端合併後，再經同一光源傳送至光纖，其包含多種射頻訊號，因而使用不同頻率射頻源進行調變；美國專利申請公開案第2008/0138071號之〝Apparatus for Implementing Electro-optical CATV Network and Signal Processing Method Used by the Apparatus〞揭示將射頻訊號與下行訊號在局端合併後，再利用非全光纖網路做為傳輸網路，該傳輸網路由光纖及同軸電纜〔coaxial cable〕組成；美國專利申請公開案第2004/0264974號之〝Cable Television Passive Optical Network〞揭示被動光學網路用於接收反相電訊號〔reverse electrical signal〕，其需利用有線電視機上盒〔set-top box，STB〕進行傳輸，因而無法進行高速資料傳輸；美國專利申請公開案第2005/0172328號之〝FTTH System Based on Passive Optical Network for Broadcasting Service〞揭示射頻訊號與下行訊號在局端採用分波多工系統〔Wavelength Division Multiplexing，WDM〕，並在光纖網路中進行傳輸。前述美國專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

然而，前述中華民國專利第I264901號、中華民國專利第I282220號、美國專利申請公開案第2005/0025485號、美國專利申請公開案第2008/0138071號、美國專利申請公開案第2004/0264974號及美國專利申請公開案第2005/0172328號之被動光學網路皆並未在用戶端〔user premise〕進行接收無線訊號，因 而使用者無法同時在被動光學網路接收有線訊號及無線訊號。

有鑑於此，為了改良上述問題，本發明提供一種可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，以便在用戶端接收無線訊號。

本發明之主要目的係提供一種可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其在一用戶端具有一無線訊號接收裝置，以達成在用戶端接收無線訊號之目的。

為了達成上述目的，本發明之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統包含一被動光學網路、一局端、一用戶端及一無線訊號接收裝置。該局端經由該被動光學網路連接至該用戶端，以便該局端與用戶端之間進行傳輸光訊號。該無線訊號接收裝置經由該被動光學網路連接至該用戶端，以便該用戶端接收無線訊號。

本發明之較佳實施例係該無線訊號接收裝置包含一天線、一電光訊號轉換器及一波長選擇耦合器單元。

本發明之較佳實施例係該無線訊號接收裝置之電光訊號轉換器包含一功率放大器及一雷射二極體。

本發明之較佳實施例係該被動光學網路連接至該無線訊號接收裝置之波長選擇耦合器單元。

本發明之較佳實施例係該無線訊號接收裝置另包含一光循環器，其連接至該波長選擇耦合器單元，該光循環器用以分隔相同波長的上行訊號及無線訊號。

本發明之較佳實施例係該無線訊號接收裝置之波長選擇耦合器單元包含一第一波長選擇耦合器及一第二波長選擇耦合器。

本發明之較佳實施例係該用戶端包含一光循環器，其用以分 隔相同波長的上行訊號及無線訊號。

本發明之較佳實施例係該用戶端包含一光耦合器，其用以將光訊號分為二道光。

本發明之較佳實施例係該被動光學網路包含一光分/合路器，該局端經由該光分/合路器連接至該用戶端。

本發明之較佳實施例係該無線訊號接收裝置經由該光分/合路器連接至該用戶端。

本發明之較佳實施例係該用戶端包含一波長選擇耦合器連接至該被動光學網路之光分/合路器。

為了充分瞭解本發明，於下文將例舉較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明第一較佳實施例之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統整合於用戶端無線訊號接收或其相關技術領域，該相關技術領域係屬未脫離本發明之精神與技術領域範圍。本發明第一較佳實施例之接收無線訊號包含無線電視訊號、衛星訊號或其它無線訊號，但其並非用以限定本發明。

第1圖揭示本發明第一較佳實施例可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統之架構方塊圖。請參照第1圖所示，本發明第一較佳實施例可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統包含一被動光學網路1、一局端〔central office〕2、一用戶端〔user premise〕3及一無線訊號接收裝置4。本發明之被動光學網路傳輸系統係在該局端2與用戶端3之間進行傳輸光訊號，且利用該無線訊號接收裝置4接收無線訊號。

請再參照第1圖所示，該局端2經由該被動光學網路1連接至該用戶端3，以便該局端2與用戶端3之間進行傳輸光訊號。該無線訊號接收裝置4經由該被動光學網路1連接至該用戶端3，以便該用戶端3接收無線訊號。因此，該用戶端3不但利用該被動光學網路1可進行傳輸光訊號，且利用該被動光學網路1可接收無線訊號。

請再參照第1圖所示，該被動光學網路1包含數條光纖10及至少一光分/合路器〔splitter〕11，但其並非用以限定本發明。該局端2經由該光分/合路器11連接至該用戶端3，以便經由該被動光學網路1進行光訊號傳輸。該無線訊號接收裝置4經由該光分/合路器11連接至該用戶端3，以便該用戶端3經由該被動光學網路1接收無線訊號。

請再參照第1圖所示，該局端2經由該被動光學網路1連接至該用戶端3，且在該局端2與用戶端3之間設有該無線訊號接收裝置4。該局端2具有一波長選擇耦合器21，以便傳輸上行及下行訊號，但其並非用以限定本發明。

請再參照第1圖所示，該用戶端3具有FTTH〔fiber－to－the－home〕服務，且該用戶端3具有一波長選擇耦合器31，以便傳輸上行及下行訊號，其中該上行及下行訊號可採用相同或不相同波長光源。一般而言，上行訊號採用1550nm波長光源，下行訊號則採用1310nm波長光源。該波長選擇耦合器31連接至該被動光學網路1之光分/合路器11。該用戶端3經由該被動光學網路1同時連接至該局端2及無線訊號接收裝置4。因此，除了上行及下行訊號之外，該用戶端3亦可接收無線訊號，其中該上行 及下行訊號與無線訊號可採用不相同波長光源，但其並非用以限定本發明。

請再參照第1圖所示，該無線訊號接收裝置4經由該被動光學網路1之光分/合路器11連接至該用戶端3。該無線訊號接收裝置4包含一天線41、一電光訊號轉換器42及一波長選擇耦合器單元43。該天線41用以接收無線訊號，其較佳位於大樓屋頂，但其並非用以限定本發明。該電光訊號轉換器42用以將該天線41接收之無線訊號轉換為光訊號，並經由該波長選擇耦合器單元43輸出至該用戶端3。該被動光學網路1較佳連接至該波長選擇耦合器單元43，但其並非用以限定本發明。

第2圖揭示本發明第二較佳實施例可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統之架構方塊圖，其中OLT表示光線網路終端〔optical line terminal〕，即表示局端，ONU表示光網路單元〔optical network unit〕，即表示用戶端。請參照第2圖所示，本發明第二較佳實施例被動光學網路傳輸系統之無線訊號接收裝置4之電光訊號轉換器42包含一功率放大器42a及一雷射二極體42b，其中該功率放大器42a用以放大無線訊號，並與偏壓電源合併後，直接調變該雷射二極體42b。為了上行訊號及無線訊號採用相同波長，該無線訊號接收裝置4之波長選擇耦合器單元43包含一第一波長選擇耦合器43a及一第二波長選擇耦合器43b；該無線訊號接收裝置4另包含一光循環器44。當該上行與無線訊號可採用相同波長光源時，該光循環器44用以分隔相同波長的上行訊號及無線訊號；相對的，該用戶端3包含一光循環器32，其同樣用以分隔相同波長的上行訊號及無線訊號。

第3圖揭示本發明第三較佳實施例無線訊號可接收之被動光學網路傳輸系統之架構方塊圖。請參照第3圖所示，相對於第2圖之第二較佳實施例，本發明第三較佳實施例被動光學網路傳輸系統之用戶端3具有一光耦合器32’，其用以將光訊號分為二道光，其中一道光注入至一光偵測器〔photo－detector，PD〕，另一道光則注入至上行訊號的雷射二極體〔LD〕光源。另外，本發明將其他光源注入至FP雷射二極體〔Fabry－Perot laser diode，FP－LD〕光源，以便利用注入鎖頻〔injection－locked〕技術手段改善該FP雷射二極體光源之特性。

本發明之被動光學網路傳輸系統在實驗中將射頻〔RF〕訊號及上行訊號以相同波長在無線訊號接收端與用戶端之間進行量測，其實驗數據為如表一所示。在實驗中射頻訊號採用採用數位無線電視訊號，其光源採用FP雷射二極體，並採用直接調變方式傳送。在實驗中上行訊號之光源採用垂直共振腔面射型雷射〔vertical－cavity surface－emitting laser，VCSEL〕，且採用直接調變方式傳送，其數據傳輸速率為622Mbps。光纖採用1km單模光纖〔single mode fiber，SMF〕及1km多模光纖〔multi mode fiber，MMF〕。

※當無線數位電視訊號品質>30%時，則可正常收視。 ※當Q>6時，則誤碼率BER<10－9。

由實驗數據顯示本發明之被動光學網路傳輸系統在RF接收端與用戶端在採用1km－SMF之RF訊號之傳輸品質良好，而RF接收端與用戶端在採用1km－SMF之上行訊號之傳輸品質亦良好，且其優於在採用1km－MMF之上行訊號之傳輸品質。根據實驗可推測上行訊號與下行訊號，在局端與用戶端亦能有良好的傳輸效果。

上述實驗數據為在特定條件之下所獲得的初步實驗結果，其僅用以易於瞭解或參考本發明之技術內容而已，其尚需進行其他實驗。該實驗數據及其結果並非用以限制本發明之權利範圍。

如上所述，本發明之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統達成在用戶端可接收無線訊號之目的。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。

1‧‧‧被動光學網路

10‧‧‧光纖

11‧‧‧光分/合路器

2‧‧‧局端

21‧‧‧波長選擇耦合器

3‧‧‧用戶端

31‧‧‧波長選擇耦合器

32‧‧‧光循環器

32’‧‧‧光耦合器

4‧‧‧無線訊號接收裝置

41‧‧‧天線

42‧‧‧電光訊號轉換器

42a‧‧‧功率放大器

42b‧‧‧雷射二極體

43‧‧‧波長選擇耦合器單元

43a‧‧‧第一波長選擇耦合器

43b‧‧‧第二波長選擇耦合器

44‧‧‧光循環器

第1圖：本發明第一較佳實施例可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統之架構方塊圖。

第2圖：本發明第二較佳實施例可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統之架構方塊圖。

第3圖：本發明第三較佳實施例可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統之架構方塊圖。

1‧‧‧被動光學網路

10‧‧‧光纖

11‧‧‧光分/合路器

2‧‧‧局端

21‧‧‧波長選擇耦合器

3‧‧‧用戶端

31‧‧‧波長選擇耦合器

4‧‧‧無線訊號接收裝置

41‧‧‧天線

42‧‧‧電光訊號轉換器

43‧‧‧波長選擇耦合器單元

Claims (24)

1. 一種可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其包含：一被動光學網路；一局端，其連接至該被動光學網路；一用戶端，該局端經由該被動光學網路連接至該用戶端，以便該局端與用戶端之間進行傳輸光訊號；及一無線訊號接收裝置，其經由該被動光學網路連接至該用戶端，以便該用戶端接收無線訊號，其中該用戶端將光訊號分為二道光，其中一道光注入至一光偵測器，另一道光則注入至上行訊號的一FP雷射二極體光源，該被動光學網路傳輸系統將一光源注入至該FP雷射二極體〔Fabry-Perot laser diode，FP-LD〕光源，以便利用注入鎖模方式改善該FP雷射二極體光源之特性。
2. 依申請專利範圍第1項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置包含一天線、一電光訊號轉換器及一波長選擇耦合器單元。
3. 依申請專利範圍第2項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置之電光訊號轉換器包含一功率放大器及一雷射二極體。
4. 依申請專利範圍第2項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該被動光學網路連接至該無線訊號接收裝置之波長選擇耦合器單元。
5. 依申請專利範圍第2項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置另包含一光循環器，其連 接至該波長選擇耦合器單元，該光循環器用以分隔相同波長的數據資料訊號及無線訊號。
6. 依申請專利範圍第5項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置包含一波長選擇耦合器單元，其包含一第一波長選擇耦合器及一第二波長選擇耦合器。
7. 依申請專利範圍第1項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該用戶端包含一光循環器，其用以分隔相同波長的數據資料訊號及無線訊號。
8. 依申請專利範圍第1項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該用戶端包含一光耦合器，其用以將光訊號分為二道光，其中一道光注入至該光偵測器，另一道光則注入至上行訊號的該FP雷射二極體光源。
9. 依申請專利範圍第1項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該被動光學網路包含一光分/合路器，該局端經由該光分/合路器連接至該用戶端。
10. 依申請專利範圍第9項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置經由該光分/合路器連接至該用戶端。
11. 依申請專利範圍第1項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該用戶端包含一波長選擇耦合器連接至該被動光學網路之光分/合路器。
12. 一種可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其包含：一無線訊號接收裝置，其經由一被動光學網路連接至一用戶端，以便該用戶端接收無線訊號，其中該用戶端將光訊號分為二 道光，其中一道光注入至一光偵測器，另一道光則注入至上行訊號的一FP雷射二極體光源，該被動光學網路傳輸系統將一光源注入至該FP雷射二極體光源，以便利用注入鎖模方式改善該FP雷射二極體光源之特性。
13. 依申請專利範圍第12項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置包含一天線、一電光訊號轉換器及一波長選擇耦合器單元。
14. 依申請專利範圍第13項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置之電光訊號轉換器包含一功率放大器及一雷射二極體。
15. 依申請專利範圍第13項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該被動光學網路連接至該無線訊號接收裝置之波長選擇耦合器單元。
16. 依申請專利範圍第13項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置另包含一光循環器，其連接至該波長選擇耦合器單元，該光循環器用以分隔相同波長的數據資料訊號及無線訊號。
17. 依申請專利範圍第16項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置之波長選擇耦合器單元包含一第一波長選擇耦合器及一第二波長選擇耦合器。
18. 依申請專利範圍第12項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該用戶端包含一光循環器，其用以分隔相同波長的數據資料訊號及無線訊號。
19. 依申請專利範圍第12項所述之可接收無線訊號之被動光學網路 傳輸系統，其中該用戶端包含一光耦合器，其用以將光訊號分為二道光，其中一道光注入至該光偵測器，另一道光則注入至上行訊號的該FP雷射二極體光源。
20. 依申請專利範圍第12項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該被動光學網路包含一光分/合路器，一局端經由該光分/合路器連接至該用戶端。
21. 依申請專利範圍第20項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該無線訊號接收裝置經由該光分/合路器連接至該用戶端。
22. 依申請專利範圍第1或12項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該被動光學網路傳輸系統選擇將無線訊號及上行訊號以相同波長在該無線訊號接收裝置與用戶端之間進行量測。
23. 依申請專利範圍第1或12項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該被動光學網路傳輸系統選擇將無線訊號採用數位無線電視訊號，其光源採用一FP雷射二極體，並採用直接調變方式傳送。
24. 依申請專利範圍第1或12項所述之可接收無線訊號之被動光學網路傳輸系統，其中該被動光學網路傳輸系統選擇將上行訊號之光源採用一垂直共振腔面射型雷射〔vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL〕，並採用直接調變方式傳送。