TWI465053B - 用來傳輸射頻信號的光網路單元和乙太無源光網路系統 - Google Patents

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Description

用來傳輸射頻信號的光網路單元和乙太無源光網路系統
本發明涉及無源光網路(PON)。更具體地說，本發明涉及通過PON傳輸射頻(RF)信號。
為了跟上網際網路流量的增加速度，網路運營商已經廣泛利用光纖和光傳輸設備，大幅度地增加了主幹網路的容量。相應的，還需要增加接入網路的容量以滿足終端用戶的用於三重播放服務(triple play service)的日益增加的帶寬需求。三重播放服務包括網際網路協定(IP)視頻、高速資料以及資料包聲音。即使使用寬頻技術，例如數位用戶線(DSL)和線纜數據機(CM)，現有技術的接入網路提供的受限帶寬仍然是為終端用戶提供高帶寬的嚴重瓶頸。
在競爭激烈的不同技術中，無源光網路(PONs)是下一代接入網路最好的選擇之一。由於光纖的高帶寬，PONs可以同時容納寬頻聲音、資料和視頻流量。使用DSL或CM技術很難提供這種集成的服務。另外，PONs可以用現有協定建立，例如乙太網和ATM，這將為PONs和其他網路設備的相容性提供便利。
典型地，PONs用於網路的“第一英里”，提供了服務供應商的中心局與用戶端的連接。通常來說，“第一英里”是一個邏輯點對多點的網路，即一個中心局為一定數量的用戶服務。例如，PON可以採用樹狀拓撲結構，其中一個主幹光纖將中心局連接到無源光分路器/合路器。通過一定數量的分支光纖，無源光分路器/合路器可以分離和分配給用戶的下行光信號以及合成來自用戶的 上行光信號(見圖1)。注意，還可以使用其他拓撲結構，例如環狀拓撲和網狀拓撲。
PON中的傳輸通常在光線路終端(OLT)和光網路單元(ONUs)間進行。OLT可以控制通道連接、管理和維持，且通常位於中心局。OLT可以提供PON與城域主幹網的介面，OLT可以是屬於例如網際網路服務供應商(ISP)或本地交換運營商的外部網路。對於EPON，該介面是乙太網介面。ONU端接于PON並向終端用戶提供本地服務介面；ONU可以位於用戶端並通過用戶端設備(CPE)連接到用戶的家庭網路上。
圖1示出了一個無源光網路，該無源光網路包括一個中心局、通過光纖連接的一定數量的用戶端以及一個無源光分路器(現有技術)。無源光分路器102和光纖將用戶端連接到中心局101。還可以串聯多個分路器以提供所需分路比和更廣的地理覆蓋面。無源光分路器102可以位於終端用戶附近以最大限度地減少初始光纖使用成本。中心局101可以連接到外部網路103上，例如由網際網路服務供應商(ISP)運營的城域網。儘管圖1示出的是樹狀拓撲結構，PON還可以基於其他拓撲結構，例如邏輯環狀或邏輯匯流排型。注意，儘管本文中的很多例子是基於EPON的，但本發明的實施例並不限於EPON，而是可以應用於各種PONs中，例如ATM PONs(APONs)、寬頻PONs(BPONs)、千兆PONs(GPONs)和波分複用(WDM)PONs。
為了與其它的服務供應商競爭，傳統上給用戶提供有線電視(CATV)服務的多業務運營商(MSOs)也正在發掘新的途徑以利用其網路和用戶群創造盈利的且不同的服務。現在，很多MSOs採用EPON途徑為用戶提供三重播放服務。但是，這些EPON途徑需要支援現存的MSO服務交付構架和設施。例如，需要用戶使用相同的機頂盒(STB)用於電纜設置中以便通過EPON發射和接收類比信號。這些STBs通常使用帶外(OOB)類比信號用於交互服務 中，包括交互電視點播系統(BOD)和付費電視(PTV)節目。電纜電信工程師協會(SCTE)55-1和55-2是OOB信號傳輸的兩種標準規範。
本發明的一實施例提供了一種用於傳輸射頻(RF)信號的乙太無源光網路(EPON)系統。該系統包括配置成生成頻率和相位參考信號的參考時鐘、光網路單元(ONU)以及與所述參考時鐘相連的光線路終端(OLT)。該ONU包括配置成從OLT接收頻率和相位參考信號的參考時鐘接收裝置(mechanism)、配置成接收RF信號的RF信號接收裝置、配置成利用與頻率和相位參考信號相關的採樣信號將RF信號轉換為數位信號的類比數位轉換器(ADC)、配置成將至少一部分數位信號組裝入資料包的資料包組裝裝置、配置成給資料包標記時間戳的時間戳裝置以及配置成向OLT發送資料包的光收發器。該OLT包括配置成從ONU接收資料包的資料包接收裝置、配置成緩存接收的資料包的暫存器、配置成延遲從暫存器讀取接收的資料包預定時間量的延時裝置、配置成利用與頻率和相位參考信號相關的時鐘信號將包含在資料包中的數位射頻信號還原到RF域以便於射頻信號通過EPON進行傳輸的數位類比轉換器(DAC)。
在本發明的各種實施例中，所述頻率和相位參考信號是每秒一個脈衝(1PPS)的時鐘信號。
在本發明的各種實施例中，所述ONU進一步包括配置成乘以所述頻率和相位參考信號以便生成提供給所述ADC的所述採樣信號的頻率乘法器。
在本發明的各種實施例中，所述OLT進一步包括配置成乘以所述頻率和相位參考信號以便生成提供給所述DAC的所述時鐘信號的頻率乘法器。
在本發明的各種實施例中，所述採樣信號被優化為匹配所述 射頻信號的載波頻率。
在本發明的各種實施例中，所述時間戳裝置包括配置為由所述頻率和相位參考信號重定的計數器。
在本發明的各種實施例中，基於所述資料包的時間戳將所述接收的資料包放置到所述暫存器中的位置。
在本發明的各種實施例中，在基於所述資料包的時間戳和所述預設的時間延遲量的時間從所述暫存器讀取所述接收的資料包。
在本發明的各種實施例中，所述預設的時間延遲量大於所述光網路單元和所述光線路終端間的最大傳輸延遲。
在本發明的各種實施例中，從所述OLT接收所述頻率和相位參考信號包括接收運行、管理和維護(OAM)消息。
根據一個方面，一種在乙太無源光網路中用來傳輸射頻信號的光網路單元，包括：配置成從光線路終端接收頻率和相位參考信號的參考時鐘接收裝置；配置成接收射頻信號的射頻信號接收裝置；配置成利用與所述頻率和相位參考信號相關的採樣信號將所述射頻信號轉換為數位信號的類比數位轉換器；配置成將至少一部分所述數位信號組裝入資料包的資料包組裝裝置；配置成給所述資料包標記時間戳的時間戳裝置；以及配置成向所述光線路終端發送所述資料包以便於通過所述EPON進行射頻信號傳輸的光收發器。
優選地，所述頻率和相位參考信號是每秒一個脈衝的時鐘信號。
優選地，所述光網路單元進一步包括配置成乘以所述頻率和相位參考信號以便生成提供給所述類比數位轉換器的所述採樣信號的頻率乘法器。
優選地，所述採樣信號被優化為匹配所述射頻信號的載波頻率。
優選地，所述時間戳裝置包括配置為由所述頻率和相位參考信號重定的計數器。
優選地，從所述光線路終端接收所述頻率和相位參考信號包括接收OAM消息。
根據另一個方面，一種在乙太無源光網路中用來傳輸射頻信號的光線路終端，包括：配置成向光網路單元發送頻率和相位參考信號的參考時鐘發送模組；配置成從所述光網路單元接收包含數位射頻信號的資料包的資料包接收裝置；配置成緩存所述接收的資料包的暫存器；配置成延遲從所述暫存器讀取所述接收的資料包預定時間量的延時裝置；配置成利用與所述頻率和相位參考信號相關的時鐘信號將包含在所述資料包中的數位射頻信號還原到射頻域以便於射頻信號通過EPON進行傳輸的數位類比轉換器。
優選地，所述頻率和相位參考信號是每秒一個脈衝的時鐘信號。
優選地，所述光線路終端進一步包括配置成乘以所述頻率和相位參考信號以便生成提供給所述數位類比轉換器的所述時鐘信號的頻率乘法器。
優選地，基於所述資料包的時間戳將所述接收的資料包放置到所述暫存器中的位置。優選地，所述光線路終端進一步包括被配置為由所述頻率和相位參考信號重定的計數器，其中當所述計數器的值等於所述資料包的時間戳和所述預設的時間延遲量的總和時從所述暫存器讀取所述接收的資料包。
優選地，所述預設的時間延遲量大於所述光網路單元和所述光線路終端間的最大傳輸延遲。
優選地，發送所述頻率和相位參考信號給所述光網路單元包括接收OAM消息。
根據一個方面，一種配置成傳輸射頻信號的乙太無源光網路系統，包括：配置成生成頻率和相位參考信號的參考時鐘；光網 路單元，所述光網路單元包括：配置成從光線路終端接收頻率和相位參考信號的參考時鐘接收裝置；配置成接收射頻信號的射頻信號接收裝置；配置成利用與所述頻率和相位參考信號相關的採樣信號將所述射頻信號轉換為數位信號的類比數位轉換器；配置成將至少一部分所述數位信號組裝入資料包的資料包組裝裝置；配置成給所述資料包標記時間戳的時間戳裝置；以及配置成向所述光線路終端發送所述資料包的光收發器；以及與所述參考時鐘相連的光線路終端，所述光線路終端包括：配置成從所述光網路單元接收所述資料包的資料包接收裝置；配置成緩存所述接收的資料包的暫存器；配置成將從所述暫存器讀取所述接收的資料包延遲預設時間量的延時裝置；配置成利用與所述頻率和相位參考信號相關的時鐘信號將包含在所述資料包中的數位射頻信號還原到射頻域以便於射頻信號通過EPON進行傳輸的數位類比轉換器。
優選地，所述頻率和相位參考信號是每秒一個脈衝(1PPS)的時鐘信號。
優選地，所述ONU進一步包括配置成乘以所述頻率和相位參考信號以便生成提供給所述ADC的所述採樣信號的頻率乘法器。
優選地，所述OLT進一步包括配置成乘以所述頻率和相位參考信號以便生成提供給所述DAC的所述時鐘信號的頻率乘法器。
優選地，所述時間戳裝置包括配置為由所述頻率和相位參考信號重定的計數器。
優選地，基於所述資料包的時間戳將所述接收的資料包放置到所述暫存器中的位置。優選地，在基於所述資料包的時間戳和所述預設的時間延遲量的時間從所述暫存器讀取所述接收的資料包。
優選地，所述預設的時間延遲量大於所述光網路單元和所述光線路終端間的最大傳輸延遲。
優選地，從所述OLT接收所述頻率和相位參考信號包括接收 運行、管理和維護(OAM)消息。
101‧‧‧中心局
102‧‧‧無源光分路器
103‧‧‧外部網路
200‧‧‧玻璃射頻(RfoG)光網路單元(ONU)
202‧‧‧無源光網路(PON)光收發器
204‧‧‧光網路單元(ONU)晶片
206‧‧‧物理層(PHY)介面
208‧‧‧互聯網協定電話(VoIP)模組
210‧‧‧RF光模組
212‧‧‧RF放大器
214‧‧‧RF接收器
300‧‧‧乙太無源光網路(EPON)
301‧‧‧參考時鐘信號
302‧‧‧參考時鐘(PRC)
304‧‧‧光線路終端(OLT)
306‧‧‧光網路單元(ONU)
308‧‧‧多點控制協議(MPCP)計時器
310‧‧‧運行、管理和維護(OAM)模組
312‧‧‧光收發器
314‧‧‧光收發器
316‧‧‧脈衝-時間寄存器
318‧‧‧多點控制協議(MPCP)計時器
320‧‧‧每秒一個脈衝(1PPS)脈衝生成器
400‧‧‧光網路單元(ONU)
402‧‧‧光收發器
404‧‧‧參考時鐘接收裝置
406‧‧‧頻率乘法器(或頻率同步器)
408‧‧‧RF信號接收裝置
410‧‧‧類比數位轉換器(ADC)
412‧‧‧計數器
414‧‧‧資料包組裝裝置
500‧‧‧光線路終端(OLT)
502‧‧‧光收發器
504‧‧‧參考時鐘發送裝置
506‧‧‧資料包接收裝置
508‧‧‧暫存器
510‧‧‧計數器
512‧‧‧延時裝置
514‧‧‧頻率乘法器
516‧‧‧數位類比轉換器(DAC)
520‧‧‧精確的參考時鐘(PRC)
圖1是現有技術蜂窩/移動回程架構的示意圖；圖2是玻璃射頻(Radio Frequency over glass,RfoG)ONU的架構的示意圖；圖3是根據本發明一個實施例的用於時鐘傳輸的EPON的架構的示意圖；圖4是根據本發明一個實施例的ONU的架構的示意圖；圖5是根據本發明一個實施例的OLT的架構的示意圖；圖6是根據本發明一個實施例的通過EPON發送RF信號的過程的流程圖；圖7是根據本發明一個實施例的通過EPON接收RF信號的過程的流程圖；在附圖中，相同的附圖標記指代相同的附圖元件。
下面的描述是為了讓本領域技術人員能夠使用這些實施例，並在上下文中提供了特殊的應用及其要求。本發明的實施例的各種變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以將本發明應用於其他實施例和應用中。因此，本發明的範圍不受此處所公開的具體實施例的限制，而是與本發明的原則和特徵一致的最大範圍。
本發明提供了一種通過乙太網PON(EPON)傳輸上行射頻(RF)信號的系統。在本發明的各種實施例中，集中的參考時鐘給光線路終端(OLT)提供了頻率和相位參考信號，OLT接下來將該頻率和相位參考信號傳送給下行光網路單元(ONU)。檢測到輸入上行射頻(RF)信號後，ONU利用從頻率和相位參考信號中提取的採樣信號數位化RF信號，並將數位化後的信號組裝入預設大小的資料包中。另外，這些資料包由計時器標記時間戳，該計時器由頻率和 相位參考信號生成/控制。然後，ONU發送標記了時間戳的資料包給OLT。OLT將接收的資料包放入暫存器中。暫存器中每個資料包的位置由它的時間戳值確定。按照資料包被採樣的時間中的固定延時讀取暫存器中的每個資料包，資料包的採樣時間由它的時間戳表示。因此，不考慮各種傳輸延時，可以正確的時序從暫存器中讀取包含數位RF信號的不同部分的所有資料包。然後，將暫存器輸出發送給數位類比轉換器(DAC)，DAC利用從同一頻率和相位參考信號中提取的時鐘信號將數位信號還原到RF域。
用於MSOs的EPON
MSOs依賴於混合式光纖-同軸電纜(HFC)網路來給它們的用戶提供服務，例如類比電視、數位電視、視頻點播、撥號服務以及高速資料。HFC結合光纖和同軸電纜將從有線電視運營商的主前端延伸出來的光纖一直連接至光纖節點以便為數百戶家庭服務。各種類型的服務在RF載波(具有從5MHz-1000MHz的頻率範圍)中加密、調製以及上轉換，然後混合成單個信號，該信號接下來通過光纖傳送給光纖節點。光纖節點通過同軸電纜與數百戶家庭連接。為了觀看數位調製的電視信號，需要機頂盒來將接收的RF信號轉換為與顯示設備譬如類比或數位電視機相容的信號。
為了給用戶提供增加的帶寬，MSOs可以用光纖代替同軸電纜連接光纖節點和用戶的家庭，並通過EPON提供上述各種服務，包括電視和視頻點播。但是，由於大多數有線電視用戶裝有能夠發送和接收RF信號的機頂盒，為了節省開銷，需要通過EPON提供RF前向路徑和返回路徑。注意，前向路徑是從前端到家庭的下行路徑，而返回路徑是從家庭到前端的上行路徑。前向路徑上載有給用戶的視頻內容，返回路徑上載有控制信號譬如用戶要求定制付費電影的命令。
已經提出了各種方法來通過EPON傳載RF信號。其中一種方法是玻璃射頻(RFoG)途徑，它利用RFoG ONU來終止光纖連接並 轉換資訊流以便通過家庭內部網路傳輸。例如，可以在視頻資訊流到達電視機之前先將其通過同軸電纜傳送給機頂盒。圖2示出了RFoG ONU的結構的示意圖。RFoG ONU 200包括PON光收發器202、ONU晶片204、物理層(PHY)介面206、互聯網協定電話(VoIP)模組208、RF光模組210、RF放大器212和RF接收器214。
PON光收發器202用傳統方式發送和接收資料及VoIP資訊流，並與ONU晶片204通信。ONU晶片204處理資料及VoIP資訊流，並通過合適的介面與用戶的家庭設施連接。例如，PHY介面206用於資料資訊流，且VoIP模組208用於VoIP資訊流。另一方面，視頻信號由專用RF光模組210發送和接收。對於RF前向路徑(在下行方向)，RF視頻信號覆蓋在(調製為)光信號的一個與資料及VoIP資訊流不同的波長上。例如，資料及VoIP資訊流的載波波長為1490nm，而RF視頻信號覆蓋在波長為1550nm的光信號上。對於RF返回路徑(在上行方向)，RF接收器214接收上行RF信號，並發送接收的RF信號給RF光模組210，RF光模組210在將接收的RF信號傳送給上行OLT之前先將它們轉換為光信號。
這種RFoG方法使RF返回路徑能夠利用專用RF光模組來將RF信號轉換為光信號。儘管與所有現有的機頂盒相容，但這種方法需要在ONU上附加雷射器，並且因此大幅增加了ONU的成本。
另一種提供RF返回路徑的方法基於MoCA(同軸電纜多媒體聯盟)技術，在該方法中，可以使用MoCA模組在機頂盒和ONU晶片間通信，這樣可以將上下RF信號轉換為EPON資料包。但是，這種方法依賴於MoCA相容的設施，例如MoCA機頂盒。
為了解決機頂盒相容性問題並減少MSOs使用EPON時的成本，本發明的各種實施例利用了精確的相位對準的參考時鐘信號可以從OLT傳送給ONU的事實。通過在ONU利用與傳送的參考時鐘相關的採樣時鐘來採樣上行RF信號，然後在OLT利用基於 同一參考時鐘的類似採樣時鐘再生RF信號，該系統可以成功通過EPON傳輸上行RF信號。
時鐘傳輸
這一部分簡要描述通過EPON傳輸相位對準的時鐘信號的方法和設備。更詳細的描述可以在發明人為Edward W.Boyd和HidehikoShibuya、申請日為2009年10月6號的美國專利號為12/574,083(代理人案卷號TEK08-1006US)、名為‘‘通過無源光網路同步傳輸”的公開文本中找到，本文將其全部內容納入參考。
圖3是根據本發明一個實施例的用於時鐘傳輸的EPON的架構的示意圖。EPON 300包括精確的參考時鐘(PRC)302、OLT 304和ONU 306。OLT 304包括多點控制協議(MPCP)計時器308、運行、管理和維護(OAM)模組310以及光收發器312。ONU 306包括光收發器314、脈衝-時間寄存器316、MPCP計時器318和每秒一個脈衝(1PPS)脈衝生成器320。
在工作過程中，PRC 302提供給OLT 304精確的參考時鐘信號301。在本發明的一個實施例中，精確的參考時鐘信號301是一個1 PPS信號。1 PPS信號301的每個脈衝的給定沿由MPCP計時器308根據即時MPCP時間記錄。在本發明的一個實施例中，選擇1 PPS脈衝信號的上升沿作為給定沿。OAM模組310生成OAM資訊，該OAM資訊可以表示下一脈衝發生的時間。收發器312將OAM資訊傳送給ONU 306。ONU收發器314接收OAM資訊，並利用從OAM資訊中提取的下一脈衝時間給脈衝-時間寄存器316編程。
根據MPCP協定，ONU端的MPCP計時器318基於MPCP控制資訊中的時間戳與OLT端的MPCP計時器308同步，MPCP控制資訊中的時間戳可以是例如MPCP GATE和REPORT。EPON的MPCP時間有時間段(time quantum，TQ)的規定，通常為16ns。因此，ONU端MPCP計時器318的動態誤差被有效限制在兩個相鄰 的TQs中。
1 PPS脈衝生成器320生成1 PPS脈衝信號，通過將該脈衝信號下一脈衝的相同沿與編程的脈衝時間(存儲在脈衝-時間寄存器316中)對準，該脈衝信號的相位可以與1 PPS脈衝信號301對準，上述編程的脈衝時間與ONU端MPCP計時器318的計數器值相關。因此，成功地將相位對準的時鐘信號通過EPON進行傳輸。由於OLT 304引入的附帶可變延時，ONU生成的脈衝位於源脈衝的時間的±8TQ內。除了占空比為50%的1 PPS脈衝信號，其他脈衝格式也可以作為參考相位信號。
RF信號傳輸
利用相位對準的參考時鐘作為採樣時鐘，本發明的實施例提供了一種與現有機頂盒相容的低成本RF返回路徑。圖4是根據本發明一個實施例的ONU的架構的示意圖。
ONU 400包括光收發器402、參考時鐘接收裝置404、頻率乘法器(或頻率同步器)406、RF信號接收裝置408、類比數位轉換器(ADC)410、計數器412和資料包組裝裝置414。
在工作過程中，參考時鐘接收裝置404通過光收發器402從上行OLT接收相位對準的參考時鐘信號。在本發明的一個實施例中，相位對準的參考時鐘信號是1 PPS脈衝信號。然後，將接收的參考時鐘信號發送給頻率乘法器406以生成高頻信號。在本發明的一個實施例中，頻率乘法器406是由接收的參考時鐘信號控制的數控振盪器。在本發明的另一個實施例中，頻率乘法器406的輸出頻率可以是可編程的。例如，頻率乘法器406的輸出頻率可以被編程為10MHz。
RF信號接收裝置408接收上行RF信號。在一個實施例中，接收的RF信號是由現有機頂盒發送的。在另一個實施例中，機頂盒包括數據機。然後，將接收的RF信號發送給ADC 410。ADC 410 利用採樣信號將接收的RF信號數位化，採樣信號是頻率乘法器406的輸出。注意，頻率乘法器406可以生成採樣信號，該採樣信號被優化為匹配RF信號的載波頻率(例如基於由STB用來生成該RF信號的頻率)。這一特點可以最小化通過上行鏈路傳輸數位RF信號所需的帶寬。否則，若使用更高的採樣頻率，該系統可能生成多於需求的資料包。
然後，將數位RF信號發送給資料包組裝裝置414以便將資料包組裝入合適分組大小的EPON資料包中。在一個實施例中，資料包的大小可由用戶配置。每個組裝的資料包由計數器412標記時間戳，計數器412由頻率乘法器406的輸出驅動，並由接收的參考時鐘信號重定。資料包的時間戳(例如，計數器值)記錄了對資料包進行採樣處理的起始時間。在一個實施例中，時間戳包含在資料包的包頭中。然後，通過光收發器402將標記有時間戳且包含數位RF信號的EPON資料包傳送給上行OLT。
圖5是根據本發明一個實施例的OLT的架構的示意圖。OLT 500包括光收發器502、參考時鐘發送裝置504、資料包接收裝置506、暫存器508、計數器510、延時裝置512、頻率乘法器514以及數位類比轉換器(DAC)516。
在工作過程中，參考時鐘發送裝置504由PRC 520驅動通過光收發器502向下行ONUs廣播相位對準的時鐘參考信號。如上所述，相位對準的時鐘信號可以用來生成採樣時鐘以及給包含數位RF信號的資料包標記時間戳。資料包接收裝置506通過OLT端光收發器502從下行ONU接收包含數位RF信號的資料包。接收的資料包可以存儲在暫存器508中。在一個實施例中，資料包在暫存器中的位置可以由它們的時間戳決定。除了提供相位對準的參考時鐘信號給下行ONUs，還可以將PRC 520的輸出發送給OLT端的頻率乘法器514和OLT端的計數器510。計數器510和頻率乘法器514的工作過程與位於ONU中的頻率乘法器和計數器 的工作過程類似。OLT端的計數器510由頻率乘法器514的輸出驅動，並由PRC 520復位。因此，OLT端的計數器510與ONU端的計數器412同步。
資料包接收裝置506提取每個接收的資料包的時間戳並將提取的時間值發送給延時裝置512，延時裝置512在該時間值上增加固定的延時量。在一個實施例中，該固定的延時量大於影響最遠ONU的最大可能延時。當計數器510的值匹配資料包經延時處理的時間戳(延時裝置512的輸出)時，從暫存器508中讀取該資料包。這種方法保證了所有的資料包在相同的時延後在OLT 500中被重播(從暫存器508讀取出來)，而不考慮不同的資料包在傳輸過程中的延時。通過引入固定的時延量，該系統克服了所有資料包的時間不定性和隨機延時，並確保了RF信號的數位值的合適時間。
在本發明的一個實施例中，每個ONU分配有用於發送數位RF信號的時隙，從而避免了衝突。時隙分配機制與用於ONU上行發送的傳統帶寬分配機制類似。在本發明的一個實施例中，RF返回路徑沒有採用調度或帶寬分配。若兩個ONUs同時發送數位RF信號，就會發生衝突。在一個實施例中，資料包接收裝置506進一步被配置為通過檢查提取的時間戳來檢測RF信號衝突。若來自不同ONUs的資料包具有重疊的時間戳，資料包接收裝置506可以確定發生了衝突。資料包接收裝置506可以通知衝突的ONUs發送失敗並請求重新發送。在另一個實施例中，衝突的ONUs可以在重新發送該數位RF信號前等待一隨機的時間間隔。
將接收的包含數位RF信號的資料包從暫存器508中讀取出來後，可以將這些資料包發送給DAC 516以便進行數模轉換。DAC 516在將資料包還原到RF域時利用頻率乘法器514的輸出作為時鐘信號。由於OLT端頻率乘法器514的輸出與ONU端用於採樣RF信號的頻率乘法器406的輸出同步，因此DAC 516可以再生原 始的RF信號。在一個實施例中，將暫存器508的輸出發送給DAC之前可以對該輸出進行數位內插處理。在該實施例中，頻率乘法器514的輸出的頻率高於ONU端頻率乘法器406的輸出的頻率。因此，再生的RF信號具有更好的信號品質。
圖6是根據本發明一個實施例的通過EPON發送RF信號的過程的流程圖。在工作過程中，ONU系統確定是否檢測到RF信號(步驟602)。若否，該系統繼續等待。若是，該系統利用基於相位對準參考時鐘信號的採樣時鐘對接收的RF信號進行採樣(步驟604)。接下來，該系統將數位採樣組裝入一定分組大小的資料包中(步驟606)。在一個實施例中，數字採樣被組裝入包含合適乙太網包頭的資料包中。然後，將該資料包發送給上行OLTs(步驟608)。
圖7是根據本發明一個實施例的通過EPON接收RF信號的過程的流程圖。在工作過程中，OLT接收包含數位RF信號的資料包(步驟702)，並將該資料包存儲在暫存器中(步驟704)。該系統提取接收的資料包的時間戳(步驟706)，並在該時間戳上增加固定時延(步驟708)。接下來，該系統比較本地計數器的值和延時的時間戳的值(步驟710)。若匹配，在相應于增加的時延的時間點從暫存器中讀取該資料包(步驟712)。否則，該系統等待直至匹配。然後，將暫存器的輸出發送給DAC以便還原為RF域(步驟714)。
本文所述的資料結構和代碼通常存儲在電腦可讀存儲媒介中，電腦可讀存儲媒介可以是由電腦系統用來存儲代碼和/或資料的任意設備或媒介。電腦可讀存儲媒介包括但不限於易失性記憶體、非易失性記憶體、磁光存儲設備或其他能夠存儲已知或未來可發展的電腦可讀媒介的設備，磁光存儲設備可以是磁碟機、磁帶、CD(光碟)、DVD(數位視頻光碟)。
在具體實施例部分描述的方法和過程可以用代碼和/資料來表示，這些代碼和/或資料可以存儲在上述電腦可讀存儲媒介中。當電腦系統讀取並執行存儲在電腦可讀存儲媒介中的代碼和/或資料 時，電腦系統可以實現以資料結構和代碼表示並存儲在電腦可讀存儲媒介中方法和過程。
另外，本文所述的方法和過程可以包含在硬體模組或設備中。這些模組和設備可以包括但不限於專用積體電路(ASIC)晶片、現場可編程閘陣列(FPGA)、在特定時間執行特定軟體模組或代碼片段的專用或共用的處理器、和/或其他已知或未來可發展的可編程邏輯設備。當啟動硬體模組或設備時，它們實現所包含的方法和過程。
上述各種實施例僅為了說明和描述，而不是本發明的全部或不用於限制本發明。因此，對本領域技術人員來說，各種修改和變化是顯而易見的。另外，上述說明不用於限制本發明。
300‧‧‧乙太無源光網路(EPON)
301‧‧‧參考時鐘信號
302‧‧‧參考時鐘(PRC)
304‧‧‧光線路終端(OLT)
306‧‧‧光網路單元(ONU)
308‧‧‧多點控制協議(MPCP)計時器
310‧‧‧運行、管理和維護(OAM)模組
312‧‧‧光收發器
314‧‧‧光收發器
316‧‧‧脈衝-時間寄存器
318‧‧‧多點控制協議(MPCP)計時器
320‧‧‧每秒一個脈衝(1PPS)脈衝生成器

Claims (10)

  1. 一種在乙太無源光網路中用來傳輸射頻信號的光網路單元，其特徵在於，包括：配置成從光線路終端接收頻率和相位參考信號的參考時鐘接收裝置；配置成接收射頻信號的射頻信號接收裝置；配置成利用與所述頻率和相位參考信號相關的採樣信號將所述射頻信號轉換為數位信號的類比數位轉換器；配置成將至少一部分所述數位信號組裝入資料包的資料包組裝裝置；配置成給所述資料包標記時間戳的時間戳裝置；以及配置成向所述光線路終端發送所述資料包以便於通過所述EPON進行射頻信號傳輸的光收發器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光網路單元，其中，所述頻率和相位參考信號是每秒一個脈衝的時鐘信號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光網路單元，其中，進一步包括配置成乘以所述頻率和相位參考信號以便生成提供給所述類比數位轉換器的所述採樣信號的頻率乘法器。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光網路單元，其中，所述採樣信號優化為匹配所述射頻信號的載波頻率。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光網路單元，其中，所述時間戳裝置包括配置為由所述頻率和相位參考信號重定的計數器。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光網路單元，其中，從所述光線路終端接收所述頻率和相位參考信號包括接收OAM消息。
  7. 一種在乙太無源光網路中用來傳輸射頻信號的光線路終端，其特徵在於，包括：配置成向光網路單元發送頻率和相位參考信號的參考時鐘發送模組； 配置成從所述光網路單元接收包含數位射頻信號的資料包的資料包接收裝置；配置成緩存所述接收的資料包的暫存器；配置成延遲從所述暫存器讀取所述接收的資料包預定時間量的延時裝置；配置成利用與所述頻率和相位參考信號相關的時鐘信號將包含在所述資料包中的數位射頻信號還原為射頻域以便於射頻信號通過EPON進行傳輸的數位類比轉換器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的光線路終端，其中，進一步包括用於乘以所述頻率和相位參考信號以便生成提供給所述數位類比轉換器的所述時鐘信號的頻率乘法器。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的光線路終端，其中，進一步包括配置為由所述頻率和相位參考信號重定的計數器，其中當所述計數器的值等於所述資料包的時間戳和所述預設的時間延遲量的總和時從所述暫存器讀取所述接收的資料包。
  10. 一種配置成傳輸射頻信號的乙太無源光網路系統，其特徵在於，包括：配置成生成頻率和相位參考信號的參考時鐘；光網路單元，所述光網路單元包括：配置成從光線路終端接收頻率和相位參考信號的參考時鐘接收裝置；配置成接收射頻信號的射頻信號接收裝置；配置成利用與所述頻率和相位參考信號相關的採樣信號將所述射頻信號轉換為數位信號的類比數位轉換器；配置成將至少一部分所述數位信號組裝入資料包的資料包組裝裝置；配置成給所述資料包標記時間戳的時間戳裝置；以及配置成向所述光線路終端發送所述資料包的光收發器；以及 與所述參考時鐘相連的光線路終端，所述光線路終端包括：配置成從所述光網路單元接收所述資料包的資料包接收裝置；配置成緩存所述接收的資料包的暫存器；配置成將從所述暫存器讀取所述接收的資料包延遲預設時間量的延時裝置；配置成利用與所述頻率和相位參考信號相關的時鐘信號將包含在所述資料包中的數位射頻信號還原到射頻域以便於射頻信號通過EPON進行傳輸的數位類比轉換器。
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