TWI599197B - 用於光二極體陣列之集成的光學及射頻技術 - Google Patents

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TWI599197B
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馬賽爾Ｆ 史奇曼
維恩卡提希Ｇ 木塔莉克
約翰 克羅斯陶斯基
亞馬瑞多 維拉
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Description

用於光二極體陣列之集成的光學及射頻技術 [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8月29日申請之美國臨時申請案第62/043779號(ARR00294-P)及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)及2015年2月18日申請之名稱為「Systems and Methods for Burst Detection in a CATV Network」之美國申請案第14/625613號(ARR00341)，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。
RFoG通信頻道之一既有損害係光拍差干擾(OBI)，其困擾傳統RFoG網路。OBI發生於兩個或兩個以上反向路徑傳輸器被通電且其等之波長彼此非常接近時。OBI限制上游訊務，且可限制下游訊務。減輕OBI之既有努力已聚焦於客戶端處之光纖網路單元(ONU)或頭端處之CMTS。例如，減輕OBI之一些嘗試使ONU波長特定，而其他嘗試在CMTS中產生一RFoG感知排程器。其他嘗試已包含即時改變ONU波長。歸因於雷射及DOCSIS訊務之基本性質，上述技術均由於波長碰撞仍發生或成本較高而無法產生滿意結果。因此，可期望在RFoG部署中進一步減少或消除OBI。
光拍差干擾(OBI)及有限返回鏈路預算係RFoG返回網路(參閱用於概述RFoG網路之http：//www.scte.org/documents/pdf/Standards/ANSI_SCTE_174_2010.pdf)之問題。在此等網路中，通常，一星形分離器將光分配於32個用戶上，相同分離器依15dB損失之一懲罰組合來自該32個用戶之返回光。此外，依相同標稱波長光學地組合多個光源可引起光拍差干擾，使得資訊內容可受雜訊壓制。
RFoG遭受光學路徑之一高損失以導致低SNR，以及遭受光拍差干擾(OBI)以導致偶爾使反向信號接收停用之非常高雜訊位準。通常，RFoG系統意欲作為將來PON系統部署之一跳板。習知實施方案使用經RF組合之多個接收器，但此等技術導致顯著更高成本、顯著更高功率耗散及更差雜訊效能。
因此，可期望具有改良SNR(尤其在存在OBI之情況下)之RFoG系統。
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
26‧‧‧光纖段
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‧‧‧改良系統
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‧‧‧1×32埠分離器/主動組合器/上游主動接收器
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
132‧‧‧光纖
134‧‧‧分離器/上游主動接收器
135‧‧‧摻鉺光纖放大器(EDFA)
136‧‧‧傳輸器/雷射
140‧‧‧光纖網路單元(ONU)
300‧‧‧傳輸線接收器結構
310‧‧‧電路元件/電流源/電容器組合
320‧‧‧傳輸線區段
330‧‧‧電感器
340‧‧‧終端電阻器
340a‧‧‧終端件
340b‧‧‧終端電阻器
350‧‧‧輸出/傳輸線
350a‧‧‧輸出/第一傳輸線接收器
360‧‧‧傳輸線
370‧‧‧電容器
375‧‧‧電壓源
380‧‧‧電感器
400‧‧‧主動分離器/組合器/主動組件/接收器單元/分離器模組
402‧‧‧偵測器(D)/單元/偵測器埠
404‧‧‧偵測器(D)/單元/偵測器埠
406‧‧‧偵測器(D)/單元/偵測器埠
408‧‧‧偵測器(D)/單元/偵測器埠
410‧‧‧光
411‧‧‧組件
412‧‧‧光/埠/輸入
414‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)/分波長多工(WDM)組合器/分波長多工(WDM)器件
415‧‧‧被動分離器
416‧‧‧光纖
418‧‧‧光纖
420‧‧‧光纖
422‧‧‧光纖
424‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)
426‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)
428‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)
430‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)
432‧‧‧組件
434‧‧‧組件
436‧‧‧組件
438‧‧‧組件
440‧‧‧終端件(T)/組件/單元
441‧‧‧同軸電纜線/偵測器信號/傳輸線
450‧‧‧光纖/輸出/鏈路
452‧‧‧光纖/輸出/鏈路
454‧‧‧光纖/輸出/鏈路
456‧‧‧光纖/輸出/鏈路
493‧‧‧輸出/信號/單元
502‧‧‧放大器
504‧‧‧反向雷射
506‧‧‧摻鉺光纖放大器(EDFA)/摻鉺光纖放大器(EDFA)組件
508‧‧‧光
600‧‧‧多模式耦合器(MMC)拓撲/主動分離器/組合器
602‧‧‧光纖
604‧‧‧光纖
605‧‧‧下游光
606‧‧‧分波長多工(WDM)組件
608‧‧‧多模式組合器(MMC)
610‧‧‧接收器(Rx)
612‧‧‧傳輸器(Tx)
614‧‧‧分波長多工(WDM)組合器
616‧‧‧光纖
700‧‧‧主動分離器組合器
702‧‧‧摻鉺光纖放大器(EDFA)
800‧‧‧分離器
802‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)
804‧‧‧摻鉺光纖放大器(EDFA)
805‧‧‧分離器
806‧‧‧輸出光纖
808‧‧‧輸出光纖/正向信號
810‧‧‧輸出光纖
812‧‧‧輸出光纖
814‧‧‧偵測器(D)
815‧‧‧分離器/組合器
816‧‧‧偵測器(D)
817‧‧‧分離器/組合器
818‧‧‧偵測器(D)
819‧‧‧分離器/組合器
820‧‧‧偵測器(D)
821‧‧‧分離器/組合器
822‧‧‧光纖/埠
824‧‧‧光纖/埠
825‧‧‧光纖
826‧‧‧光纖
828‧‧‧光纖
830‧‧‧光纖
832‧‧‧光纖
834‧‧‧光纖
840‧‧‧上游雷射(L)/返回雷射(L)
842‧‧‧LF OBI偵測電路
900‧‧‧主動分離器
902‧‧‧第一分波長多工器(WDM)
903‧‧‧分離器
904‧‧‧分波長多工器(WDM)/分波長多工器(WDM)
906‧‧‧分波長多工器(WDM)/分波長多工器(WDM)
908‧‧‧分波長多工器(WDM)/分波長多工器(WDM)
910‧‧‧分波長多工器(WDM)/分波長多工器(WDM)
912‧‧‧偵測器
914‧‧‧偵測器
916‧‧‧偵測器
918‧‧‧偵測器
920‧‧‧輸出光纖
922‧‧‧輸出光纖
924‧‧‧輸出光纖
926‧‧‧輸出光纖
1000‧‧‧主動分離器
1002‧‧‧光纖
1004‧‧‧光纖
1006‧‧‧光纖
1008‧‧‧光纖
1010‧‧‧分波長多工(WDM)組件/光學組件/反射器
1011‧‧‧分波長多工(WDM)組件/光學組件/反射器
1012‧‧‧分波長多工(WDM)組件/光學組件/反射器
1013‧‧‧分波長多工(WDM)組件/光學組件/反射器
1018‧‧‧偵測器(PD)/光二極體
1019‧‧‧偵測器(PD)
1020‧‧‧偵測器(PD)
1021‧‧‧偵測器(PD)
1022‧‧‧放大器(AMP)
1023‧‧‧傳輸器(TX)
1024‧‧‧分波長多工(WDM)組合器/分波長多工(WDM)組件
1026‧‧‧光纖
1028‧‧‧正向光/下游光/下游波長
1101‧‧‧反射率數值
1102‧‧‧反射率數值
1103‧‧‧反射率數值
1104‧‧‧反射率數值
1201‧‧‧主動分離器區塊
1202‧‧‧主動分離器區塊
1210‧‧‧光二極體(PD)
1211‧‧‧光二極體(PD)
1212‧‧‧光二極體(PD)
1213‧‧‧光二極體(PD)
1220‧‧‧光二極體(PD)
1221‧‧‧光二極體(PD)
1222‧‧‧光二極體(PD)
1223‧‧‧光二極體(PD)
1230‧‧‧傳輸器(Tx)
1232‧‧‧分波長多工(WDM)組件
1234‧‧‧摻鉺光纖放大器(EDFA)
1236‧‧‧分離器
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3A繪示一傳輸線接收器結構之一實例。
圖3B繪示實施於一差動傳輸線中之傳輸線接收器結構之另一實施例。
圖4繪示所揭示之傳輸線接收器與分波長多工(WDM)組件之整合。
圖5描繪添加至圖4中所展示之主動分離器之一EDFA。
圖6描繪一多模式耦合器(MMC)拓撲。
圖7描繪類似於圖6中所展示之拓撲，進一步包含一EDFA之一多模式組合器之使用。
圖8描繪具有偵測器及整合波長選擇光學器件之一主動分離器實施例。
圖9描繪在偵測器之前具有奈米級反射器之一主動分離器實施例。
圖10繪示具有一主動分離器/組合器之一多偵測器接收器實施例。
圖11繪示圖10之多偵測器接收器，但繪示功率耦合比之實例性調整。
圖12描繪組合來自圖10及圖11之接收器區塊之一實例。
圖13描繪用於支援PON直通能力之所揭示接收器之實例性PON波長值之一表。
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該等實施例，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。
本發明揭示一主動接收器結構之實施例，該主動接收器結構在無頻寬損失之情況下組合大量偵測器且提供比習知射頻光纖傳輸(RFoG)網路更佳之一信雜比(SNR)。在實施例中，圍繞主動分離器設計一光學多工器結構，使得被動光纖網路(PON)操作不受阻。在實施例中，該主動接收器處置RFoG信號，而非PON信號。下文更詳細地揭示所提出之一傳輸線接收器，其在無一頻寬損失及雜訊效能之一適度損失之情況下將大量光學偵測器組合至一單一射頻(RF)信號中，其導致比由一單一偵測器遵循之傳統光學組合技術更佳之一SNR。既有光學組合技術無法經設計以處置RF信號之主動組合及一小單元中之被動PON分離。
現代有線電視(CATV)傳輸系統已使用一更有效光纖網路來替換諸多舊有射頻(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。該頭端可接收各自RF內容信號，使用一RF組合網路來多工傳輸該等信號，將組合RF信號轉換成一光信號(例如，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，節點可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。
提供內容輸送之進一步改良之CATV架構之改良包含使用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。
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。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系統及PON系統相容之實施例，但應瞭解，其他上游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。結合對光纖之正向功率限制，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可使來自EDFA 34之1550nm光在正向方向上通過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，光學組合器22可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處個別地接收32個用戶，則因為至星形分離器之鏈路較短，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。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中時，仍使SNR降級高達6dB。
在實施例中，具有一分離器及波長選擇組件之一主動光學分離器將具有至少一波長頻帶之上游光自輸出光纖導引至傳輸線結構中之大量偵測器，且使下游光傳至輸出光纖及至少一上游傳輸器及使來自輸出光纖及至少一上游傳輸器之其他波長之上游光通過。
當兩個返回傳輸器在相同波長上同時碰上一接收器時，光拍差干擾(OBI)之現象可發生於RFoG系統中。在一電纜系統中，例如，可引起OBI之條件可容易地發生於具有接合上游頻道之基於DOCSIS之系統之多住宅單元(MDU)應用中。光拍差干擾(OBI)可發生，其係發生於具有緊密間隔光頻之兩個或兩個以上雷射自兩個ONU同時傳輸時之一信號降級。
圖2展示用於通過一網路(諸如上文所描述之RFoG網路)而將內容(例如CATV內容)輸送至複數個用戶之一改良系統100。該架構包含一頭端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3A，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，且圖3A描繪可如何連接多個偵測器之內部工作方式。未光學地組合反向信號(即，在輸出至反向傳輸雷射129/136之RF信號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，本文中所揭示之具有傳輸線結構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。
傳統RFoG及PON網路具有一確定功率預算。此意謂：一較長伸距導致較少分離且一較大分離導致較短伸距。此伸距/分離組合係此等網路之一基本限制。所揭示之實施例可實現一較長伸距及一較大分離兩者。因此，描述可增強FTTH拓撲且使FTTH部署可行之實施例。
頭端光學接收器可僅需要自0dBm至-3dBm範圍內之一輸入功 率，且歸因於不存在RF組合器而需要15dB以下RF輸出功率，使得在此一高光學輸入功率及低RF輸出功率之要求下，增益可較低。
在實施例中，光學組合器具有32個埠，但僅需要1個傳輸埠、1個接收埠及1個WDM組件。因此，由於無需32個WDM及32個接收埠，所以所揭示之光學組合器可節省頭端空間及功率。組合器可為需要約2瓦特功率之一主動器件。可由易用於RFoG系統中之電源供電給光學組合器，或可將功率供給至光學組合器中。電源可包含一備用電池或太陽能/光纖功率替代物。若損失功率且電池亦已耗盡，則整個可逆PON傳輸不受影響。然而，上游RFoG傳輸被停止。在一習知RFoG系統中，亦將停止上游RFoG傳輸，此係因為若該系統係具有一被動組合器之一傳統RFoG系統，則OBI之優勢無論如何將嚴重地損害該系統。
此外，若損失功率，則家裡之ONU(光纖網路單元)將停止運行，使得若無任何備用電源，則此等系統將停止運行，無論該等系統是否為具有或不具有本文中所揭示之主動組合器之RFoG系統或PON系統。
一主動分離器架構(圖2中所展示之主動分離器架構)之總成本類似於一傳統RFoG解決方案之總成本。藉由消除頭端器件(諸如接收器、高功率EDFA及組合器)而抵消主動架構中之主動分離器EDFA增益區塊及WDM及偵測器組件之成本。可依較低輸出功率操作之ONU之一成本減少進一步支援主動分離器架構。主動分離器架構之進一步優點可包含：減少來自頭端之引出光纖數，其可對系統成本產生一大影響；以及選擇使用1310nm反向ONU，同時保持於一典型SNR損失預算內，其可進一步減少成本。此外，圖2中所展示之系統展現比既有RFOG架構能夠提供之頻寬大之頻寬以避免對服務群組大小之限制及對更多CMTS返回埠之伴隨要求。最後，與既有RFoG架構中之OBI 減輕技術不同，圖2中所展示之系統無需需要額外ONU智慧之冷卻或溫度受控光學器件及雙向通信鏈路。
此等因數之各者提供相較於既有RFoG架構之一主動分離器解決方案之一進一步成本優勢。亦減小頭端中之所需空間及功率；該主動分離器解決方案需要1個傳輸埠、1個接收埠及1個WDM組件。另一方面，既有RFoG架構需要傳輸埠、多埠高功率EDFA、32個WDM、32個接收器埠及一32埠RF組合器。既有RFoG架構需要非常低雜訊、高增益及高輸出功率接收器，其中靜噪方法經實施以克服RF組合器中之功率損失及雜訊增加。相反地，圖2中所展示之系統100依通常在0dBm至3dBm範圍內之輸入功率工作，需要很小增益，且歸因於在CMTS之前不存在RF組合器而需要15dB以下功率輸出。
一些主動分離器/組合器系統可包含冗餘，其中主動光學分離器使其返回雷射功率(返回雷射，其載送連接至其之ONU之組合資訊)在一高功率狀態與一低功率狀態之間切換或在CW模式中操作此雷射。在該情況中，一上游頭端或主動光學分離器可容易地偵測一輸入埠處之功率損失且使連接至另一光纖路線之一第二輸入埠能夠接收資訊，在正向路徑中，亦將在此情況中啟動另一光纖路線，此係因為正向光及反向光一般共用相同光纖。此外，一些主動分離器/組合器系統可包含主動光學分離器中之一反向雷射，其依據至主動光學分離器之ONU傳輸器之數目及自此等ONU接收之光電流之變化而調整其功率輸出。其他主動分離器/組合器系統可具有設定成一確定值之主動光學分離器之一增益因數及反向雷射功率。
本發明揭示一主動接收器結構之實施例，該主動接收器結構在無頻寬損失之情況下組合大量偵測器且提供比習知RFoG更佳之一SNR。在實施例中，圍繞主動分離器設計一光學多工器結構，使得被動PON網路操作不受阻。在實施例中，該主動接收器處置RFoG信 號，而非PON信號。
如上文所描述，習知實施方案使用經RF組合之多個接收器以導致顯著更高成本、更多功率耗散及更差雜訊效能。光拍差干擾(OBI)及有限返回鏈路預算係RFoG返回網路(參閱用於概述RFoG網路之http：//www.scte.org/documents/pdf/Standards/ANSI_SCTE_174_2010.pdf)之問題。在此等網路中，通常，一星形分離器將光分配於32個用戶上，相同分離器依15dB損失之一懲罰組合來自該32個用戶之返回光。多個接收器之使用無法經設計以處置RF信號之主動組合及一小單元中之被動PON分離。此外，依相同標稱波長光學地組合多個光源可引起光拍差干擾，使得資訊內容可受雜訊壓制。
針對無OBI接收器所揭示之概念可應用於諸如EP公開案第EP1235434 B1號中所描述之系統上，該案以引用的方式併入本文中。如EP公開案第EP1235434 B1號中所描述，用於電視信號之電纜分配之一電信網路包含一雙向光纖網路，其依使得CATV信號之傳輸及寬頻帶返回路徑被促進且失真被最小化以便改良電視影像之品質及可由各用戶使用之頻寬之一方式將電視信號分配給一用戶端且無需使用同軸電纜。
大多數電視信號網路使用經由同軸電纜之一資料傳輸系統來最終分配至客戶。HFC同軸電纜傳輸問題包含返回路徑中之累積雜訊、經由未經充分屏蔽之既有同軸電纜而進入之干擾、及有用頻寬之限制。此等問題隨著經由數據機而連接之使用者之數目增加而增加。
EP1235434 B1描述使用某數目個光纖來替換既有同軸電纜，其具有容許一高資料傳輸容量之優點以實現類比及數位電視信號之傳輸且確保與基於射頻數據機之資料傳輸系統之相容性。由EP公開案第EP12345434 B1號提出之解決方案實現由光學構件將電視信號載送至用戶端，且可使完全由光線組成之一返回路徑低成本地且依使得與既 有類型之網路之適應性被維持之一方式載送來自用戶端之資料。
更特定言之，EP公開案第EP1235434 B1號描述具有：一第一光纖輸入，其用於自最後光節點進入寬頻帶光學AM電視信號；N個光纖輸出，其等用於傳輸光信號，該等光信號之數目取決於待連接之用戶之數目；M個光纖輸入，其等將存在於各個別用戶端處之一光學介面連接至所論述之設備；一光纖輸出，其被發送載送來自個別用戶端之資料之光信號；及一同軸電纜連接器輸出，其用於維持系統與習知電信號之相容性。若CATV網路之第一部分屬於同軸電纜類型，則使用該同軸電纜連接器輸出。在本描述及申請專利範圍中，將供外部使用之該設備稱為一「雙寬頻帶光電中繼器」。
在實施例中，術語「頭端」或「CATV頭端模組」或「站台」表示位置及器件，該等器件在光纖網路中光學地傳輸寬頻帶AM電視信號，且在該等器件實施來自個別用戶之光信號之總和之接收及解調變。此外，術語「傳出路徑」指示網路之組件，該等組件將寬頻帶CATV信號自站台(頭端)載送至各使用者端，且術語「返回路徑」指示網路之組件，該等組件將含有資料之信號自個別用戶端載送至站台(頭端)。
使第一光纖輸入終止於可將寬頻帶AM CATV光信號轉換成電信號之一光電接收器。放大依此方式產生之該等電信號。接著，該等放大電信號由一RF分離器劃分且發送至N個雷射源。經由一輸出光功率控制電路而獨立地供應該N個雷射源。連接至該輸出光功率控制電路之一CPU能夠遠端地切斷及接通該N個雷射源，因此容許簡單地遠端斷接及連接各用戶。該N個雷射源實施將所接收之電信號轉換成一光信號且經由N個光纖輸出而將該光信號直接發送至各用戶。供外部使用之設備具有載送來自個別用戶之返回路徑信號之另外M個光纖輸入，由一陣列之M個光電接收器將該返回路徑信號轉換成一電信號。 亦由該CPU獨立地且遠端地接通及切斷該M個光電接收器。
一RF組合器將由該M個光電接收器產生之M個電信號加在一起且將所得總和發送至一放大器。該放大器連接至一開關，該開關可將該總和切換至一單獨濾波器或切換至用於返回路徑之一雷射傳輸器。用於返回路徑之該雷射傳輸器將該總和轉換成一光信號且由光纖將該光信號傳輸至站台。該單獨濾波器由一同軸電纜連接器連接至該輸出。所論述之雙寬頻帶光電中繼器可使用由一光纖提供之整個信號頻帶(但僅就此頻寬由光電接收器及雷射傳輸器支援而言)，且因此具有容許頻率範圍(其中非線性現象具有較少效應)內之載波信號之頻率分配的優點，因此在傳出路徑及返回路徑兩者上提供系統之非線性之一改良。再者，因為光纖之頻寬較大，所以能夠在整個頻帶中維持頻道階層之平坦度，且無需進一步等化系統，因此提供所有頻道中之電視影像之一均勻品質。本發明之一進一步優點在於：除使個別用戶接入用於資料傳送之光纖之全部可用頻寬之外，可使用點對點類型之一網路拓撲，其中個別用戶具有一專用光纖頻道，且安裝於其設施處之插座與雙寬頻帶光電中繼器中之最終光學傳輸器或接收器之間無分支。此拓撲適合於在傳輸階層處使用諸多協定且就安全而言係靈活穩健的。點對點拓撲亦允許根據網路控制器之要求而簡單地遠端斷接各用戶。最後，應特別提及：不存在昂貴之額外被動光學組件，諸如光學隔離器、濾波器及放大器；與同軸電纜網路之相容性；及光纖對電磁干擾之固有免疫性。
上文所提及之專利遭受大量限制；下文討論此等限制之部分。將一光電接收器用於各光學輸入以導致來自主動接收器之額外組件成本、耗散及雜訊累積。替代地，將多個光學輸入集成至具有一較大面積之一光偵測器。此導致一增大偵測器電容，其繼而限制一接收器之可達頻寬，使得至此一偵測器之光學輸入之數目受限制。在正向路徑 中，每用戶使用一雷射來接收、放大及重新傳輸正向信號添加大量成本及功率耗散且相較於可自光纖取得之實際光頻寬而限制雷射傳輸器之頻寬。本發明揭示用於在光學組合器單元中實施一傳輸線方法以將多個光學光偵測器組合於一單一光學接收器中之實施例。此可在單向或雙向組態中完成。一單向系統不提供自一主動光學分離器至一ONU之控制通信信號，即，控制通信信號僅自一ONU傳至一主動分離器。因此，在一單向系統中，一主動光學分離器僅自一ONU接受一輸出位準且依該輸出位準操作。一雙向系統使控制信號自一主動光學分離器傳至ONU以指示ONU調整其輸出功率；此類型之系統容許完全相等之輸入位準自各ONU至主動光學分離器。
一新輸入接收器概念經提出以克服多個光學輸入接收器概念之此等限制。此接收器概念遭受一熱雜訊效能，該熱雜訊效能通常比個別接收器之熱雜訊效能更差且此通常將被視為不具吸引力，但系統效能分析表明：接收器雜訊對整體系統效能之貢獻較小且整體系統效能顯著增強。即使使用大量光偵測器，但作為一益處，此接收器類型提供非常大之RF頻寬。此新接收器概念較佳地與用於正向信號之一被動分離一起使用。該接收器概念使大量用戶能夠連接至一單一多偵測器傳輸線接收器，使得正向分離比可變得非常高；為克服分離器損失，提出該新接收器概念與正向方向上之光放大之一組合，其避免正向方向上之OEO轉換之複雜性。
本發明揭示用於偵測一寬輸入功率範圍內之光纖光且保持存在於一新揭示傳輸線接收器中之偵測器上之一恆定偏壓之一方法。為此，一RF放大器及一轉阻放大器兩者之一組合與多偵測器結構一起使用。在一些實施例中，該轉阻放大器連接至該RF放大器前面之一高通結構，使得對於低頻，該轉阻放大器具有至偵測器偏壓之一非常低阻抗連接(小於傳輸線阻抗)。
參考圖3A(其展示一傳輸線接收器結構300之一實例)，可藉由與用於合理輸入功率位準(>1μW)之一電流源並聯之一電容而將一光偵測器準確地模型化至相當高頻率(約1GHz)。因此，在此圖中，電路元件310之各者將為一光二極體之一模型。習知接收器設計使用一轉阻放大器或使偵測器與儘可能高之一阻抗(諸如300Ohm)匹配以便將電流源信號轉換成具有最佳可能雜訊效能之一RF信號。此等方法受限於偵測器電容，使得藉由僅組合偵測器或藉由使用具有一大偵測器區域之一大偵測器而增加偵測器之數目導致歸因於電容增加之偵測器效能損失，且因此無法合理地預期大量組合偵測器(例如32個)很好地與一單一RF放大器一起工作。此隱含：需要多個放大器來接收大量光纖。
作為一替代方案，多個偵測器可在被放大之前提供至一RF組合器；一RF組合器需要使用通常小於100Ohm之一RF阻抗來個別地終止各偵測器，其將消耗偵測器電流之一半且引進歸因於組合之至少10*log(N)dB之一額外損失，其中N係經組合之偵測器之數目。此損失因8個或8個以上偵測器而過度。此外，由實際上需要昂貴變換器之RF組合器之實際實施方案引起額外損失。變換器亦引起頻寬限制及上述額外損失，且難以對高阻抗(諸如，大於100Ohm)實施。
在所揭示之傳輸線接收器中，洞察到一反向偏壓光偵測器充當與在RF頻率處具有一低損失之一電容器並聯之一電流源。此傳輸線接收器不會誘發RF組合器之10*log(N)損失，無需變換器，提供一高頻寬，且能夠提供表示大量偵測器之一延遲總和之一輸出信號。可藉由電感器及電容器之一梯形網路而模型化具有阻抗Z之一傳輸線，其中L/C=Z^2，其在頻率低於L及C之諧振頻率時工作良好。實際偵測器電容值係約0.6pF，使得一75Ohm傳輸線將需要L=3.4nH。諧振頻率較佳地高於1GHz，使得對於高達1GHz，具有使用3.4nH電感器來補 償之任意數目個偵測器之一傳輸線將模擬一75Ohm傳輸線。反向偏壓偵測器之寄生電容之品質使得在RF頻率處該等反向偏壓偵測器可被視為低損失電容器。亦可在偵測器周圍將3.4nH分配為2×1.7nH以導致圖3A中所展示之一設計。
如上文所指示，各電流源/電容器組合310表示一偵測器。圖3A展示由具有75Ohm阻抗之各自傳輸線區段320(100psec或板上約1cm)分開之大量串聯之此等電流源/電容器組合310。使該等偵測器與1.7nH電感器330匹配。一75Ohm電阻器340終止傳輸線之輸入。傳輸線之輸出350將一低雜訊饋送給75Ohm RF放大器(圖中未展示)。應瞭解，雖然圖3A展示6個偵測器，但可藉由串連此等區段而組合之偵測器之數目不受限制，且根據LC諧振頻率，大量偵測器對可達頻寬之影響可忽略。實際上，可在PCB佈局中將1.7nH電感器實施為較窄線區段，且可使用具有100Ohm或150Ohm差動阻抗之一平衡傳輸線來略微改良雜訊指數。
如圖3A中所展示，各電流源/電容器組合310表示一光偵測器，其中電流源係該偵測器中之偵測電流；且電容器表示該偵測器之寄生電容。多個偵測器與傳輸線之區段(諸如C2)及匹配電感器(諸如L2及L3)連接。匹配電感器經選擇使得光偵測器之寄生電容與傳輸線阻抗(通常為75Ohm)匹配。因此，多個偵測器可連接及串連至一傳輸線，使得偵測器電流提供至該傳輸線且此等偵測器電流經相等地劃分以傳播至輸出350及傳輸線結構之另一端處之終端電阻器340兩者。各偵測器電流一般在到達傳輸線之一端之前通過傳輸線區段、匹配電感器及偵測器端子。因此，來自相鄰偵測器之信號影響存在於各偵測器端子處之信號電壓且可因此影響偵測器電流本身以引起偵測器信號之一交叉調變。
然而，由於可將反向偏壓處之一偵測器模型化為一良好電流 源，所以此一交叉調變不會發生。因此，各偵測器電流之一半存在於傳輸線350之輸出處作為具有與偵測器至傳輸線之輸出之距離成比例之一延遲之一信號。此距離判定偵測器之端子處之一電信號相對於傳輸線之輸出之延遲且包含歸因於匹配電感器及光偵測器電容之延遲。因此，不管傳輸線結構中之偵測器之數目如何，傳輸線之輸出處之信號與延遲偵測器電流之一半之總和成比例。因此，傳輸線之輸出處之信號據說可表示延遲偵測器電流之總和。
亦應注意，由於偵測器配置於終止於一傳輸線結構(其一側終止於一終端電阻器340且其輸出350終止於一放大器)中，所以多個此等傳輸線結構可串接，因為一傳輸線接收器之輸出阻抗(如輸出350處所見)等於傳輸線阻抗且該阻抗經選擇以等於終端電阻器340之阻抗。因此，整個傳輸線接收器可替代一終端電阻器340來無損失地連接至傳輸線接收器之輸入。例如，一第一傳輸線接收器(a)可具有一終端件340a及一輸出350a且一第二傳輸線接收器(b)可具有經移除且代以連接至第一傳輸線接收器350a之輸出350a之一終端電阻器340b。第二傳輸線接收器之輸出呈現兩個傳輸線接收器之加總延遲光偵測器信號且可連接至一放大器或一進一步傳輸線接收器。
傳輸線結構頻寬僅受限於光二極體電容之電感匹配且可非常大(超過1GHz)。輸出350連接至與傳輸線阻抗匹配之一RF放大器，該RF放大器放大自傳輸線結構輸出之信號。應注意，使用與傳輸線結構不匹配之一轉阻放大器將引起輸出信號大量回射至傳輸線結構中；一轉阻放大器並非為用於放大來自一傳輸線接收器之輸出之一較佳構件。
通常，需要將(例如)5V偏壓施加於光偵測器。通常，可使用一解耦合電容器來使偏壓電壓與放大器解耦合。接著，可經由一偏壓三通管配置中之一電感器而提供偏壓。例如，可經由使高頻信號通過之 一電容器370而將信號自傳輸線360提供至一放大器，且可經由使低頻信號通過之一電感器380而將偏壓自一電壓源375提供至傳輸線。較佳地，傳輸線之另一端處之終端電阻器340可經電容性解耦合以容許一DC偏壓。通過電壓源375之電流可經量測以判定光電流；電壓源375可建構為提供一恆定電壓及與所提供之電流成比例之一輸出之一轉阻放大器。
在實施例中，一RF組合器可用於多個偵測器。如文中所揭示，可無頻寬損失地完成用於將接收器組態為一傳輸線接收器(其經組態以將大量光學偵測器組合至一單一RF信號中)之實施例。組合至一單一RF信號中之多個光學偵測器之組合可導致雜訊效能之一略微適度損失，但導致比由一單一偵測器遵循之傳統光學組合中之SNR更佳之一SNR。
用於多個偵測器之一RF組合器可具有10*log(N)dB之一最小損失，其中N係偵測器之數目。對於大量偵測器，組合器損失可為顯著的。雖然主動組合器可用於克服此組合器損失，但歸因於在此一組合器中使用多個RF放大器及通常需要大量放大器，此等組合器具有一降級雜訊效能。
如本文中所揭示，可包含一傳輸線中之偵測器，其中該傳輸線與偵測器電容匹配，例如，使用電感補償。不論該傳輸線中之偵測器之數目如何，此結構歸因於終止於該傳輸線之一側上而具有3dB之一固定信號功率損失。將該傳輸線之另一端提供至一單一放大器。包含提供至一單一放大器之一傳輸線之此一接收器在本文中亦指稱一主動多偵測器傳輸線接收器、多偵測器接收器或一主動接收器。
如上文所引進，所揭示之主動接收器支援無OBI技術。無OBI係一技術，其提供完全無光拍差干擾(OBI)之DOCIS 3.1信號之光纖輸送。使用一主動多RF組合器或較佳地使用一主動多偵測器傳輸線接 收器來替代一光學分離器之組合上游路徑實現用戶之一組合或直接連接。就一主動多偵測器傳輸線接收器而言，光學預算判定更準確，此係因為來自光學分離器之光損失被消除。
圖3B繪示實施於一差動傳輸線中之傳輸線接收器結構之另一實施例。如圖3B中所展示，依來自一差動傳輸線區段T4之正負輸入驅動具有一供應電壓V2之一差動放大器U1，差動傳輸線區段T4自電感匹配元件L11及L12接收信號。電感匹配元件L11及L12連接至元件C6/I4，元件C6/I4表示分別在至L11及L12之節點處將具有相反極性之一信號電流添加至差動傳輸線結構之一光偵測器。
傳輸線結構延續至傳輸線區段T3、匹配電感器L9、L10、偵測器C5/I3、傳輸線區段T2、匹配電感器L7/L8、偵測器C4/I2、傳輸線區段T1、匹配電感器L3/L4、偵測器C1/I1及最後匹配電感器L1及L2。此等元件連接至解耦電容器C2、C3，解耦電容器C2、C3連接至RF終端電阻器R1及R2。RF終端電阻器R1及R2具有經選擇以等於傳輸線之阻抗之一阻抗。電感器L5、L6可經使用以使用一電壓源V1來將一偏壓電壓提供至偵測器。
應注意，偵測器C1/I1具有4個電感匹配元件，而其他偵測器具有兩個電感匹配元件；此用於繪示：電感匹配元件之不同配置係可行的，前提為該等電感匹配元件使光偵測器之電容與傳輸線阻抗匹配。圖中亦展示傳輸線區段；此用於繪示：可使用具有等於傳輸線阻抗之一阻抗之額外傳輸線區段，但無需使用該等額外傳輸線區段。亦應注意，可將濾波器放置於傳輸線輸出(T4)與放大器(U1)之間以執行(例如)一高通濾波器功能。此一濾波器、或連接至偏壓電感器L5、L6或終端電阻器R1、R2之網路可提供一方法來偵測偵測器之一或多者中之光電流。配置於差動傳輸線接收器中之偵測器之數目可變動。
所揭示之主動接收器包含OBI之一基本消除，其亦與ONU、CM 及CMTS不相依。接收器與HFC網路、PON網路、RFoG網路、全EPON、10GEPON相容，且亦與DOCSIS 3.1相容。如下文所更詳細描述，可使用所揭示之接收器來實現較長伸距及大分離，其包含可根據實施方案而增加之高達40km之一伸距及1024個分離。可將主動接收器同時部署於節點、MDU及SFU部署中。在實施例中，就所揭示之主動接收器而言，上游及下游容量自10G下游/1G上游增加至40G下游/10G上游。主動接收器實現高容量FTTH架構之一新類別。
在具有多個偵測器之一架構(如文中所揭示)中，能夠涵蓋一寬範圍之光學輸入功率之一光功率偵測電路之實施方案並非不重要。鑑於存在大量偵測器，結合一寬光學輸入功率範圍，需要可靠地偵測之光電流之量及範圍較可觀。僅量測橫跨偵測器偏壓網路中之一電阻器之電壓降較困難；在一單一偵測器上之低輸入功率處，只有當一電阻器(橫跨其之一電壓降等於光偵測器偏壓)之值相對較高時，能可靠地偵測一小電壓降。然而，吾人並不期望增大此一電阻器之值，此係因為當高偵測器電流存在於多個偵測器處時，此導致一增大電壓降；偵測器偏壓將變成依據存在於偵測器處之光纖光而強烈變化。在一些實施例中，使偵測器偏壓保持恆定，此係因為偵測器回應率取決於偵測器偏壓；因此，變動偵測器偏壓可導致系統之增益之一變動。當大量偵測器係在作用中且(例如)100mA之偵測器電流在多偵測器系統中流動以導致偵測器偏壓過度下降時，甚至低至一典型傳輸線阻抗(諸如75Ohm)之一電阻值會成問題。
如上文所描述，在一傳輸線中包含與偵測器電容匹配之偵測器。針對此一多偵測器接收器之頻寬限制可超過1GHz，但熱雜訊底限高於一習知接收器。所揭示之多偵測器接收器可獲得相同於當前RFoG系統之SNR或比當前RFoG系統之SNR更佳之SNR且在無OBI之情況下操作。此外，多偵測器接收器可容許較低ONU傳輸功率以在一 些情況中容許較低ONU雷射成本。
熱雜訊底限僅取決於放大器雜訊指數NF(例如1dB)。饋電給放大器之傳輸線終止於注入熱雜訊之一75Ohm(或100Ohm，其取決於設計)電阻。傳輸線僅含有不改變雜訊指數之無損失組件(偵測器)，因此，呈現至放大器中之熱雜訊係7.5pA/sqrt(Hz)(等於每4MHz頻道頻寬之-59dBmV)之一75Ohm系統之熱雜訊底限，其與偵測器之數目不相依。當將各偵測器電流正規化為一偵測器等效電流(其係15pA/sqrt(Hz))時，因為僅將一半之偵測器電流呈現給放大器，所以將各偵測器電流分離成兩半，使得一半耗散於終端電阻器中。因此，此類型之多偵測器接收器之熱雜訊底限由15*10^(0.05*NF)pA/sqrt(Hz)給出，其中NF係傳輸線之後之一實際放大器之雜訊指數；應注意，僅此放大器貢獻總雜訊，此無關於偵測器之數目。在具有有限頻寬之一些情況中，終端電阻器可由一第二放大器替換且放大器輸出可經同相添加以改良雜訊指數；此不呈現於下文之分析中。
相較於習知RFoG系統而改良所揭示之多偵測器接收器系統之SNR。下表1列出基於先前段落中所描述之設計概念之典型數值。Plaser係ONU雷射功率。偵測器電流較高，使得21pA/sqrt(Hz)等效偵測器電流之較差熱雜訊底限仍小於經組合之散粒及RIN雜訊且容易地獲得一非常高鏈路SNR。偵測器電流較高，使得可考量一較低功率ONU(例如，0dBm或-3dBm兩者可起作用)。應注意，此處所選擇之信號調變指標在一定程度上係任意的；然而，將相較於習知情況而使用相同指標。
上文分析係針對一單一主動雷射。隨著主動雷射之數目增加，SNR數值(諸如針對一單一雷射之表中所展示之SNR數值)可降級。隨著雷射增加，可發生一略微額外降級。例如，若4個雷射係主動的，則散粒雜訊及RIN之增加導致5dB降級以繪示歸因於中等接收器雜訊指數之效應微小程度；已針對一完美接收器而獲得6dB降級，此降級對較低功率返回雷射而言係較小的。
表2列出結合重新傳輸之一多偵測器接收器之一例示性設計之典型實例性值。當該多偵測器接收器用於除相同於RF信號解調變器(其通常位於頭端之一CMTS中)之位置之外之任何位置處時，該多偵測器接收器概念需要藉由一第二光學鏈路之重新傳輸。
應注意，相同多偵測器接收器概念可用於頭端而非多個接收器之常用RF組合中。此實際上導致較佳效能且導致顯著較低成本、較低功率耗散且具有一較高密度。當用於節點中以重新傳輸至頭端時，損失參數略有不同以導致較小偵測器電流及一略微較低SNR。因此，重新傳輸鏈路控制總SNR。
如由表2中之結果所展示，當至頭端接收器散粒雜訊及RIN雜訊中之4個鏈路增加使得第二鏈路SNR下降至55dB且接著總SNR下降約2.5dB至約54dB時，可繪示SNR指數之降級。因此，系統與主動返回傳輸器之數目幾乎不相依。
表3繪示使用表1中所展示之重新傳輸鏈路之雜訊之類似參數， 針對一實例性傳統頭端接收器所運算之鏈路SNR值。如表中所展示，表3使用此等類似參數來繪示：習知系統導致比表1中所展示之多偵測器接收器及重新傳輸實例之接收器功率顯著更低之一接收器功率。
所揭示之RFoG接收器具有一顯著更佳雜訊指數；可期望約1pA/sqrt(Hz)之等效輸入雜訊。然而，如藉由比較表1及表3中之值所繪示，傳統頭端系統之鏈路SNR顯著低於表1中所展示之具有重新傳輸之多輸入接收器之鏈路SNR，差值可超過10dB。
相較於相對於表1中所描述之4個返回鏈路，當4個返回鏈路在不同傳統頭端接收器(通常，將該等傳統頭端接收器之高達8者組合至一CMTS RF埠中)上同時係主動的時，SNR進一步降級6dB而至小於40dB。若接收器不具有一低靜噪功能(其在不存在輸入時切斷接收器)， 則效能甚至更差。明顯地，表1中所繪示之具有重新傳輸之所揭示主動接收器提供更優越效能。
表4繪示用於實施具有重新傳輸之一多輸入接收器之一實例，其中表4列出用於重新傳輸之一放大器及雷射驅動器之實例性值。預期約1瓦特至數瓦特之功率耗散，可藉由精心設計而使其更小。功率較低，使得此甚至可適合於具有用於偵測器傳輸線(其可直接連接至一同軸電纜)之一同軸電纜輸入之一SFP模組。此隱含：成本位準可非常低。功率耗散亦可足夠低，使得一合理尺寸之備用電池可使多輸入接收器保持運行1周或更久。
圖4繪示所揭示之傳輸線接收器與分波長多工(WDM)組件424、426、428、430之整合，其中微光學器件使來自光纖450、452、454、456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)402、404、406、408。除功率需求之外，若多個返回接收器之各者需要一專用WDM埠來使返回光與正向光分開，則可導致多接收器概念之一雖小但重要缺點。在一習知系統中，每頭端 接收器需要一個此類組件。專用於各接收器之埠增加成本且亦添加需要在節點處被處置之大量光纖及連接器。此可藉由建立具有整合偵測器之一WDM組件而在一定程度上被減輕。
圖4描繪具有經由一傳輸線而與一終端件440連接之偵測器402、404、406、408之一主動分離器400。在主動分離器400處自一CMTS接收光410，可由分離器400中之一反向雷射(圖中未展示)提供光412，且主動分離器可通過光纖450、452、454、456而將光向前傳播至複數個ONU。可將光410(圖中展示為依1500nm輸入之光)自一頭端輸入至主動分離器400。光412可來自位於主動分離器400位置處之一雷射，該光導引朝向主動分離器之WDM 414之前之CMTS或其他光源。光進入WDM 414且由一被動分離器415(其存在於光纖416、418、420、422之接合點處)分別通過光纖416、418、420、422而在複數個路徑上將光分離至複數個WDM 424、426、428、430。可分別通過光纖450、452、454及456而將輸出450、452、454及456自WDM 424、426、428、430之各者傳輸至一隨後主動分離器或ONU。
輸出光纖450、452、454及456亦將具有不同於下游波長之一波長(諸如1610nm)之上游信號分別提供至WDM 424、426、428、430，使得WDM 424、426、428及430可將此等波長選擇性地導引至經由自終端件440至輸出493之傳輸線而連接之偵測器402、404、406及408。該等偵測器係自終端件440至輸出493之傳輸線之一組成部分，如圖4中所描述。因此，傳輸線由具有包含偵測器402、404、406及408之匹配組件之傳輸線之區段組成且提供表示輸出493處之延遲偵測器電流之總和的一信號。
傳輸線可自同軸電纜線441輸出信號493，其中輸出493表示來自沿傳輸線之偵測器之輸出之總和。信號493可經放大且在一雷射上經調變以被返回至主動分離器400之外部1610nm輸入412處，其中輸入412 可預留給反向雷射以向上游傳輸自傳輸線偵測器結構接收之資訊，如圖5中所更詳細展示。特定言之，光纖輸入412進入WDM 414且接著將波長反射至光纖410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412、WDM 414及通過光纖410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440處，或此亦經引出使得區塊(即，單元400、402、404、406、408、493)可串接。例如，當串接終端件(T)440被移除且連接至一先前區塊400、402、404、406、408、493之同軸電纜輸出443時，兩個或兩個以上區塊400、402、404、406、408、493可串接，其中僅第一區塊需要一終端件(T)440以導致表示所有光偵測器電流之延遲總和之一輸出443。
WDM組件414、424、426、428、430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下降至可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4中所揭示及所展示之實施方案)允許ONU功率下降以可導致較大節約。
圖5描繪添加至圖4之主動分離器400之一EDFA，其繪示：反向雷射504，其依(例如)1瓦特至2瓦特之耗散向上游傳輸以操作雷射504；及放大器502，其驅動雷射。雷射輸出波長可為1610nm且使用WDM 414來耦合至支援1610nm上游及1550nm下游之一光纖。
在一頭端處，多個正向傳輸器可將信號提供至WDM組合器414。1550nm信號可由EDFA 506放大且經由分離器415而分配。在諸多情況中，若EDFA包含依1.5V偏壓電壓及200mA偏壓電流操作之一泵浦雷射，則EDFA可依低功率消耗(諸如，小於500mW)操作。在所揭示之組態中，EDFA 506可提供光增益且依引起被動分離器415表現為一主動光學分離器之一方式耗散。因此，主動分離器/組合器400提供一 正向方向及一反向方向兩者上之增益。一主動分離器之使用可依足以容許一小主動分離器外殼之低瓦特數耗散且仍具有高於周圍環境之一小幅溫度上升。
例如，若高達數瓦特之一預算預留給一重新傳輸模組，則一小EDFA(例如15dBm)可良好地耗散低於1瓦特。接著，被動分離器415將變成像一主動光學分離器，使得主動分離器/組合器400可提供正向及反向兩者上之增益。此一主動組件400將耗散高達5瓦特，其足夠低以允許一小主動分離器/組合器400外殼且仍具有高於周圍環境之一小幅穩定上升。
此外，一EDFA 506之使用不限制光纖頻寬以實現多吉赫正向頻寬操作。除需要避免/遮蔽之太陽能負載之外，EDFA組件506不承受被正常對待之極端節點溫度之風險，因此放寬對主動組件、雷射504、放大器502及EDFA 506之要求。
將外部1610輸入412預留給一反向雷射以向上游傳輸自傳輸線偵測器結構接收之資訊，如圖5中所更詳細展示。圖4之埠412具有至WDM器件414之一輸入，至此埠之光508由一反向雷射504提供，反向雷射504係主動分離器400之一部分。接著，WDM 414將在上游方向上將該光反射至主路徑中(用於1550nm下游(左至右)及1610nm返回上游(右至左)之雙向箭頭，因此為該雙向箭頭)。
使用所揭示之一主動分離器400實現自HE移除大多數設備。相反地，所揭示之技術採用一小EDFA 506且多輸入接收器(例如圖4或圖5中之接收器單元400，其包含組件402、404、406、408、432、434、436、438、411及440)足以自多個鏈路450、452、454、456收集光，此係因為SNR較好，使得低雜訊指數接收器不被需要。因此，總體效能仍比一習知系統更佳。類似地，在正向方向上，主動分離器可有助於取得較佳效能邊限。可使用所揭示之接收器來更容易地實施用於供 電給主動分離器之各種方法。例如，依此等低功率位準之一備用電池較容易，但一電池需要(例如)某種電連接或一太陽能供電解決方案。
如上文所描述，所揭示之多輸入接收器概念可提供比習知系統顯著更高之SNR且無OBI。每接收器之光學輸入之數目可非常高且不影響接收器效能。此一概念需要重新傳輸，其中功率需求經估計以約為1瓦特或數瓦特，甚至可藉由精心設計而使其更小。備用電池電力係渡過長期斷電之一選擇。
可將所揭示之多輸入接收器實施於頭端中以導致頭端之成本、空間及功率降低及進一步效能益處。多輸入接收器實施方案增大SNR邊限，使得可認為較低功率ONU降低ONU成本。實施例可包含每ONU之一個節點WDM及偵測器之實施方案，藉此可將WDM及偵測器整合於存在於節點/分離位置中之分離器模組中以減輕每ONU之一個節點WDM及偵測器之成本。
可將偵測器信號441收集至分離器模組400上之一輸出493或否則阻抗匹配輸出中(例如，同軸電纜線係一阻抗受控制輸出之一實例)，但一阻抗匹配輸出之其他實施方案係可行的。多輸入接收器概念容許沿一傳輸線放置諸多偵測器402、404、406、408，使得延遲偵測器電流之總和接著被提供至與該等偵測器相距一任意距離之一放大器502。在一替代實施方案中，可將若干ONU組合至各偵測器埠402、404、406、408以減少偵測器埠之所需數目且因此減少成本，其中SNR效能歸因於一組合器之插入損失而略微下降。因此，吾人可選擇在偵測器埠之前使用光學組合器，但存在發生於使用光學組合器時之OBI風險。此等光學組合器將存在於分離器400之外部。
應注意，所揭示之傳輸線接收器結構之使用不用於可僅使用一RF組合器之其他方法，如全文所描述。由於偵測器係傳輸線之一組成部分(不存在諸如與偵測器分開之一組合器之物件)，所以其對一RF 組合器應用之意義不大。
在實施例中，可考量具有小於5瓦特耗散以提供正向方向及反向方向兩者上之增益之一主動分離器400，其緩解RFoG系統之諸多設計約束且減小HE設備空間。雖然備用電池係相當容易的，但其仍需要某一功率連接。
圖6至圖12繪示可採用所揭示技術之額外拓撲。圖6描繪一多模式耦合器(MMC)拓撲600。圖6包含相對於圖1及圖2所討論之一主動分離器/組合器600。上游光可(例如)依1310nm或1610nm之一波長自左傳至右。下游光可(例如)依1550nm之一波長自右傳至左。
在至600之輸入處，首先使傳入光與上游光分開以(例如)在一WDM(分波長多工)組件606上具有1310nm或1610nm之一波長。接著，將下游光605提供至光學組件(諸如薄膜濾波器)，該等光學組件各將光功率之一部分提供至到達用戶之一光纖602、604(向左)。此等用戶具有依一不同波長(例如1310nm或1610nm)接收下游資訊及發送上游資訊之接收/傳輸單元(ONU，此處未展示)。
上游資訊通過光學組件且到達一多模式組合器(MMC)608，MMC 608將所有輸入組合至一較大核心多模式光纖中，使得在輸入處提供至MMC耦合器之所有光留存於該較大核心光纖中。接著，將信號提供至接收器610中之一大面積偵測器(PD)以將一信號提供至一放大器，該放大器驅動一傳輸器(TX)612以將一信號發送至連接至一光纖616(其通至頭端)之WDM組合器(WDM)614。應注意，為自輸出自MMC 608之一大核心光纖偵測一多模式光纖信號，隱含地需要比用於偵測一單模式光纖信號之偵測器大之一大偵測器。RX 610中之大面積偵測器已增大電容且此可限制該接收器之頻寬。然而，此實施方案可具有仍滿足要求之實用實施方案。一替代實施例使本文中所揭示之每一傳輸線結構使用多個偵測器。
圖7描繪類似於圖6中所展示之拓撲之一多模式組合器之使用，該多模式組合器亦包含一EDFA 702。應認識到，若少量功率經提供以供電給一接收/傳輸710/712功能，則可將功率進一步提供至一EDFA 702。因此，可提供一主動分離器/組合器700，其不僅解決一RFoG系統之上游瓶頸，且藉由在下游路徑中提供放大而解決下游限制。此可使用下游信號路徑中之一EDFA 702來完成，如圖7中所展示。
由本文中所揭示之實施例認定之改良具有適應具有高分離比之RFoG網路之主要暗示。歸因於光功率預算，傳統RFoG網路可具有高達25km之光纖長度及32之一分離比(1個頭端接收器上有32個ONU)，25km光纖及32分離引起高達約24dB之損失。就一3dBm ONU傳輸器而言，其導致僅足以使系統工作之頭端接收器上之-21dBm。在所揭示之技術中，吾人可藉由使用所呈現之主動分離器/組合器而在1個頭端接收器上使用高達1000個或1000個以上ONU。例如，現可首次實現顯著超過32之分離比(例如128)以及長伸距(例如，40km運行於頭端與主動分離器之間)。雖然圍繞PON標準(其僅可處置短伸距(25km)且亦困擾於分離比)而界定RFoG，但此等所揭示主動分離器之添加依比PON顯著更高之通過容量給予RFoG更大伸距及分離能力。
圖8描繪具有偵測器及積體波長選擇光學器件之一主動分離器實施例。可將輸入自一頭端接收至分離器800。WDM組件802可使1550nm波長與1610nm波長分離。可將正向信號808提供至饋電給一分離器805之EDFA 804。分離器805將光提供至輸出光纖806、808、810、812，光纖806、808、810、812各饋電給連接至光纖822、824等等之一分離器/組合器815、817、819、821。在實施例中，每分離器可存在一或多個輸出光纖，諸如自分離器815輸出之光纖822及824。
在反向上，由相同分離器815、817、819、821使上游光分離，將該上游光之一半提供至偵測器(D)814、816、818、820，其中該等 偵測器具有一塗層，其反射1550nm，使得該等偵測器對該上游光之亂真反射不敏感。
圖8繪示所揭示之主動分離器之一實施方案，其中已自該主動分離器大量移除WDM組件(例如圖4中所描繪之WDM組件424、426、428及430)。圖8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。此實施方案需要至少一被動分離，例如，經由該主動分離器之後之分離器815、817、819、821。將被動分離器815、817、819、821(所有分離器原則上為2×2個器件，但通常端接1個埠)之通常端接埠提供至偵測器。因此，N輸入主動接收器之修改可為將被動分離器添加至右邊。
在實施例中，偵測器具有反射1550nm正向波長(即，來自頭端之光)之一塗層；透過反射，正向信號之一部分可依其他方式終止於返回頻帶中。此並非傳統RFoG之一問題，其中正向頻帶及返回頻帶不重疊。然而，就擴大頻寬RFoG而言，此等頻帶可重疊且接著正向信號將充當返回信號之一雜訊源。在正常條件下，不存在正向信號之反射(左至右)。然而，若至偵測器之光纖(諸如822)具有一缺陷，則其可使下游光之部分朝向主動分離器回射且因此自右向左行進。
拒絕長正向波長之一替代方法係使用具有對1550nm不敏感之一較高帶隙之偵測器。此等偵測器基本上應具有相同於基於InGaAs(P)之其他偵測器之成本，但體積考量可使偵測器塗層較佳。若兩個光纖(例如822及824、825及826、828及830、832及834)自分離器發送至用戶，則兩個用戶可同時傳輸至相同偵測器且OBI會發生。此可藉由將兩個不同波長分配給該等用戶而解決或可添加主動OBI偵測以導致發送至上游雷射L 840之一信號，其中允許上游雷射L 840上之該信號之一小部分向下游通過WDM 802及接著EDFA 804，且可將OBI事件用信號通知用戶群組，使得ONU可根據需要調整其波長。可將此處所描述 之相同概念擴展至(例如)藉由分離器815、817、819、821之一4×分離，一折衷係：上文所提及之主動OBI管理仍工作良好且損失不會過高以致不妨礙良好SNR。
如文中所討論，圖8中所展示之實施方案可並非為無OBI。然而，對於低被動分離因數，動態波長移位之一低成本實施方案可非常快速地匯聚於完全無OBI。應注意，主動分離器緩解光纖預算，可涵蓋較大距離，且系統中所需之總EDFA功率、頭端EDFA計數及光纖功率顯著減小，使得SBS不再為一限制因數。在具有被動分離器之習知RFoG系統中，SBS係一限制因數。
LF OBI偵測電路842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)840(或使一既有LF載波相位調變)且該信號之一部分可通過EDFA 804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。
在實施例中，返回雷射(L)840信號經抑制以遠離此載波以確保：頭端不受OBI影響，使得頭端仍可組合來自其他主動分離器之信號且僅至分離器800右邊之使用者受影響。因為在此情況中僅2..8個埠(例如，經被動地組合之兩個埠(例如)係埠822、824)經被動地組合，所以達到一無OBI狀態係相對較容易的。即使使用FP雷射(法布裡-泊羅(Fabry-Perot)雷射，其係具有較差波長穩定性之一低成本雷射類型)，但可由至偵測器右邊之分離器815、817、819、821使用少數被動分離(2..4個)來保證無OBI操作。
圖8中所展示之被動分離器可在至偵測器814、816、818、820之埠處誘發損失，但減少每埠所需之偵測器及WDM之成本。如圖8中所展示，LF OBI偵測電路842可經添加以基於OBI偵測而發信號且將信 號提供至返回雷射。在實施例中，可使返回波長移位至1610nm(如圖8中所展示)或1310nm。
在大多數情況中，所保證之無OBI操作可為較佳的；在此等實施方案中，偵測器仍可受益於光學濾波以藉由(例如)拒絕可依其他方式偵測之正向路徑信號之無用反射而拒絕正向波長。
圖9描繪在偵測器之前具有1550nm反射器(即，WDM 904、906、908、910)之一實施例。WDM 904、906、908、910及偵測器912、914、916、918可經整合以反射1550nm光且使1610nm光通過，使得1610nm光到達偵測器。由第一WDM 902使1550nm正向光傳至分離器903。分離器903通過對1550nm高度反射之隨後WDM組件904、906、908、910而劃分光。使1550nm光傳至輸出光纖920、922、924、926。在1550nm光之一反向方向上進入輸出光纖之1610nm(即，所展示之光纖係雙向的，使得1550nm下游光傳出至頂部且1610nm上游光可自頂部進入分離器900)通過WDM組件904、906、908、910且到達偵測器912、914、916、918。
因此，如圖9中所展示，光學分離器/組合器可使PON架構波長完全通過，即，針對PON波長之光信號不進入偵測器且在無需進一步處理之情況下通過被動光學分離器。多個偵測器經組態以接收圍繞1610nm之一RFoG特定波長頻帶且使至及來自主動分離器之所有其他波長通過，其中通過係指不處理至及來自主動分離器之所有其他波長，而是允許該等波長通過被動分離器805或903。
雖然可期望圖9中所描繪之配置，但由WDM組件(諸如薄膜濾波器)反射之1550nm光(如圖9中所展示)可導致少量1550nm光洩漏通過(諸如-15dB)且到達偵測器912、914、916、918。洩漏1550nm光可誘發進出主動分離器900、1000之正向路徑與反向路徑之間之信號洩漏。隨著正向光到達偵測器D，信號洩漏可使返回路徑之效能降級。 在此背景中，任何1550nm係正向光，其自902到達903、904且主要在920上傳出，但可潛在地將部分光洩漏至912中(若WDM 904無法良好地工作)。依賴拒絕光(例如圖9中之1550nm光，其代以部分到達一偵測器(即，代以將所要光(例如圖9中之1610(或1310)nm光明確地導引至偵測器)之實施方案存在降級擔憂。
如圖9之實施例中所展示，可依至(例如)WDM 904(其可使光自分離器903洩漏至偵測器912)至全輸入功率將正向光導引至偵測器，其中在下文所展示之圖10中，僅可將正向光1028至WDM(諸如WDM 1013)之無用反射導引至偵測器(諸如1021)。因此，為簡單起見，可期望圖9之實施例，但可考量將1550nm反射器放置於偵測器之前，諸如圖8中所展示之一更有用實施例。
圖10繪示具有一主動分離器/組合器之一多偵測器接收器實施例，其中頭端在右邊且用戶在左邊。圖10描繪使用WDM組件1010、1011、1012、1013來將下游光1028之部分耦合至光纖1002、1004、1006、1008且使上游光自光纖傳至偵測器1018、1019、1020、1021，其中此等光學配置及多個偵測器串接於一傳輸線接收器結構中。圖10繪示具有功率耦合比(如下文相對於圖11所解釋)之薄膜濾波器組件之一配置。在圖10中，來自用戶之光自左向右進入且傳入至薄膜濾波器(例如WDM濾波器)(諸如1010)中以在光二極體(諸如1018)處被偵測。因此，下游光(例如)依1550nm之一波長自右向左通過。在下游方向上，可首先(例如)在一WDM(分波長多工)組件1024上使具有1310nm或1610nm之一波長之光與上游光分開。接著，將下游光1028提供至光學組件1010、1011、1012、1013(諸如薄膜濾波器)，光學組件1010、1011、1012、1013各將光功率之一部分提供至到達用戶之一光纖1002、1004、1006、1008。此等用戶具有依一不同波長(例如1310nm或1610nm)接收下游資訊及發送上游資訊之接收/傳輸單元(ONU， 此處未展示)。
上游資訊亦通過光纖1002、1004、1006、1008，接著通過光學組件1010、1011、1012、1013，且到達配置於一傳輸線結構(諸如圖3、圖5、圖8及圖9中所展示之傳輸線結構)中之偵測器(PD)1018、1019、1020、1021以將一信號提供至一放大器(AMP)1022，放大器1022驅動一傳輸器(TX)1023以將一信號發送至WDM組合器(WDM)1024，WDM組合器1024連接至延伸至頭端(圖中未展示)之一光纖1026。
圖11繪示圖10之多偵測器接收器，但繪示功率耦合比之實例性調整。需要經由光纖1002、1004、1006、1008而在至ONU之光纖上功率劃分下游波長1028(例如1550nm)。為此，WDM組件1024可受益於下游波長之部分反射率；圖11中所展示之實例包含適合於達成此目的之反射率數值1101、1102、1103、1104。下游光自右邊(例如光1028)進入至第一反射器1013。應注意，在此背景中，一反射器係反射一所要波長或波長範圍之一組件，其使其他波長通過。在此實施例中，描繪具有僅25%反射之反射器1013，且因此將1/4功率導引至第一輸出光纖1008，而使3/4傳至下一反射器1012。下一反射器1012具有1/3反射率以將1/3*¾=1/4功率引導至下一光纖1006且使2/3*¾=½功率通過。具有½反射率之下一反射器1011將1/4功率導引至下一光纖1004且使1/4傳至最後反射器1010，最後反射器1010具有一高反射以將剩餘光(1/4)導引至最後光纖1002。因此，圖11演示對一或多個下游波長具有分率反射(自(1-N)/N之一值(其中N係輸出埠之數目)增大至高達1)之波長選擇組件。
反射器1010、1011、1012、1013對上游光(其具有(例如)1610nm或1310nm之一波長)具有較小影響，且將上游光導引至偵測器(PD)1018、1019、1020、1021。
圖12描繪組合來自圖10及圖11之區塊之一實例。在正向方向上，一EDFA 1234可放大一正向波長(諸如1550nm)，將該正向波長提供至將功率分配於兩個主動分離器區塊1201、1202上之一分離器1236，各分離器區塊如先前所討論般建構。可分別在主動分離器區塊1201、1202內放大接收器區塊中之光二極體(PD)串1210至1213及1220至1223(例如，來自一傳輸線之PD串1210至1213係接收器區塊)，如上文所展示。替代地，可被動地組合光二極體(PD)串1210至1213及1220至1223，此係因為偵測器配置於一傳輸線拓撲中。可在不損失功能之情況下(除歸因於損失之非常高頻衰減之外)串接傳輸線。雖然圖12描繪兩個放大器，但上文描述多個區塊(例如1201、1202)可如何經組合且被提供至驅動傳輸器(Tx)1230之一單一放大器。一WDM組件(WDM)1232分離及組合上游波長及下游波長。
通常，從長遠看，RFoG系統經有意安裝以使其由PON系統替換。為此，可期望已安裝之分離器及組合器可重新使用。在其他情況中，優先依儘可能最低成本安裝RFoG系統。如上文所描述，在上游中，RFoG可使用1610nm或1310nm。1310nm亦經預留給PON操作且因此通常選擇1610nm用於RFoG。如上文所描述，下游RFoG可為1550nm。上文所描述之實施例(例如整合至WDM組件中之圖4實施例或與EDFA添加至WDM相關之圖5實施例)之一較嚴密檢查繪示：當使1610nm朝向偵測器導引時，此一器件將僅對1610nm敏感。上文相對於被動分離器所展示之圖8實施例(與EDFA添加至WDM相關之實施例)係針對所有其他波長且因此與PON完全相容。對於一些實施例，需要針對除1550nm之外之所有波長添加圍繞EDFA之一旁路以使其PON相容。
若設計優先安裝最低成本之RFoG實施方案，則1310nm上游傳輸可用於RFoG。接著，WDM組件(諸如圖8中所展示之WDM組件)1310 nm可將導引至偵測器，或可使用其他實施例之一者。類似考量應用於與使用一多模式耦合器(MMC)(諸如圖6中所展示之MMC)及使用具有一EDFA之一MMC(諸如圖7中所展示之MMC)相關之實施例。
另一方面，使用1550nm(或一適合下游波長)反射器(例如圖8中所展示)之實施例可經組態以接收1610nm上游傳輸及1310nm上游傳輸兩者且因此容許RFoG上游波長選擇之最大自由度。此等反射器實施例可進一步限制下游波長範圍(若反射器並非為與波長頻帶一起使用之更複雜薄膜光學器件)。
因此，如本文中所描述，實施方案之任一式樣因不同原因而具有其自身優點。通常藉由比拒絕/阻斷無用光更佳之對無用光之拒絕(諸如-40dB或更佳)而完成導引一束光。圖10及圖11描繪能夠使PON架構之特定波長通過之主動分離器/組合器設計。圖13繪示可期望在未由圖10及圖11中所描繪之偵測器處理之情況下通過之實例性PON波長。圖13繪示PON通過能力之實例性實施例，其包含針對除1610nm之外之波長之波長互反性。例如，主動分離器可在除1610nm及1550nm之外之波長處表現為一被動分離器/組合器；即，除1600nm至1620nm頻帶之外之波長及除1530nm至1560nm頻帶之外之波長可通過PON架構，即，在無任何處理之情況下通過偵測器。
在實施例內，偵測器經組態以接收圍繞1310nm之一波長頻帶。在實施例內，偵測器經組態以接收除圍繞1550nm之一頻帶之外之所有波長。
供電
因為本文中所揭示之傳輸線可導致僅具有一單一放大器之一32輸入接收器，所以可存在低功率耗散，使得諸多低功率選擇變得可用以對其供電。下文提供實例行供電選擇：若RFoG位於一MDU中，則將具有UPS及備用電池之MDU功率用 於主動分離器
若RFoG位於一新建築中，則牽拉銅線及光纖以照亮主動分離器連同一備用電池
若RFoG係至HFC之一延伸，則自HFC設備以及一備用電池汲取電力
若RFoG位於一電線桿上，則自電力公司以及一備用電池汲取電力
一RFoG可與無線存取點共置。一RFoG主動濾波器可具有太陽能。RFoG可具有光纖功率作為一SM光纖泵激或來自ONU或頭端或另一節點之MM光纖泵激。
實施例：
一種本文中所描述之組合器，其定位於CMTS與ONU之間，而並非為任一者之部分。該組合器將RFoG轉換成一主動網路。
如實施例1之組合器，其係PON相容的。
一種傳輸線接收器，其具有一75Ohm阻抗之傳輸線。亦可使用光二極體及電感器來形成一差動傳輸線。具有100Ohm差動阻抗之一平衡傳輸線與100Ohm差動匹配。
本發明描述包含除1610nm之外之波長互反性之實施例。在實施例中，主動分離器在除1610nm及1550nm之外之波長(即，除1600nm至1620nm頻帶之外之波長及除1530nm至1560nm頻帶之外之波長)處表現為一被動分離器/組合器。
在上文所描述之實施例中，EDFA可使除1610nm及1550nm之外之所有波長在EDFA周圍通過。在實施例中，在EDFA之前存在至少一WDM及在EDFA之後存在至少一WDM，且在兩側上，該等WDM可使波長通過EDFA。
在實施例中，光學對準完全通過PON架構。在實施例中，光學分 離器具有積體偵測器，其經組態以接收圍繞1610nm之一波長頻帶且使至及來自主動分離器之其他所有波長通過。可使用具有分率反射之微光學反射鏡來實現分離器功能，使得一相等分離部分到達多個分離器埠之各者(諸如圖11中所展示)。
一種具有多個偵測器之光學接收器，其中該等偵測器串接於一傳輸線結構中，該傳輸線結構具有一特性阻抗且具有使該等偵測器之寄生電容與該阻抗匹配之電感匹配元件，且其中該傳輸線之至少一側連接至一放大器。因此，雜訊指數可由該傳輸線阻抗控制且因此其比在諸多其他單偵測器接收器架構中之雜訊指數差，但一般比具有RF組合之多偵測器接收器中之雜訊指數好。吾人之分析展示：當與在具有一最佳化雜訊指數之一接收器之前之被動光學組合比較時，此一接收器之使用可有益於一RFOG系統。
如上所述，其中該傳輸線之至少一側終止於與該傳輸線之該特性阻抗匹配之一阻抗。
如上文中一項所述，其中至少一光學傳輸器重新傳輸由該放大器輸出之RF信號。
一種RFoG系統，其具有如上文中一項之光學接收器，該光學接收器接收由ONU(具有傳輸功能及接收功能之家庭終端RFoG設備)向上游發送之波長。
如上所述，其具有傳輸至該等ONU之一下游波長。
如上所述，其具有放大該下游波長之一EDFA。
如上文中一項所述，其中一太陽電池板及備用電池將電力提供至該接收器放大器及傳輸器且視情況提供至該EDFA。
一種主動光學分離器，其包括本文中所描述之一傳輸線接收器及一EDFA。該EDFA具有使用WDM組件來實施之一旁路，該等WDM組件針對未經放大或不意欲由該EDFA處置之波長。
如上所述之分離器，其中存在至少一多模式組合器。
一種主動分離器，其中波長選擇組件具有針對下游波長之分率反射，該等分率反射自(1-N)/N之一值增大至高達1，其中N係輸出埠之數目。
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。
400‧‧‧主動分離器/組合器/主動組件/接收器單元/分離器模組
402‧‧‧偵測器(D)/單元/偵測器埠
404‧‧‧偵測器(D)/單元/偵測器埠
406‧‧‧偵測器(D)/單元/偵測器埠
408‧‧‧偵測器(D)/單元/偵測器埠
410‧‧‧光
412‧‧‧光/埠/輸入
414‧‧‧分波長多工器(WDM)/分波長多工(WDM)組件/分波長多工(WDM)組合器//分波長多工(WDM)器件
415‧‧‧被動分離器
416‧‧‧光纖
418‧‧‧光纖
420‧‧‧光纖
422‧‧‧光纖
424‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)
426‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)
428‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)
430‧‧‧分波長多工(WDM)組件/分波長多工器(WDM)
432‧‧‧組件
434‧‧‧組件
436‧‧‧組件
438‧‧‧組件
440‧‧‧終端件(T)/組件/單元
441‧‧‧同軸電纜線/偵測器信號/傳輸線
450‧‧‧光纖/輸出/鏈路
452‧‧‧光纖/輸出/鏈路
454‧‧‧光纖/輸出/鏈路
456‧‧‧光纖/輸出/鏈路
493‧‧‧輸出/信號/單元

Claims (29)

  1. 一種光學分離器/組合器，其在一下游方向中操作為一分離器及在一上游方向中操作為一組合器，該光學分離器/組合器包括：第一複數光纖鏈路，其等用於載送來自一或多個分波長多工器(WDM)之上游光信號及至該一或多個分波長多工器(WDM)之下游光信號；一被動分離器，其用於使在一下游路徑中之光信號分離，而藉由使用該第一複數光纖鏈路而被該一或多個分波長多工器(WDM)所接收；及該一或多個分波長多工器(WDM)，其用於分開通過第二複數光纖鏈路所接收之上游光學信號，該等上游光學信號來自通過該第一複數光纖鏈路所接收之該等下游光學信號，及經組態以選擇性地沿著不同路徑導引具有不同波長之上游光學信號，其中具有一第一波長之光學信號係自該一或多個分波長多工器(WDM)導引至多個偵測器及具有一第二波長之光學信號係通過該第一複數光纖鏈路導引至該被動分離器；該多個偵測器，其各用於偵測自該一或多個分波長多工器(WDM)之一各自者的上游光學信號，其中該多個偵測器之輸出係結合至一單一射頻信號及轉換為一光學信號；及另一分波長多工器(WDM)，其在該一或多個分波長多工器(WDM)之上游的一路徑中，該另一分波長多工器(WDM)用於接收表示來自該多個偵測器的經該結合之輸出之一光學輸出及上游地反射該光學輸出。
  2. 如請求項1之光學分離器/組合器，其中該多個偵測器串接於一傳輸線中，及其中包括該多個偵測器之該傳輸線之至少一側終止 於與該傳輸線之一特性阻抗匹配之一阻抗。
  3. 如請求項2之光學分離器/組合器，其中該傳輸線具有用於使該多個偵測器之一寄生電容與至該阻抗匹配之電感匹配元件。
  4. 如請求項1之光學分離器/組合器，其進一步包括一放大器，其中該傳輸線之至少一側連接至該放大器。
  5. 如請求項4之光學分離器/組合器，其進一步包括在由該放大器放大之後重新傳輸該單一射頻信號之至少一光學傳輸器。
  6. 如請求項1之光學分離器/組合器，其中由該光學分離器/組合器接收之該等上游光信號之至少一者係未經射頻組合之一上游光信號。
  7. 如請求項1之光學分離器/組合器，其進一步包括用於在分離之前用於放大該等下游光信號之一摻鉺光纖放大器(EDFA)，該摻鉺光纖放大器(EDFA)在該另一分波長多工器(WDM)與該被動分離器之間的下游路徑中。
  8. 如請求項5之光學分離器/組合器，其進一步包括用於將功率提供至該放大器或該光學傳輸器之至少一者之一電功率連接、一太陽能電池板或備用電池之至少一者。
  9. 如請求項1之光學分離器/組合器，其進一步包括在該另一分波長多工器(WDM)與該被動分離器之間的下游路徑中之一摻鉺光纖放大器(EDFA)，該EDFA放大在一第一波長頻帶中之下游信號及旁路不同於該第一波長頻帶之一波長頻帶中之一或多個下游信號繞過該EDFA至該被動分離器。
  10. 如請求項9之光學分離器/組合器，其中該旁路藉由旁路被動光纖網路(PON)波長至該被動分離器而實現被動光纖網路(PON)相容性。
  11. 如請求項1之光學分離器/組合器，其進一步包括在該一或多個分 波長多工器之各者中對一或多個下游波長具有分率反射之波長選擇組件，該等分率反射自(1-N)/N之一值增大至高達1，其中N係WDM輸出埠之數目。
  12. 如請求項1之光學分離器/組合器，其中該光學分離器/組合器定位於一電纜數據機終端系統(CMTS)與一光纖網路單元(ONU)之間且將一射頻光纖傳輸(RFoG)網路轉換成一主動網路。
  13. 如請求項1之光學分離器/組合器，其中該多個偵測器串接於一傳輸線中，及其中該傳輸線結構具有該傳輸線之一100Ohm或更低阻抗。
  14. 如請求項1之光學分離器/組合器，其中該多個偵測器串接於一傳輸線中，及其中該等偵測器係光偵測器及使用多個該等光偵測器及匹配電感器來形成該傳輸線。
  15. 如請求項1之光學分離器/組合器，其中該多個偵測器串接於一傳輸線中，及其中使用一100Ohm或更高差動阻抗來平衡該傳輸線。
  16. 如請求項1之光學分離器/組合器，其中該多個偵測器串接於一傳輸線中，及其中該多個偵測器經組態以與波長選擇組件接收圍繞1610nm之一波長頻帶且偵側遠離該多個偵測器之一偵測器功能性之所有其他波長。
  17. 如請求項16之光學分離器/組合器，其進一步包括經組態以接收圍繞1310nm之一波長頻帶之一或多個額外偵測器。
  18. 如請求項16之光學分離器/組合器，其進一步包括經組態以接收除圍繞1550nm之一頻帶之外之所有波長之一或多個額外偵測器。
  19. 如請求項1之光學分離器/組合器，其中該一或多個分波長多工器(WDM)包括具有分率反射以將下游光相等地分之微光學反射 鏡。
  20. 如請求項1之光學分離器/組合器，其進一步包括用於下列各者之分離器及波長選擇組件：將一第一波長頻帶之下游光反射遠離該多個偵測器而至輸出光纖，及將上游光自一第二波長之一輸出光纖傳至將一信號提供至至少一上游傳輸器之該多個偵測器。
  21. 如請求項1之光學分離器/組合器，其進一步包括用於下列各者之分離器及波長選擇組件：使上游光依至少一第一波長頻帶中之波長自一或多個輸出光纖傳至將一信號提供至至少一上游傳輸器之該多個偵測器，且將光自該至少一上游傳輸器導引至一輸入光纖，及透過一被動分離器而自該輸入光纖及該等輸出光纖導引具有該第一波長頻帶外之一波長之下游及上游光而不修改該上游光及該下游光。
  22. 如請求項1之光學分離器/組合器，其進一步包括用於下列各者之分離器及波長選擇組件：使上游光依至少一第一波長頻帶中之波長自一或多個輸出光纖導引至將一信號提供至至少一上游傳輸器之該多個偵測器，且使光自該至少一上游傳輸器導引至一輸入光纖，及透過一被動分離器而使具有該第一波長頻帶外之一波長之下游及上游光自該輸入光纖及該等輸出光纖及該至少一上游傳輸器通過。
  23. 如請求項1之光學分離器/組合器，其中該多個偵測器串接於一傳輸線中，及其中一第一光學分離器/組合器中之一傳輸線接收器結構之一輸出連接至一第二光學分離器/組合器中之一傳輸線接 收器結構之一輸入。
  24. 一種光學分離器/組合器，其包括：一或多個分波長多工器(WDM)，其等用於接收一第一波長頻帶中及一第二波長頻帶中之上游光信號，該一或多個分波長多工器(WDM)經組態以選擇性地沿著不同路徑導引具有不同波長之上游光學信號，其中在該第一波長頻帶中之光學信號係自該一或多個分波長多工器(WDM)導引至多個偵測器，及在該第二波長頻帶中之光學信號係通過至一被動分離器；該被動分離器，其在一上游路徑中係在該一或多個分波長多工器(WDM)之後，該被動分離器用於使一下游光信號分離而被該一或多個分波長多工器(WDM)所接收；及該多個偵測器，該多個偵測器之各者接收在該第一波長頻帶中之該等經接收上游光信號之一各自者，其中將來自該多個偵測器之輸出組合成用於上游傳輸之一單一射頻信號；另一分波長多工器(WDM)，其在一上游路徑中係在該一或多個分波長多工器(WDM)之後，該另一分波長多工器(WDM)用於接收自該多個偵測器的經結合之輸出及上游地反射該經結合之輸出。
  25. 如請求項24之光學分離器/組合器，其進一步包括一傳輸線接收器結構，該傳輸線接收器結構用於連接該多個偵測器以累加自該多個偵測器之輸出為該單一射頻信號。
  26. 如請求項24之光學分離器/組合器，其中一旁路藉由使除一1600nm至1620nm頻帶中之波長或一1530nm至1560nm頻帶中之波長之外之所有波長旁通，使得該等波長通過該被動分離器，而實現被動光纖網路(PON)相容性。
  27. 如請求項26之光學分離器/組合器，其中在一摻鉺光纖放大器(EDFA)之前係置放在該光學分離器/組合器中之該一或多個分波長多工器(WDM)之至少一者及在該EDFA之後係置放在該光學分離器/組合器中之該等分波長多工器(WDM)之至少一者，置放於該EDFA之前及於該EDFA之後的該一或多個分波長多工器(WDM)係用於旁路該等波長繞過該EDFA。
  28. 如請求項24之光學分離器/組合器，其中該多個偵測器經組態以接收圍繞1610nm之一波長頻帶且使所有其他波長通過。
  29. 如請求項24之光學分離器/組合器，其進一步包括用於下列各者之分離器及波長選擇組件：使上游光依至少一第一波長頻帶中之波長自一或多個輸出光纖導引至將一信號提供至至少一上游傳輸器之該多個偵測器，且使光自該至少一上游傳輸器導引至一輸入光纖，及透過一被動分離器而使具有該第一波長頻帶外之一波長之下游及上游光自該輸入光纖及該等輸出光纖及該至少一上游傳輸器通過而不修改該上游光及該下游光。
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