CN1819500A

CN1819500A - 光接入***多路信号接入的多载波光传输方法

Info

Publication number: CN1819500A
Application number: CN 200510121533
Authority: CN
Inventors: 沈红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-31
Filing date: 2005-12-31
Publication date: 2006-08-16

Abstract

本发明涉及网络接入***，特别涉及模拟载波信号的多用户接入***应用。宽带接入***中xDSL技术占据了接入的主要份额；但是xDSL随着接入距离的增加，接入数据速率将从几十兆比特迅速下降到只有几百千比特等，这远远不能满足用户的需要，因此，能提供较高速率数据的、并能提供较远距离的多路接入新技术是非常需要的。使用本发明可以解决远距离高带宽接入，同时最大化地保持利用原来的xDSL技术。具体方法为：使用不同频率的多载波调制来透明地包封传输的多路xDSL信号，然后光发送，光接收端输出多路xDSL信号；使用传输基准信号来实现多路调制信号同步解调；使用信息交互数据通道实现接入两端设备的控制链接和信息交互。

Description

光接入***多路信号接入的多载波光传输方法

技术领域：

本发明涉及网络接入***，特别涉及模拟载波信号的接入***应用。

背景技术：

宽带接入***应用越来越广泛，其中xDSL技术占据了接入的主要份额，其数量在不断的增加；但是，随着接入距离的增加，xDSL接入数据速率将大大的减小，接入数据速率将从几十兆比特迅速下降到几兆，甚至只有几百千比特等，这远远不能满足用户的需要，因此，能提供较高速率数据的、并能提供较远距离的多路接入新技术是非常需要的。

XDSL有较完善的接入控制协议和大量的用户，因此在考虑长距离、高速率数据接入多用户方案时，其方案最好能够完整地借用XDSL原有的协议；如果重新定义用户接入过程特定的交互协议将是不利于原有***的兼容升级，其难度和成本也会增加。

使用多载波把多路信号调制成不同信号频率的信号，是单光纤多路传输的一种方法，但每路载波在解调信号时都需要其相应的同步载波振荡信号，同时同步传输多路载波振荡信号电路将比较复杂，需要寻找一种更好的同步载波振荡信号传输方法。

另外，多载波对多路信号调制接入时，需要在收发两端设定相同的参数或约定，如果没有专有的管理通道，其收发连接也是一个难题；尤其是XDSL有多种协议带宽，可以使用不同带宽间隔进行多路信号接入。

发明内容：

本发明使用光纤来传输信号，增加了接入用户距离和接入数据的速率；

本发明使用不同频率的多载波调制来透明地包封传输的多路信号，信号在传输后解调还原成原来传输的信号格式，使原有多路接入技术的用户控制方式不变，能有效的对现有***进行兼容和升级；

本发明使用传输基准信号，实现了多路调制信号同步解调；

本发明使用信息交互数据通道更加有利于实现接入两端设备的控制链接和信息交互；

本发明还对多载波频率进行了频谱规划；基准信号和信息交互数据传输频率占用了传输频带的低端，多载波调制的载波传输频率占用了传输频带的高端。

附图说明：

如图1为多用户接入应用连接图。在中心设备端和用户之间放入中心端的光传输设备和远端的光传输设备后，中心端和用户的数据传输距离增加。对xDSL信号接入应用时，其用户接入速率比不使用光纤时的速率相比将大大增加。用户设备为ONT，每个ONT用户可接入多种业务的数据信号，可适用多种接入设备的应用，如：计算机、电话和图像设备等。

如图2为中心设备端发送电信号的占用频带分配图；各输入信号的载波调制信号分别占用不同的频带，从频带的高端向下排列，基准的单频载波信号低于所有的信号载波频段；控制管理数据占用最低的频率带。

如图3为远端设备发送电信号的占用频带分配图；各输入信号的载波调制信号分别占用不同的频带，从频带的高端向下排列；控制管理数据占用最低的频率带。

如图4为中心端设备框图.各输入/输出信号(RF_1，RF_2，…，RF_n，)被混合滤波单元分解输出(RF11，RF12，…，RF1n)多个信号，并成为光发送电路单元1的输入；(RF21，RF22，…，RF2n)多信号来自光接收电路单元的输出并输入给混合滤波单元(4-1，…，4-n)；信息交互数据将被光发送和光接收。

如图5为中心端控制单元.OAM控制管理单元3-1与光发射1和接收电路2之间使用电路控制信号来控制电路正常工作；单元3-1输出需发送给远端的信号到单元3-2，同时单元3-1接收来自3-3单元的信号；单元3-2为控制管理发送数据的帧产生单元，它接收来自单元3-1输出信号，并把该信号转换为相应的传输数据格式的帧，然后单元3-2把该输出数据发送到光发射电路单元；光发射电路单元1把来自单元3-2的传输数据与其他数据一起转换为光信号发送给远端；光接收电路单元2接收来自远端的信号，输出控制管理信息的数据给单元3-3；单元3-3为控制管理接收数据的帧处理单元，它把来自远端的控制管理信息转换后提供给控制管理单元3-1。

如图6为中心设备端的光发射部分.单元11为模拟调制单元，多个输入的模拟信号(RF1，RF2，…，RFn)将被调制成不同频率的载波信号输出给13电路单元；单元12为载波信号产生单元，它通过与控制电路配合将产生基准的单频载波信号、发送的多个载波调制振荡频率(f11，f12，…，f1n)信号和接收多载波解调的振荡频率(f21，f22，…，f2n)信号，基准的单频载波信号提供给单元11，发送载波调制的振荡频率提供给单元11，接收的多载波解调的振荡频率提供给接收电路的解调单元22(见图7)；单元13为混合电路单元，它把从单元11输出的所有不同频率的载波信号和从12单元输出的基准单频载波信号混合相加后输出复合的混合信号到单元14；单元14为光发射转换单元，它把输入的电信号转换为光信号输出；控制单元10发送信息交互数据到混合单元13。

如图7为中心设备端的光接收部分.单元21为光接收转换单元，它把接收的光信号转换为电信号输出给单元22；单元22为载波解调单元，它使用单元12提供的输入多载波解调的振荡频率(f21，f22，…，f2n)信号，把输入的多载波电信号分别解调为多个模拟传输信号输出(RF1，RF2，…，RFn)；光接收转换单元21输出信息交互数据给控制单元10。

如图8为远端设备的光发射部分.单元31为模拟调制单元，多个输入的模拟信号(RF1，RF2，…，RFn)将被调制成不同频率的载波信号输出给33电路单元；单元43(见图9)为发送载波振荡频率(f11，f12，…，f1n)和接收载波振荡频率(f21，f22，…，f2n)产生单元，它通过控制电路配合将产生多个载波调制的发送振荡频率提供给单元31；单元33为混合电路单元，它把从单元31输出的所有不同频率的载波信号混合相加后输出复合的混合信号到单元34；单元34为光发射转换单元，它把输入的电信号转换为光信号输出；控制单元30发送信息交互数据到混合单元33。

如图9为远端设备的光接收部分.单元41为光接收转换单元，它把接收的光信号转换为电信号输出给单元42和单元43；单元43(见图9)为发送载波振荡频率(f11，f12，…，f1n)和接收载波振荡频率(f21，f22，…，f2n)产生单元，它通过控制电路配合将产生多个接收载波调制的振荡频率提供给单元42；单元42为载波解调单元，它把输入的多载波电信号分别解调为多个模拟传输信号输出(RF1，RF2，…，RFn)；光接收转换单元41输出信息交互数据给控制单元30。

如图10中心端设备载波调制部分.单元111-1为滤波器单元，多信号RF1，RF2，…，RFn分别进入多个滤波器单元111-1~111-n，各滤波器单元对信号进行滤波分别输出信号到调制器单元(112-1，112-2，…，112-n)；多个输入的滤波后的模拟信号将被调制成不同频率的载波信号输出给13电路单元；单元121为发送载波产生单元，它通过控制电路配合将产生多个载波调制的振荡频率(f1，f2，…，fn)提供给多个单元(112-1，112-2，…，112-n)，同时还产生基准载波的单频信号；单元13为混合电路单元，它把从单元31输出的所有不同频率的载波信号与基准载波信号等混合相加，然后输出复合的混合多路载波信号。

如图11为中心设备xDSL信号传输部分.单元51为模拟调制单元，多个输入的模拟信号(xDSL1，xDSL2，…，xDSLn)将被调制成不同频率的载波信号输出给53电路单元；单元52(见图9)为发送载波振荡频率(f11，f12，…，f1n)和接收载波振荡频率(f21，f22，…，f2n)产生单元，它通过控制电路配合将产生多个载波调制的发送振荡频率提供给单元51；单元53为混合电路单元，它把从单元51输出的所有不同频率的载波信号混合相加后输出复合的混合信号到单元54；单元54为光发射转换单元，它把输入的电信号转换为光信号输出；控制单元50发送信息交互数据到混合单元53；光接收单元61接收光信号转换为电信号；载波解调单元把接收信号解调为传输的多路信号(xDSL1，xDSL2，…，xDSLn)输出。

如图12为远端设备的光发射部分.单元71为模拟调制单元，多个输入的模拟信号(RF1，RF2，…，RFn)将被调制成不同频率的载波信号输出给73电路单元；单元72(见图9)为发送载波振荡频率(f11，f12，…，f1n)和接收载波振荡频率(f21，f22，…，f2n)产生单元，它通过控制电路配合将产生多个载波调制的发送振荡频率提供给单元71；单元73为混合电路单元，它把从单元71输出的所有不同频率的载波信号混合相加后输出复合的混合信号到单元75；单元75为预失真单元，对需要光发射的信号进行预失真处理；单元74为电光转换单元，它把输入的电信号转换为光信号输出；控制单元70发送信息交互数据到混合单元73。

如图13为数字预失真电路部分.单元81为A/D转换电路单元，输入的模拟信号将转换为数字信号；单元82为数字处理补偿单元，把输入的数字信号按预失真特性进行数字变换处理后输出；单元83为D/A转换单元，把输入的数字信号转换为模拟信号输出；单元80为控制单元，它控制预失真电路的处理过程。

具体实施方式：

1)中心端设备实施方式：

把1个以上的多路输入信号分别调制为不同频率的射频载波信号；光发送信号中包含有基准信号，该基准信号用于在远端设备光接收端产生多个载波振荡信号，使用多个载波振荡信号对传输的信号调制的多载波进行同步解调；光发送端，把含有所有不同频率多路载波调制信号和含有基准信号的混合的叠加信号转换为光信号输出；基准信号和信息交互数据传输频率占用了传输频带的低端，多载波调制的载波传输频率占用了传输频带的高端。

光接收端接收射频混合光信号，转换为混合电信号；光接收端根据混合电信号，使用射频解调电路，输出远端调制前的多路信号；中心端和远端之间的光信号中，存在不含多路传输信号的信息交互数据通道，中心端设备可向远端设备发送信息。

2)远端设备实施方式：

远端的光发送端，根据远端接收的包含载波频率同步恢复信息的信号产生多个不同的射频频率信号；利用这些射频频率信号，把1个以上的多路输入信号分别调制为不同频率的射频载波信号；远端的光发送端，把含有所有不同频率载波信号叠加的混合信号进行光电转换，输出射频频率的光传输信号；远端的光接收端接收来自中心端的光信号，经光电转换为混合电信号；远端的光接收端提取混合电信号中的基准信号；远端的光接收端根据接收包含的基准信号，产生本地解调需要的多路同步载波振荡信号，然后分别对传输的调制载波进行解调，输出相应射频调制前的传输信号；远端设备和中心端设备之间的光信号中，存在不含多路传输信号的信息交互数据通道，远端设备可向中心设备发送信息。

Claims

1.光纤接入***中一种的中心端与远端之间传输多路信号的光传输方法，具体为：

1)中心端向远端进行信号光发送：

a)中心端的光发送端，把1个以上的多路输入信号分别调制为不同频率的射频载波信号；

b)中心端的光发送端的信号中包含有基准信号，该基准信号用于在远端设备光接收端产生多个载波振荡信号，使用多个载波振荡信号对传输的信号调制的多载波进行同步解调；

c)中心端的光发送端，把含有所有不同频率多路载波调制信号和含有基准信号的混合的叠加信号转换为光信号输出；

d)远端的光接收端接收来自中心端的光信号，经光电转换为混合电信号；

e)远端的光接收端提取混合电信号中的基准信号；

f)远端的光接收端根据接收包含的基准信号，产生本地解调需要的多路同步载波振荡信号，然后分别对传输的调制载波进行解调，输出相应射频调制前的传输信号；

2)远端向中心端进行信号光发送：

a)远端的光发送端，根据远端接收的包含载波频率同步恢复信息的信号产生多个不同的射频频率信号；利用这些射频频率信号，把1个以上的多路输入信号分别调制为不同频率的射频载波信号；

b)远端的光发送端，把含有所有不同频率载波信号叠加的混合信号进行光电转换，输出射频频率的光传输信号；

c)远端的光发送端，把含有所有不同频率载波信号叠加的混合信号进行光电转换，输出射频频率的光传输信号；

d)中心端的光接收端接收射频混合光信号，转换为混合电信号；

e)中心端的光接收端根据混合电信号，使用射频解调电路，输出远端调制前的多路信号；

2.权利1的光传输方法中，其中心端的光发送端向远端发送的基准信号，可具体地采用1路固定频率的数字信号或单频率无调制的基准载波信号等；

3.权利1的光传输方法进一步包含：从远端到中心端和中心端到远端之间的光信号中，均存在独立于多路传输信号之外的信息交互数据通道，在中心端设备与远端设备之间相互发送信息；

4.权利3描述的信息交互数据通道的光传输方法中，中心端设备与远端设备发送的信息交互数据通道的数据格式可具体为：802.3系列标准的以太网数据、IP数据、SLIP数据、GFP数据、HDLC数据、PPP协议数据等各种通信协议格式中的一种数字信号，也可以是对上述数字数据进行调制后的载波信号等；

5.权利3的信息交互数据通道的具体应用时，当在多路接入传输不同带宽的数据和不同类型的信号时，中心端使用不同的控制命令信号发送到远端，使远端接收采用不同的配置接收；

6.权利3中的信息交互数据通道的数据信号内容，可具体包含：中心端与远端之间建立链接的控制数据、中心端与远端状态数据、其它交互及管理数据等；

7.权利1的光传输方法中，其多路传输信号内容，更具体地可以选择下面任何一种信号进行多路传输，如：xDSL信号、Wimax信号、电力线载波(PLC)等模拟信号，以及以太网数据、SDH数据、ATM数据或其它各种数据的光传输，也可选择为上述几种信号的混合传输；

8.权利1的光传输方法中，传输的输入信号进行载波调制或解调的具体方法可以选择下面任何一种进行调制解调，如：强度(AM)调制/解调、调频(FM)调制/解调、OFDM调制/解调等；

9.权利1的光传输方法中，在混合信号转换为光发射前，还需要把混合信号进行预失真补偿处理，以消除光电转换过程的非线性影响；预失真电路处理方法可采用数字处理方法或模拟处理等方法；

10.权利9中的预失真电路具体的数字处理方法为：把模拟信号进行A/D转换，对数字电路进行预失真处理，处理后的数字信号经过D/A变换还原为模拟信号输出；

11.按照权利1、权利2、权利3的描述方法，其中光传输的各频率具体分配为：

1)下行通道(从中心端到远端)：信息交互数据通道和基准信号通道占用频带的低频部分，多输入调制信号载波占用频带的高端，各信号频率带互不交叉；

2)上行通道(从远端到中心端)：信息交互数据通道占用频带的低频部分，多输入调制信号载波占用频带的高端，各信号频率带互不交叉；

12.按照权利11的频率带宽方法，其中的管理带宽信号和基准载波信号的信号幅度将小于各信号载波的幅度；

13.光纤接入***中一种实现中心端与远端之间传输多路信号的光传输设备，其***包含：

1)中心设备：

a)模拟调制单元，其功能包含：用于输入多路信号，把多路信号调制为不同载波频率的多路载波信号；

b)基准信号和载波频率产生单元，其功能包含：产生一个基准信号，该信号可在远端产生同步的多载波振荡信号；产生中心设备发送和接收的多载波信号的载波振荡信号；

c)混合电路单元，其功能包含：该电路把所有输入信号混合相加后输出；它的输入信号包含模拟调制单元输出的多路载波信号和载波频率产生单元输出的包含载波频率同步恢复信息的信号等；

d)光发射转换单元，其功能包含：把来自混合电路单元的混合电信号或其它传输信号转换为光信号向远端设备发送光信号；

e)光接收单元：其功能包含把来自远端设备的光接收信号转换为电信号；

f)载波解调单元：其功能包含把来自光接收单元的电信号解调输出为远端调制前的多路传输信号；

g)控制单元，其功能包含：产生数据信息，用于与远端设备的链路连结、通讯和管理等；控制中心设备数据载波调制单元、载波解调单元和载波频率产生单元等的工作；

2)远端设备：

a)模拟调制单元：其功能包含用于输入多路模拟中频信号，把多路中频信号调制为不同载波频率的载波信号输出；

b)载波频率产生单元，其功能包含：产生远端设备发送和接收的多载波信号的载波振荡信号；

c)混合电路单元：其功能包含该电路把所有输入信号混合相加后输出；它的输入信号包含模拟调制单元输出的多路载波信号等；

d)光发射转换单元：其功能包含单元输入信号包含来自混合电路单元的混合电信号，该单元将把所有输入电信号转换为光信号向中心端设备发送；

e)光接收转换单元：其功能包含把来自中心端设备的光接收信号转换为射频载波电信号输出，并从中取出单频率载波基准信号；

f)载波解调单元：其功能包含输入来自光接收单元的射频载波电信号和单频率载波基准信号，解调输出多路的中频传输信号；

g)控制单元，其功能包含：产生数据信息，用于与远端设备的链路连结、通讯和管理等；控制远端设备数据载波调制单元、载波解调单元和载波频率产生单元等的工作。

14.按照权利13其中心端设备的光发射电路具体实现中，还包括预失真处理电路，对光发射信号进行预失真处理；

15.按照权利13其远端设备的光发射电路具体实现中，还包括预失真处理电路，对光发射信号进行预失真处理.