TW468314B

TW468314B - Increased capacity bidirectional DWDM network architecture with frequency stacking system

Info

Publication number: TW468314B
Application number: TW089107300A
Authority: TW
Inventors: Robert Howald; Shlomo Ovadia; Timothy Brophy; Curtiss Smith
Original assignee: Gen Instrument Corp
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2001-12-11
Also published as: CA2370762A1; JP2003524313A; EP1173945A1; AU4249200A; WO2000064087A1

Description

A7 4 6 8 31 4 ___B7__ 五、發明說明（1 ) 發明領域：本煢明係大致有關一種在網路的反向路徑中提供更大的容量之有線電視混合光纖同軸電纜（CAble Television Hybrid-Fiber-Coax;簡稱CATVHFC)架構。更具體而目’本發明說明一種採多工以提高返回路徑的效率之架構’而此種多工爲使用高密度光波分割多工（Dense Wave Division Multiplexing :簡稱DWDM)之光波多工、及使用頻率堆疊（frequency stacking )之射頻多工。發明背景：傳統的CATVHF C網路進展爲雙向互動式資料通訊平台（包括纜線數據機及經由纜線的網路電話）再加上朝向頭端合倂的趨勢，已使正向路徑及反向路徑有更多頻寬的需求。更具體而言，在一現代的典型有線電視系統中，下行內容佔用了網路的5 0-8 7 0百萬赫頻率分區。返回路徑信號則佔用了 5 -4 2百萬赫頻率（當然，熟悉本門技術者當可了解，雖然美國的反向路徑頻寬是5-4 2百萬赫，而國外的範圍將有變化，可能是5 -8 5百萬赫，但是本文所說明的觀念並不限於在現行美國的範圍）。由於所使用頻帶的非對稱本質，極有可能首先將限制反向路徑的通訊量 0 * 目前已部署了 DWDM系統，以便提供區隔及更大的頻寬。然而，D W D Μ本身即有可能增加早先系統不.存在本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---.----------裝--------訂i n n ft {請先閱讀背面之注意事項^舄本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 -4- 4 β B 3 Μ ΚΙ ___Β7__ 五、發明說明（2 ) 的損耗。此外，已將使用頻率堆疊的射頻頻域中之多工用於反向路徑通帶，以便提高頻寬效率。亦即，採用一頻率堆曼系統時*將擴展每一家庭可用的返回頻寬，並可容許較大的節點規模，因而降低了整體系統成本。然而，頻率堆疊本身仍然可能增加系統的損耗。因此，本發明係有關開發一種架構，此種架構可符合多工化類比及數位系統的目前需求，並分割正向信號，以便定址到個別的用戶，且在不使用額外光纖的情形下，增加雙向容量》發明槪述本發明提供了一種具有頻率堆疊架構的混合式 DWDM，用以解決多工化類比及數位系統的目前需求，以便提供基於雙向互動式資料通訊的最大容量。根據本發明的一實施例，一 CATV架構在反向路徑網路中提供了更大的容量，且該CATV架構包含複數個光學至電氣轉換節點、一主要/輔助頭端、及一主頭端。該主要/輔助頭端連接該等光學至電氣轉換節點及主頭端。該等節點及主要/輔助頭端合而包含：一升頻變頻器，用以自複數個同軸電纜支線接收複數個射頻反向路徑通帶，並將該等返回通帶升頻變頻爲不同的通帶：複數個 DWDM發射機，每一發射機在I TU柵上具有一輸出端，並傳輸一組不連接的通帶；以及一 DWDM多工器，用以自每一該等複數個DWDM發射機接收一信號’並.在一 --------I------裝--------訂------—I -線 (請先閱讀背面之注意事項4¾本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- A7 468314 B7___ 五、發明說明（3 ) J L------------ 裝.I 1 (請先閱讀背面之注意事項I、寫本頁) 單一光纖上以光學方式將該等DWDM發射機多工化，且將多工化信號繞送到該主頭端。該主頭端包含：一 D‘W DM解多工器，用以將自該DWDM多工器接收的信號解多工爲個別波長：複數個區段轉換接收機（Block Conversion Receiver;簡稱B C R )，用以接收該等個別波長，並將該等信號轉換成複合射頻信號；以及複數個區段降頻變頻器（Block Downconverter :簡稱BCD)，用以自該等B C R接收該等複合射頻信號，並將該等信號轉換成個別射頻信號.。自該等複數個B C D輸出的該等個別射頻信號對應於每一光學至電氣轉換節點上的該等複數個同軸電纜支線。 -線本發明的另一面向在該主要/輔助頭端上設有一光學放大器，用以在將自該DWDM多工器輸出的該等多工化信號繞送到該主頭端之前，先將該等多工化信號放大。在一特定實施例中，該光學放大器可以是一餌摻雜光纖放大器（E r b i u m - D 〇 p e d F i b e r A m p 1 i f i e r ;簡稱 E D F A )。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本發明的又一面向包含使用劃碼多向近接（Code Division MultipleAccess;簡稱 CDMA)、分頻多向近接 (Frequency Division Multiple Access;簡稱 FDMA)、分時多向近接（T i m e D i v i s i ο η M u U i p 1 e A c c e s s;簡稱 T D M A)、或上述方式的任何組合，以便可得到由頻道參數界定的傳輸鏈路之可用容量。本發明的另一實施例係有關一種用來增加雙向纜線通訊架構的反向路徑中的容量之方法，該架構具有複數.個光 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 468314 B7__ 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再埔寫本頁) 學至電氣轉換節點、一主頭端、及一主要/輔助頭端’該主要/輔助頭端連接該等節點及主頭端。該方法之步驟包含：自複數個同軸電纜支線接收複數個射頻反向路徑通帶 ’並將該等返回通帶升頻變頻爲不同的通帶；利用複數個 DWDM發射機傳輸一組不連接的通帶，每一發射機在 I TU柵上具有一輸出端；利用一DWDM多工器在一單一光纖上將多工化信號繞送到該主頭端；將所接收的信號解多工爲個別波長；接收該等個別波長，並將該等信號轉換成複合射頻信號；以及接收該等複合射頻信號’並將該等信遗轉換成個別射頻is號。附圖簡述：若參照下文之詳細說明，並配合各附圖’將可更易於了解本發明的上述及其他目的、特徵、及優點，這些附圖有：圖1示出一混合光纖/同軸電纜（H F C )有線電視網路架構之一典型樹及分支組態；圖2示出一DWDM副載波多工化網路架構；經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖3 A及3 B示出一標準有線電視配送系統的一 DWDM疊層之一典型架構；圖4是一典型節點組態之方塊圖；圖5是一典型頻率堆疊系統（Frequency Stacking System，·簡稱F S S )之方塊圖；圖6示出根據本發明而結合D W D M及F S S技術的本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 6 8 31 4 A7 B7 五、發明說明（5 ) —架構之一第一實施例；圖7..示出根據本發明而結合D W D Μ及F S S技術的架構之一第一實施例； .圖8示出根據本發明而結合DWDM及FSS技術的一架構之一第二實施例；圖9示出根據本發明而結合DWDM及F S S技術的一架構之一第三實施例；圖1 0示出四個升頻變頻的返回路徑頻率區段之一複合射頻頻譜；以及圖1 1示出一結合式頻率堆疊及DWDM返回路徑系 :—,----------裝— (請先閱讀背面之注意事項I.舄本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製統提供之頻寬擴展。主要元件對照 320, 750 DWDM發射機 10, 300 主頭端 12a, 12b, 12c, 330 主要/輔助頭端 14a,14b,14c,14d 大都巾區 16a,16b,16c,16d,360,865 光纖節點 23a,23b,23c,335 餌摻雜光纖放大器 305 類比發射機來源 340 光分配器 350 類比/數位耦合器 325 多工器 355 解多工器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- -線· 4 6 8 3 1 4 Α7 Β7 五、發明說明（6 ) 385 DWDM雷射 380 返回接收機 500, 766 升頻變頻器 5 10. 正向路徑發射機 520 FSS接收機 530, 790 降頻變頻器 735 區段變頻接收機 755,860 多工器 770 解多工器 780 接收機 866 ITU發射機 900 頻率堆疊系統 910a - d DWDM雷射 920 DWDM多工器 930 雙接收機詳細說明： ---.----------裝--- (請先閲讀背面之注意事項！寫本頁) _ --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製典型的有線電視系統幾乎已被唯一地設計成自一·頭端到家庭的“單向傳輸”。返回路徑實施例通常只有很少的負載 ’且主要係用於具有終端機或視訊轉換器（settop box )的低速通訊。最近由於需要在不增加額外光纖的情形下大幅皮高雙向容量及傳輸接取速度，因而激勵了在有線電視中使用D W D Μ。本發明係有關一種可在反向路徑網路中提供更大的容本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- 經濟部智慧財產局Μ工消费合作社印製 4 6 8 3 14 Α7 Β7 五、發明說明（7 ) 量之混合式D W D M / F S S有線電視架構。因此’本發明大幅提高了在現有線電視系統中處理雙向互動式多媒體通訊的能力，且並不需要使用額外的光纖。下文中在簡要說明DWDM及頻率堆疊系統之後，將說明本發明的一些特定實施例。

I .DWDM 目前在有線電視中的DWDM系統係唯一地用於 1 5 5 0奈米的光波範圍（該波長範圍受到歡迎主要是因爲較低的光纖信號耗損，其耗損在1 5 5 0奈米波長下的耗損大約爲0 2 2分貝/千米’且使用餌摻雜光纖放大器（E D F A )，以利用該耗損的優點）。包含I T U柵的波長實際上是一組預定頻率，例如間隔爲1 〇〇〇億赫的一組預定頻率，且可利用該組頻率得到波長。該波長間隔大約爲0 8奈米’且該波長範圍涵蓋了自大約 1 5 30至1 570奈米的EDFA頻帶。當然’無須將所有的波長用於任何特定的系統’且商業化產品提供了 1 0 0 0. 2000、及4000億赫的間隔，而且提供了多種個別的產品。在將於下文中詳述的本發明之一較佳實施例中，所選擇的間隔爲2 0 0 0億赫，且該間隔是使系統‘‘有高密度的”接近波長（這是用來使D W D Μ系統與在一 WDM配置中使用1 3 1 0奈米及1 5 5-0奈米的組合之某些現有有線電視系統有所區別）。在有線電視領域中 1使用諸如D W D Μ發射機（例如將於下文中說明的圖3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公蹵） -10- ----.----------裝--- (請先閱讀背面之注意事項ΐ寫本頁) 訂： -線 A7 4 6 8 3 1 4 ______ 五、發明說明P ) 器、分接頭、及同軸電纜，且自每一光纖節點（16a-d )跨越到對應的裝有數位視訊轉換器之用戶家庭。圖2示出用於多個AM/QAM頻道傳輸的一 DWDM副載波多工化（S CM)網路架構之一實例。在該網路架構中，主有線電視頭端（1 0 )係經由一主光纖環而連接到一大都市區中之主要頭端（12a)、（12 b ) , (12c)=通常係經由衛星及陸地廣播以及本地視訊伺服器而接收主頭端（1 0 )上的類比及數位視訊節目（熟悉本門技術者當可了解，也可在主要或輔助頭端上“ 注入”或接收類比信號。利用串接的餌摻雜光纖放大器（ E D F A ) (13a)、（23b)、（23c)而使用高密度的高密度光波分割多.工（DWDM)及解多工，因而獲致極高的中繼容量。在該主要光纖節點中，係在使用 6 4/2 5 6 QAM的通帶通訊上，甚或在諸如0C — 4 8等的基頻帶通訊上，對利用AM及數位視頻信號的每 —波長混合的在1 5 5 0奈米頻帶中之多個波長進行副載波多工化（S CM)。輔助光纖環將各主要頭端連接到輔助頭端。在一輔助光纖環中*只利用具有若干串接 EFDA的1 5 50奈米或1 3 1 0奈米雷射發射機對少數的波長進行解多工及傳輸。在輔助頭端上，可針對窄播 (narrowcasting )及廣播服務而將基於1 5 5 0奈米的廣播通訊切換到基於1310奈米的通訊。在每一光纖節點中，利用光接收機將在不同波長上向下傳送的光信號轉換回電氣信號，並將該電氣信號經由同軸電纜系統而傳.送到本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） r---;11!!----裝 i ! ---訂 I ! 1 I 線 (請先閱讀背面之注^項一{寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 468314 B7__ 五、發明說明（1〇 ) 每一用戶。爲了 I將返回路徑定址，圖3示出一簡化的主頭端（ 300)(對應於圖1及2所示之代號（10))、若干主要/輔助頭端/集線器（3 3 0 )(分別對應於圖1及 2 所示之代號（12a)、 (12b), (12c)、以及（14a)、 (14b), (14c)、及（14d) )、以及節點（360)(對應於圖1及2所示之代號（ 1 6 a - 1 6 d )。該圖是一傳統的混合光纖/同軸電纜（ H F C )有線電視網路的一〇 w D Μ疊層之一般性架構（請注意’爲了便於例示，圖3假設光纖網路在自主要/輔助頭端到節點的過程中都保持在1 5 5 0奈米的範圍），且該架構包含一外部調變式類比發射機來源（3 0 5 )及一外部調變式DWDM發射機（320)(當然，該發射機並不必然是一 DWDM外部調變式發射機，而也可以是一直接調變式發射機）。如圖3A及3B所示，主頭端合稱（300)，主要/輔助頭端/集線器合稱（ 330) ，且節點合稱（360)(個別是（360a)、( 3 6 0 b)等）（熟悉本門技術者當可了解，雖然圖中示出上述的情形，但是I T U發射機並不必然需要置於與廣播發射機相同的位置）。圖中示出位於主頭端之DWDM發射機（3 2 0 )包含：用來提供偏壓及溫度之雷射模組、預失真電路及監視控制單元、以及利用射頻內容調變射頻來源之裝置。該射頻內容是類比廣播電視信號、或目標服務Q A Μ信號.。調 ..---.----------裝—— - (請先閱讀背面之注意事項再«寫本黃) *β -線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐〉 -13- 16 8 31 4 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（11 ) 變技術是外部調變（利用經過修改的平衡電橋Mach-Zehnder _干涉儀）或是直接調變（直接利用雷射的電流控制 )0 -以光學方式將類比發射機來源（3 0 5 )之輸出放大 (3 〇 7 )到一飽和位準（例如，大約+ 1 7分貝米），然後經由4萬米的標準（無耗散移位）單模光纖（SMF )(所提供的SMF長度仍然只是作爲一例示値）而傳送到主要/輔助頭端，並再度經由一餌摻雜光纖放大器（ E D F A ) (335)放大後，由光分配器（340)分成若干符合目標服務波長數之輸出。在光分配之後，類比信號蠆一類比/數位耦合器（ 3 5 0 )中與該QAM波長多工化，且再度分配該複合信號，以便服務作爲該特定波長目標的若干節點（3 6 〇 ) 。在該一般性系統中，各節點（3 6 0 )離開該主要/輔助頭端有“ 2 0公里”遠，且係利用標準S M F而連接該等節點（3 6 0 )(請注意，每一波長可能有多個目標節點，尤其在用戶採用率較低的早期部署階段時尤其會發生此種情形，此時對應於每一節點有較低的頻寬需求）。請參閱圖3Α及3 Β，我們當了解，雖然DWDM雷射光源在該例示系統中也是外部調變式發射機（3 2 〇 ) ，但是也可使用直接調變式光源。圖中示出八個波長，並將這八個波長合倂在一多工器（3 2 5 )中的一單一光纖中（在2 0 0 0億的間隔下，可將8個波長多工化）。多工器（3 2 5 )(及將於下文說明之解多工器（3 5 5 ))組件請先閱讀背 Sr 之注項域 1:裝頁訂 ▲ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -14 - A7 468314 _—_B7_______ 五、發明說明（12 ) 係用來結合各I T U柵波長通過一低耗損耦合器’並將該等波長鱗送到一單一光纖（且解多工器（3 5 5 )隨即隔離這些波長，以便將這些波長置於個別的光纖）°雖然該 SMF可以是任何的長度，但是標準的SMF是4 0公里長，且可能與載送類比信號的光纖有所不同’但也可以在相同的光纖纜線束中（每一光纖纜線束都包含多個光纖）。在該4 0公里之後，在該主要/輔助頭端的位置上’ EDFA (357)將合倂後的波長放大’然後由解多工器（3 5 5 )將該波長解多工到若該獨立的光纖中。如前文所述，每一目標服務波長與其中一個類比信號輸出合倂，並將由載送類比及數位信號的一單一光纖而配送到各節點（360)。光纖節點（360)包含一接收機，用以偵測類比及Q A Μ信號，以便經由射頻纜線系統而配送到該節點之外。經濟部智慧財產局員工消费合作社印製配合向更對稱網路發展的趨勢，圖3Α及3 Β所示 D W D Μ疊層系統中示出的返回路徑反映了下行路徑的趨勢。此種反映的一個例外並不常發生在DWDM系統的單一光纖中，而是常發生在自節點（3 6 0 )到主要/輔助頭端（3 3 0 )的返回路徑部分中。係以一種雙跳程序管理該返回路徑。在所示系統中，一溫度補償式1 3 1 0/1 550奈米的雷射（通常爲一 DFB)是在節點（36 0)中。由該節點服務的每一家庭（例如1 ο 〇〇-1 2 σο個用戶）發出的分時及分頻多工射頻信號驅動D W D Μ雷射（385 )。光輸出係經由鏈路（圖中示爲"2 0公里”）而傳送到主要/ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐) I 15 - ：~~" 經濟部智慧財產局貝工消费合作杜印製 6 8 3 1 4 A7 ___B7____ 五、發明說明（13 ) 輔助頭端（330)，此時一返回接收機（380)先偵測並放大_該光輸出’然後該光輸出才直接調變一 I T U柵 DWDM雷射發射機（ 385)。雷射（3 8 5)是數個雷射中的一個雷射，這些雷射將整個返回路徑結合成一 DWDM組’以便經由該4 0公里鏈路而傳送回主頭端（ 3 0 0 )，而進行後續的處理。每一 DWDM波長可利用分時、分頻、及劃碼多工的一種組合而處理來自多個節點 (360)的返回通訊。如前文所述，圖3 A及3 B所示之網路解決方案假設該光纖網路自主頭端到節點都保持在1 5 5 0奈米的範圍。然而，如果一現有的系統在主要/輔助頭端上採用一重新傳輸架構，則其目標是儘量保持此種基礎的架構。幸運的是仍然可利用DWDM提供該窄播疊層= I I .頻率堆疊在頻率堆疊系統中，該5 -4 2百萬赫的返回通帶係以區段方式升頻變頻或移動到另一頻率通帶。可在一主要/ 輔助頭端環境中，或在將於下文中說明的用戶所在節點中，執行上述的工作。一頻率堆疊系統（F S S )實施例的主要優點在於擴展了每一家庭所通過的返回頻寬，因而可容許有較大的節點規模，且又降低了整體系統成本（更具體而言，F S S實施例提供了一種相同數目饰用戶可使用較高的速度或系統可以有較大數目的用戶之擴展方式）。如果我們檢視圖4所示之“典型”節點組態，則該節點服本紙張尺度適用+國國家標準<CNS)A4规格（210 * 297公釐> -16- "" ------— — —— — * I I-----« — — III — — ^ I, <請先《讀背面之it意事項再缜寫本真) 468 31 4 A7 ____B7 五、發明說明〇5 ) 到5 0-4 0 0通帶內的各不同通帶。一引示載波有兩個主要的功熊，在第一功能中，該引示載波補償了光纖網路所導入的鏈路耗損範圍，且在第二功能中，降頻變頻器利用該引示載波而保持與升頻變頻器的相位鎖定，因而消除了頻率偏移。本應用中使用的發射機並不是一標準的頻帶限制式返回路徑發射機。在該實施例中，被設計成在5 0-4 0 0百萬赫通帶中作業的一正向路徑發射機（510)係用來自升頻變頻器（5 0 0 )傳輸升頻變頻信號。 FSS接收機（BCR) (520)也不同於正常的返回路徑接收機（圖4中之RPR (4 10))。仍然是爲正向路徑而選擇的接收機（5 2 0 )提供複合射頻輸出。與該通帶合倂的是四個升頻變頻頻帶及引示載波。爲了回復個別的頻帶，係由降頻變頻器（5 3 0 )執行一降頻變頻程序，該降頻變頻器（5 3 0 )將送回升頻變頻頻帶的裝置提供給這些頻帶原始的5 - 4 2百萬赫頻譜。使用 l· I J--— — — — — — — * — — — — — — — — — — — — I— (諳先閱讀背面之注意事項ti 寫本頁) 率頻作供經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製， 3 -獨 D 個 C 四 B 供 ί 提器並頊 ’ 變序頻程降的段動區發 ’ 所時點波節載該示行弓執的向步反 5 合個\ 1 配有分帶回頻返頻到變送頻傳升出 1 輸每些而這 ’ 將帶後通然赫。萬帶百通 2 赫 4 萬且 - 百， 5 2 路的 4 網立一倂周 11-'w 解務艮且的別個於止終後最堆率頻及 Μ DW D 式合結一圖後之統系 S S F 及 Μ DW D 了明說中文上在本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 6 8 31 4 A7 __________B7___ 五、發明說明〇6 ) 分別示出根據本發明的一結合式系統之第一、第二、及第三實施例。每一種方式協同工作，以便提高網路在返回配送及返回傳輸上的效率，並可讓該結合式例.示系統在一單一光纖上具有三十二個5 - 4 2百萬赫的返回頻帶。如將於下文中說明的，這些實施例間之主要差異在於I TU柵發射機的位置、及頻率堆疊系統的位置（圖7所示之網路架構係在主要/輔助頭端設有DWDM發射機，圖8所示之網路架構在節點設有DWDM發射機，而圖9所示之網路架構在主要/輔助頭端設有頻率堆疊系統及DWDM發射機）。在圖7所示之第一實施例中，ITU柵DWDM發射機（7 5 0 )係位於主要/輔助頭端。如圖所示，該組態在節點位置上（節點合稱爲（7 6 0 ))以升頻變頻器（ 7 6 6 )將返回路徑信號升頻變頻。該返回路徑信號經由光纖配送網路而傳送回主要/輔助頭端，並由正向路徑區段轉換接收機（BCR) (735)接收這些信號。

與隨即將射頻輸出自該接收機傳送到一降頻變頻器的標準F S S網路不同，在本發明的第一實施例中，該射頻輸出係繞送到一 DWDM發射機（ 7 5 0 )，而DWDM 發射機（7 5 0 )在該I TU栅上具有一輸出波長。圖7 所示之特定實施例在每一這些發射機上具有一組的四個不連接的5 _ 4 2百萬赫通帶（當然，熟悉本門技術者當可了解，每一發射機上的通帶數可大於圖示的“4”個通帶，事實上，該通帶數只受限於雷射所能處理的數目）。 ------- l·· n —Μ I f -I n ·1 I n I ^ I ^ n >1 n ϋ ^ i tt I (請先閱讀背面之注意事項』..其本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 4 6 8 31 4 A7 ___B7 五、發明說明（17 ) (锖先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用諸如2 0 0 0億赫的間隔時’圖7所示之組態可以光學方_式在一單一光纖上將八個分別有其本身不同 I TU柵波長的發射機（7 5 0 )多工化（利用多工器（ 755))，而在該單一光纖上提供了32個分離的5— 4 2百萬赫通帶，因而淸楚地示出F S S與DWDM的結合如何大幅提高返回路徑的通訊容量。然後將該等信號繞送到頭端（請注意，根據所涉及距離及諸如備援等需求的不同，各光學放大器可能需要符合頭端接收機的輸入要求〇 _ 在頭端上，解多工器（7 70)將光信號解多工（在所示的例示解多工器中，係將光信號解多工成八個波長）。將個別的波長繞送到接收機（B C R ) ( 7 8 0 )(每經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製一波長有一接收機），而這些接收機與主要/輔助頭端上用於接收頻率堆疊多工光信號的接收機類型相同。此時，將複合射頻信號自該等BCR (780)繞送到各降頻變頻器（790)，即完成了該FSS系統。來自降頻變頻器（7 9 0 )的四個5_4 2百萬赫射頻輸出對應於合倂到用戶所在節點（7 6 0 )的四個同軸電纜支線，且可將這四個5 - 4 2百萬赫射頻輸出繞送到各種返回路徑應用接收機。然而’請務必注意，自通訊系統的觀點而論，使用降頻變頻時並沒有固有的要求，要求應是取決於硬體的實施方式。主要/輔助頭端或主頭端實施例可在5 一 4 2百萬赫的範圍內預期有一射頻信號，且可將該等實施例設計成 -20- 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） 468 31 4 A7 _ B7 五、發明說明ί9 ) 穩定性是與本發明所述的技術組合以及D W D Μ本身相關聯的一慨技術議題。 ·'現在將說明本發明的一第三實施例，圖9示出一基於主要/輔助頭端的頻率堆疊及DWDM系統實施例<如圖所τκ，頻率堆疊系統（圖中示出一個4或8頻帶系統，而前文中已說明了該頻率堆疊系統之細節）（9 0 0 )及 DWDM雷射（9 10 a — d) /DWDM 多工器（ 9 2 0 )都係位於主要/輔助頭端內。主要/輔助頭端以雙接收機RPR/2 (930)接收各光纖節點的輸出。同樣地，亦可實施第三實施例經過小幅修改的版本。請再參閱圖2所示之網路架構，在如同圖9所示第三實施例中的輔助（或主要）集線器上，可聚集反向路徑資料，以便利用頻率堆疊（F S )方法而驅動每一 D W D Μ雷射發射機。來自每一用戶的反向路徑資料傳輸通常是劃碼多向近接（CDMA)、分頻多向近接（FDMA)、分時多向近接（TDMA )這三種多向近接架構中的一種架構，或是這些架構的任何組合。由於有效率地使用反向路徑鏈路以確保實現更大的容量，所以可使用C DMA、 FDMA、TDMA之任何組合連同結合式DWDM/FS網路架構而將頻道的使用最佳化。因此，在本發明的每一實施例中，頻率堆疊系統大幅增加反向路徑的通訊容量。此種情形係示於圖1 0，圖中示出由四個升頻變頻返回路徑頻率區段（5 — 4 2百萬赫 )構成的一複合射頻頻譜。在該實例中’在載送多工.信號本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -f I T I — II-----* — I (請先閱讀背面之注意事項ί \寫本頁)

•V -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46 831 4 A7 B7 五、發明說明r ) 之上產生一基準引示音，以便合成該四個頻帶的堆疊。該引示音係連同升頻變頻信號而傳送，且將該引示音用於一區段降頻變頻器單元，以便使降頻變頻同步，因而去除任何頻率偏移誤差。然後利用該複合射頻信號驅動每一 DWDM反向路徑雷射發射機。該DWDM雷射發射機可以是在1 5 5 0奈米波長頻帶中工作的直接調變式或外部調變式D F B雷射發射機。如同在先前的實施例中，多工器（9 2 0 )以光學方式將來自DWDM雷射（9 1 0 a _ d )的信號多工化到一單一光纖，以便繞送到頭端，可在頭端上將光信號放大，並以光學方式將光信號解多工到四個不同的光接收機》來自每一光接收機的複合輸出射頻信號被傳送到一區段降頻變頻器單元，而提取四個獨立的 5 - 4 2百萬赫頻帶。仍然可將每一高速資料頻帶繞送到各返回路徑應用接收機。圖1 1示出結合式F S S/DWDM擴展程序。如圖所示，一單一共用式傳統3 7百萬赫區段提供給每一家庭 74千赫（針對通過5 00戶家庭的節點）。實施頻率堆疊（4個頻帶）時，將共用區段增加爲1 4 8百萬赫，因而將每一家庭的返回頻寬增加到2 9 6千赫。然而*同時實施頻率堆疊及DWDM時，將返回路徑頻寬區段增加到原先的3 2倍或1 1 8 4百萬赫，因而將每一家庭的返回頻寬增加到2 . 3 6 8百萬赫。 · 因此，本發明之架構在反向路徑網路中提供了更大的容量，且該架構相當適合實施於可能有光纖限制的現.有系

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公H flij· — ----------·!ϊ··— — 訂·！----- (請先閱讀背面之;i意事項ί>,.寫本頁) 一 468314 A7 _B7 五、發明說明θ ) 統。雖然_本文已詳細示出且說明了各種實施例’但是我們當.了解，在不脫離本發明的精神及範圍下’且在最後的申請專利範圍之界限內，可以前文的揭示事項涵蓋對本發明的各種修改及變化。 — I-t — l — lf--- - I (請先閱讀背面之注意事項一攻寫本頁) tj· -線經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24 -

Claims

468314 I 六、申請專利範圍 1 · 一種在雙向纜線通訊的反向路徑網路中提供了更大的容量之有線電視架構，該架構包含：一―—----------- 複數個光學至電氣轉換節點及一主要/ .輔助頭端，該主要/輔助頭端連接該等光學至電氣轉換節點及一主頭端 ’且該等節點及主要/輔助頭端共同包含：一升頻變頻器’用以自複數個同軸電纜支線接收複數個射頻反向路徑通帶’並將該等返回通帶升頻變頻爲不同的通帶；複數個DWDM發射機’每一發射機在I TU柵上具有一輸出端’該等發射機傳輸一組不連接的通帶；以及一 DWDM多工器’該多工器自每一該等複數個 DWDM發射機接收一信號，並在一單一光纖上以光學方式將該等DWDM發射機多工化，且將多工化信號繞送到該主頭端；且該主頭端包含：接器Η 多Μ DW D 該白將以用·’ ，長器波工別多個解爲 ΜΗ D 多 W解 D 號 j 信的收經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R C B 信頻射合複 ί成機換收轉接號換信轉等段該段區將區個並個數，數複長複波 •ΤΓΤ 器頻變頻降 D 個等該收等接以用及該以自 •’ 以號用別個成換轉號信· 等該將並號信頻射合複等該收，接號 R 信 C 頻 Β 射對支號纜信電頻軸射同別個個數等複該等的該出的輸上 D 點 C 節 Β 換個轉數氣複電等至該學自光中一其每於應本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) Ad规格（210X29?公釐） -25- A8 B8 C8 D8 46 8 314 π、申請專利範圍線。 2 ·_如申請專利範圍第1項之架構，其中該主要/輔助頭端進一步包含一光學放大器’其中該光學放大器在將自該DWDM多工器輸出的該等多工化信號繞送到該主頭端之前，先將該等多工化信號放大。 3 .如申請專利範圍第2項之架構，其中該光學放大器是一餌摻雜光纖放大器（EDFA)。 4 .如申請專利範圍第3項之架構，其中包含該 1 TU柵的該等波長是一組間隔在2 0 〇 0億赫的預定頻率。 5 .如申請專利範圍第1項之架構，其中係使用分時多向近接（TDMA)、分頻多向近接（FDMA)、劃碼多向近接（CDMA)、或上述方式的任何組合將頻道參數所界定的傳輸鏈路之通訊速率最佳化。 6 . —種在雙向纜線通訊的反向路徑網路中提供了更大的容量之有線電視架構，該架構包含：複數個光學至電氣轉換節點，每一節點包含：一升頻變頻器，用以自複數個同軸電纜支線接收複數個射頻反向路徑通帶，並將該等返回通帶升頻變頻爲不同的通帶；以及由自該升頻變頻器輸出的升頻變頻信號驅動的一正向路徑發射機，用以傳輸一頻率堆疊式多工化信號；以及一主要/輔助頭端，用以連接該等光學至電氣轉換節點及一主頭端，該主要/輔助頭端包含：本紙張尺度適用中國®家雄準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） I:---^------^------1T------^ (诗先閱讀背面之注$項再填t .¾) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26- Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填良只) 複數個正向路徑區段轉換接收機（BCR)，用以接收該等羯率堆疊式多工化信號，並將該等信號轉換成一複合射頻輸出· 複數個DWDM發射機，每一發射機在I TU柵上具有一輸出端，每一該等複數個DWDM發射機自其中一個該等複數個B C R接收一射頻輸出，且每一 DWDM發射機傳輸一組不連接的通帶；以及一 DWDM多工器，該多工器在一單一光纖上以光學方式將該等D.W DM發射機多工化，且將多工化信號繞送到該主頭端；且該主頭端包含： —DWDM解多工器，用以將自該DWDM多工器接收的信號解多工爲個別波長；複數個區段轉換接收機（BCR)，用以接收該等個別波長’並將該等信號轉換成複合射頻信號；以及趣·"部智慧財凌局員工消費合作社印製複數個區段降頻變頻器（BCD)，用以自該等 B C R接收該等複合射頻信號，並將該等信號轉換成個別射頻信號，其中自該等複數個B C D輸出的該等個別射頻信號對應於每一光學至電氣轉換節點上的該等複數個同軸電纜支線。 7 _如申請專利範圍第6項之架構，其中該主要/輔助頭端進一步包含一光學放大器，其中該光學放大器在將自該DWDM多工器輸出的該等多工化信號繞送到該主頭本紙張尺度逋用中國國家榡率（CNS ) Α4规格（21〇χ297公釐） 6 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 314 ll D8 ___ 六、申請專利範圍端之前，先將該等多工化信號放大。 8 如申請專利範圍第6項之架構，其中係使用分時多向近接（TDMA)、分頻多向近接（FDMA)、劃碼多向近接（CDMA)、或上述方式的任何組合將頻道參數所界定的傳輸鏈路之通訊速率最佳化。 9 一種在雙向纜線通訊的反向路徑網路中提供了更大的容量之有線電視架構，該架構包含：複數個光學至電氣轉換節點，每一節點具有：一升頻變頻器，用以自複數個同軸電纜支線接收複數個射頻反向路徑通帶，並將該等返回通帶升頻變頻爲不同的通帶；以及在該ITU柵上具有一輸出端之一DWDM發射機’ 該發射機傳輸一組不連接的通帶：以及一主要/輔助頭端，用以連接該等光學至電氣轉換節點及一主頭端，該主要/輔助頭端具有：一 DWDM多工器，該多工器自每一該等DWDM發射機接收一信號，並在一單一光纖上以光學方式將該等 D W D Μ發射機多工化，且將多工化信號繞送到該主頭端 1 且該主頭端具有：一 DWDM解多工器，用以將自該DWDM多工器接收的信號解多工爲個別波長；，複數個區段轉換接收機（B C R )，用以接收該等個別波長，並將該等信號轉換成複合射頻信號：以及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210x297公董） I ^---^------裝-- (锖先閲讀背面之注意事項再填tao -a -28- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 314 晋 D8 _____________________ 六、申請專利範圍複數個區段降頻變頻器（BCD) ’用以自該等 β C R撲收該等複合射頻信號，並將該等信號轉換成個別射頻信號， .其中自該等複數個B CD輸出的該等個別射頻信號對應於每一光學至電氣轉換節點上的該等複數個同軸電纜支線。 1 0 .如申請專利範圍第9項之架構，其中該主要/ 輔助頭端進一步包含一光學放大器，其中該光學放大器在將自該DWDM多工器輸出的該等多工化信號繞送到該主頭端之前，先將該等多工化信號放大。 1 1 .如申請專利範圍第9項之架構，其中係使用分時多向近接（TDMA)、分頻多向近接（FDMA)、劃碼多向近接（C D Μ A )、或上述方式的任何組合將頻道參數所界定的傳輸鏈路之通訊速率最佳化。 1 2 . —種在雙向纜線通訊的反向路徑網路中提供了更大的容量之有線電視架構，該架構包含；複數個光學至電氣轉換節點，每一節點具有通到一主要/輔助頭端之光纖鏈路；其中該主要/輔助頭端連接該等複數個光學至電氣轉換節點及一主頭端，該主要/輔助頭端包含：一升頻變頻器，用以自複數個同軸電纜支線接收複數個射頻反向路徑通帶，並將該等返回通帶升頻變頻爲不同的通帶；以及 —DWDM發射機，該發射機在I TU栅上具有一輸本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） IU丨.----裝------訂------線 (讀先S讀背面之注意事項再填tΛ) •29- 6 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 D8 六、申請專利範圍出端，該發射機傳輸一組不連接的通帶；以及 —DWDM多工器，該多工器自每一該等DWDM發射機接收一信號，並在一單一光纖上以光學方式將該等 DWDM發射機多工化，且將多工化信號繞送到該主頭端且該主頭端包含：一 DWDM解多工器，用以將自該DWDM多工器接收的信號解多工爲個別波長；複數個區段轉換接收機（BCR)，用以接收該等個別波長，並將該等信號轉換成複合射頻信號；以及複數個區段降頻變頻器（BCD)，用以自該等 B C R接收該等複合射頻信號，並將該等信號轉換成個別射頻信號，其中自該等複數個B C D輸出的該等個別射頻信號對應於每一光學至電氣轉換節點上的該等複數個同軸電纜支線。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之架構，其中該主要 /輔助頭端進一步包含一光學放大器，其中該光學放大器在將自該DWDM多工器輸出的該等多工化信號繞送到該主頭端之前，先將該等多工化信號放大。 1 4 . 一種用來增加雙向纜線通.訊架構的民向路徑中的容量之方法，該架構具有複數個光學至電氣轉換節點，一主頭端、及一主要/輔助頭端，該主要/輔助頭端連接該等節點及主頭端，該方法包含下列步驟：本紙張尺度適用中國國家插準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I--------裝------訂-----.ΙΊ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填f < ) -30- $888 ABCD 468314 六、申請專利範圍自複數個同軸電纜支線接收複數個射頻反向路徑通帶，並將該等返回通帶升頻變頻爲不同的通帶；利用複數個DWDM發射機傳輸一組不連接的通帶’ 每一發射機在ITU柵上具有一輸出端：利用一DWDM多工器在一單一光纖上將自該等 DWDM發射機接收的信號多工化；將多工化信號繞送到該主頭端；將所接收的信號解多工爲個別波長；接收該等個別波長，並將該等信號轉換成複合射頻信號；以及接收該等複合射頻信號，並將該等信號轉換成個別射頻信號。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之方法，進一步包含下列步驟：在將自該DWDM多工器輸出的該等多工化信號繞送到該主頭端之前，先將該等多工化信號放大。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項之方法，其中係使用分時多向近接（TDMA)、分頻多向近接（FDMA) 、劃碼多向近接（C D Μ A )、或上述方式的任何組合將頻道參數所界定的傳輸鏈路之通訊速率最佳化。本紙張尺度適用中画國家揉率（CNS > A4現格（210X297公釐） 1ΊΙ^------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填S..爿) 、rr 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -31 -