[发明专利]用来传输射频信号的光网络单元和以太无源光网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON)。更具体地说，本发明涉及通过PON传输射频(RF)信号。

背景技术

为了跟上因特网流量的增加速度，网络运营商已经广泛利用光纤和光传输设备，大幅度地增加了主干网络的容量。相应的，还需要增加接入网络的容量以满足终端用户的用于三重播放服务(triple play service)的日益增加的带宽需求。三重播放服务包括因特网协议(IP)视频、高速数据以及数据包声音。即使使用宽带技术，例如数字用户线(DSL)和线缆调制解调器(CM)，现有技术的接入网络提供的受限带宽仍然是为终端用户提供高带宽的严重瓶颈。

在竞争激烈的不同技术中，无源光网络(PONs)是下一代接入网络最好的选择之一。由于光纤的高带宽，PONs可以同时容纳宽带声音、数据和视频流量。使用DSL或CM技术很难提供这种集成的服务。另外，PONs可以用现有协议建立，例如以太网和ATM，这将为PONs和其它网络设备的兼容性提供便利。

典型地，PONs用于网络的“第一英里”，提供了服务供应商的中心局与用户端的连接。通常来说，“第一英里”是一个逻辑点对多点的网络，即一个中心局为一定数量的用户服务。例如，PON可以采用树状拓扑结构，其中一个主干光纤将中心局连接到无源光分路器/合路器。通过一定数量的分支光纤，无源光分路器/合路器可以分离和分配给用户的下行光信号以及合成来自用户的上行光信号(见图1)。注意，还可以使用其它拓扑结构，例如环状拓扑和网状拓扑。

PON中的传输通常在光线路终端(OLT)和光网络单元(ONUs)间进行。OLT可以控制信道连接、管理和维持，且通常位于中心局。OLT可以提供PON与城域主干网的接口，OLT可以是属于例如因特网服务供应商(ISP)或本地交换运营商的外部网络。对于EPON，该接口是以太网接口。ONU端接于PON并向终端用户提供本地服务接口；ONU可以位于用户端并通过用户端设备(CPE)连接到用户的家庭网络上。

图1示出了一个无源光网络，该无源光网络包括一个中心局、通过光纤连接的一定数量的客户端以及一个无源光分路器(现有技术)。无缘光纤分路器102和光纤将客户端连接到中心局101。还可以串联多个分路器以提供所需分路比和更广的地理覆盖面。无源光分路器102可以位于终端用户附近以最大限度地减少初始光纤使用成本。中心局101可以连接到外部网络103上，例如由因特网服务供应商(ISP)运营的城域网。尽管图1示出的是树状拓扑结构，PON还可以基于其它拓扑结构，例如逻辑环状或逻辑总线型。注意，尽管本文中的很多例子是基于EPON的，但本发明的实施例并不限于EPON，而是可以应用于各种PONs中，例如ATM PONs(APONs)、宽带PONs(BPONs)、千兆PONs(GPONs)和波分复用(WDM)PONs。

为了与其它的服务供应商竞争，传统上给用户提供有线电视(CATV)服务的多业务运营商(MSOs)也正在发掘新的途径以利用其网络和用户群创造盈利的且不同的服务。现在，很多MSOs采用EPON途径为用户提供三重播放服务。但是，这些EPON途径需要支持现存的MSO服务交付构架和设施。例如，需要用户使用相同的机顶盒(STB)用于电缆设置中以便通过EPON发射和接收模拟信号。这些STBs通常使用带外(OOB)模拟信号用于交互服务中，包括交互电视点播系统(BOD)和付费电视(PTV)节目。电缆电信工程师协会(SCTE)55-1和55-2是OOB信号传输的两种标准规范。

发明内容

本发明的一实施例提供了一种用于传输射频(RF)信号的以太无源光网络(EPON)系统。该系统包括配置成生成频率和相位参考信号的参考时钟、光网络单元(ONU)以及与所述参考时钟相连的光线路终端(OLT)。该ONU包括配置成从OLT接收频率和相位参考信号的参考时钟接收装置(mechanism)、配置成接收RF信号的RF信号接收装置、配置成利用与频率和相位参考信号相关的采样信号将RF信号转换为数字信号的模数转换器(ADC)、配置成将至少一部分数字信号组装入数据包的数据包组装装置、配置成给数据包标记时间戳的时间戳装置以及配置成向OLT发送数据包的光收发器。该OLT包括配置成从ONU接收数据包的数据包接收装置、配置成缓存接收的数据包的缓存器、配置成延迟从缓存器读取接收的数据包预定时间量的延时装置、配置成利用与频率和相位参考信号相关的时钟信号将包含在数据包中的数字射频信号还原到RF域以便于射频信号通过EPON进行传输的数模转换器(DAC)。