[发明专利]环路电话系统中的混合光纤

说明书

本发明涉及电话系统及其操作方法的领域。例如，在一实施例中，本发明提供了一改进的电话系统，该电话系统采用与金属基（体）的信号传输组合的纤维或其它数字媒介基（体）的数字信号传输方式给用户传输信号。

纤维基（体）的电话网络在最近几年已变得相当普遍。纤维基的系统与有较高带宽的金属（基的）传输系统相比有许多优点。遗憾的是，美国和其它地方的电话系统的大多数用户设备继续依靠金属（一般是铜）基的传输媒介。

在这种混合系统中的给家庭传输电话信号的一个重要的限制是需要驱动用户电话设备。既然光学纤维不导电，那么很明显，为了给中央局和用户传输电力，必须备有其它设施。因此，用来给一集中的位置例如中央局传输光学信号的电话系统已经形成。这种信号被转换成电信号以便最后传送给用户。那些合成的光学/电子传输系统通常称作“混合”系统。由于FCC通讯要求电话公司提供足够的电力以便在每一电话线上的五个标准的电话分机振铃，因此这个问题特别困难。既然标准电话机要求高的振铃电力，因此这种系统必须按实际容量设计。

图1表示一种在混合系统中提供电力的已有系统。这种系统今天通常称为“路边纤维（fiber    to    the    curb）”或“FTTC”系统。正如其中所表示的那样，一纤维2用来将光学数字数据信号送到一光学网络单元（ONU）4，ONU设置在用户地点附近，并且这里被称为一个“路边”（“curbside”）ONU。

光学/电子（O/E）转换系统6将光学信号转换成电子数字信号的一系列二进位数字串以便传输给多路调制/多路解调系统8，多路调制/多路调解系统8将来自O/E转换器的一系列二进位数字串转变成许多数字信号。这些数字信号在数/模，模/数转换器10（CODEC）中被转换成模拟信号并且在一根或多根金属导线14上被传输到用户装置12例如一居民家或办公室。

用户装置的网络接口装置（NID）18可防止电灯光熄灭和电力中断。NID也为单个的用户设备22与进入扭绞双线电缆14的连接提供多个连接点。该进入扭绞双线电缆通常被本领域的一般技术人员称作“下线”（“drops”）。

电厂16的电力供给几个ONUS（以及用户），电厂16位于ONU附近，并且只负责相对较少的几个ONU（大约14到10），以便保证电力传输线16的尺寸在可管理的极限内，电厂16最好负责在几个方块区域内的数个ONU，如果要给每一户居民中的五个标准电话机提供电力，那么四间房屋要用20瓦的峰值功率，所以，这就经常需要使用大规格（尺寸）的电线给ONU送电，特别是在距离很远时，而且，由于20HZ的方波不能使电话铃响，因而电力被损失。由于对其它线路将发生串话，特别是远距离，因而一方波的高次谐波必须从一供给线路中滤掉以使一电话铃响。去除这些较高的谐波将增加电力消耗。

为了满足用户的需要以及符合规定的要求，甚至在电力公用事业公司不能提供电力给电厂或远程电力供应（部门）16时能提供电力启动电话机也很必要。因此，人们采取在每一ONU中都设有电池的方式。

当图1所示的系统达到实质性的成功时，却也碰到了一些限制。例如，既然电话机的峰值功率要求高，那么电厂必须具备相当的规模，并且电厂必须经常被设置在居民附近以保证给ONU架设小尺寸的导线。这些设备是相当大的，从而经常需要购买土地或道路使用权来建造电厂。而当地居民经常反对建立电厂。另外，电池维修保养困难，特别是由于它们被安装在户外环境中。这种系统的其它困难包括电池寿命，特别是在高温封闭条件下。而且，由于到ONU的电力和纤维来自分隔的源，所以附加的工程和挖沟渠很需要。

其它解决方法也曾提出。例如，人们建议将纤维直接通到用户设备，并且给每一用户都装上O/E、MOX，和D/A设备。这种系统有许多问题，它包括：1）要求用户自己提供电力，2）达到的效率有限制，以及3）当正常公用电力不能满足用户时备用设备例如电池的可靠性有顾虑。这些系统的其它困难包括电池寿命短并且花费大，这是因为每一个用户都需要一个激光器，而为了激光器工作需要高要求的电力，而且还需要另外进行纤维联接。

进一步解决上述问题的方法也曾尝试过。例如，人们建议省去电厂，并且从用户到ONU架设特别的金属线，通过该线，电力从用户供给ONU。在这些实施例中，人们通过在用户设备中安置电池来提供备用电池。