光學(xué)分布式天線系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供光學(xué)分布式天線系統(tǒng)，其包括頭端單元以及N個(gè)遠(yuǎn)程單元(RU)并且包含至少一個(gè)環(huán)行器，所述頭端單元適合于通過(guò)下行鏈路傳輸具有波長(zhǎng)λ0的經(jīng)調(diào)制光信號(hào)以及具有波長(zhǎng)λN的N個(gè)未經(jīng)調(diào)制光信號(hào)。在一些實(shí)施例中，HE單元包含耦合到不同光波長(zhǎng)載波的單個(gè)檢測(cè)器上的單個(gè)環(huán)形器布置，所述布置防止差拍。在一些實(shí)施例中，RU包含反射電吸收收發(fā)器(REAT)，所述REAT包含單個(gè)光接口以及單個(gè)RF端口。所述REAT檢測(cè)具有λ0的所述光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)。所述REAT還反射具有所述波長(zhǎng)λN中的一者的未經(jīng)調(diào)制光信號(hào)并且基于RF信號(hào)提供經(jīng)調(diào)制上行鏈路光信號(hào)。在一些實(shí)施例中，RU被配置為光學(xué)天線單元。在一些實(shí)施例中，多個(gè)RU與無(wú)源光學(xué)分布單元合并以提供分級(jí)DAS架構(gòu)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光學(xué)分布式天線系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)案與2012年I月8日提交的具有相同標(biāo)題的第13/345，723號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案有關(guān)并特此主張所述申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本文中所揭示的各種系統(tǒng)的實(shí)施例大體上涉及合并的無(wú)線/光通信系統(tǒng)，并且更具體地說(shuō)涉及光學(xué)分布式天線系統(tǒng)(DAS)。

【背景技術(shù)】
[0004]基于射頻(RF)以及光信號(hào)的合并使用的光學(xué)分布式天線系統(tǒng)是已知的，并且(例如)用于光纖無(wú)線電系統(tǒng)中。圖1示意性地示出了已知的光學(xué)DAS100，其包含通過(guò)多個(gè)(N個(gè))點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)光纖104-1...104-N連接到N(N≥I)個(gè)遠(yuǎn)程單元(RU) 106-1...106-N上的頭端(HE)單元102。每個(gè)RU可以連接到包含同軸電纜112以及一個(gè)或多個(gè)天線114的無(wú)源DAS上。示例性地，在DAS100中，N = 8。HE單元102包含一個(gè)光發(fā)射器(示例性為二極管激光器)ΤΧ-0、N = 8個(gè)接收器(通常為光電二極管)RX-1...RX-8以及N個(gè)光接口(端口)108-1...108-8。每個(gè)遠(yuǎn)程單元包含在一些情況下由電光吸收調(diào)制器(EAM)提供的RX以及TX功能性。在上行鏈路(UL)，EAM將經(jīng)由天線接收到的RF信號(hào)調(diào)制成傳輸至頭端單元的光信號(hào)。在下行鏈路(DL)，EAM將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)(即，充當(dāng)光檢測(cè)器)。UL以及DL光信號(hào)在單獨(dú)的光纖上傳輸，即，除一個(gè)RF端口之外，每個(gè)EAM具有兩個(gè)單獨(dú)的光接口。在一些應(yīng)用中，EAM可以具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)，其中其操作基于量子限制斯塔克效應(yīng)(QCSE)。此類(lèi)EAM充當(dāng)光檢測(cè)器的主要缺點(diǎn)是其低效率，因?yàn)镈L光信號(hào)在被EAM結(jié)構(gòu)吸收之前僅進(jìn)行一次“通行”。
[0005]遠(yuǎn)程單元TX功能性也可以通過(guò)反射光發(fā)射器(ROT)來(lái)提供，所述ROT使具有反射小平面的EAM與半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)接合或結(jié)合。所述組合有時(shí)被稱為SOA-EAM或REAM。然而，除施加至EAM的調(diào)制電信號(hào)之外，此類(lèi)發(fā)射器還需要電壓輸入來(lái)對(duì)SOA加偏壓。換句話說(shuō)，SOA-EAM裝置具有一個(gè)光接口、一個(gè)RF端口以及耦合到其上的一個(gè)電壓源。因此，在已知技術(shù)中，在RU中充當(dāng)DL信號(hào)的接收器(檢測(cè)器)及UL信號(hào)的發(fā)射器的組件始終包含三個(gè)端口或輸入/輸出。
[0006]現(xiàn)在返回到圖1且示例性地，四個(gè)無(wú)線RF服務(wù)(頻帶1、2、3及4)在HE單元102中被合并并且多路復(fù)用。合并的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有波長(zhǎng)λ ^ (下文“波長(zhǎng)λ ”簡(jiǎn)稱為“ λ ”)的光信號(hào)。光信號(hào)被分到光接口 108-1...108-8上，用于通過(guò)對(duì)應(yīng)的光纖到每個(gè)遠(yuǎn)程單元上的DL傳輸。每個(gè)RU執(zhí)行DL信號(hào)的光到RF轉(zhuǎn)換并且向一個(gè)或多個(gè)天線輸出RF信號(hào)。在上行鏈路，每個(gè)RU從天線接收RF信號(hào)并且將其轉(zhuǎn)換成傳輸至HE單元的A1*信號(hào)。在已知的光學(xué)DAS中，ULA1光信號(hào)源或者在RU中(即，RU包含光發(fā)射器)，或者遠(yuǎn)離RU，其中入I輸入到EAM并由此被調(diào)制。
[0007]通信網(wǎng)絡(luò)通常建立在分級(jí)拓?fù)渲?。此?lèi)拓?fù)涫歉涌蓴U(kuò)展且靈活的，從而使得能夠更加有效地設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)。因此，分級(jí)DAS拓?fù)涞牟渴饘?duì)操作人員有利。然而，DASlOO的架構(gòu)是“扁平化”架構(gòu)，在此意義上，它不允許操作人員設(shè)計(jì)并部署更加有效的分級(jí)DAS拓?fù)洹＿@是由于在DAS100中在HE與遠(yuǎn)程單元之間使用P2P光纖而沒(méi)有任何中間聚合單元引起的。“扁平化”問(wèn)題可以通過(guò)圖2中所示的分級(jí)架構(gòu)來(lái)解決，其中光學(xué)DAS200包含定位在HE單元202與N個(gè)遠(yuǎn)程單元206-1...206-8之間的C/DWDM(粗/密集波分多路復(fù)用器)或等效地，N個(gè)WDM組件。每個(gè)RU部署有不同的波長(zhǎng)。HE單元將λ。用于DL傳輸，而每個(gè)RU將不同的λΝ用于UL傳輸。示例性地，λ。可以在1310到1330nm的波長(zhǎng)范圍中，而入1^可以在1530到1560nm的波長(zhǎng)范圍中。因?yàn)楸仨氃贑/DWDM組件中維護(hù)不同λ Ν的次序，所以操作人員需要管理這些波長(zhǎng)。這是一個(gè)主要的缺點(diǎn)。此外，因?yàn)槊總€(gè)RU使用不同的UL波長(zhǎng)，所以操作人員需要維護(hù)一批不同的RU發(fā)射器。
[0008]因此，需要具有簡(jiǎn)化且有效的光學(xué)DAS架構(gòu)并且具有此類(lèi)架構(gòu)將是有利的，所述架構(gòu)同時(shí)解決“扁平化”問(wèn)題、在頭端與遠(yuǎn)程單元之間使用C/DWDM單元或多個(gè)WDM單元的需要、和/或維護(hù)一批不同的RU發(fā)射器的需要。此類(lèi)簡(jiǎn)化且有效的光學(xué)DAS架構(gòu)將由此減少維護(hù)成本并且增加產(chǎn)品可靠性以及平均故障間隔時(shí)間(MTBF)。它們還將減少對(duì)不同遠(yuǎn)程單元的需要以及對(duì)特別波長(zhǎng)設(shè)計(jì)的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在各種實(shí)施例中，提供了光學(xué)分布式天線系統(tǒng)(DAS)，所述DAS包含HE單元，所述HE單元通過(guò)下行鏈路傳輸λ ^光信號(hào)以及具有波長(zhǎng)λΝ(Ν> I)的光載波或連續(xù)波(CW);以及一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程單元，所述遠(yuǎn)程單元檢測(cè)λ ^光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，并且反射λΝCW并將其調(diào)制成λ Ν光信號(hào)用于到HE單元的上行鏈路傳輸。檢測(cè)、調(diào)制以及反射通過(guò)定位在每個(gè)遠(yuǎn)程單元中的反射電吸收收發(fā)器(REAT)來(lái)實(shí)現(xiàn)。與已知的SOA-EAM或REAM組件相t匕，本文中所揭示的REA T具有單個(gè)光接口以及單個(gè)RF端口并且不需要單獨(dú)的電壓源。除用于λ ο的發(fā)射器之外，HE單元包含用于每個(gè)入Ν的發(fā)射器。HE單元還包含管理UL以及DL通信量的環(huán)形器。在一些實(shí)施例中，RU耦合到無(wú)源DAS上。在一些實(shí)施例中，RU耦合到單個(gè)天線上，形成光學(xué)天線單元(OAU)。在一些實(shí)施例中，HE單元以及RU經(jīng)改進(jìn)以處理數(shù)字通信量。在一些實(shí)施例中，本文中所揭示的光學(xué)DAS包含通過(guò)光纖耦合到RU上以及通過(guò)“復(fù)合”(即，光加電)電纜耦合到OAU上的無(wú)源光學(xué)分布單元(PODU)。在一些實(shí)施例中，PODU經(jīng)級(jí)聯(lián)以提供漸增分級(jí)的DAS架構(gòu)。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種光學(xué)DAS，所述DAS包括HE單元，所述HE單元用以通過(guò)下行鏈路傳輸經(jīng)調(diào)制Xci光信號(hào)以及多個(gè)(N個(gè))連續(xù)波，每個(gè)連續(xù)波具有不同的波長(zhǎng)λ Ν ；以及多個(gè)遠(yuǎn)程單元，其中每個(gè)遠(yuǎn)程單元包含具有單個(gè)光接口以及單個(gè)RF端口的REAT，所述REAT用以檢測(cè)λ 0光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，并且反射并調(diào)制具有波長(zhǎng)λ Ν的一個(gè)連續(xù)波以用于到HE單元的上行鏈路傳輸。
[0011 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種光學(xué)DAS，所述DAS包括HE單元，所述HE單元用以通過(guò)下行鏈路傳輸經(jīng)調(diào)制λ ^光信號(hào)以及具有對(duì)應(yīng)的不同波長(zhǎng)λΝ的多個(gè)(N個(gè))連續(xù)波，所述HE單元包含單個(gè)檢測(cè)器以及用于一束具有波長(zhǎng)λ 1到λ ,的上行鏈路信號(hào)的環(huán)行器的布置，其中所述布置防止每束的差拍；以及多個(gè)遠(yuǎn)程單元，每個(gè)遠(yuǎn)程單元包含REAT，所述REAT用以檢測(cè)λ ^光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，并且反射并調(diào)制具有波長(zhǎng)λ Ν的一個(gè)CW以用于到HE單元的上行鏈路傳輸。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)DAS進(jìn)一步包含插入在至少一個(gè)RU與HE單元之間的無(wú)源光學(xué)天線單元(PODU)，所述PODU經(jīng)配置以實(shí)現(xiàn)分級(jí)DAS架構(gòu)。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于在光學(xué)DAS中的通信的方法，所述方法包括以下步驟:在HE單元處，通過(guò)下行鏈路將具有波長(zhǎng)λ ^的經(jīng)調(diào)制的光信號(hào)以及具有波長(zhǎng)入，的連續(xù)波傳輸?shù)竭h(yuǎn)程單元；在RU處，使用具有單個(gè)光接口以及單個(gè)RF端口的REAT來(lái)將具有波長(zhǎng)λ ^的經(jīng)調(diào)制光信號(hào)轉(zhuǎn)換成下行鏈路RF信號(hào)，并且反射并調(diào)制具有波長(zhǎng)λ Ν的CW以獲得具有波長(zhǎng)λ ,的經(jīng)反射經(jīng)調(diào)制光信號(hào)；以及通過(guò)上行鏈路將具有波長(zhǎng)λ ,的經(jīng)反射的光信號(hào)傳輸?shù)紿E單元。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]本發(fā)明在此參考附圖且僅借助于實(shí)例來(lái)描述，其中:
[0015]圖1示意性地示出已知的“扁平化”常規(guī)光學(xué)DAS ；
[0016]圖2示意性地示出已知的包含C/DWDM的“分級(jí)”光學(xué)DAS ；
[0017]圖3示意性地示出本文中所揭示的光學(xué)DAS的一個(gè)實(shí)施例；
[0018]圖3a示出本文中所揭示的頭端單元的一個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)；
[0019]圖3b示出本文中所揭示的另一頭端單元的實(shí)施例的細(xì)節(jié)；
[0020]圖3c示意性地示出本文中所揭示的遠(yuǎn)程單元的一個(gè)實(shí)施例；
[0021]圖4示意性地示出本文中所揭示的光學(xué)DAS的另一實(shí)施例；
[0022]圖4a示出圖4的光學(xué)DAS實(shí)施例中光學(xué)天線單元的細(xì)節(jié)；
[0023]圖5示意性地示出本文中所揭示的分級(jí)光學(xué)DAS的又一個(gè)實(shí)施例；
[0024]圖5a示出在圖5的光學(xué)DAS實(shí)施例中使用的又一個(gè)頭端單元的細(xì)節(jié)；
[0025]圖5b示出在圖5的光學(xué)DAS實(shí)施例中使用的無(wú)源光學(xué)分布單元的細(xì)節(jié)；
[0026]圖6示意性地示出本文中所揭示的分級(jí)光學(xué)DAS的又一個(gè)實(shí)施例；
[0027]圖7示出本文中所揭示的又一個(gè)頭端單元的一個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)；
[0028]圖8a示出用于使得本文中所揭示的光學(xué)DAS能夠用于數(shù)字通信量的將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬/RF信號(hào)的調(diào)制器以及將模擬/RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的解調(diào)器；
[0029]圖Sb示意性地示出適用于數(shù)字通信量的本文中所揭示的遠(yuǎn)程單元的另一實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0030]現(xiàn)在參考圖式，圖3示出本文中所揭示的光學(xué)DAS的一個(gè)實(shí)施例，標(biāo)記為300。實(shí)施例300包含通過(guò)N個(gè)P2P光纖304-1...304-N連接到N個(gè)RU306-1...306-N上的HE單元302 (下文更加詳細(xì)描述)。所述光纖可以是單?；蚨嗄?。每個(gè)RU包含具有單個(gè)光接口 310以及單個(gè)RF端口 324 (圖3c)的REAT320。有利的是，因?yàn)镈L光信號(hào)被反射并且在其被吸收到REAT結(jié)構(gòu)中之前執(zhí)行雙次通行，所以REAT比已知的EAM接收器提供高得多的光學(xué)檢測(cè)效率。在本文中所揭示的各種實(shí)施例中可以用作REAT的示例性組件是由英國(guó)伊普斯威奇市馬特萊謝姆阿達(dá)斯特拉爾工業(yè)園B55號(hào)菲尼克斯樓，郵編IP53RE(PhoenixHouse, B55Adastral Park, Martlesham Heath, Ipswich IP53RE, UK)的 CIP 技術(shù)公司(CIPTechnologies)，制造并銷(xiāo)售的組件EAM-R-10-C-7S_FCA10Ghz。每個(gè)光纖304利用兩種波長(zhǎng)承載DL以及US通信量。HE單兀302包含用于λ C1信號(hào)的DL傳輸?shù)陌l(fā)射器(例如,二極管激光器)TX-O (見(jiàn)圖4a以及4b)以及N個(gè)光接口 308-1...308-N。HE單元302進(jìn)一步包含各自分配有用于下行鏈路CW傳輸?shù)牟煌摩?Ν的N個(gè)發(fā)射器(圖4a、4b中的TX-1...TX-N)，以及N個(gè)環(huán)形器330-1...330-N(見(jiàn)圖3a)。
[0031]示例性地，在圖3中，四個(gè)無(wú)線RF服務(wù)(頻帶1、2、3以及4)通過(guò)頭端單元被合并且多路復(fù)用。合并的RF服務(wù)信號(hào)隨后被分到N個(gè)光接口上并且被調(diào)制用于通過(guò)對(duì)應(yīng)的光纖到每個(gè)RU上的DL傳輸。在RU處，光信號(hào)通過(guò)REAT被轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)并發(fā)送給天線。在上行鏈路中的操作是相反的，其中通過(guò)REAT執(zhí)行上行鏈路RF到光的轉(zhuǎn)換以及光傳輸。下文將給出更多細(xì)節(jié)。
[0032]圖3a示出本文中所揭示的HE單元的一個(gè)實(shí)施例(標(biāo)記為302a)的細(xì)節(jié)。HE單元302a包含(除上文提到的用于HE單元302的發(fā)射器以及環(huán)形器之外)如圖所示互連的N個(gè)WDM332-1...332_N、1XN分離器334、RF組合器336以及N個(gè)檢測(cè)器(例如，光電二極管)PD-1...TO-Ν。每個(gè)WDM通過(guò)光接口連接到包含REAT的對(duì)應(yīng)的RU上。HE單元302a因此適合于通過(guò)DL傳輸λ。光信號(hào)以及具有X1...光環(huán)形器330用以使CW通過(guò)DL傳遞到公共端口并且使經(jīng)調(diào)制光信號(hào)從所述公共端口通過(guò)UL傳遞到一個(gè)光電二極管。
[0033]以下圖示應(yīng)用到一個(gè)服務(wù)(例如，頻帶I也被稱為“服務(wù)A”)上具有HE單元302a的DAS300的使用的示例性方法。在DL路徑中，服務(wù)A的信號(hào)通過(guò)HE單元從無(wú)線基站或從在端口 RF輸入處的任何其它RF信號(hào)源接收。所述信號(hào)與那些其它無(wú)線服務(wù)的信號(hào)合并并經(jīng)轉(zhuǎn)換用于使用TX-O進(jìn)行光傳輸。下行鏈路λ ^光信號(hào)分布到所有的WDM332組件上。除λ ο信號(hào)之外，每個(gè)WDM還接收從對(duì)應(yīng)的TX-N輸出的一個(gè)具有λ Ν的CW。每個(gè)WDM向?qū)?yīng)的RU輸出λ。信號(hào)以及具有λ Ν(示例性為λ J的CW。CW λ i通過(guò)RU中的REAT反射并調(diào)制用于UL傳輸。經(jīng)調(diào)制的A1信號(hào)通過(guò)對(duì)應(yīng)的光纖傳輸?shù)紿E單元，所述信號(hào)從所述HE單元被路由通過(guò)對(duì)應(yīng)的環(huán)行器(例如，330-1)到達(dá)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器(例如，PD-1)并在其中轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)。隨后具有不同波長(zhǎng)的RF信號(hào)在RF組合器336中被合并并且通過(guò)輸出端口 RF輸出來(lái)輸出。
[0034]REAT的物理作用是基于QCSE。REAT包含通過(guò)反射元件綁在一側(cè)上的半導(dǎo)體MQW結(jié)構(gòu)(所述EAM)。根據(jù)QCSE，半導(dǎo)體QW中導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的帶隙可以使用外電場(chǎng)來(lái)調(diào)制。RF信號(hào)充當(dāng)依時(shí)性電場(chǎng)。當(dāng)RF信號(hào)(場(chǎng))施加到EAM上時(shí)，帶隙隨時(shí)間而變化(亦即，RF場(chǎng)“控制”帶隙)。進(jìn)入EAM的光子可以具有小于或大于帶隙的能量。前者(比帶隙小的能量)穿過(guò)EAM不受干擾，而后者則被吸收。由于外RF場(chǎng)控制帶隙，因此其控制能量與帶隙接近的光子的吸收比率。當(dāng)合適波長(zhǎng)的CW到達(dá)REAT時(shí)，應(yīng)用到REAT的RF場(chǎng)可以調(diào)制所述CW。如果較短的波長(zhǎng)λ ^與較長(zhǎng)的波長(zhǎng)λΝ之間的差值足夠大，那么通過(guò)RF場(chǎng)進(jìn)行的λΝ調(diào)制將不會(huì)影響λ ^的吸收。此外，這種吸收通過(guò)λ 0采取的雙路徑(通過(guò)REAT的反射小平面反射)得以加強(qiáng)。與已知的SOA-EAM或REAM組件相比，本文中所揭示的REAT同時(shí)充當(dāng)光接收器(檢測(cè)器)以及發(fā)射器并且不需要獨(dú)立的電壓源。
[0035]圖3b示出本文中所揭示的另一 HE單元的實(shí)施例(標(biāo)記為302b)的細(xì)節(jié)。在DL路徑中，不同于HE單元302a，HE單元302b包含替代WDM332-1...332-N的單個(gè)IXN C/DWDM組合器340。這減少了對(duì)N個(gè)環(huán)形器的需要，僅留下一個(gè)環(huán)行器330。然而，這進(jìn)一步需要光多路復(fù)用器/多路信號(hào)分離器(MUX/DEMUX)342。進(jìn)一步與HE單元302a相比，現(xiàn)在HE單元302b包含在UL路徑中的單個(gè)環(huán)行器以及單個(gè)檢測(cè)器ro-Ι，且移除了 RF組合器(HE單元302a 中的 336)。
[0036]在使用中，再次示例性地對(duì)于服務(wù)A，此服務(wù)的RF信號(hào)通過(guò)HE單元302b在端口RF輸入處接收。在DL路徑中，所述信號(hào)與那些其它無(wú)線服務(wù)的信號(hào)合并并轉(zhuǎn)換用于使用TX-O進(jìn)行光傳輸。TX-O將λ 0信號(hào)傳輸?shù)組UX/DEMUX342，MUX/DEMUX342還通過(guò)環(huán)行器330接收具有λ N (示例性為λ I)的CW。MUX/DEMUX342向RU輸出λ。信號(hào)以及具有λ Ν的CW。后者通過(guò)REAT反射并調(diào)制用于如上文所描述的UL傳輸。UL λ Ν信號(hào)進(jìn)入MUX/DEMUX342，所述信號(hào)經(jīng)MUX/DEMUX342路由通過(guò)環(huán)行器到達(dá)單個(gè)檢測(cè)器I3D-1并在其中轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，通過(guò)端口 RF輸出來(lái)輸出。
[0037]—般來(lái)說(shuō)，通過(guò)不同的REAT產(chǎn)生的上行鏈路信號(hào)將具有多達(dá)N個(gè)不同波長(zhǎng)λΝ，其在MUX/DEMUX342中擴(kuò)展，被路由通過(guò)單個(gè)環(huán)行器并由單個(gè)檢測(cè)器I3D-1檢測(cè)。有利的是，不同波長(zhǎng)λ Ν的使用允許實(shí)施具有單個(gè)檢測(cè)器的HE單元，從而防止“差拍”現(xiàn)象。
[0038]圖3c示意性地示出本文中所揭示的RU的實(shí)施例(標(biāo)記為306a)的細(xì)節(jié)。RU306a包含如圖所示互連起來(lái)的REAT320、第一雙工器350、第一數(shù)字控制衰減器(DCA) 352、功率放大器(PA) 354、第二雙工器356、低噪聲放大器(LNA) 358以及第二 DCA360。每一個(gè)元件的功能(除上文所述的REAT外)為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所知。
[0039]圖4示出本文中所揭示的光學(xué)DAS的另一實(shí)施例,標(biāo)記為400。DAS400包括通過(guò)對(duì)應(yīng)的復(fù)合(光+電) 電纜404連接到不同類(lèi)型的N個(gè)RU上的HE單元402，所述不同類(lèi)型的N個(gè)RU在本文中稱為“光學(xué)天線單元”(OAU) 406。OAU的細(xì)節(jié)在圖4a中示出。OAU不同于常規(guī)的RU (例如，如在圖3c中所示)，因?yàn)槠漶詈系絾蝹€(gè)天線470上，在PA以及LNA與天線之間無(wú)需同軸電纜，并且因?yàn)橐瞥穗p工器356且UL和DL RF信號(hào)通過(guò)使用雙端口天線間隔離的天線來(lái)合并。
[0040]圖5示出本文中所揭示的光學(xué)DAS的又另一個(gè)實(shí)施例，標(biāo)記為500。DAS500將元件DAS300以及DAS400合并以提供分級(jí)以及混合的系統(tǒng)。此系統(tǒng)包含標(biāo)記為302c的HE單元的另一實(shí)施例(見(jiàn)圖5a)、RU306以及0AU406。HE單元302c與HE單元302a類(lèi)似，區(qū)別在于HE單元302c適于通過(guò)每一個(gè)光接口通過(guò)下行鏈路傳輸所有具有λ Ν的CW。除在HE單元302a中同樣存在的組件之外，HE單元302c還包含定位在光發(fā)射器與環(huán)形器之間的NXM組合器+分離器370。分級(jí)以及混合方面通過(guò)增加N個(gè)無(wú)源光學(xué)分布單元(PODU) 501來(lái)實(shí)現(xiàn)，PODU將參考圖5b來(lái)更詳細(xì)地描述。在一些實(shí)施例中，PODU基本上與取自HE單元的MUX.DEMUX342類(lèi)似。每個(gè)PODU通過(guò)光纖304a連接到HE單元302c上，通過(guò)另一光纖304b連接到對(duì)應(yīng)的RU306上并且通過(guò)復(fù)合電纜504連接到對(duì)應(yīng)的0AU406上。如圖所示，每個(gè)PODU可以連接到任意混合N組RU306以及0AU406上。
[0041]PODU是完全無(wú)源的(沒(méi)有動(dòng)力的)。如圖5b中所示,其包含如圖所示互連起來(lái)的第一 WDM510、分離器 512、C/DWDM514 以及 N 個(gè)第二 WDM516-1...516-N。在下行鏈路，PODU從HE單元接收進(jìn)入WDM510的λ ^光信號(hào)以及具有λ Ν的CW。在WDM510中，λ ^信號(hào)與CW分離。信號(hào)通過(guò)分離器512,分離器512將其拆分為匹配N(xiāo)個(gè)端口的N個(gè)信號(hào)。λ N CW穿過(guò)C/WDM514，C/WDM514將每一個(gè)CW引導(dǎo)到WDM516上。每個(gè)WDM516還接收λ ^信號(hào)并將其與一個(gè)λΝ CW合并。經(jīng)合并的λ ^信號(hào)以及λΝ CW通過(guò)光纖304被引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)的光接口并且被傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的RU。在上行鏈路所述操作相反。
[0042]圖6示出本文中所揭示的光學(xué)DAS的又一個(gè)實(shí)施例，標(biāo)記為600。DAS600包括“級(jí)聯(lián)的”P(pán)ODU層次。在下行鏈路，一個(gè)PODU的N個(gè)輸出可以被引導(dǎo)到N個(gè)P0DU，N個(gè)PODU反過(guò)來(lái)可以連接到RU、0AU、其它PODU或其組合中的任一者。這樣使得能夠產(chǎn)生各種分級(jí)的光學(xué)DAS架構(gòu)，同時(shí)保持上文對(duì)于DAS實(shí)施例300以及500所列的所有優(yōu)點(diǎn)。
[0043]圖7示出本文中所揭示的又一個(gè)頭端單元的實(shí)施例302d的細(xì)節(jié)。在此實(shí)施例中，HE單元使用N個(gè)發(fā)射器以傳統(tǒng)方式通過(guò)下行鏈路傳輸。當(dāng)DL通信量通過(guò)具有UL通信量的單個(gè)光纖傳輸時(shí)，在RU處的附加的WDM(未示出)將UL以及DL波長(zhǎng)分離。在這種情況下，DL通信量(λ ^信號(hào))并不穿過(guò)REAT，而UL通信量如上文所描述在每一個(gè)RU中使用REAT。環(huán)形器330-1...330-Ν允許接收由經(jīng)DL傳輸?shù)腃W產(chǎn)生的經(jīng)調(diào)制的UL信號(hào)，所述CW通過(guò)REAT反射并調(diào)制。
[0044]圖8a示出兩個(gè)組件:將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬/RF信號(hào)的調(diào)制器802以及將模擬/RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的解調(diào)器804。圖Sb示意性地示出適用于數(shù)字通信的本文中所揭示的遠(yuǎn)程單元的另一實(shí)施例(標(biāo)記為806)的細(xì)節(jié)。數(shù)字信號(hào)至模擬/RF信號(hào)的調(diào)制以及解調(diào)以及模擬/RF信號(hào)至數(shù)字信號(hào)的調(diào)制以及解調(diào)可以通過(guò)任何現(xiàn)有的蜂窩式調(diào)制方案(例如CDMA、W-CDMA, 0FDM、小波變換等)來(lái)支持。當(dāng)附加到以上所揭示的任何光學(xué)DAS上時(shí)，組件802、804以及806使光學(xué)DAS不僅能傳遞RF模擬通信量并且還能傳遞數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信量。在DL方向中，調(diào)制器802定位在“RF輸入”端口之前。在UL方向中，解調(diào)器804定位在“RF輸出”端口之前。RU806包含RU或OAU的一些組件(以相同標(biāo)號(hào)標(biāo)記)，除了 RU306a中的第二雙工器以及無(wú)源DAS或0AU406中的雙端口天線由DL路徑中的解調(diào)器808以及UL路徑中的調(diào)制器810替代之外。
[0045]在使用中，在DL方向中，調(diào)制器802將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，RF信號(hào)隨后進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成傳輸至RU806的λ 0光信號(hào)。在RU806中，使用解調(diào)器808將λ 0光信號(hào)轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)，解調(diào)器808輸出“數(shù)字輸出”信號(hào)。在UL方向中，進(jìn)入RU806的“數(shù)字輸入”信號(hào)通過(guò)調(diào)制器810調(diào)制并且轉(zhuǎn)換成傳輸至HE單元的光信號(hào)，在HE單元中解調(diào)器804將光信號(hào)轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)。結(jié)合上文所示的分級(jí)方案，此“樹(shù)形”架構(gòu)可以通過(guò)使用REAT反射能力進(jìn)而增大UL帶寬用于任何數(shù)字無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)。
[0046]盡管本發(fā)明描述了有限數(shù)目的本發(fā)明的實(shí)施例，但應(yīng)了解，可以制得此類(lèi)實(shí)施例的許多變化、變體和其它應(yīng)用。本發(fā)明應(yīng)被理解為不受本文所述的具體實(shí)施例限制，而是僅通過(guò)所附權(quán)利要求書(shū)的范圍來(lái)限制。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)分布式天線系統(tǒng)(DAS)，其包括: a)頭端(HE)單元，所述HE單元用以通過(guò)下行鏈路(DL)傳輸經(jīng)調(diào)制DLλ。光信號(hào)以及復(fù)數(shù)的N個(gè)連續(xù)波(CW)，每個(gè)CW具有不同的波長(zhǎng)λ Ν ;以及 b)多個(gè)遠(yuǎn)程單元(RU)，其中每個(gè)RU包含具有單個(gè)光接口以及單個(gè)RF端口的反射電吸收收發(fā)器(REAT)，所述REAT用以檢測(cè)所述λ 0光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，并且用以反射并調(diào)制具有波長(zhǎng)λ Ν的一個(gè)CW以用于到所述HE單元的上行鏈路傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)DAS，其中所述HE單元包含提供所述λ^光信號(hào)的一個(gè)光發(fā)射器以及提供具有波長(zhǎng)λ Ν的所述CW的N個(gè)光發(fā)射器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)DAS，其中所述REAT包含多量子阱結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)DAS，其中所述HE單元通過(guò)單模光纖連接到每個(gè)RU上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)DAS，其中至少一個(gè)RU連接到無(wú)源DAS上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)DAS，其中至少一個(gè)RU被配置為光學(xué)天線單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)DAS，其適合于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)并將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并且適合于通過(guò)上行鏈路及下行鏈路兩者傳輸數(shù)字信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)DAS，其中所述HE單元包含用于將所述λ^光信號(hào)分到M個(gè)光接口的I XM分離器以及N個(gè)波分多路復(fù)用器(WDM)，每個(gè)WDM經(jīng)配置以接收所述入^光信號(hào)及λΝ CW并且將所述 兩者輸出到對(duì)應(yīng)的RU。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)DAS，其中所述HE單元進(jìn)一步包含定位在N個(gè)光發(fā)射器之間的N個(gè)光環(huán)形器，所述光環(huán)形器將具有波長(zhǎng)λ Ν的所述CW路由到所述N個(gè)WDM。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)DAS，其中所述HE單元包含用于將所述N個(gè)未經(jīng)調(diào)制光信號(hào)合并成單個(gè)輸出的IXN C/DWDM組合器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)DAS，其進(jìn)一步包括插入在RU與所述HE單元之間的無(wú)源光學(xué)天線單元(PODU)，所述PODU經(jīng)配置以實(shí)現(xiàn)分級(jí)DAS架構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)DAS，其進(jìn)一步包含插入在光學(xué)天線單元與所述HE單元之間的無(wú)源光學(xué)天線單元(PODU)，所述PODU經(jīng)配置以實(shí)現(xiàn)分級(jí)DAS架構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)DAS，其中所述HE單元包含單個(gè)檢測(cè)器以及具有波長(zhǎng)入i到λΝ的上行鏈路信號(hào)的環(huán)行器，所述環(huán)行器防止差拍。
14.一種光學(xué)分布式天線系統(tǒng)(DAS)，其包括: a)頭端(HE)單元，所述HE單元用以通過(guò)下行鏈路傳輸經(jīng)調(diào)制λ。光信號(hào)以及具有對(duì)應(yīng)的不同波長(zhǎng)入，的復(fù)數(shù)的N個(gè)連續(xù)波(CW)，所述HE單元包含單個(gè)檢測(cè)器以及用于一束具有波長(zhǎng)X1到λ Ν的上行鏈路信號(hào)的環(huán)行器的布置，其中所述布置防止每束的差拍；以及 b)多個(gè)遠(yuǎn)程單元(RU)，其中每個(gè)遠(yuǎn)程單元包含反射電吸收收發(fā)器(REAT)，所述REAT用以檢測(cè)所述λ ^光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，并且反射并調(diào)制具有波長(zhǎng)λ Ν的一個(gè)CW以用于到所述HE單元的上行鏈路傳輸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)DAS，其進(jìn)一步包括: c)插入在至少一個(gè)RU與所述HE單元之間的無(wú)源光學(xué)天線單元(PODU)，所述PODU經(jīng)配置以實(shí)現(xiàn)分級(jí)DAS架構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)DAS，其中所述REAT包含單個(gè)光接口以及單個(gè)RF端□。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)DAS，其適合于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)并將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并且適合于通過(guò)上行鏈路及下行鏈路兩者傳輸數(shù)字信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)DAS，其中所述REAT包含多量子阱結(jié)構(gòu)。
19.一種用于在光學(xué)分布式天線系統(tǒng)(DAS)中的通信的方法，所述方法包括以下步驟: a)在頭端(HE)單元處，通過(guò)下行鏈路將具有波長(zhǎng)λ^的經(jīng)調(diào)制光信號(hào)以及具有波長(zhǎng)λ Ν的連續(xù)波(CW)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程單元(RU)； b)在RU處，使用具有單個(gè)光接口以及單個(gè)RF端口的反射電吸收收發(fā)器(REAT)來(lái)將具有波長(zhǎng)λ ^的所述經(jīng)調(diào)制光信號(hào)轉(zhuǎn)換成下行鏈路RF信號(hào)，并且反射并調(diào)制具有波長(zhǎng)入，的所述CW以獲得具有波長(zhǎng)λ Ν的經(jīng)反射經(jīng)調(diào)制光信號(hào)；以及 c)通過(guò)上行鏈路將具有波長(zhǎng)λN的所述經(jīng)反射光信號(hào)傳輸?shù)剿鯤E單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟: d)在上行鏈路及下行鏈路兩者中執(zhí)行數(shù)字到RF的轉(zhuǎn)換，由此使所述光學(xué)DAS適用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳 輸。
【文檔編號(hào)】H04J14/02GK104081699SQ201380004980
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年1月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月8日
【發(fā)明者】尼姆羅德·羅斯普肖, 優(yōu)素?！け尽ひ运估? 申請(qǐng)人:歐皮特維股份有限公司