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TW201626746A - 光纖通訊裝置及光纖通訊系統 - Google Patents

光纖通訊裝置及光纖通訊系統 Download PDF

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TW201626746A
TW201626746A TW104101104A TW104101104A TW201626746A TW 201626746 A TW201626746 A TW 201626746A TW 104101104 A TW104101104 A TW 104101104A TW 104101104 A TW104101104 A TW 104101104A TW 201626746 A TW201626746 A TW 201626746A
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optical
optical fiber
signals
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Lee-Chuan Chang
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Transystem Inc
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2575—Radio-over-fibre, e.g. radio frequency signal modulated onto an optical carrier

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

一種光纖通訊裝置，包含：一調變器、一組合器，及一電光轉換器。該調變器將N個不同之數位串流訊號分別調變在N個頻率相異的射頻載波上產生N個不同頻率的調變訊號，N□2。該組合器耦接到該調變器以接收該等調變訊號，且將該等調變訊號合併成一具有N個頻率相異成份的合併訊號。該電光轉換器耦接到該組合器以接收該合併訊號，並將該合併訊號轉換成一承載有N個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號。接著就能以單一光纖纜線將該光訊號傳遞出去。如此不僅能將大量數位串流訊號以單一光纖纜線傳輸，還能同時減少使用電光轉換器的數量，以大幅降低成本。

Description

光纖通訊裝置及光纖通訊系統
本發明是有關於一種光纖通訊裝置，特別是指一種以單一光纖纜線做為傳輸媒介的光纖通訊裝置及光纖通訊系統。
參閱圖1是將現有一般的數位集線器(HUB)架構中的電纜線改用光纖纜線，利用光纖通訊低損耗的特性來延伸通訊距離，這一通訊系統包含一第一通訊單元91、n個第二通訊單元92及n條光纖纜線93，n2。每一光纖纜線93的兩端分別連接該第一通訊單元91及相對應第二通訊單元92。該第一通訊單元91將來自集線器之n個連接埠的n個數位訊號透過光電調變方式產生n個具有相同波長的光訊號s11~s1n，且該等光訊號s11~s1n分別經由該等光纖纜線93傳送至該等第二通訊單元92，使該等第二通訊單元92分別接收該等光訊號s11~s1n。而該等第二通訊單元92亦分別能將n個數位訊號透過光電調變方式產生n個具有相同波長的光訊號s21~s2n，且該等光訊號s21~s2n分別經由該等光纖纜線93傳送至該第一通訊單元91，使該第一通訊 單元91接收該等光訊號s21~s2n。
此外，在現有的光纖通訊系統中，該第一通訊單元91必須使用n個雷射二極體94將電訊號轉換成該等光訊號s11~s1n，且使用n個光接收二極體(PIN Diode)95來將該等光訊號s21~s2n轉換成電訊號，各第二通訊單元92必須使用一光接收二極體95將相對應光訊號s1i轉換成電訊號，且使用一雷射二極體94將電訊號轉換成相對應光訊號s2i，1in。
因此，當第二通訊單元92數量增加時，現有的光纖通訊系統不僅要增加光纖纜線93的數量來協助傳輸訊號，還必須使用更多雷射二極體94及光接收二極體95來協助轉換訊號。由於該等雷射二極體94及該等光接收二極體95皆為高單價元件，所以現有的光纖通訊系統的成本較高，且會隨著第二通訊單元92數量增加而快速增加。故如何開發出能傳輸大量訊號又能降低成本的光纖通訊系統，將是當前值得研究的課題。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種可以改善先前技術缺點的光纖通訊裝置。
因此，本發明之其中另一目的，即在提供一種可以改善先前技術缺點的光纖通訊系統。
於是，本發明光纖通訊裝置在一些實施態樣中，是包含：一組調變器、一組合器，及一電光轉換器。該組調變器將N個來在於一集線器的N串的數位串流訊號 分別調變在N個頻率相異的射頻載波上，產生出N個中心頻率相異的調變訊號，N2。該組合器耦接到該組調變器以接收該等調變訊號，且將該等調變訊號合併成一具有N個頻率相異成份的合併訊號。該電光轉換器耦接到該組合器以接收該合併訊號，並將該合併訊號轉換成一承載有N個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號。
在一些實施態樣中，該光纖通訊裝置還包含該集線器，且該集線器包括N個耦接到該調變器的連接埠，其中，該調變器分別透過該等連接埠接收該等數位串流訊號。
於是，本發明光纖通訊裝置在一些實施態樣中，是包含：一光電轉換器、一分離器，及M組解調器。該光電轉換器將一承載有M個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號轉換成一具有M個不同中心頻率相異成份的複合訊號，M2。該分離器耦接到該光電轉換器以接收該複合訊號，且將該複合訊號分成M個子訊號分別饋入M組解調器。該等解調器耦接到該分離器以接收該等子訊號，且將依對應的中心頻率將該等子訊號中之特定中心頻率之訊號解調成數位串流訊號以傳輸至對應之集線器接口。
在一些實施態樣中，該光纖通訊裝置還包含該集線器，且該集線器包括M個耦接到該解調器的連接埠，其中，該等數位串流訊號分別傳輸至該等連接埠。
於是，本發明光纖通訊系統在一些實施態樣 中，是包含：一第一光纖通訊裝置、多個第二光纖通訊裝置，及一光纖網路。該光纖網路耦接在該第一光纖通訊裝置及該等第二光纖通訊裝置之間，使得該等第二光纖通訊裝置透過該光纖網路以菊鍊或星狀方式耦接到該第一光纖通訊裝置。該第一光纖通訊裝置包括一組調變器、一組合器，及一電光轉換器。該組調變器將N串的數位串流訊號分別調變在N個頻率相異的射頻載波上產生出N個中心頻率相異的調變訊號，N2。該組合器耦接到該組調變器以接收該等調變訊號，且將該等調變訊號合併成一具有N個頻率相異成份的合併訊號。該電光轉換器耦接到該組合器以接收該合併訊號，並將該合併訊號轉換成一承載有N個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號。每一第二光纖通訊裝置接收來自該第一光纖通訊裝置並透過該光纖網路傳送的該光訊號的一部分，且包括一光電轉換器及一處理模組，該接收到的部分具有N個中心頻率相異的成份。該光電轉換器將該接收到的部分轉換成一具有N個中心頻率相異成份的複合訊號。該處理模組耦接到該光電轉換器以接收該複合訊號，且將該複合訊號中之特定中心頻率之射頻訊號分離出來，繼而將該分離出來之訊號解調成原先之數位串流訊號。
在一些實施態樣中，該等第二光纖通訊裝置透過該光纖網路以菊鏈方式耦接到該第一光纖通訊裝置，該光纖網路將該光訊號分離成該等部分。
在一些實施態樣中，該等第二光纖通訊裝置透 過該光纖網路以星狀方式耦接到該第一光纖通訊裝置，該第一光纖通訊裝置還包括一光分離器，該光分離器耦接到該電光轉換器以接收該光訊號，且將該光訊號分離成該等部分。
本發明之功效在於：透過該調變器將該N串的數位串流訊號分別調變在N個頻率相異的射頻載波上產生出N個中心頻率相異的調變訊號，再藉由該組合器及該電光轉換器的配合將該等調變訊號組合及轉換成該承載有N個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號，此外，透過該光電轉換器將該承載有M個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號轉換成該具有M個中心頻率相異成份的複合訊號，再藉由該分離器及該等解調器將該複合訊號分離及解調成該M個數位串流訊號，或藉由該處理模組將該複合訊號中之特定中心頻率之射頻訊號分離出來，繼而將該分離出來之訊號解調成原先之數位串流訊號，如此不僅能將大量數位串流訊號以單一光纖纜線傳輸，還能同時減少使用該電光轉換器及/或該光電轉換器的數量，以大幅降低成本。
10‧‧‧光纖通訊裝置
1‧‧‧第一光纖通訊裝置
100‧‧‧集線器
11、44‧‧‧連接埠
12‧‧‧調變器
13‧‧‧組合器
14‧‧‧電光轉換器
21、41‧‧‧光電轉換器
22‧‧‧處理模組
19‧‧‧光分離器
20‧‧‧接收端
2‧‧‧第二光纖通訊裝置
3、6‧‧‧光纖纜線
30‧‧‧光纖網路
31‧‧‧分光器
32‧‧‧光纖線段
40‧‧‧光纖通訊裝置
400‧‧‧集線器
42‧‧‧分離器
43‧‧‧解調器
50‧‧‧傳送端
f1、f2‧‧‧數位串流訊號
f11~f1N‧‧‧調變訊號
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一電路方塊圖，說明習知的光纖通訊系統；圖2是一電路方塊圖，說明本發明光纖通訊裝置的一第一實施例用於發射訊號； 圖3是一電路方塊圖，說明本發明光纖通訊裝置的一第二實施例用於接收訊號；圖4是一電路方塊圖，說明本發明光纖通訊系統的一第一實施例，其中，多個第二光纖通訊裝置透過一光纖網路以一菊鍊方式耦接到一第一光纖通訊裝置；圖5是一電路方塊圖，說明本發明光纖通訊系統的一第二實施例，其中，多個第二光纖通訊裝置透過一光纖網路以另一菊鍊方式耦接到一第一光纖通訊裝置；及圖6是一電路方塊圖，說明本發明光纖通訊系統的一第三實施例，其中，多個第二光纖通訊裝置透過一光纖網路以一星狀方式耦接到一第一光纖通訊裝置。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2，本發明光纖通訊裝置10之一第一實施例用於發射訊號，且透過一光纖纜線3耦接至一接收端20。該光纖通訊裝置10包含：一集線器100、一組調變器12、一組合器13，及一電光轉換器14。
該集線器100包括N個連接埠11，N2。該組調變器12耦接到該等連接埠11，並分別透過該等連接埠11接收N串的數位串流訊號(頻率都為f1)，且將該等數位串流訊號分別調變(例如升頻)在N個頻率相異的射頻載波上產生N個中心頻率相異的調變訊號(頻率分別為f11~f1N)。該組合器13耦接到該組調變器12以接收該等調 變訊號，並將該等調變訊號合併成一具有N個頻率相異成份的合併訊號。該電光轉換器14(例如一雷射二極體)耦接到該組合器13以接收該合併訊號，且還耦接到該光纖纜線3，並將該合併訊號轉換成一承載有N個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號，且輸出該光訊號以經由該光纖纜線3傳送到該接收端20。
該接收端20包括一光電轉換器21及一處理模組22。該光電轉換器21(例如一點觸型二極體)耦接於該光纖纜線3以接收來自該光纖通訊裝置10的該光訊號，並將該光訊號轉換成一具有N個中心頻率相異成份的複合訊號。該處理模組22耦接到該光電轉換器21以接收該複合訊號，且將該複合訊號中之特定中心頻率之射頻訊號分離出來，繼而將該分離出來之訊號解調成原先之數位串流訊號。詳細地，該處理模組22具有一頻率轉換器(未圖示)及一濾波器(未圖示)。該處理模組22可以先利用該頻率轉換器及該濾波器處理該複合訊號的該等成份中的一者，接著，該處理模組22再透過該頻率轉換器選擇處理後之訊號轉換成原先之數位串流訊號。
參閱圖3，本發明光纖通訊裝置40之一第二實施例用於接收訊號，且透過一光纖纜線6耦接到一傳送端50，並包含：一光電轉換器41、一分離器42、M組解調器43，及一集線器400。
該光電轉換器41耦接到該光纖纜線6以接收一來自該傳送端50且承載有M個中心頻率相異的射頻訊號之 單一波長光訊號，且將該光訊號轉換成一具有M個中心頻率相異成份的複合訊號，M2。該分離器42耦接到該光電轉換器41以接收該複合訊號，並將該複合訊號分成M個子訊號。該等解調器43耦接到該分離器42以接收該等子訊號，且分別從該等子訊號中分別解調(例如降頻)成M個對應於特定連接埠44之數位串流訊號(頻率都為f2)。該集線器400包括M個連接埠44，該等連接埠44分別耦接到該等解調器43，該等數位串流訊號分別傳輸至該等連接埠44。
在上述實施例中，該集線器100、400是一USB集線器(USB Hub)，其中，每一連接埠11、44是一USB連接埠。當然，在其它實施例中，該集線器100、400也可由一網路交換器(Network Switch)所取代，例如一乙太網路交換器(Ethernet Swich)，並不以上述實施例揭露為限。
由上述可知，與該現有的光纖通訊系統的該第一通訊單元91(見圖1)相比，該光纖通訊裝置10先藉由該調變器12將該N串的數位串流訊號分別調變在N個頻率相異的射頻載波上產生出N個中心頻率相異的調變訊號，再藉由該組合器13及該電光轉換器14的配合將該等調變訊號組合及轉換成該承載有N個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號，不僅可以讓大量數位串流訊號透過單一光纖纜線3傳輸，還可以減少電光轉換器14的數量以大幅降低成本。此外，與該現有的光纖通訊系統的該第一通訊單元91(見圖1)相比，該光纖通訊裝置40先藉由該光 電轉換器41將該承載有M個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號轉換成該具有M個中心頻率相異成份的複合訊號，再藉由該分離器42及該等解調器43將該複合訊號分離及解調成該M個數位串流訊號，不僅可以透過單一光纖纜線6接收該等數位串流訊號，還可以減少光電轉換器41的數量以大幅降低成本。
參閱圖4，本發明光纖通訊系統的一第一實施例包含：一第一光纖通訊裝置1、多個第二光纖通訊裝置2，及一光纖網路30。在本實施例中，該等第二光纖通訊裝置2的數量為四個，但不以此為限。
該光纖網路30耦接在該第一光纖通訊裝置1及該等第二光纖通訊裝置2之間，使得該等第二光纖通訊裝置2透過該光纖網路30以一菊鍊方式耦接到該第一光纖通訊裝置1。在本實施例中，該光纖網路30包括一具有四個光纖線段32的光纖纜線3，每一光纖線段32耦接在該第一光纖通訊裝置1與其相鄰的第二光纖通訊裝置2之間，或耦接在兩相鄰的第二光纖通訊裝置2之間。
該第一光纖通訊裝置1包括一組調變器12、一組合器13，及一電光轉換器14。該組調變器12將N串的數位串流訊號分別調變(例如升頻)在N個頻率相異的射頻載波上產生N個中心頻率相異的調變訊號(頻率分別為f11~f1N)，其中N2。該組合器13耦接到該組調變器12以接收該等調變訊號，並將該等調變訊號合併成一具有N個頻率相異成份的合併訊號。該電光轉換器14(例如一雷 射二極體)耦接到該組合器13以接收該合併訊號，且還耦接到該光纖網路30，該電光轉換器14將該合併訊號轉換成一承載有N個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號，並輸出該光訊號以經由該光纖網路30傳送到該等第二光纖通訊裝置2。
該光訊號沿該光纖網路30的該光纖纜線3傳遞，且在經過每一第二光纖通訊裝置2時會被該第二光纖通訊裝置2取得其中一部分，該部分具有N個頻率相異的成份。換句話說，該等第二光纖通訊裝置2相配合將該光訊號分離成四個部分。每一第二光纖通訊裝置2包括一光電轉換器21及一處理模組22。該光電轉換器21(例如一點觸型二極體)耦接於該光纖纜線3以接收該被取得的部分，並將該接收到的部分轉換成一具有N個頻率相異成份的複合訊號。該處理模組22耦接到該光電轉換器21以接收該複合訊號，且將該複合訊號中之特定中心頻率之射頻訊號分離出來，繼而將該分離出來之訊號解調成原先之數位串流訊號。詳細地，該處理模組22具有一頻率轉換器(未圖示)及一濾波器(未圖示)。該處理模組22可以先利用該頻率轉換器及該濾波器處理該複合訊號的該等成份中的一者，接著，該處理模組22再透過該頻率轉換器選擇處理後之訊號轉換成原先之數位串流訊號。
參閱圖5，本發明光纖通訊系統的一第二實施例與第一實施例大致相同，惟，在第二實施例中，該等第二光纖通訊裝置2透過該光纖網路30以另一菊鏈方式耦接 到該第一光纖通訊裝置1。詳細來說，該光纖網路30包括四條光纖纜線3及三個分光器31。其中一條光纖纜線3耦接在該第一光纖通訊裝置1與其中一第二光纖通訊裝置2之間，且該等分光器31分別設置於該光纖纜線3的不同位置，以將該光纖纜線3分成四個線段。其餘三個第二光纖通訊裝置2分別透過其餘三條光纖纜線3耦接到該等分光器31。因此，該光訊號在該光纖網路3中傳遞時會被分離成該等部分分別供該等第二光纖通訊裝置2的光電轉換器21接收。
參閱圖6，本發明光纖通訊系統的第三實施例與第一實施例大致相同，惟，在第三實施例中，該等第二光纖通訊裝置2透過該光纖網路30以一星狀方式耦接到該第一光纖通訊裝置1，且該第一光纖通訊裝置1還包括一光分離器19，該光分離器19耦接到該電光轉換器14以接收該光訊號，且將該光訊號分離成該等部分。具體來說，該光纖網路30包括四條光纖纜線3，每一光纖纜線3耦接在該第一光纖通訊裝置1與一相對應第二光纖通訊裝置2之間，且該光訊號的該等部分分別經由該等光纖纜線3傳遞到該等第二光纖通訊裝置2，供該等第二光纖通訊裝置2的光電轉換器21接收。
綜上所述，本發明光纖通訊系統的三個實施例之該第一光纖通訊裝置1僅需要使用一個電光轉換器14即可將多串的數位串流訊號分別傳遞至該等第二光纖通訊裝置2，反之，該第一光纖通訊裝置1若要接收多串的數位 串流訊號也僅需要使用一個光電轉換器21即可達成，如此可減少使用該電光轉換器14及該光電轉換器21的數量，以大幅降低成本，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10‧‧‧光纖通訊裝置
100‧‧‧集線器
11‧‧‧連接埠
12‧‧‧調變器
13‧‧‧組合器
14‧‧‧電光轉換器
20‧‧‧接收端
21‧‧‧光電轉換器
22‧‧‧處理模組
3‧‧‧光纖纜線
f1‧‧‧數位串流訊號
f11~f1N‧‧‧調變訊號

Claims (7)

  1. 一種光纖通訊裝置，包含：一組調變器，將N個來自於一集線器的N串的數位串流訊號分別調變在N個頻率相異的射頻載波上產生N個中心頻率相異的調變訊號，N2；一組合器，耦接到該組調變器以接收該等調變訊號，且將該等調變訊號合併成一具有N個頻率相異成份的合併訊號；及一電光轉換器，耦接到該組合器以接收該合併訊號，且將該合併訊號轉換成一承載有N個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號。
  2. 如請求項1所述光纖通訊裝置，還包含該集線器，且該集線器包括N個耦接到該調變器的連接埠，其中，該調變器分別透過該等連接埠接收該等數位串流訊號。
  3. 一種光纖通訊裝置，包含：一光電轉換器，將一承載有M個頻率相異成份的射頻訊號之單一波長光訊號轉換成一具有M個不同中心頻率相異成份的複合訊號，M2；一分離器，耦接到該光電轉換器以接收該複合訊號，且將該複合訊號分成M個子訊號；及M組解調器，耦接到該分離器以接收該等子訊號，且將依對應的中心頻率將該等子訊號中之特定中心頻率之訊號分別解調成M個數位串流訊號以傳輸至一集線器。
  4. 如請求項3所述光纖通訊裝置，還包含該集線器，且該集線器包括M個耦接到該解調器的連接埠，其中，該等數位串流訊號分別傳輸至該等連接埠。
  5. 一種光纖通訊系統，包含：一第一光纖通訊裝置；多個第二光纖通訊裝置；及一光纖網路，耦接在該第一光纖通訊裝置及該等第二光纖通訊裝置之間，使得該等第二光纖通訊裝置透過該光纖網路以菊鍊或星狀方式耦接到該第一光纖通訊裝置；該第一光纖通訊裝置包括一組調變器，將N串的數位串流訊號分別調變在N個頻率相異的射頻載波上產生N個中心頻率相異的調變訊號，N2，一組合器，耦接到該組調變器以接收該等調變訊號，且將該等調變訊號合併成一具有N個頻率相異成份的合併訊號，及一電光轉換器，耦接到該組合器以接收該合併訊號，且將該合併訊號轉換成一承載有N個中心頻率相異的射頻訊號之單一波長光訊號；每一第二光纖通訊裝置接收來自該第一光纖通訊裝置並透過該光纖網路傳送的該光訊號的一部分，且包括一光電轉換器及一處理模組，該接收到的部分具有N個中心頻率相異的成份，該光電轉換器將該接收到的部分 轉換成一具有N個中心頻率相異成份的複合訊號，該處理模組耦接到該光電轉換器以接收該複合訊號，並將該複合訊號中之特定中心頻率之射頻訊號分離出來，繼而將該分離出來之訊號解調成原先之數位串流訊號。
  6. 如請求項5所述光纖通訊系統，其中，該等第二光纖通訊裝置透過該光纖網路以菊鏈方式耦接到該第一光纖通訊裝置，該光纖網路將該光訊號分離成該等部分。
  7. 如請求項5所述光纖通訊系統，其中，該等第二光纖通訊裝置透過該光纖網路以星狀方式耦接到該第一光纖通訊裝置，該第一光纖通訊裝置還包括一光分離器，該光分離器耦接到該電光轉換器以接收該光訊號，且將該光訊號分離成該等部分。
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