(57)【要約】ファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）システムは、映像、音声、およびデータの信号のような順方向および逆方向の光信号を、光ファイバを介して伝送し、かつ、複数のホームネットワークユニットを含む。ホームネットワークユニットは、映像、音声、およびデータの信号のうちの少なくとも１つを受信するための光受信器を含む。光受信器の全体にわたって分散配置される、複数の利得段階が含まれる。利得段階は、前置増幅器段階、２つの段間増幅器、および後置増幅器段階を含む。２つの利得制御回路が、ＦＴＴＨ光受信器への入力パワーレベルに基づいて、映像信号の利得を自動的に調整する。さらに、チルトネットワークが、外部に配置された同軸ケーブルに対するレベル補償を実行する。次に、信号が、低雑音信号を有する適切なＲＦレベルで、同軸ケーブルを介して家庭内に配置された装置に提供される。
2009527205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像、音声、およびデータの信号のような順方向および逆方向の光信号を、光ファイバを介して伝送するためのファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）システムであって、
該ＦＴＴＨシステムは、複数のホームネットワークユニットを含み、該複数のホームネットワークユニットは、該映像、音声、およびデータの信号のうちの少なくとも１つを受信するための、かつ該少なくとも１つの映像、音声、およびデータの信号を同軸ケーブルを介して接続された装置に提供するための、光受信器を含み、
該光受信器は、
光信号をＲＦ信号に変換するためのフォトダイオードと、
該ＲＦ信号を該光受信器の全体にわたって増幅するための複数の利得段階と、
を備え、
該複数の利得段階は、前置増幅器段階および後置増幅器段階と、該前置増幅器および後置増幅器段階の間に連結される第１および第２の段間増幅器と、を備え、
該複数の利得段階を該光受信器の全体にわたって配置することが、低出力雑音信号を有する所望のレベルを有する後置増幅器出力信号を提供する、
ＦＴＴＨシステム。
【請求項２】
前記光受信器は、
前記ＲＦ信号を前記フォトダイオードから受信するための、かつ光制御信号を提供するための、第１の利得制御ネットワークであって、該ＲＦ信号は前記光信号の入力パワーレベルを備える、第１の利得制御ネットワークと、
前記前置増幅器段階と前記第１の段間増幅器との間に連結される第１の減衰器であって、該光制御信号を受信し、かつ該光信号の該入力パワーレベルが所定の範囲を越えるときには、該ＲＦ信号を減衰するための、第１の減衰器と、
をさらに備える、
請求項１に記載のＦＴＴＨシステム。
【請求項３】
前記光受信器は、前記入力パワーレベルを前記第１の利得制御ネットワークに提供するための光パワー感知回路をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記光受信器は、
前記ＦＴＴＨシステムから制御機能信号を受信するためのイネーブル回路であって、該制御機能信号は前記複数の利得段階に対するパワー制限機能を示す、イネーブル回路をさらに備え、
該パワー制限機能がイネーブル化されるときには、前記ＲＦ信号は、前記接続された装置への配信を阻止される、
請求項１に記載のＦＴＴＨシステム。
【請求項５】
前記光受信器は、バイアス回路をさらに含み、該バイアス回路は、変圧器バイアス回路である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記光受信器は、バイアス回路をさらに含み、該バイアス回路は、抵抗器バイアス回路である、請求項１に記載のＦＴＴＨシステム。
【請求項７】
前記光受信器は、
前記第１および第２の段間増幅器の間に連結される第２の減衰器と、
前記後置増幅器段階の出力に連結される第２の利得制御ネットワークであって、前記後置増幅器出力信号と関連するレベルを示すＲＦ制御信号を提供するための、第２の利得制御ネットワークと、
をさらに備える、
請求項２に記載のＦＴＴＨシステム。
【請求項８】
前記第２の減衰器は、前記後置増幅器出力信号を前記所望のレベルに維持するために、前記ＲＦ制御信号に基づいて前記ＲＦ信号を減衰する、請求項７に記載のＦＴＴＨシステム。
【請求項９】
前記第１の減衰器が切り替わるときには、前記第２の減衰器は、前記後置増幅器出力信号の前記所望のレベルを維持するために自動的にバックオフする、請求項７に記載のＦＴＴＨシステム。
【請求項１０】
増幅されたＲＦ出力信号を提供する方法であって、該方法は、
光受信器において入力光信号を受信するステップと、
該入力光信号をＲＦ信号に変換するステップと、
所望のレベルを有するＲＦ出力信号を提供するために、該光受信器の全体にわたって配置された複数の利得段階で、該ＲＦ信号を増幅するステップと、
を実行し、
該複数の利得段階は、前置増幅器段階、第１の段間増幅器、第２の段間増幅器、および後置増幅器段階を備える、
方法。
【請求項１１】
前記ＲＦ信号を増幅する前に、該ＲＦ信号の入力レベルを決定するステップと、
該入力レベルが所定の範囲を越えるときには、前記前置増幅器段階の出力において第１の減衰器で該ＲＦ信号を減衰するステップと、
をさらに実行する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記入力光信号の前記入力レベルを感知するステップと、該入力レベルを第１の利得制御ネットワークに提供するステップと、をさらに実行する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１および第２の段間増幅器の間に配置された第２の減衰器で、前記ＲＦ信号を減衰するステップをさらに実行する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＲＦ出力信号と関連するレベルを示すＲＦ制御信号を、前記第２の減衰器に提供するステップをさらに実行する、請求項１３に記載の方法であって、該第２の減衰器は、前記出力ＲＦ信号を前記所望のレベルに維持するために、該ＲＦ制御信号に基づいて前記ＲＦ信号を減衰する、方法。
【請求項１５】
前記第１の減衰器が切り替えを開始するときには、前記ＲＦ出力信号の前記所望のレベルを維持するために、減衰を自動的にバックオフするステップをさらに実行する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
光入力信号を受信し、かつＲＦ出力信号を提供するための光受信器を備える、通信システムであって、
該光受信器は、
光レベルを有する光信号を、ＲＦレベルを有するＲＦ信号に変換するためのフォトダイオードであって、該ＲＦレベルは該光レベルと均等である、フォトダイオードと、
該ＲＦ信号を受信するための、かつ増幅された信号を提供するための、該フォトダイオードに連結される前置増幅器段階と、
所定のレベルに従って該ＲＦレベルを減衰するための、該前置増幅器段階に連結される第１の減衰器と、
該ＲＦ信号を増幅するための、該第１の減衰器に連結される第１および第２の段間増幅器と、
該所定のレベルに従って該ＲＦレベルをさらに減衰するための、該第２の段間増幅器に連結される第２の減衰器と、
該ＲＦ信号の終段増幅のための、該第２の減衰器に連結される後置増幅器段階と、
を備え、
該後置増幅器段階によって提供される該ＲＦ信号の該ＲＦレベルは、該所定のレベルにある、
通信システム。
【請求項１７】
前記ＲＦ信号を前記フォトダイオードから受信するための、かつ前記ＲＦレベルを示す光制御信号を提供するための、第１の利得制御ネットワークをさらに備える、請求項１６に記載の通信システム。
【請求項１８】
前記ＲＦ信号を前記後置増幅器段階から受信するための、かつ前記ＲＦレベルを示すＲＦ制御信号を前記第２の減衰器に提供するための、第２の利得制御ネットワークをさらに備える、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項１９】
前記第１の減衰器が切り替わるときには、前記第２の減衰器は、前記後置増幅器段階のＲＦ信号の所望のレベルを維持するために自動的にバックオフする、請求項１６に記載の通信システム。
【請求項２０】
前記通信システムから制御機能信号を受信するためのイネーブル回路をさらに備える、請求項１６に記載の通信システムであって、該制御機能信号は、前記前置増幅器段階、前記第１および第２の段間増幅器、ならびに前記後置増幅器段階に、パワー制限機能を示し、該パワー制限機能がイネーブル化されるときには、該後置増幅器段階のＲＦ信号は、伝送を阻止される、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）光伝送システムに関し、より具体的には、映像、音声、およびデータの光信号を最適性能を維持しつつ受信および処理するための分散型利得制御を有する、当該システムにおいて使用されるＦＴＴＨ光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭に引かれた光ファイバ、すなわち、ファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）システムを介した、映像、音声、およびデータ信号の伝送に多大な関心が寄せられている。従来、ケーブル事業者は、ハイブリッドファイバ／同軸ケーブル（ＨＦＣ）システム上で、映像信号およびデータ信号を提供してきた。ＦＴＴＨシステムでは、光信号は、より長い距離の伝送のために光ファイバを介して送信される。次に、光信号は、家庭に入る直前に、同軸ケーブル上での伝送のために無線周波数（ＲＦ）信号に変換される。対照的に、電話事業者は、従来、家庭に引かれた光ファイバを介して音声信号およびデータ信号を提供してきており、信号は、次に、同軸ケーブルとは対照的に、ツイストペアケーブルを介して家庭に入る。映像、音声、およびデータのサービスに対する需要が継続的に増加するにつれて、光ファイバによる解決策は、ケーブル事業者と電話事業者の両方に対して、従来のＨＦＣおよび電話技術システムを上回る勢いを獲得し続けている。さらに、ケーブルおよび電話サービスを提供するうえで、家庭のより近くまで引かれる光ファイバの利用に関しては、いくつかの利点がある。
【０００３】
一般的に光ファイバシステムは、有用にも、若干の例を挙げるならば、高い信号品質、低保守性および容易なトラブルシューティング、低減衰率、および容易なシステム拡張性、を享受する。反対に、光ファイバシステムに関する一部の不具合点は、利得制御の維持、電力提供および電力消費、設置、および光受信器などの機器の簡素化の必要性、である。それ故に、ファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）システム上で映像、音声、およびデータの信号を含むブロードバンドサービスのパッケージ一式を提供することができ、いかなる不具合点をも克服可能である光受信器が必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
添付の図面を参照して、本発明が以下の本明細書においてより詳細に説明される。添付の図面の中で、いくつかの図面における同一の数字は同一の要素を表し、また、添付の図面の中で、本発明の例示的な実施形態が示される。しかしながら、本発明は、多数の異なる形式で具現化され得、また、本明細書に記載される実施形態に限定するように解釈されるべきではなく、むしろ、該実施形態は、本開示が完全かつ徹底的であり、かつ本発明の範囲を当業者に十分伝えるように提供される。例えば、本発明は、個別の構成要素およびＭＭＩＣ増幅器を使用して具現化され得る。さらに、本発明は、１つの集積回路に組み込まれるカスタムＲＦＩＣを使用して具現化され得る。さらに、本発明は、光フォトダイオードと組み合わされ得、その２つを１つのパッケージに一緒に配置することによって、または光学素子および無線周波数（ＲＦ）エレクトロニクス素子に対して同一の基板を使用することによって、組み合わされ得る。本発明は、家庭または職場の外壁に配置されたエンクロージャ内に装着され得る。従って、電力消失は最小化され、回路網は屋外環境用に設計されるべきである。それ故に、温度補償された自動利得回路網が、温度変動下で性能を維持するために重要である。
【０００５】
本発明は、ファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）システム用に設計される光受信器に対するニーズに対処することが、理解される。しかしながら、本発明は、ＦＴＴＨシステムに限定されない。より具体的には、本発明はまた、ファイバ・トゥ・ザ・カーブ（ＦＴＴＣ）システム、ファイバ・トゥ・ザ・ビジネス（ＦＴＴＢ）システム、またはハイブリッドファイバ／同軸（ＨＦＣ）システムにおいても使用され得る。有用にも、本発明に従って、利得制御回路は、雑音およびひずみ性能、利得制御、低電力消費、および十分に制御された無線周波数（ＲＦ）出力レベルに対処するために、光受信器の全体にわたって段階的に分散配置される。このようにして、光受信器の設計は、ＦＴＴＨシステムに、必要なシステム仕様を保持しつつ拡張された光入力領域の利益を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、従来のファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）光受信器１００のブロック図を示す。ＦＴＴＨ光受信器１００は、映像、音声、およびデータの信号を含む多重波長の光信号を、上流に位置するサービスプロバイダから受信することが可能である。例えば、映像信号は１５５０ナノメートル（ｎｍ）の波長で送信され得、下流または順方向に、音声信号およびデータ信号は１４９０ｎｍの波長を使用して送信され得、上流または逆方向に、音声信号およびデータ信号は１３１０ｎｍの波長を使用して送信され得る。波長は、ＦＴＴＨシステム全体において使用されるファイバ機器に応じて異なり得ることが理解される。ＦＴＴＨ光受信器１００は、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）（図示せず）のような、家庭に装着されるユニット内に収容される。家庭に装着されるユニットは、音声信号およびデータ信号を処理するための追加の電話回路網を含み得る。次いで、音声信号およびデータ信号は、従来の方式のツイストペアケーブルを介して適切な家庭用機器に提供され得る。
【０００７】
音声信号およびデータ信号に加えて、光受信器１００は、映像／オーディオ信号を受信し、処理する。これは、音声信号およびデータ信号だけしか処理しない従来のＯＮＵに比べると、大幅な改善である。このようにして、ＦＴＴＨシステムを既に適所に備え得る従来の電話またはケーブル事業者は、ＦＴＴＨ光受信器１００を既存のＯＮＵに追加し、映像、音声、およびデータの信号を処理し得る。一般的には、ＦＴＴＨ光受信器１００を介して家庭に提供される映像信号は、従来のＨＦＣシステムによって提供される映像信号と同等か、またはそれよりも優れた品質を有する。
【０００８】
トリプレクサ１０５は、種々の波長を有する異なる信号を区別および分離する。これらの分離された信号は、次に、ＯＮＵまたはＦＴＴＨ光受信器１００の中の適切な装置に提供され、さらに処理される。図２は、ＦＴＴＨ光受信器１００における使用に適したトリプレクサ１０５の詳細図を示す。トリプレクサ１０５は、光信号を受信し、受信した信号の波長に応じて、その信号を適切な内部フォトダイオードにルーティングする。より具体的には、映像ミラー２０５が、波長によって決定された映像信号を映像フォトダイオード２１０に反射する。現在では、映像信号を伝送するために好適な波長は１５５０ｎｍから１５６０ｎｍまでであり、これは、若干の例を挙げると、既存のファイバ機器、この波長におけるファイバの低損失、ＥＤＦＡ技術、およびレーザーの利用可能性、の理由からである。映像フォトダイオード２１０は、順方向周波数の映像信号を、ＦＴＴＨ光受信器１００内の増幅器段階に提供する。映像信号に使用される一般的な順方向周波数は、４５から１０００メガヘルツ（ＭＨｚ）までである。第２のミラー２１５は、例えば１４９０ｎｍの第２の波長を第２のフォトダイオード２２０に反射する。次に、第２のフォトダイオード２２０は、例えば毎秒１５５メガビット（ｍｂｐｓ）で、音声信号およびデータ信号を含むデジタルストリームを出力する。レーザー２２５は、例えば１５５ｍｂｐｓで、音声信号およびデータ信号を含む光デジタルストリーム出力を提供する。デジタルフォトダイオード２２０およびレーザー２２５は、デジタルストリームを、従来の方式での処理のためにＯＮＵの追加の回路網（図示せず）に提供し、そこから、家庭の全体にわたってルーティングされているツイストペアケーブルに提供する。しかしながら、映像サービスのみに対しては、ダイプレクサまたは標準のフォトダイオードが使用され得ることが理解される。光受信器に使用され得るトリプレクサに関するさらなる情報は、共同の発明者による「Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ（ＦＴＴＨ）Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｈａｖｉｎｇ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  ａ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｅｎａｂｌｅ」の名称を有する、米国特許第６，６７４，９６７号に記載されており、その開示および教示は、本明細書において参考として援用される。
【０００９】
再度図１を参照すると、映像フォトダイオード２１０は、３つの出力を有する。２つの出力は、映像信号を前置増幅器段階にマッチングするために変圧器１１０に提供され、第３の出力（図示せず）は、接地ピンである。このマッチングは多数の方法で達成され得るが、本発明の好適な実施形態は、変圧器１１０およびバイアスネットワーク１１２によってこのマッチングを達成することが理解される。これらはまた、光受信器の雑音性能を改善する役割をも果たす。フォトダイオード２１０および変圧器１１０は、一方は０°で他方は１８０°である２つの反位相ＲＦ電流接続を、２つのプッシュプル増幅器１１５、１２０の入力に提供する。フォトダイオード２１０からのブロードバンド電流信号は、結合変圧器１２５に連結される前に、増幅器１１５、１２０において増幅されたＲＦ電圧信号に変換される。
【００１０】
増幅器１１５、１２０、および１４０、１４５を備える利得段階は、米国特許第５，３４７，３８９号に開示されるようなプッシュプル応用を利用し、その特許の教示は、本明細書において援用される。利得段階（すなわち、前置増幅器段階および後置増幅器段階）は、４方向スプリッタおよび同軸ケーブルと関連する一般的な損失を有するホームネットワークを駆動するのに十分な、利得を提供するように設計される。増幅器１１５、１２０、１４０、１４５は、その直線性性能が十分である限り、代替的に、シングルエンド増幅器段階であり得ることが理解される。シングルエンド増幅器の使用はまた、変圧器１２５および１３５を削除し、それによってコストを削減する。
【００１１】
利得制御とチルトとの組み合わせネットワーク１３０は、結合されたＲＦ信号を受信する。ネットワーク１３０の利得制御部分は、ＦＴＴＨシステムによって提供される広範囲の入力光パワーを補う。利得制御ネットワークを必要とせずに、ＦＴＴＨシステムを構築することが可能であることが理解される。しかしながら、この方式においては、オペレータは、増幅器段階を適切なレベルに設定するために、所定の光ファイバ長さおよび家庭の既知のＲＦ入力レベルを有するシステムを構築しなければならない。設計および実装がより難しくなるが、利得制御ネットワークを使用しない場合には、変圧器１２５、１３５が必要でなくなることが理解される。しかしながら、本発明の好適な実施形態においては、種々のファイバ長さおよびＲＦ入力レベルを有するシステムにおける柔軟性に対応するために、ネットワーク１３０の利得制御部分が提供される。
【００１２】
利得制御ネットワーク１３０は、開ループ利得制御ネットワークであって、フォトダイオード２１０の出力からの光入力パワーレベルを感知することによって、適切な利得を引き出す。家庭に対して許容可能な入力信号レベルを維持するために、所定のバックオフ量が設定される。例えば、ＰＩＮダイオードを利用するブリッジＴ回路が、ネットワーク１３０に所定のバックオフを設定する。このようにして、ＦＴＴＨ光受信器１００の設置は、従来の光受信器および増幅器によって必要とされる出力ＲＦレベルを設定する必要がないために、所定のバックオフを使用することによって簡略化される。さらに、所定のバックオフ量は、光変調指数（ＯＭＩ）が既知および一定である場合に有効である。より安価なＡＧＣネットワーク手法は、利得変動を０ｄＢ損失または１０ｄＢ損失に限定することを含む。閾値点は、雑音性能を最適化するように調整され得るが、ＲＦ出力レベルを許容可能な限度内に維持し得る。ヒステリシスネットワークがまた、回路網を制御し、閾値点付近での任意の振動状態を除去するために、実装され得る。
【００１３】
ネットワーク１３０の利得制御部分は、前置増幅器段階と後置増幅器段階との間に配置される段間装置である。代替案として、利得制御は、受信器１００の出力に配置され得る。しかしながら、段間配置とすることによって、後置増幅器の直線性の必要性が減少する。利得制御およびチルトネットワーク１３０の出力は、ＲＦ信号を２つのプッシュプル後置増幅器１４０および１４５とマッチングするために、変圧器１３５に提供される。終段変圧器１５０は、増幅されたＲＦ信号を受信し、例えば、セットトップ装置に同軸ケーブルを介して伝送するために、ＲＦ信号を結合する。
【００１４】
図３は、ＦＴＴＨシステムでの使用に適した、本発明に従った光受信器の第１の実施形態である。本発明に従った光受信器３００は、図１の従来の光受信器１００とは対照的に、いくつかの利得段階を利用する。より具体的には、本発明によると、図１に示されるような前置増幅器および後置増幅器段階を単に実装するのではなく、利得段階３２０、３３５、３５０、３６０が、光受信器３００の全体にわたって分散配置される。従来の光受信器１００では、ＦＴＴＨシステムの入力光レベルの変動のために必要とされるＲＦ出力の直線性仕様を維持するために、より高いパワーの利得段階が必要とされる。反対に、本発明によると、雑音性能が最適化され、また、ＲＦ信号レベルが利得段階の線形領域を越えて増加することを阻止されて、より小さく低い電力消費の利得段階が可能になる。本段階は、ＯＭＩが既知でない場合、またはチャネルローディングにより変化し得る場合には、開ループ回路または閉ループ回路、所定のバックオフ、またはＲＦフィルタと検出器を使用するなどの、異なる方式で実装可能であることが理解される。
【００１５】
フォトダイオード３０５は、入力光信号を受信し、光信号をＲＦ信号に変換する。フォトダイオード３０５は、外部の波分割多重化（ＷＤＭ）構成要素が使用される場合には、スタンドアロン型装置であり得ることが理解される。さらに、図示されるフォトダイオード３０５はまた、ＷＤＭ構成要素を含むダイプレクサまたはトリプレクサモジュールであり得る。さらに、フォトダイオード３０５は、受信器集積回路と一体化されるなどの、多くの方式でバイアスされ得るが、本発明の好適な実施形態では、それは、光受信器の雑音性能を改善するためにも機能する、バイアスネットワーク３０８および変圧器３１０を介して達成される。
【００１６】
フォトダイオード３０５のＲＦ出力は、前置増幅器段階３２０に提供される。変圧器３１０、３１５、および増幅器を含む前置増幅器段階３２０は、ＲＦ出力信号を低出力インピーダンスにマッチングさせる。段階３２０、３３５、３５０、３６０は、４方向スプリッタおよび同軸ケーブル損失を備えるホームネットワークを駆動するのに十分な、利得を提供するように設計されることが理解される。光受信器３００の最終のＲＦ出力インピーダンスは７５オームであり、これは、家庭内分散ネットワークに対する一般的な要求値である。また、本発明の好適な実施形態では、段階的な増幅器はプッシュプル回路であるが、直線性性能が十分である場合には、シングルエンド段階であり得ることが、また理解される。上述のように、シングルエンド段階またはプッシュプル回路が３５０および３６０で同時に使用される場合には、光受信器の一部の変圧器が削除され、費用が削減される。前置増幅器段階３２０の入力雑音性能が低い場合には、入力変圧器３１０を削除し、かつ公知の方法でＲＦインダクタチョークを介してフォトダイオード３０５をバイアスすることによって、また費用が削減され得る。
【００１７】
減衰器３２５および利得制御ネットワーク３３０は、ＦＴＴＨシステムから受信され得る広範囲の入力光パワーを補う。任意の利得制御の前に、入力光パワーに起こり得る１５ｄＢの変動は、ＲＦレベルの３０ｄＢに関連し、これは、ホームネットワークにおいて接続されるテレビおよびセットトップ端末に対しては過度である。従って、減衰器および利得制御回路が、家庭に対する許容可能な入力信号レベルを維持すると共に、良好な雑音性能、良好な直線性、および低電力消費の必要性を維持するために必要である。本発明の好適な実施形態は、フォトダイオード３０５からのセンスラインから導出される開ループ補償回路を組み込む。光入力パワーは、まず、利得制御回路３３０に含まれる光検出回路によって感知される。次に、光レベルがパワーにおいて所定の閾値を越えて増加するときには、第１の減衰器３２５が入力信号レベルを減衰する。これにより、光受信器３００が、入力光信号を提供するシステムが十分な信号対雑音レベルを達成するまでに、その雑音性能を最適化することができる。入力信号レベルが減衰するにつれて、光受信器３００の雑音は低下する。しかしながら、この減衰は、入力信号が段間増幅器３３５および後続の各利得段階３５０、３６０をオーバードライブすることを防止することによって、所望の出力直線性の要求を達成することに役立つ。
【００１８】
第２の減衰器３４０は、常時動作しており、最初の２つの利得段階３２０、３３５の後に配置される。２つの段階３３５と３５０との間に配置されるために、第２の減衰器３４０は、光受信器の雑音性能に対するその直接的な影響を制限する。より具体的には、第２の減衰器３４０は、第１の減衰器３２５に、雑音性能を改善するように切り替わるときには、遅延の能力を可能にする。第１の減衰器３２５が切り替わるときには、第２の減衰器３４０は、所望のレベルを維持するように自動的にバックオフする。さらに、減衰器３４０が出力利得段階３５０、３６０の前に配置されるために、信号のＲＦレベルは、出力利得段階３５０、３６０の前でさらに減衰される。この追加の減衰により、光受信器３００が一定の出力レベルを有し、かつ出力利得段階３５０、３６０が非線形領域にオーバードライブされないようにすることが可能になる。閉ループの第２の減衰器３４０はパワー検出回路を使用し、その入力を結合器３７０から受信する。さらに、結合器３７０は、ＲＦ出力信号をホームネットワークに提供する。
【００１９】
図１にも示されるように、本発明の光受信器３００は、遠隔イネーブルをまた含み得る。サービスプロバイダは、ネットワークを介して遠隔から光受信器３００をディスエーブルし得る。サービスプロバイダと光受信器３００との間の通信は、ファイバ上である波長を使用して、双方向デジタル信号経路を提供する。イネーブル機能が、利得段階３２０、３３５、３５０、３６０へのパワーを中断し、それによって、家庭への任意の映像信号を遮断するための適切な隔離が提供される。フォトダイオード３０５のバイアスは依然として維持されるが、しかしながら、映像出力の状態に関わらず、光信号の品位の監視が可能になる。追加の利点として、映像サービスが必要とされない場合には、家庭に装着されるユニットの電力消費が削減される。
【００２０】
図４は、本発明に従った光受信器の第２の実施形態である。集積回路４０５は、前置増幅器段階４１５および第１の段間増幅器４３０を１つのパッケージに組み込む。集積回路４０５はまた、２つの回路を１つのパッケージに一緒に配置することによって、または光学素子およびＲＦエレクトロニクス素子の両者に対して同一基板を使用することによって、フォトダイオード３０５に連結され得ることが理解される。次に、光受信器４００は、家庭または職場の外壁上のエンクロージャ内に装着され得る。集積回路４０５の中に、バイアスネットワーク４１０および遠隔イネーブルがまた含まれ得る。利得制御回路４２０、４２５が、前置増幅器段階４１５と段間増幅器４３０との間に連結される。
【００２１】
光受信器４００はまた、減衰器３４０と、ＲＦ検出および自動利得制御回路網３４５とを備える。次に、チルトネットワーク４３５が、第２の段間増幅器３５０と後置増幅器段階３６０との間に結合されて、任意のＲＦケーブル損失による家庭内ネットワークに対する適切なチルトを有するＲＦ出力が、確実に提供されるようにする。また、ＲＦ試験点として動作する結合器４４０が含まれ、サービスプロバイダが受信器４００の出力におけるＲＦレベルを検証することが可能になる。
【００２２】
上記は、様々な広範囲の入力光信号を受信し、かつ良好な雑音ひずみ性能を有する線形ＲＦ出力を継続的に提供するニーズに対処する、本発明に従った光受信器について説明している。また、上述のように、示された実施形態と類似の方法で実行し、なおかつ本発明の範囲を具現化する光受信器の、いくつかの異なる実施形態が存在することが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、従来のファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）光受信器のブロック図を示す。
【図２】図２は、図１のＦＴＴＨ光受信器での使用に適したトリプレクサの詳細図を示す。
【図３】図３は、ＦＴＴＨシステムでの使用に適した、本発明に従った光受信器の第１の実施形態である。
【図４】図４は、ＦＴＴＨシステムでの使用に適した、本発明に従った光受信器の第２の実施形態である。
【図１】
2009527205.tif 000003
【図２】
2009527205.tif 000004
【図３】
2009527205.tif 000005
【図４】
2009527205.tif 000006
【国際調査報告】
2009527205.tif 000007
2009527205.tif 000008
2009527205.tif 000009