SISTEMA PARA LA DISTRIBUCIÓN EN INTERIORES DE SEÑALES SOBRE FIBRA ÓPTICA.

Sistema para la distribución en interiores de señales sobre fibra óptica.

Un sistema para la distribución simultánea en interiores de señales digitales de banda base (por ejemplo, señales de Ethernet) y señales de radiofrecuencia, comprendiendo el sistema un nodo óptico híbrido y al menos un nodo de conmutador/concentrador híbrido. La presente invención soluciona los problemas del estado de la técnica existente proponiendo un sistema que distribuye simultáneamente los datos digitales de banda base y las señales de radiofrecuencia analógicas proporcionadas por un nodo de acceso de radio en un entorno de interiores mediante una red de fibra óptica de plástico (POF). La ventaja principal de esta invención es que hace posible compartir una infraestructura de fibra óptica de plástico entre una red de área local para la transmisión digital de datos, y la distribución de señales de radiofrecuencia inalámbricas, en particular señales de difusión de DVB y señales de banda ancha de red móvil como UMTS o LTE.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere en general a un procedimiento y sistema para la distribución en interiores de señales y, más en particular, a un procedimiento y sistema para distribuir de manera eficaz señales Ethernet e inalámbricas usando fibra óptica de plástico.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Los operadores de telecomunicaciones ofrecen actualmente servicios soportados en señales de radio que deben distribuirse en interiores a través de las instalaciones del cliente. Un ejemplo de estas señales de radio son las señales DVB-T (difusión de vídeo digital terrestre) de difusión enviadas a las instalaciones del cliente (mediante fibras u otros medios de telecomunicación) a la red de acceso doméstica. Otros ejemplos son las interfaces de radio de banda ancha de redes móviles como UMTS, HSPA, L TE (long time evolution, evolución a largo plazo) , que también pueden enviarse a las instalaciones del cliente mediante fibras a la red de acceso doméstica FTTH, o tomarse de la interfaz aérea (macroceldas de red móvil terrestre pública) en algún punto de las instalaciones del cliente.

Las técnicas comunes para la distribución en interiores de estas señales de radio, con el fin de hacer posible que alcancen el equipo final en el que se usarán (un aparato de televisión, ordenador o un teléfono móvil, por ejemplo) son dos básicamente; la distribución de las señales dentro de las instalaciones del cliente mediante un cable coaxial, o transmitir de manera inalámbrica las señales dentro de las instalaciones del cliente. Las soluciones por cables coaxiales tienen inconvenientes importantes puesto que requieren perforar paredes interiores y un despliegue costoso del cable, haciendo que no sean rentables para el proveedor de servicios y molestas para el cliente final. Por otro lado, las soluciones inalámbricas no requieren ningún cableado, pero en muchas ocasiones no pueden garantizar una cobertura total de las instalaciones del cliente, y son propensas a interferencias y a un espectro insuficiente.

Algunos ejemplos de estas soluciones son:

• Un ONT (terminal de red óptica) que recibe un múltiplex de DVB-T, modulado en una longitud de onda óptica específica, desde la red de fibra FTTH, y alimenta este múltiplex de radiofrecuencia de DVB-T a una red de cable coaxial para su distribución en interiores a algunos aparatos de televisión.

• Un ONT que recibe un múltiplex de DVB-T, modulado en una longitud de onda óptica específica, desde la red de fibra FTTH, y transmite algunos de los canales de DVB-T en la banda de ISM de 5 GHz.

• Un repetidor de radiofrecuencia, que toma una señal de radio de banda ancha de red móvil en alguna ubicación favorable de las instalaciones del cliente, como una ventana, y amplifica y vuelve a irradiar la señal en el interior, con el fin de proporcionar una cobertura de banda ancha de telefonía móvil en interiores.

Por otro lado, también hay soluciones de interiores para la distribución de datos digitales, por ejemplo redes de área local de tipo Ethernet, que no pueden soportar la distribución de ninguna señal de radio analógica en su forma nativa, es decir, señales cuyo contenido puede ser digital pero el contenido se transmite a través de una señal analógica (modulada en amplitud o fase) . Este tipo de señales no puede distribuirse directamente por estas redes de área local; en primer lugar deben desmodularse, extraerse el contenido digital y a continuación transmitirse a través de la red de área local. Algunos ejemplos de estas soluciones son:

• Una red de área local soportada en cable coaxial, cable UTP (par trenzado no apantallado) , o cable de fibra óptica de plástico (POF) .

• Una red de área local soportada en la red eléctrica (es decir, cables de alimentación de 220 V) , usando tecnología PLC (comunicaciones por cable eléctrico)

• Una red de área local soportada en una tecnología inalámbrica, como Wi-Fi IEEE 802.11

En el campo específico de la tecnología de distribución de fibra óptica en interiores, el estado de la técnica en investigación es, por ejemplo, el siguiente:

o En la sección 4.8 se describen algunas actividades de radio sobre fibra, para fibras monomodo y multimodo, pero no se describe radio sobre fibra para actividad de fibra óptica de plástico.

o En la sección 4.9 se describen algunas actividades sobre fibra óptica de plástico, pero sólo para comunicaciones digitales.

• Hay algunos grupos de trabajo, por ejemplo DTU Fotonik (Departamento de Ingeniería Fotónica, Universidad Técnica de Dinamarca) , que han publicado algunos trabajos acerca de la transmisión de señales digitales sobre fibra. Por ejemplo, en el documento "5 GHz 200 Mbit/s Radio Over Polymer Fiber Link with Envelope Detection at 650 nm Wavelength". Communication Conference, OFC'09, San Diego, California, EE.UU. 2009, se describe un sistema en el que una señal de 200 Mbps modula una portadora de radio de 5 GHz. Sin embargo, cuando la portadora de 5 GHz modulada, modula un RC-LED, funciona como un filtro paso bajo, rechazando la portadora de 5 GHz y transmitiendo sólo la señal de 200 Mbps.

• Otro documento del mismo grupo "Convergencia de sistemas de comunicación ópticos e inalámbricos", Sociedad Española de Óptica, Óptica Pura y Aplicada 42 (2) 83-81 (2009) , apartados 4 describe algunas opciones de radio sobre fibra sobre fibra de sílice, aunque no se tiene en cuenta la fibra óptica de plástico.

Teniendo en cuenta este análisis del estado de la técnica, se ha planteado que no hay ninguna implementación, ni comercial ni en el estado de investigación, para la distribución de señales de radio analógicas (por ejemplo, DVB-T, HSPA, LTE) sobre fibra óptica de plástico, y que no hay ninguna implementación que pueda compartir una fibra óptica de plástico entre la distribución de señales de radio analógicas y el soporte de una red de área local de tipo Ethernet que transporta datos digitales.

En esta figura, el sistema (1 00) incluye una terminación de red óptica (ONT) (1 01) que está conectada a una red de operador de telecomunicaciones a través de una red de acceso (107) . El ONT proporciona en su salida un múltiplex de DVB-T (106) que se alimenta a un extensor óptico (1 05) que selecciona algunos de los canales de radiofrecuencia de DVB-T y los convierte en un formato óptico, y luego los transmite a través de una fibra óptica de plástico (108) . Un transmisor de DVB-T de 5 GHz (109) recibe las señales de DVB-T moduladas de manera óptica desde la fibra óptica de plástico, las convierte a un formato eléctrico y las transmite de manera inalámbrica en la banda de 5 GHz a los equipos del cliente (1 02) . Estos equipos están diseñados para proporcionar a los equipos finales (1 03) al menos un servicio de telecomunicaciones a través de una determinada interfaz (1 04) .

El extensor óptico incluye un sintonizador analógico que selecciona algunos de los canales de radiofrecuencia en el múltiplex de DVB-T y los convierte a una frecuencia intermedia, que modula una fuente óptica. La arquitectura e implementación detallada de la solicitud de patente P201 030924 están diseñadas para soportar sólo señales de radiofrecuencia de DVB y no pueden soportar ninguna otra señal, como datos digitales de banda base (como sí puede la presente invención) .

La presente invención es una solución más general, puesto que hace posible compartir la fibra POF entre una red de área local y la distribución de radio analógica, soportando tanto la distribución de señales de radio de banda ancha de radio móvil como señales de televisión terrestre digital.

Pueden encontrarse diferentes enfoques en los que señales de radiofrecuencia y Ethernet se transmiten sobre la misma red.

La patente US20040244049 describe un sistema en el que las señales de Ethernet se multiplexan con señales de radiofrecuencia pero convirtiendo estas señales...

1. Un sistema para la distribución simultánea en interiores de señales digitales de banda base y señales de radiofrecuencia, comprendiendo el sistema:

Al menos un módulo de transmisión-recepción de radiofrecuencia configurado para transmitir señales de radiofrecuencia a un nodo cabecera óptico y opcionalmente recibir señales de radiofrecuencia de enlace ascendente desde el nodo cabecera óptico En el que el nodo cabecera óptico denominado nodo cabecera óptico híbrido,

O comprende:

• Al menos un sintonizador analógico (907, 1 007) configurado para seleccionar un canal de frecuencia en la que filtrar la señal de radiofrecuencia y convertir la señal filtrada a una frecuencia intermedia • Un módulo de transmisión-recepción digital de banda base (905, 1 005) 15 configurado para transmitir y recibir señales digitales de banda base • Un módulo multiplexor configurado para multiplexar la señal digital de banda base y la señal de radiofrecuencia convertida a frecuencia intermedia por el sintonizador analógico y enviar la señal multiplexada para su transmisión a un transmisor/receptor óptico.

• Un transmisor/receptor óptico configurado para transmitir y recibir señales a través de un enlace de fibra óptica de plástico Al menos un nodo conmutador/concentrador denominado conmutador/concentrador híbrido, que comprende:

• Al menos un transmisor/receptor óptico configurado para transmitir y recibir 25 señales a través de un enlace de fibra óptica de plástico

• Al menos un módulo de transmisión-recepción de radiofrecuencia 11 04, 1204 configurado para transmitir y recibir las señales de radiofrecuencia.

• Un regenerador de enlace descendente 1205 configurado para regenerar

la señal de radiofrecuencia y enviarla a un módulo multiplexor de enlace 30 descendente.

• Al menos un desmultiplexor de frecuencia de enlace descendente 11 03, 1203 configurado para recibir una señal desde un receptor óptico 1102, 1202, separar la señal digital de banda base de la señal de radiofrecuencia y enviar las señales digitales de banda base al módulo de transmisión

recepción digital de banda base 11 06, 1206 y las señales de radiofrecuencia al módulo de transmisión-recepción de radiofrecuencia respectivamente 11 04, 1204 o el regenerador de enlace descendente 1105, 1205.

• Un módulo de transmisión-recepción digital de banda base 1 006, 1206 configurado para transmitir y recibir señales digitales de banda base, y para recibir la señal digital de banda base desde el desmultiplexor de frecuencia y enviarlas a un terminal digital de banda base o al módulo multiplexor de enlace descendente.

• Un módulo de multiplexión de enlace descendente configurado para multiplexar la señal digital de banda base y las señales de radiofrecuencia regeneradas y enviarlas a un transmisor óptico 121 O para su transmisión a otro conmutador/concentrador híbrido.

comprendiendo además el sistema una red de fibra óptica de plástico multimodo que conecta el nodo principal óptico híbrido con un conmutador/concentrador híbrido y un conmutador/concentrador híbrido con el nodo principal óptico híbrido o con otro conmutador/concentrador híbrido.

3. Un sistema según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que las señales digitales de banda base son señales de Ethernet

4. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, en el que las señales de radiofrecuencia son señales de difusión de TV digital como señales de DBV-T o DVB-H, DVB-T2 o DVB-S o cualquier otro tipo de señales de radiodifusión.

5. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, en el que las señales de radiofrecuencia son señales de UMTS, LTE o HSPA o cualquier otro tipo de señales de banda ancha móvil.

6. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que a la señal digital de banda base emitida por el módulo de transmisión-recepción digital de banda base se le aplica un filtro paso bajo antes de enviarla a otro módulo.

7. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la señal digital de banda base es una señal de no retorno a cero invertido NRZI con una tasa de bits Tb, siendo Tb un parámetro de diseño.

8. El sistema según la reivindicación 7, en el que la frecuencia intermedia usada es 1/Tb

9. El sistema según la reivindicación 7, en el que la frecuencia intermedia usada está entre 1 /Tb y 2/Tb

1O. El sistema según la reivindicación 7, en el que la frecuencia intermedia usada es 2/Tb

11. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7-10, en el que Tb=125 Mbps

13.

14.

15.

señal de referencia de oscilador con la señal digital de banda base y la señal de radiofrecuencia que va a enviarse por el transmisor/receptor óptico; y en el que, en el conmutador/concentrador híbrido, el desmultiplexor de enlace descendente está configurado además para separar la señal de referencia de oscilador y proporcionarla a un módulo de referencia de oscilador 1214, este módulo de referencia de oscilador está configurado para proporcionar la señal de referencia de oscilador al módulo de transmisión/recepción de radiofrecuencia que va a usarse para el procesamiento de las señales de radiofrecuencia y proporcionarla también al módulo de multiplexor de enlace descendente para su transmisión a otro conmutador/concentrador híbrido. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo además el sistema: Un primer módulo de control de radio situado en el nodo cabecera óptico híbrido configurado para controlar el sintonizador analógico programando el canal de radio específico de la señal de radiofrecuencia que se selecciona y convierte a una frecuencia intermedia. Un segundo módulo de control de radio situado en el nodo cabecera óptico híbrido configurado para controlar el módulo de transmisión/recepción de radiofrecuencia programando la frecuencia de salida a la que debe convertirse la señal de frecuencia intermedia de radiofrecuencia de enlace descendente. En el que los módulos de control de radio primero y segundo se controlan por una unidad de control remota comunicada con los módulos de control de radio a través de una interfaz de radio. Un sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que la fibra de plástico es una fibra de plástico de poli (metacrilato de metilo) PMMA. Un sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que el nodo cabecera óptico híbrido forma parte de una terminación de red óptica ONT. Un sistema según cualquier reivindicación anterior 1-14, en el que el nodo cabecera óptico híbrido recibe las señales digitales de banda base y las señales de radiofrecuencia desde una terminación de red óptica ONT.