Sistema de distribución en interiores de señales sobre fibra óptica.

Un sistema para la distribución simultánea en interiores de señales digitales de banda base y señales de radiofrecuencia,

comprendiendo el sistema:

(i) Al menos un módulo de transmisión-recepción de radiofrecuencia, configurado para transmitir señales de radiofrecuencia a un nodo de cabecera óptica y, optativamente, recibir señales de radiofrecuencia de enlace ascendente desde el nodo de cabecera óptica,

En el que el nodo de cabecera óptica, denominado nodo de cabecera óptica híbrida, comprende: • Al menos un sintonizador analógico (907, 1007) configurado para seleccionar un canal de frecuencia para filtrar la señal de radiofrecuencia y convertir la señal filtrada a una frecuencia intermedia;

• Un módulo de transmisión-recepción digital de banda base (905, 1005) 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;

(ii) Al menos un nodo conmutador / concentrador, denominado conmutador / concentrador híbrido, que comprende:

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

• Al menos un módulo de transmisión-recepción de radiofrecuencia (1104, 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 descendente;

• Al menos un desmultiplexor de frecuencia de enlace descendente (1103, 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 transmisiónrecepción digital de banda base (1106, 1206) y las señales de radiofrecuencia al módulo de transmisión-recepción de radiofrecuencia, respectivamente (1104, 1204), o al regenerador de enlace descendente (1105, 1205).

• Un módulo de transmisión-recepción digital de banda base (1006, 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 enviarla a un terminal digital de banda base o al módulo multiplexor de enlace descendente;

• Un módulo de suma de enlace descendente, configurado para multiplexar la señal digital de banda base y las señales de radiofrecuencia regeneradas y enviarlas a un transmisor óptico (1210) para su transmisión a otro conmutador / concentrador híbrido,

Comprendiendo además el sistema una red de fibra óptica de plástico multi-modal que conecta el nodo de cabecera óptica híbrida con un conmutador / concentrador híbrido, y un conmutador / concentrador híbrido con el nodo de cabecera óptica híbrida, o con otro conmutador / concentrador híbrido.

Sistema de distribución en interiores de señales sobre fibra óptica Campo técnico

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

Descripción de la técnica anterior

Los operadores de telecomunicaciones ofrecen actualmente servicios con soporte 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, LTE (Long Term Evolution, evolución a largo plazo), que también pueden enviarse a las instalaciones del cliente mediante fibras a la red de acceso doméstica, FTTH, o recogerse de la interfaz aérea (macro-celdas de red móvil terrestre pública) en algún punto dentro 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 lleguen al equipo final en el que se usarán (un aparato de televisión 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 acceso doméstica por 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 acceso doméstica por fibra, FTTH, y transmite algunos de los canales de DVB-T en la banda de ISM de 5 GHz.

Un repetidor de radiofrecuencia, que recoge 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 dar soporte a 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 con soporte en cable coaxial, cable UTP (par trenzado no apantallado), o cable de fibra óptica de plástico (POF).

Una red de área local con soporte en la fuente de alimentación principal (es decir, cables de alimentación de 22 V), usando tecnología PLC (comunicaciones por cable eléctrico)

Una red de área local con soporte en una tecnología inalámbrica, como Wi-Fi IEEE 82.11

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:

Proyecto FP7 BONE (Building the Future Optical NetWork in Europe - Construcción de la Futura Red Óptica en Europa) fhttpV/ www.ict-bone.eu/portal/landina paaes/index.htmh FP7-ICT-27-1 216863, que trabaja sobre redes ópticas de fibras. En el informe público "Report on Y2 activities and new integration strategy" ["Informe sobre actividades Y2 y nueva estrategia de integración"], distribuido el 15/1/21, se describen algunas actividades pertinentes para la presente invención:

o En la sección 4.8 se describen algunas actividades de radio sobre fibra, para fibras mono-modales y multi-

modales, pero no se describe ninguna actividad de radio sobre fibra para 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 2 Mbit/s Radio Over Polymer Fiber Link with Envelope Detection at 65 nm Wavelength" ["Radio de 5 GHz y 2 Mbits/s sobre enlace de fibra polimérica con detección de envolventes a una longitud de onda de 65 nm"], Conferencia de Comunicación, OFC9, San Diego, California, EE UU, 29, se describe un sistema en el que una señal de 2 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 de paso bajo, rechazando la portadora de 5 GHz y transmitiendo solamente la señal de 2 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 (29), apartados 4, describe algunas opciones de radio sobre fibra, sobre fibra de sílice, aunque no se tiene en cuenta la fibra óptica de plástico.

El documento "Advanced Technologies for Service-lntegrated Optical In-Building Networks" ["Tecnologías avanzadas para redes ópticas en edificios, integradas en servicios"], REDES ÓPTICAS TRANSPARENTES, 27. ICTON `7. 9a CONFERENCIA INTERNACIONAL SOBRE, IEEE, Pl, 1 de julio de 27 (27-7-1), páginas 122 a 125, XP3113464, ISBN: 978-1-4244-8, de KOONEN A. M. J. ET AL, revela técnicas de comunicaciones de fibra óptica, domésticas y de bajo coste, que abarcan técnicas para la integración de servicios, para la transferencia de datos a alta velocidad sobre fibra óptica polimérica sumamente dispersiva, y para proporcionar dinámicamente servicios inalámbricos de alta capacidad sobre la fibra.

El documento "Potential of High Speed, Short Distance Optical Data Communication on Large Diameter Optical Fibres" ["Potencial de la comunicación de datos ópticos a alta velocidad y corta distancia, por fibras ópticas de gran diámetro"], 1a CONFERENCIA DE TECNOLOGÍA DE INTEGRACIÓN DE SISTEMAS ELECTRÓNICOS, IEEE, Pl, 1 de septiembre de 26 (26-9-1), páginas 49 a 414, XP31848, ISBN: 978-1-4244-552-7, de OLAF ZIEMANN ET AL, describe soluciones de comunicaciones ópticas y, más específicamente, revela distintas Fibras Ópticas Poliméricas y fibras de Silicio Revestido por Polímeros, que se usan para velocidades de bits de hasta 2,5 Gbits/s con componentes optimizados.

El documento "Simultaneous baseband and radio over fiber signal transmission over a 5 km MMF link" ["Transmisión simultánea de señales de banda base y radio sobre fibra, por un enlace de MMF de 5 km"], FOTÓNICA DE MICROONDAS, 28. CELEBRADA CONJUNTAMENTE CON LA CONFERENCIA DE FOTÓNICA DE MICROONDAS DE ASIA-PACÍFICO DE 28. MWP / APMP 28. REUNIÓN TEMÁTICA INTERNACIONAL SOBRE, IEEE, PISCATAWAY, NJ, EE UU, 9 de septiembre de 28 (28-9-9), páginas 29 a 212, XP3135874, ISBN: 978-1-4244-2168-8, de GASULLA I. ET AL, describe una técnica para redes de comunicación óptica en edificios, que permite la transmisión simultánea de canales CATV multiplexados de subportadoras de alta frecuencia y de señales digitales libres de errores a 2,5 Gbits/s, a través de un enlace de fibra de silicio multi-modal.

El documento "Radio-Over-MMF Techniques - Part II: Microwave to Millimeter-Wave Systems" ["Técnicas de radio sobre MMF - Parte II: Sistemas de microondas a ondas milimétricas"], REVISTA DE TECNOLOGÍA DE ONDAS LUMINOSAS, CENTRO DE SERVICIOS DEL IEEE, NUEVA YORK, NY, EE UU, vol. 25, n° 15, 1 de agosto de 28 (28-8-1), páginas... [Seguir leyendo]

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

(i) Al menos un módulo de transmisión-recepción de radiofrecuencia, configurado para transmitir señales de radiofrecuencia a un nodo de cabecera óptica y, optativamente, recibir señales de radiofrecuencia de enlace ascendente desde el nodo de cabecera óptica,

En el que el nodo de cabecera óptica, denominado nodo de cabecera óptica híbrida, comprende:

Al menos un sintonizador analógico (97, 17) configurado para seleccionar un canal de frecuencia para filtrar la señal de radiofrecuencia y convertir la señal filtrada a una frecuencia intermedia;

Un módulo de transmisión-recepción digital de banda base (95, 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;

(ii) Al menos un nodo conmutador / concentrador, denominado conmutador / concentrador híbrido, que comprende:

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

Al menos un módulo de transmisión-recepción de radiofrecuencia (114, 124), configurado para transmitir y recibir las señales de radiofrecuencia;

Un regenerador de enlace descendente (125), configurado para regenerar la señal de radiofrecuencia y enviarla a un módulo multiplexor de enlace descendente;

Al menos un desmultiplexor de frecuencia de enlace descendente (113, 123), configurado para recibir una señal desde un receptor óptico (112, 122), 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 (116, 126) y las señales de radiofrecuencia al módulo de transmisión-recepción de radiofrecuencia, respectivamente (114, 124), o al regenerador de enlace descendente (115, 125).

Un módulo de transmisión-recepción digital de banda base (16, 126), 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 enviarla a un terminal digital de banda base o al módulo multiplexor de enlace descendente;

Un módulo de suma 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) para su transmisión a otro conmutador / concentrador híbrido,

Comprendiendo además el sistema una red de fibra óptica de plástico multi-modal que conecta el nodo de cabecera óptica híbrida con un conmutador / concentrador híbrido, y un conmutador / concentrador híbrido con el nodo de cabecera óptica híbrida, o con otro conmutador / concentrador híbrido.

Un sistema según la reivindicación 1, que comprende además:

En el conmutador / concentrador híbrido, un desmultiplexor de frecuencia de enlace ascendente (116), configurado para recibir señales desde un receptor óptico (111), separar la señal digital de banda base de la señal de radiofrecuencia, enviar la señal de radiofrecuencia a un regenerador de enlace ascendente (121) y enviar las señales digitales de banda base al módulo de transmisión-recepción digital de banda base,

En el que el módulo de transmisión-recepción digital de banda base (126) está configurado además para recibir las señales desde el desmultiplexor de frecuencia de enlace ascendente y enviarlas a un módulo multiplexor de enlace ascendente;

3.

4.

6.

7.

8.

9.

11.

12.

13.

En el conmutador / concentrador híbrido, un regenerador de enlace ascendente (121), configurado para regenerar las señales de radiofrecuencia y enviarlas a un módulo multiplexor de enlace ascendente.

En el conmutador / concentrador híbrido, un módulo multiplexor de enlace ascendente, configurado para añadir las señales digitales de banda base a la señal de radiofrecuencia regenerada, y enviar las señales a un transmisor óptico (121) para su transmisión al nodo óptico híbrido;

En la cabecera óptica híbrida, un desmultiplexor de frecuencia (116) que recibe señales desde el receptor óptico (111), separa la señal digital de banda base de la señal de radiofrecuencia, convierte las señales de radiofrecuencia a su frecuencia original y envía las señales digitales de banda base al módulo de transmisión-recepción digital de banda base y al módulo de transmisión-recepción de banda ancha, respectivamente, para su transmisión.

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

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.

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.

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 de paso bajo antes de enviarla a otro módulo.

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 velocidad de bits Tb, siendo Tb un parámetro de diseño.

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

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

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

El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 1, en el que Tb = 125 Mbps.

El sistema según la reivindicación 5, que comprende además, en la cabecera óptica híbrida, una referencia de oscilador maestro configurada para generar una señal de referencia de oscilador, sintetizar a partir de esta señal de referencia de oscilador las señales de oscilador local que va a usar el sintonizador analógico para procesar las señales de radiofrecuencia, y proporcionar al módulo multiplexor dicha señal de referencia de oscilador;

Y en el que el módulo multiplexor está configurado además para multiplexar la señal de referencia de oscilador con la señal digital de banda base y la señal de radiofrecuencia que ha de ser enviada por el transmlsor/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 ha de usarse para el procesamiento de las señales de radiofrecuencia, y proporcionarla también al módulo 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 la cabecera óptica híbrida, 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 la cabecera óptica híbrida 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 están controlados por una unidad de control remoto comunicada con los módulos de control de radio a través de una interfaz de radio.

14. Un sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que la fibra de plástico es una fibra de plástico de

polimetil metacrilato, PMMA.

15. Un sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que la cabecera óptica híbrida forma parte de una terminación de red óptica, ONT.

16. Un sistema según cualquier reivindicación anterior 1 a 15, en el que la cabecera óptica híbrida recibe las

señales digitales de banda base y las señales de radiofrecuencia desde una terminación de red óptica, ONT.