ES3058085T3 - Distribution point unit for high speed communications node - Google Patents

Abstract

La invención comprende una unidad de punto de distribución (DPU) que incluye un host para un módulo GPON ONU/ONT, un sistema en chip (SoC) de CPU que proporciona una DPU y gestión de tráfico, un recolector de potencia inversa y un módulo eléctrico de alta velocidad (HSE) y la DPU recibe señales ópticas a través del módulo GPON ONU/ONT y las convierte en señales eléctricas y el módulo HSE transmite señales eléctricas a través de un par trenzado o un cable coaxial a un equipo de instalaciones del cliente (CPE) dentro de una casa o edificio y el recolector de potencia inversa recibe energía del módulo HSE y los módulos GPON ONU/ONT y HSE se pueden conectar de forma enchufable a la DPU. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Unidad de punto de distribución para nodo de comunicaciones de alta velocidad

[0003] La presente invención reivindica prioridad a la solicitud provisional n.° 62/471.721 presentada el 15 de marzo de 2017. La invención pertenece a una unidad de punto de distribución (DPU) para un nodo de red de telecomunicaciones para proporcionar una interfaz eléctrica de alta velocidad (HSE) a una residencia o empresa para conectarse a una red óptica pasiva de fibra o PON.

[0004] Antecedentes

[0005] Los operadores de telecomunicaciones buscan los medios para entregar servicios de banda ancha Gigabit (voz, vídeo y datos convergentes) a clientes residenciales y empresariales a través del cableado de cobre existente para satisfacer la demanda cada vez mayor de ancho de banda superior y en respuesta a la competencia de los operadores de televisión por cable (CATV). Proporcionar transmisiones de banda ancha en el orden de 1 Gbps o más a través de una línea telefónica de par trenzado existente o cableado de cobre de cable coaxial (coax.) a unidades de múltiples viviendas (MDU), unidades unifamiliares (SFU), empresas y suites de hospitalidad (hoteles y complejos turísticos) es un sustituto favorable de la llamada fibra hasta el hogar (FTTH), ya que reutilizar la infraestructura de cable de cobre existente es altamente rentable frente a la instalación de fibra hasta el cliente final. Las DPU actuales están típicamente diseñadas con 4 canales (4CH), 8 canales (8CH) o más, lo que significa un capital fijo o desembolso de CAPEX tanto si se usan o no todos los canales nativos del equipo. Además, una unidad de punto de distribución de 4CH, 8CH o mayor es típicamente grande y pesada y requiere alimentación de un servicio público. Colectivamente, estos aspectos de una DPU típica limitan la colocación de ubicación en relación con donde se entrega el servicio de banda ancha, limitando por lo tanto la flexibilidad y, en última instancia, el rendimiento de ancho de banda si la ubicación de DPU supera aproximadamente 100 m de la residencia o negocio.

[0006] Los operadores de telecomunicaciones buscan un ecosistema integral y flexible de soluciones dirigidas a la entrega de servicios de banda ancha a través de la infraestructura de cobre existente. A través del uso de módulos enchufables, las necesidades del operador de telecomunicaciones para una DPU flexible se realizan modularizando las interfaces de conexión física tanto a la red de acceso óptico como a la conexión por cable al cliente final.

[0007] El documento US2009/0060530 divulga un sistema que comprende un terminal de red óptica (ONT) que proporciona una interfaz a una red óptica pasiva (PON).

[0008] El documento US2015/0050022 divulga una interfaz de red óptica pasiva (PON), una interfaz eléctrica de alta velocidad (HSE) y un componente de conversión.

[0009] El documento "Report on Implementation of Evolving Telecommunication/ICT Infrastructure for Developing Countries 1" de Daigele et al cubre aspectos relacionados con el despliegue de redes de telecomunicaciones/TIC, incluyendo aplicaciones rurales, así como redes centrales, de acceso y domésticas.

[0010] Sumario

[0011] La presente invención proporciona un nodo de demarcación de red para terminar una red óptica pasiva (PON) y proporciona una conexión por cable eléctrica de alta velocidad (HSE) al cliente final a través de la que se pueden entregar servicios de banda ancha. La invención en una realización comprende una unidad de punto de distribución (DPU) que proporciona un anfitrión para un módulo de PON que puede incluir la unidad de red óptica (ONU) o la función de terminal de red óptica (ONT) y la DPU que tiene un recolector de potencia inversa y un módulo eléctrico de alta velocidad (HSE), recibiendo la DPU señales ópticas a través del módulo enchufable de PON u ONU/ONT de PON y convirtiendo a señales eléctricas y transmitiendo el módulo de HSE señales eléctricas a través de par trenzado de cobre o cable coaxial a un equipo en las instalaciones del cliente (CPE) dentro de una residencia o edificio empresarial, recibiendo el recolector de potencia inversa energía desde la residencia o empresa a través del mismo cable de cobre usado para entregar el servicio de banda ancha y los módulos de PON u ONU/ONT de PON y HSE se pueden acoplar de manera enchufable a la DPU.

[0012] El módulo de HSE puede comprender uno de un G.hn Wave-2, VDSL2, Gfast, Ethernet, 10/100BASE-T, 1000BASE-T y 10GBASE-T. La DPU se puede montar cerca de un bordillo, en el exterior de un edificio residencial o de múltiples viviendas, en el sótano o sala de equipos de una unidad de múltiples viviendas (MDU) o, de hecho, en una diversidad de ubicaciones exteriores o interiores y la DPU deberá recibir una entrada óptica a través de uno de unos conectores macho SC, LC, FC y MU. El módulo de PON puede incluir un módulo de unidad de red óptica (ONU) Gigabit PON (GPON) y estar dispuesto en un factor de forma que cumple con uno de un acuerdo de múltiples fuentes SFP, SFP+, XFP, QSFP, QSFP+, XEN-PAK, X2, XPAK y XFP.

[0013] En una realización, el módulo de HSE puede cumplir con uno de un formato de conector de tipo F, coaxial, RJ11, RJ14 y RJ45. El factor de forma de módulo de HSE puede ser compatible con uno de un acuerdo de múltiples fuentes SFP, SFP+, XFP, QSFP, QSFP+, XEN-PAK, X2, XPAK y XFP. El módulo enchufable de PON puede comprender uno de un GPON, XG-PON, XGS-PON, NG-PON2 que puede incorporar un sistema en chip (SoC) de tecnología de PON correspondiente para dar atención colectivamente como una ONU/OLT para terminar el enlace de fibra de PON. El HSE es un módulo separado del recolector de potencia inversa.

[0014] En una realización, el recolector de potencia inversa se puede incorporar dentro del HSE. La DPU puede incluir componentes modulares que incluyen una ONU/ONT de PON, un recolector de alimentación de potencia inversa y un módulo de HSE. La DPU puede ser semi-modular. Además, la DPU puede funcionar usando una entrada de CC de alimentación local como alternativa a la alimentación de potencia inversa. El recolector de alimentación de potencia inversa puede recibir potencia desde una interfaz por cable de cobre conectada al equipo de cliente final.

[0015] En otra realización, la invención proporciona una unidad de punto de distribución (DPU) que comprende un módulo de PON u ONU/ONT de PON, un recolector de potencia inversa y un módulo eléctrico de alta velocidad (HSE), recibiendo la DPU señales ópticas a través del módulo de PON u ONU/ONT de PON y convirtiendo a señales eléctricas, transmitiendo el módulo de HSE señales eléctricas a un equipo en las instalaciones del cliente (CPE) dentro de una vivienda o edificio, los módulos de PON u ONU/ONT de PON y HSE se pueden acoplar de manera enchufable a la DPU. La DPU puede incluir un receptáculo que tiene una jaula para recibir el módulo de HSE que comprende uno de un G.hn Wave-2, VDSL2, G.fast, Ethernet, 100BASE-T, 1000BASE-T y 10GBASE-T.

[0016] La DPU se puede montar cerca de un bordillo o una diversidad de ubicaciones exteriores o interiores dentro de la capacidad de alcance de la tecnología por cable implementada en el HSE y la DPU puede recibir entrada óptica a través de uno de unos conectores macho SC, LC, FC y MU. La DPU puede incluir un receptáculo que tiene una jaula para recibir el módulo de PON u ONU/ONT de PON que cumple con uno de un SFP, SFP+, XFP, QSFP, QSFP+, XEN-PAK, X2, XPAK y XFP, cada uno que cumple con un respectivo acuerdo de múltiples fuentes.

[0017] El recolector de alimentación de potencia inversa puede tener un puerto de conexión que incluye uno de un receptáculo RJ-45 y un enchufe de tipo F. Múltiples DPU se pueden apilar dentro de un recinto o sistema de bastidor o agruparse juntos montados en una superficie plana tal como una pared que proporciona interconexiones de cobre de alta velocidad al equipo de las instalaciones del cliente hasta y más allá de 96 residencias de diversos tipos. El HSE puede proporcionar transmisiones de banda ancha de hasta y más allá de 1 Gbps.

[0018] Breve descripción de los dibujos

[0019] La figura 1 es un diagrama de bloques funcional de una realización de una DPU de la presente invención; la figura 2 es una vista esquemática de los componentes funcionales de una DPU de la figura 1 que representa entradas y salidas;

[0020] la figura 3a es una vista en perspectiva de un módulo de DPU de la presente invención que representa módulos y cables que se acoplarán a la DPU

[0021] la figura 3b es una vista en perspectiva despiezada de la DPU de la figura 3a que representa la instalación de una jaula dentro de la DPU;

[0022] la figura 4a es una vista en alzado lateral de una unidad de múltiples viviendas (MDU) donde se instala una DPU con un escenario de servicio por cable de cable coaxial punto a multipunto;

[0023] la figura 4b es una vista en alzado lateral de una unidad de múltiples viviendas (MDU) donde se instalan múltiples módulos de DPU, cada uno con un escenario de conexión de servicio de línea telefónica de par trenzado punto a punto;

[0024] la figura 5 es un diagrama de bloques funcional de una realización alternativa de una DPU modular de la presente invención;

[0025] la figura 6 es un diagrama de bloques funcional de una realización alternativa de una DPU semimodular de la presente invención; y

[0026] la figura 7 es un diagrama de bloques funcional de una realización alternativa de una DPU integrada de la presente invención.

[0027] Las realizaciones de ejemplo de la presente invención se entenderán más completamente a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación y de los dibujos adjuntos, que, sin embargo, no deben tomarse para limitar la invención a las realizaciones específicas representadas, sino que son únicamente para explicación.

[0028] Descripción detallada

[0029] Se representa una realización de la invención con respecto a las figuras 1-7. En una realización, la invención proporciona una unidad de punto de distribución (DPU) 100 para un nodo de red de telecomunicaciones para proporcionar una interfaz eléctrica de alta velocidad (HSE) a una empresa o instalaciones para conectarse a una red óptica pasiva de fibra (PON). Desde una perspectiva funcional, se puede considerar que la DPU 100 sirve como un extensor de enlace de fibra en la medida en que la DPU 100 extiende el ancho de banda de fibra de la PON entregando un ancho de banda comparable a través del cableado de cobre existente, tal como par trenzado de línea telefónica o cable coaxial entre HSE a el cliente final. La DPU 100 es preferiblemente compacta, tiene una temperatura nominal industrial de -40 °C a 85 °C, es resistente al medio ambiente, proporciona la protección de entrada necesaria contra el polvo y el agua, puede ser de alimentación inversa, baja potencia con un presupuesto de potencia máxima de 10 W, modular y apilable, configurable en campo, aprovisiona procesamiento para, entre otras tareas, ejecutar un sistema operativo de distribución de Linux integrado convencional, ejecuta una pila IPv4/v6, soporta compensación de diafonía de línea telefónica y se puede gestionar de forma remota.

[0030] La DPU 100, como se representa en la figura 1, tiene el potencial de emerger como un bloque de construcción importante para la próxima generación de las denominadas redes de acceso de banda ancha ultrarrápida (UFBB) con velocidades de datos convergentes de hasta y superiores a 1 Gps. Una capa física de DPU modularizada proporciona un módulo transceptor enchufable 240, 250. La DPU 100 sirve para el propósito de terminar un enlace de PON 240 y gestionar la transferencia de datos entre la interfaz de PON y la del HSE 250 hacia las instalaciones o empresa del cliente final. La tecnología por cable de UFBB integrada dentro del HSE 250 puede incluir G.hn Wave-2, VDSL2, Gfast o Ethernet de diversas velocidades. La DPU sirve como una unidad de demarcación entre la interfaz de fibra de PON y la interfaz por cable G.hn Wave-2, VDSL2 o Gfast HSE 250. En una realización, el G.hn Wave-2, VDSL2 o Gfast HSE 250 puede incluir el silicio de PHY de tecnología por cable correspondiente.

[0032] La conexión por cable del HSE 250 se optimizará para par trenzado de cobre o diversos tipos y/o medios coaxiales 204, 206. La invención puede incluir una interfaz eléctrica de alta velocidad 232 para comunicación local entre la DPU y un PC con una conexión USB a través de una interfaz de conector de tipo c. En otra realización, la DPU puede residir entre la red de PON y una residencia o empresa con una conexión 204 por cable de par trenzado de cobre o coaxial entre las dos. En una realización, la DPU se puede usar para unidades de múltiples viviendas (MDU), unidad unifamiliar (SFU) o suites de hospitalidad (por ejemplo, centro turístico y hotel). Si se necesita comunicación local a la DPU para el propósito de configuración o depuración, entonces esto se puede lograr a través de USB 2.0 implementado con un conector de tipo C 232. En una realización alternativa, la comunicación local puede ser a través del puerto RS232251, dado que el entorno de instalación se puede considerar duro o industrial. La DPU puede incluir un punto de acceso Wi-Fi incorporado en la DPU. La DPU puede mapear y transponer datos entre un plano de protocolo de PON y un plano eléctrico de alta velocidad. La alimentación de potencia inversa 274 se puede recibir desde el cable coaxial 285 usando un inyector de CC en las instalaciones adecuado para devolver potencia a la DPU.

[0033] En una realización, la DPU es un nodo de anfitrión y tiene puertos para recibir conectores de fibra óptica SC, conectores de cobre RJ-45 o de tipo F o una jaula SFP para recibir un transceptor SFP (de cobre u óptico). Una red óptica pasiva (PON) para distribuir servicios de banda ancha (voz, vídeo y datos convergentes) se puede terminar con la DPU operando usando tecnologías por cable de cobre G.hn Wave-2, VDSL2 o Gfast para la entrega continua de servicios de banda ancha hasta las instalaciones de cliente final a través de la infraestructura de cable de cobre existente. La DPU puede incluir funcionalidad de conmutador de capa 2 o capa 3 para reenviar transmisiones al equipo de las instalaciones del cliente (CPE), tal como una pasarela, e incluir un MAC único y una dirección IP configurable para identificación.

[0035] La figura 1 representa la DPU 100 que tiene componentes modulares, el módulo de PON 240 y el módulo de HSE 250. Se representa en la figura 2 un diagrama esquemático del funcionamiento de la DPU 100. Un cable de fibra óptica 10 está conectado al módulo de PON u ONU/ONT de PON 20 de la DPU. En una realización, un despliegue de fibra al bordillo o fibra al edificio se facilita por un grupo de nodos de DPU apilados juntos dentro de la sala de equipos 300 o muy cerca entre sí montados directamente en una superficie plana tal como una pared. La DPU incluye un puerto o jaula 245 (figura 3b) para recibir un módulo de PON capaz de Gigabit (GPON) 20. El módulo de ONU/ONT de GPON o GPON 20 está conectado a un sistema en chip (SoC) de CPU 30. El SoC 30 de la DPU 100 se alimenta a través de suministros sintetizados a partir del recolector de potencia inverso 40, al igual que el módulo de alta velocidad (HSE), el módulo G.hn Wave-250. El módulo G.hn Wave-250 está conectado a un CPE 60 en un hogar, residencia o negocio, tal como una pasarela 325a (figura 4a).

[0037] En la figura 1, la DPU 100 incluye un puerto o jaula 245 para recibir un módulo 240 de PON Gigabit (GPON) u ONU/ONT de GPON que tiene un puerto de conector SC o LC 243. El módulo de ONU/ONT de GPON o GPON 240 está conectado a una placa madre 275 que incluye un sistema en chip (SoC) 238 de unidad central de procesamiento (CPU). El SoC 238 se alimenta con diversos suministros sintetizados a partir del recolector de alimentación de potencia inversa 274 y el SoC 238 también está conectado al módulo eléctrico de alta velocidad (HSE) 250, tal como un módulo G.hn Wave-2. El módulo G.hn Wave-2 250 puede tener un conector RJ-45 265 que está conectado a través de un cable de par trenzado de cobre 204 a un CPE en un hogar, residencia o negocio. La potencia se transmite a la DPU 100 a través de la entrada del conector por cable primario 206b al recolector de alimentación de potencia inversa 274 que suministra alimentación al SoC de la DPU. La memoria se proporciona al SoC 238 por una DDR3 295 que proporciona memoria de acceso aleatorio dinámica síncrona.

[0039] Volviendo a la figura 3a, se representa una realización de un nodo de DPU 100 que tiene un cable de fibra óptica y conectores 220 que se acoplan a un transceptor óptico 240 que tiene receptáculos SC o LC 243. La DPU incluye puertos 245 para recibir transceptores de fibra óptica o cobre 240, 250. La DPU 100 proporciona puertos alternativos, tales como los receptáculos RJ-45260a, b para recibir los enchufes RJ-45265. En una realización, el puerto de puente 260a puede recibir un cable de bucle de retorno 266 y el puerto convencional 260b puede recibir un cable de cobre para transmisión de banda ancha al CPE 325b. En una realización, un transceptor óptico SFP 240 se puede recibir en una jaula 245 proporcionada por la DPU (figura 3b). La jaula se puede construir de acuerdo con las enseñanzas de la patente de Estados Unidos n.° 7.044.777. En una realización alternativa, el transceptor SFP puede tener un conector de tipo F para unir un cable coaxial extendido desde el CPE de una residencia o instalaciones empresariales.

[0041] Como se muestra en la figura 3b, la DPU 100 incluye una base 270 y alojamiento 272. La base 270 tiene una placa madre 275 dispuesta en su interior. La jaula 245 está montada en la placa madre 275. En la realización representada, se usa una jaula agrupada 245 que tiene dos puertos formados integralmente. En una realización alternativa, las jaulas individuales que tienen un único puerto cada una se pueden montar una al lado de la otra en la placa madre 275. Una vez que la jaula 245 se monta en la placa base 275, el alojamiento se monta en la base 270 de modo que la jaula 245 sobresale a través del puerto 276. La jaula 245 incluye carriles de guía 278 y un conector (no mostrado) para recibir el conector macho de los módulos enchufables 240, 250 a acoplar dentro de la jaula 245. La jaula 245 incluye pestañas de puesta a tierra 281, 282, 283 para poner a tierra la jaula al puerto 276. Todos tales componentes son metálicos en una realización para facilitar la contención de las emisiones electromagnéticas y ayudar a proteger los componentes de la DPU de los transceptores 240, 250 recibidos dentro de la jaula 245. En una realización, el puerto 245 recibe un módulo de PON 240 y el puerto 246 recibe un módulo de HSE 250 (véase la figura 3a)

[0043] La DPU incluye conectores coaxiales de tipo F 285, 286 y un receptáculo de alimentación 288. Los puertos correspondientes 289a, b, c se proporcionan por el alojamiento 272. Las bridas de montaje 290 se proporcionan a los lados del alojamiento 272 de modo que la DPU se pueda montar en una pared de sótano de MDU, un recinto o una tarjeta de línea en un sistema de bastidor con estantes, tal como un armario de bastidor de 19 pulgadas (48,26 cm), para aplicaciones de la densidad más alta.

[0045] Volviendo a la figura 4b, se muestran múltiples DPU 100n en una configuración apilada dentro de un recinto o montadas muy próximas entre sí en una superficie plana tal como una pared u otra superficie plana en una sala de equipos 300. En una realización, se pueden agrupar o apilar hasta noventa y seis DPU 100n, o más, dentro del recinto, sistema de bastidor o sala de equipos 300 para proporcionar servicios de banda ancha a un número correspondiente de residencias en el edificio 310. La sala de equipos 300 recibe un haz de cables de fibra óptica 302 desde la red óptica de sistema de acceso o PON. El cable 302 está bifurcado en su extremo de modo que cada cable terminado que tiene un conector SC 220 (figura 3a) se enchufa al receptáculo 240 de cada DPU 100n. En una realización, se pueden usar otros conectores de fibra óptica tales como LC, FC, ST o MU y los receptáculos correspondientes se proporcionan por la DPU a través del módulo de PON. Una instalación de fibra hasta el edificio de este tipo permite un despliegue económico de transmisiones de alta velocidad a unidades de vivienda individuales 320a dentro de la MDU tal como edificios de apartamentos o condominios o negocios individuales.

[0047] La figura 4a representa un ejemplo de un despliegue de punto a multipunto en una MDU donde el cable coaxial 204 está cableado a cada vivienda individual 320a del edificio 310 y está terminado por el equipo de las instalaciones del cliente (CPE) 325a, tal como un enrutador o concentrador de pasarela. Cada cable 204 se extiende desde un divisor de potencia coaxial 328 y se conecta a cada DPU 100n dentro de la sala de equipos 300. En un despliegue punto a multipunto tal como el ilustrado en la figura 4a, el ancho de banda aguas abajo de la PON se comparte a través de las viviendas individuales 320a dentro del edificio 310 produciendo por tanto el coste de CAPEX más bajo posible para el operador de telecomunicaciones para un despliegue de servicios de banda ancha.

[0049] Con respecto a la figura 4b, se representa una red punto a punto dentro de un edificio de MDU 310. Cada DPU 100n está conectada a un CPE 325b de cada MDU 320b a través de una línea telefónica de par trenzado de cobre 206. En una realización, se puede usar una línea de cobre de categoría 5 o CAT-5 para conectarse entre el puerto de HSE de DPU 246 y el CPE o pasarela. En una realización, cada conexión de CPE 325b es a través de una alimentación de potencia inversa (RPF) procedente de una vivienda individual 320a equipada con un equipo de fuente de alimentación (PSE) 331b. Cada DPU 100n en la MDU recibe un cable óptico 302 a través de un MUX óptico 334 o algún otro medio de división óptica pasiva.

[0051] Por lo que con respecto a las figuras 4a y 4b, se indica que, debido a la modularidad de la DPU 100 de la presente invención, la misma DPU se puede instalar para un edificio independientemente de qué tipo de cableado exista en el edificio. La modularidad de la DPU entrega la misma flexibilidad de implementación para escenarios de despliegue de unidad familiar única (SFU) donde cada SFU puede recibir servicio de banda ancha o de banda ancha ultrarrápida independientemente de los medios de cobre ya en el sitio para entregar servicios de telefonía o línea de abonado digital (DSL). Para un edificio que tiene cables coaxiales conectados al CPE 325a, la DPU proporciona el conector de tipo F apropiado. Análogamente, para un edificio que tiene líneas telefónicas conectadas al CPE 325b, la DPU proporciona el conector RJ-45 apropiado. Análogamente, si el edificio se alimenta usando líneas de cobre, los módulos enchufables instalados en la DPU se pueden seleccionar con el conector de cobre apropiado (por ejemplo, tipo F, RJ-45) que llena el puerto de módulo de HSE 246 (figura 3a). A medida que se actualiza el sistema y se instala fibra en la red de área metropolitana, un módulo de PON que tiene un conector de entrada de fibra óptica (por ejemplo, SC, LC, FC y MU) se puede acoplar al puerto de PON de la DPU 245 (figura 3a). Los servicios de Internet 220 están conectados a las DPU 100n.

[0053] En una realización, un transceptor 240 incluye circuitería de transmisor (Tx) para convertir señales de entrada de datos eléctricos en señales de luz moduladas para su transmisión a través de la fibra 220. El transceptor 240 puede incluir circuitería de receptor (Rx) para convertir señales ópticas recibidas a través de la fibra 220 en señales eléctricas y para detectar y recuperar datos codificados y/o señales de reloj. Los transceptores pueden contener lógica de comunicación y memoria (por ejemplo, un microcontrolador o CPU y RAM o NVRAM y ROM) para operación o procesamiento de protocolo de red. En otra realización, los transceptores pueden transmitir una misma longitud de onda (por ejemplo, las señales de luz están polarizadas y la polarización de la luz transmitida desde uno de los transceptores es perpendicular a la polarización de la luz transmitida por el otro transceptor). En otra realización, los transceptores pueden usar una única longitud de onda (por ejemplo, las transmisiones se pueden realizar de acuerdo con un esquema de multiplexación por división del tiempo o protocolo similar). En una realización, también se puede usar multiplexación por división de longitud de onda (WDM). WDM se define en el presente documento como cualquier técnica mediante la que dos señales ópticas que tienen diferentes longitudes de onda se pueden transmitir simultáneamente bidireccionalmente con una longitud de onda usada en cada dirección a través de una única fibra. En una realización, se puede usar multiplexación por división de longitud de onda aproximada (CWDM) o multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM).

[0055] Las señales de entrada de datos eléctricos (ENTRADA de datos), así como cualquier señal de reloj opcional (ENTRADA de reloj de datos), se encaminan al transceptor 240 desde una fuente de datos externa tal como Internet 220 para su procesamiento por la lógica de comunicación y la memoria. La lógica de comunicación y la memoria procesan los datos y las señales de reloj de acuerdo con un protocolo de red en uso entre transceptores. La lógica de comunicación y la memoria proporcionan funciones de gestión para datos recibidos y transmitidos que incluyen gestión de cola (por ejemplo, control de enlace independiente) para cada enlace respectivo, desmultiplexación/multiplexación y otras funciones como se describe además a continuación. Los ejemplos de funciones realizadas en la capa de enlace de datos incluyen, pero sin limitación: encapsular datos de usuario en tramas de capa de enlace de datos; sincronización de trama; corrección de errores de reenvío; puesta en cola de paquetes de datos y procesamiento de mensajes de administración y mantenimiento de operaciones (OAM). Los protocolos de capa de enlace de datos para el lado de cliente de las PON 100n se pueden encontrar en las siguientes especificaciones de protocolo: ITU-T G.984 (GPON); IEEE 802.3ah (EPON); ITU-T G.987 (XG-PON); IEEE 802.3av 10 Gigabit Ethernet PON (10G-EPON); ITU Próxima Generación PON (NG-PON); NG-PON2 de la UIT; WDM-PON; ITU-T G.983 (BPON); especificación de interfaz de servicio de datos a través de cable (DOCSIS) PON (D-PON/DPON) y RFoG SCTE IPS910, así como cualquier apéndice, anexo, revisión normativa o nueva versión futura de estos protocolos para mejoras de característica, capacidad o velocidad. El módulo de SFP 240, 250 puede cumplir con la especificación SFF-8472. El módulo de 240, 250 también puede cumplir con el acuerdo de múltiples fuentes para XENPAK, X2, XPAK, XFP, SFP, SFP+, CFP, C-SFP, QSFP, QSFP+.

[0057] Volviendo a las figuras 5-7, se representan realizaciones de DPU modular 100a (figura 5), DPU semimodular 100b (figura 6) y DPU integrada 100c (figura 7). La realización de DPU modular 100a proporciona el grado más alto de flexibilidad de DPU porque incluye el módulo de PON 240 y el módulo de HSE 250 completamente modulares para ampliar la entrega de servicio de banda ancha al cliente a través de cables de cobre existentes conectados directamente al módulo de HSE 250 (sin RJ-45 o conectores de tipo F complementarios proporcionados en cualquier otra parte de la DPU 100a). La realización de DPU semimodular 100b proporciona una flexibilidad comparable a la DPU 100a porque proporciona conectores RJ-45 y de tipo F complementarios para la transmisión de datos de banda ancha a través de cables de cobre 206 y un enlace de cable de puente 207 al módulo de HSE 250, sin embargo, el módulo de HSE 250 de la DPU 100b carece del divisor de potencia de CC integrado en la realización del módulo de HSE 250 de la DPU 100a. La realización de DPU integrada 100c proporciona flexibilidad limitada porque el módulo de HSE 250 está integrado en la placa madre 275 y no es enchufable y maneja la transmisión de banda ancha a través de conectores RJ-45 o de tipo F integrados también montados en la placa madre 275. Sin embargo, la realización de DPU de 100c representa el coste relativo más bajo entre las tres variantes; DPU 100a, DPU 100b y DPU 100c.

[0058] Volviendo a la figura 5, se representa la realización de DPU modular. El componente clave que proporciona modularidad es el módulo eléctrico de alta velocidad (HSE) 250, tal como un SFP por cable que recibe una entrada de cobre 206 de datos de banda ancha aguas arriba desde una residencia 320a o empresa más potencia desde un inyector de alimentación de potencia inversa o equipo de fuente de alimentación (PSE) 331b. En contraste, la realización de DPU integrada 100c representada en la figura 7 comprende un conector de cobre RJ-45260b o de tipo F 285 integrado con la DPU 100c y conectado a la circuitería de HSE 250 integrada en la placa madre 275. Con respecto a la realización de DPU semimodular 100b representada en la figura 6, comprende conectores RJ-45260a conectados a la circuitería de recolector de potencia inversa 274 con un cable de puente 207 unido al módulo de HSE 250, tal como un SFP por cable. Los datos de banda ancha a/desde una residencia 320a o empresa se conectan al módulo de HSE 250 a través del cable de puente 207 al conector RJ-45 integrado 260b. Estos componentes alternativos definen los niveles variables de modularidad de la DPU 100 de la presente invención.

[0060] Los componentes restantes de las realizaciones de la DPU 100 representadas en las figuras 5-7, son idénticos. Cada uno incluye un módulo de PON u ONU/ONT de PON enchufable 240, tal como un SFP que recibe un conector de cable de fibra óptica 220 que se extiende hacia y desde una oficina central (CO) o multiplexor de acceso de línea de abonado digital (DSLAM) 302 (figura 4a). El módulo de PON u ONU/ONT de PON 240 se conecta a un sistema en chip (SoC) de CPU 238 en una placa madre 275 de la DPU 100 (figura 3b). El SoC de CPU 238 está conectado a una memoria Flash 252a y RAM 252b (figura 1). El SoC de CPU 238 recibe alimentación de la circuitería de alimentación de potencia Inversa (RPF) 274. El SoC de CPU 238 ejecuta un SO integrado OpenWRT con núcleo de Linux y puede incluir circuitería de soporte para gestionar el reenvío de paquetes de capa de datos entre las interfaces de enlace descendente 250 y enlace ascendente 240 y ejecutar un cliente de gestión. El sensor de temperatura 254 (figura 1) puede monitorizar la temperatura de la electrónica interna de la DPU 100. La DPU 100 también puede incluir circuitería RS-232 251 y un grupo de LED 276 para comunicar la funcionalidad operativa de la DPU 100.

[0062] En una realización como se representa en las figuras 3a, b, el alojamiento de DPU 270, 272 se puede implementar en un material capaz de disipar más de 10 W de potencia, tal como aluminio o acero inoxidable. Las dimensiones del alojamiento de DPU 270, 272 pueden ser de aproximadamente 90 mm (33,5") de profundidad x 170 mm (6,7") de anchura x 23 mm (0,9") de altura. El alojamiento de DPU 270, 272 puede incluir características que permiten que se monte convenientemente en una diversidad de diferentes aplicaciones de despliegue, incluyendo la unión a una placa de disipación de calor 329 (figura 4a). Esta placa de disipación de calor 329 se puede usar como un medio complementario para la gestión térmica en despliegues de recinto no de IP67/68, pero se requiere cuando la DPU 100 está montada dentro de un recinto con clasificación IP67/68 protegido contra la entrada y sellado ambientalmente. Un recinto de este tipo se puede modificar para incluir una placa de transferencia de calor de metal a la que montar la DPU 100.

[0063] Toda la indicación de conectividad y estado para la DPU 100 se puede disponer a lo largo de un borde 244 de la unidad 100 para facilitar el acceso cuando se cablea durante la instalación y visibilidad para inspección y servicio. La DPU 100 se puede alimentar de manera inversa usando el par trenzado de línea telefónica 206 (figura 4b) o el cable coaxial 204 (figura 4a) que se conecta entre la DPU 100 y las instalaciones del cliente 320a, b. La alimentación de potencia inversa 274 puede cumplir con los requisitos de ETSI TS 101548. La DPU 100 puede cumplir con la clase de potencia SR2; ≤ 10,9 W consumidos en la entrada del dispositivo alimentado (PD) 274 al final de hasta 150 m de par trenzado de línea telefónica 206.

[0064] La alimentación de potencia inversa o el denominado recolector de dispositivo alimentado (PD) 274 puede poner a disposición del orden de 10 W de potencia, después de pérdidas y eficiencia de conversión, disponible para la circuitería de la DPU, incluyendo los módulos de SFP aguas abajo y aguas arriba 240, 250 instalados en la DPU 100. La DPU 100 puede soportar buen estado de potencia (PGS) y Dying Gasp (DG) (indicación de pérdida inminente de alimentación). La señal de DG se puede encaminar aguas arriba al módulo de transceptor óptico de interfaz de PON 240 para comunicación de vuelta a la oficina central (CO). El recolector de alimentación de potencia 274 puede incluir fuentes de alimentación de sistema 280. Un divisor de protección contra sobretensiones y potencia de RPF 277 está vinculado al recolector de alimentación de potencia o dispositivo alimentado 274.

[0065] La DPU 100 puede soportar la opción de alimentación local desde un adaptador de CA-CC de enchufe de pared de 14 V CC, o mayor, de 20 W nominal 234. La DPU 100 puede incluir un conector cilíndrico de entrada positivo de centro de 2,5 mm de diámetro 288 para una conexión de alimentación local nominal de 14 V CC o mayor, de 20 W. La DPU 100 puede soportar la indicación de LED 276 para mostrar la fuente de alimentación que se está usando, ya sea alimentación de RPF o local. La indicación de LED 276 de la DPU 100 también puede mostrar el estado general de la DPU 100 y las correspondientes conexiones ópticas y por cable hacia y desde la unidad, así como el estado de alarma. La DPU 100 puede proporcionar una jaula 245 y circuitería de soporte para un módulo de SFP óptico aguas arriba 240, específicamente un SFP de GPON o de ONU/ONT de GPON. La circuitería de anfitrión de módulo de SFP cumplirá con los requisitos de INF-90741, especificación para transceptor de SFP (enchufable de factor de forma pequeño) 240, 250. La DPU 100 puede proporcionar una jaula 245 y circuitería de soporte para un módulo de SFP de cobre aguas abajo 250 para las siguientes tecnologías y configuraciones de cable de cobre: Línea telefónica de entrada única y salida única (SISO) G.now Wave-2, línea telefónica de entrada múltiple, salida múltiple (MIMO) G.now Wave-2, línea telefónica Gfast, línea telefónica Gfast unida, Ethernet NBASE-T para cable Cat-5/6, Ethernet 10/100BASE-T para cable Cat-5/6, Ethernet 10000BASE-T para cable Cat-5/6 y Ethernet 10GBASE-T para cable Cat-6/6a.

[0066] La DPU 100 puede incluir un par de conectores de tipo F 285, 286 para instalaciones de cable coaxial. Uno de los tipos F 286 se puede definir para conectarse al cableado de instalaciones 204, 206 que incluye tanto tensión de CC de alimentación de potencia inversa (RPF) como datos de banda ancha. El otro conector de tipo F 285 se puede usar para enlazar los datos de banda ancha separados a la entrada del SFP de enlace descendente por cable correspondiente 250 después de que se haya extraído la tensión de CC de RPF para el circuito recolector de RPF 274.

[0067] La DPU 100 puede incluir un par de conectores de RJ-45260 para instalaciones de línea telefónica y CAT-5/6. Uno de los RJ-45260b se puede definir para conectarse al cableado de las instalaciones 206 que incluye tanto tensión de CC de RPF como datos de banda ancha. El otro conector de RJ-45 260a se puede usar para enlazar los datos de banda ancha separados a la entrada del correspondiente SFP de enlace descendente por cable 250 después de que se haya extraído la tensión de CC de alimentación de potencia inversa (RPF) para el circuito recolector de RPF 274. La DPU 100 puede incluir un puerto USB 2.0 convencional con una interfaz de conector de tipo C para el propósito de la comunicación local con la DPU 100 necesaria durante la instalación.

[0068] La DPU 100 puede incluir una interfaz de matriz de patillas de encabezado interna a la unidad conectada a la interfaz de sistema en chip (SoC) de CPU 236 para el propósito de comunicación al SoC 236 necesaria durante la puesta en marcha de la unidad o durante la depuración y diagnóstico.

[0069] Si bien se han mostrado y descrito realizaciones particulares de la presente invención, será obvio para los expertos en la materia que, basándose en las enseñanzas del presente documento, se pueden realizar cambios y modificaciones sin apartarse de esta realización o realizaciones de ejemplo de la presente invención y sus aspectos más amplios.

[0070] 

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

1. Una unidad de punto de distribución, DPU, (100) que comprende:

un módulo de ONU/ONT de red óptica pasiva, PON (240), un recolector de potencia inversa (274) y un módulo eléctrico de alta velocidad, HSE, (250);

recibir la DPU (100) señales ópticas a través del módulo de ONU/ONT de PON (240) y convertir a señales eléctricas, transmitir el módulo de HSE (250) señales eléctricas a un equipo en las instalaciones del cliente, CPE, dentro de una vivienda o e un edificio; y

caracterizado por que

los módulos de ONU/ONT de PON (240) y HSE (250) se pueden acoplar de manera enchufable a la DPU; y en donde la DPU comprende un sistema en chip de CPU, SoC, que proporciona control y realimentación para múltiples tipos de módulos de ONU/ONT de PON (240) o HSE (250) insertables dentro de un puerto modular de la DPU, y en donde el SoC de CPU ejecuta un sistema operativo Linux integrado para interactuar con múltiples tipos de módulos de ONU/ONT de PON o HSE acoplados al puerto de DPU modular.

2. La DPU (100) de la reivindicación 1 en donde la DPU (100) incluye:

i) un receptáculo que tiene carriles de guía para recibir el módulo de HSE (250) que comprende una de una tecnología G.hn Wave-2, VDSL2, Gfast, Ethernet, 100BASE-T, 1000BASE-T y 10GBASE-T; o

ii) un receptáculo que tiene una jaula para recibir el módulo de PON (240) que cumple con uno de un acuerdo de múltiples fuentes SFP, SFP+, XFP, QSFP, QSFP+, XEN-PAK, X2, XPAK y XFP.

3. La DPU (100) de la reivindicación 1 en donde:

i) la DPU (100) se puede montar en una diversidad de ubicaciones exteriores o interiores dentro de los límites de alcance de la tecnología por cable de módulo de HSE y la DPU recibe una entrada óptica a través de uno de unos conectores macho SC, LC, FC y MU; o

ii) en donde múltiples DPU están apiladas dentro de un recinto, un sistema de bastidor o dispuestas en estrecha proximidad sobre una superficie plana tal como una pared, proporcionando interconexiones de alta velocidad al equipo de las instalaciones del cliente de hasta 96, o más, unidades unifamiliares o unidades de múltiples viviendas.

4. La DPU (100) de la reivindicación 1 en donde

i) el módulo de PON (240) cumple con uno de GPON, XG-PON, XGS-PON o NG-PON2; o

ii) el módulo (240) cumple con una de las especificaciones de protocolo: ITU-T G.984 (GPON); IEEE 802.3ah (EPON); ITU-T G.987 (XG-PON); IEEE 802.3av 10 Gigabit Ethernet PON (10G-EPON); PON de próxima generación de la ITU (NG-PON); ITU-T NG-PON2; WDM-PON; ITU-T G.983 (BPON); PON (D-PON/DPON) y RFoG SCTE IPS910, así como cualquier apéndice o anexo futuros.

5. La DPU (100) de la reivindicación 1, en donde el recolector de alimentación de potencia inversa (RPF) (274) tiene un puerto de conexión que incluye uno de un receptáculo RJ-45 y un enchufe de tipo F.

6. La DPU (100) de la reivindicación 1, en donde el HSE (250) proporciona transmisiones de banda ancha de hasta y por encima de 1 Gbps.

7. Un nodo de demarcación de red para terminar una red óptica pasiva (PON) y proporcionar una interfaz de banda ancha por cable de alta velocidad que comprende:

una unidad de punto de distribución, DPU, (100) de acuerdo con la reivindicación 1, que proporciona un anfitrión para un módulo de PON (240) y la DPU (100) que tiene un recolector de alimentación de potencia inversa (274) y un módulo eléctrico de alta velocidad, HSE;

recibir la DPU (100) señales ópticas a través del módulo de PON (240) y convertirlas en señales eléctricas y transmitir el módulo de HSE (250) señales eléctricas a través de un par trenzado o cable coaxial a un equipo en las instalaciones del cliente, CPE, dentro de una vivienda o un edificio;

recibir el recolector de alimentación de potencia inversa (274) potencia a través de un cable; y caracterizado por que

los módulos de PON (240) y HSE (250) se pueden acoplar de manera enchufable a la DPU.

8. El nodo de red de la reivindicación 7, en donde el módulo de HSE (250) comprende una de una tecnología G.hn Wave-2, VDSL2, Gfast, Ethernet, 100BASE-T, 1000BASE-T y 10GBASE-T.

9. El nodo de red de la reivindicación 7, en donde la DPU (100) se puede montar en una diversidad de ubicaciones exteriores o interiores dentro de los límites de alcance de la tecnología por cable de módulo de HSE (250) y la DPU recibe una entrada óptica a través de uno de unos conectores macho SC, LC, FC y MU.

10. El nodo de red de la reivindicación 7, en donde el módulo de PON (240) comprende una de las siguientes características:

- característica a): el módulo de PON (240) cumple con uno de un acuerdo de múltiples fuentes SFP, SFP+, XFP, QSFP, QSFP+, XEN-PAK, X2, XPAK y XFP y se proporciona una jaula correspondiente por la DPU (100) para permitir la inserción y la retirada enchufables del módulo de PON;

- característica b): el módulo de PON (240) comprende la característica a) y en donde el módulo de PON incluye la función de unidad de red óptica, ONU, o la terminal de red óptica, ONT, para terminar la PON; o

- característica c): el módulo de PON (240) comprende la característica a) y la característica b) y en donde la función de ONU o de ONT en el módulo de PON (240) puede comprender un sistema en chip (SoC) de PON; - característica d): el módulo de PON (240) comprende la característica a) y la característica b) y en donde el módulo de PON cumple con una de GPON, XG-PON, XGS-PON o NG-PON2.

11. El nodo de red de la reivindicación 7, en donde el módulo de HSE cumple con uno de los formatos de conector de tipo F, coaxial, RJ y 100BASE-T, y preferiblemente en donde el módulo de HSE (250) cumple con uno de los acuerdos de múltiples fuentes SFP, SFP+, XFP, QSFP, QSFP+, XEN-PAK, X2, XPAK y XFP.

12. El nodo de red de la reivindicación 7, en donde:

- el HSE (250) es un módulo separado del recolector de alimentación de potencia inversa, RPF (274); o

- el recolector de alimentación de potencia inversa, RPF (274), está incorporado con el HSE (250).

13. El nodo de red de la reivindicación 7 en donde la DPU (100):

i) incluye componentes modulares que incluyen un módulo de PON, un recolector de potencia inversa (274) y un módulo de HSE (250); o

ii) es semimodular.

14. El nodo de red de la reivindicación 7, en donde:

- la alimentación local hace funcionar la DPU (100); o

- el recolector de alimentación recibe alimentación de una interfaz por cable de cobre.