一種基于光梳和載波重用的rof-pon全雙工系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體講的是一種基于光梳和載波重用的ROF-PON全雙工系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線傳輸速率的不斷提高，目前的無線頻譜資源已經(jīng)無法滿足未來無線通信業(yè)務(wù)的大容量和多樣化需求。為了解決這些問題，使用光纖直接承載無線射頻信號的光載無線通信(Rad1 Over Fiber, R0F)技術(shù)成為業(yè)界關(guān)注的熱點。ROF技術(shù)是將射頻信號載波調(diào)制到光載波上實現(xiàn)基于光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募夹g(shù)。ROF技術(shù)具有基站結(jié)構(gòu)簡單、帶寬大、抗電磁干擾能力強，損耗低和保密性好等優(yōu)點。但在現(xiàn)有的ROF光通信系統(tǒng)中，一根光纖上僅傳輸一路信道的信號，浪費了光信道資源，限制了傳輸?shù)男畔⒘浚?br>[0003]基于光纖接入的無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network, PON)具有協(xié)議透明、容量大、傳輸距離長、成本較低等優(yōu)點，能夠提供巨大帶寬，但其靈活性嚴重受限。為了解決現(xiàn)有的基于ROF的光無線通信系統(tǒng)的浪費光信道資源的問題，提出了將光纖的寬帶傳輸優(yōu)勢和無線接入的靈活方便優(yōu)勢融合在一起的R0F-P0N光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。R0F-P0N系統(tǒng)是一種融合了 ROF和PON技術(shù)的混合接入系統(tǒng)，不僅能夠提供寬帶光纖有線接入，還能實現(xiàn)低損耗的無線接入，大大簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了光譜利用率。
[0004]目前已有的基于R0F-P0N的全雙工系統(tǒng)大都采用多路信號源作為光源組成獨立光信道的方式，有線與無線信號相互獨立，將混合信號進行簡單耦合并傳輸，但這就降低設(shè)備與頻譜的利用率，還需要較多數(shù)量的中心站來維持數(shù)量龐大的基站，影響了信號在光纖中的傳輸性能。因此有必要采取方法提高中心站發(fā)送光毫米波的譜效率，使得一個中心站可以維持更多數(shù)量的基站運轉(zhuǎn)。中國專利申請?zhí)?200910093579.X提出了一種基于4倍頻的基站無源全雙工毫米波RoF鏈路實現(xiàn)方案，但其由于馬赫-曾德干涉儀的輸出光波存在平頂效應(yīng)，且通道隔離度需要進一步改善，很難準確輸出理想的光波。中國專利申請?zhí)?201210234217.X提出了一種基于PON/RoF的全雙工有線/無線混合接入方法和系統(tǒng)，該方案同樣受馬赫-曾德干涉儀性能的影響，而且系統(tǒng)需要具有高消光比和高透射率的偏振分束器，對器件性能要求較高。
[0005]所以，目前在R0F-P0N光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中面臨的設(shè)備復(fù)雜、頻譜利用率低，傳輸距離短是目前需要解決的關(guān)鍵問題。因此有必要采取方法進一步簡化光源結(jié)構(gòu)，提高中心站發(fā)送光毫米波的譜效率，實現(xiàn)60GHz甚至更高頻的毫米波的無線接入，同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高質(zhì)量傳輸。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:傳統(tǒng)的R0F-P0N系統(tǒng)復(fù)雜度高、傳輸距離短、設(shè)備成本高、頻譜利用率低。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案為:
[0008]一種基于光梳和載波重用的ROF-PON全雙工系統(tǒng)裝置，其特征在于:該系統(tǒng)包括:光線路終端0LT、遠端節(jié)點RN和多個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU ;所述0LT，利用一個激光器產(chǎn)生的連續(xù)激光作為激光源入射至電吸收調(diào)制器，一個本振信號源同時驅(qū)動相互級聯(lián)的電吸收調(diào)制器、相位調(diào)制器和強度調(diào)制器，產(chǎn)生多個平坦梳狀譜作為波分復(fù)用信道中的光信號；利用一個中心波長等于光梳中心載波的光柵濾波器和光環(huán)形器將中心載波與其他載波成分分離；分離后的中心載波分為兩路，一路不加載任何信號載波重用作為下行鏈路的拍頻光，另一路作為上行載波加載上行數(shù)據(jù)后由低速光電探測器轉(zhuǎn)化為基帶的電信號；將下行無線數(shù)據(jù)調(diào)制到除中心載波外的其他載波上，通過光纖傳輸給所述RN。所述RN，接收到OLT發(fā)送的光信號，通過陣列波導(dǎo)光柵按波長的不同進行分離，并分配給對應(yīng)的0NU。任一所述0NU，接收到所述RN發(fā)送的光信號，選取任意一路承載下行數(shù)據(jù)的邊帶與未調(diào)制數(shù)據(jù)的中心載波合路，形成光毫米波ROF信號；該光毫米波ROF信號經(jīng)過射頻放大器放大后送入光電探測器進行拍頻產(chǎn)生射頻毫米波信號，射頻毫米波信號通過無線射頻天線發(fā)射出去。
[0009]本實用新型的有益效果具體如下:
[0010]本實用新型的目的在于提供一種基于光梳和載波重用的ROF-PON全雙工系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠降低系統(tǒng)成本，提高信道容量和頻譜利用率。
[0011]此基于光梳和載波重用的ROF-PON系統(tǒng)是對普遍采用的多個光源混合傳輸系統(tǒng)進行的改進，通過利用光頻率梳平坦的譜特性，能夠完全用單光源一次產(chǎn)生多個光載波，并將其應(yīng)用于上下行鏈路混合傳輸?shù)娜p工ROF-PON系統(tǒng)。簡化了基站的結(jié)構(gòu)和功能，同時實現(xiàn)了上下行同時傳輸毫米波信號和基帶信號，降低了 ROF系統(tǒng)的成本，并且有效的避免了單纖雙向傳輸系統(tǒng)中的后向瑞利散射。解決了現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)復(fù)雜度高，頻譜利用率低的問題。整個系統(tǒng)所需設(shè)備簡單、頻譜利用率高，具有廉價的構(gòu)建成本，能應(yīng)用于多用戶的波分復(fù)用系統(tǒng)中。
【附圖說明】
[0012]圖1為基于光梳和載波重用的ROF-PON全雙工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實用新型中電吸收調(diào)制器在1GHz的本振信號調(diào)制下的輸出光譜。
[0014]圖3為本實用新型中強度調(diào)制器輸出的光頻率梳頻譜示意圖。
[0015]圖4為本實用新型中經(jīng)過光柵濾波器和光耦合器分離之后，攜帶下行數(shù)據(jù)信號的下行鏈路光譜圖。
[0016]圖5為本實用新型中攜帶下行數(shù)據(jù)的一路光邊帶與將位于193.4THz處未調(diào)制的中心載波合路之后光譜圖。
[0017]圖6為本實用新型中下行鏈路光毫米波信號經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后的頻譜圖。
[0018]圖7為本實用新型中經(jīng)過光環(huán)形器和光柵濾波器分離后，攜帶上行數(shù)據(jù)信號的中心載波光譜圖。
[0019]圖8為本實用新型中上行鏈路基帶信號不經(jīng)過光纖傳輸情況下解調(diào)得到的眼圖(背靠背情況)。
[0020]圖9為本實用新型中上行鏈路基帶信號經(jīng)過上行光纖傳輸后解調(diào)得到的眼圖(上行鏈路光纖長度為40km)。
[0021]圖10為本實用新型中下行鏈路電毫米波信號在不經(jīng)過光纖傳輸情況下解調(diào)得到的眼圖(背靠背情況)。
[0022]圖11為本實用新型中下行鏈路電毫米波信號經(jīng)過下行光纖傳輸后解調(diào)得到的眼圖(下行鏈路長度為40km)。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0024]本實用新型實施例中