專利名稱：一種高譜效率的wdm-rof載波產(chǎn)生方法與傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法與傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)信息需求量在不斷增加，目前的無(wú)線頻譜資源已經(jīng)無(wú)法滿足人們的需求。為了解決這樣的問(wèn)題，無(wú)線通信正在向高頻率的載波通信發(fā)展，利用毫米波載波進(jìn)行通信能為系統(tǒng)提供更大的容量，有利于緩解現(xiàn)今頻譜資源緊缺的現(xiàn)狀。所以毫米波通信技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)，成為無(wú)線通信今后發(fā)展的大方向。毫米波是指頻率為30 300GHz的微波信號(hào)，毫米波最突出的優(yōu)點(diǎn)是能提供270GHz頻帶寬，其百分之一的相對(duì)帶寬就可提供數(shù)百兆乃至上千兆的可用帶寬，為多種信 息業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了有利的條件，很好地解決了無(wú)線頻譜資源受限的問(wèn)題。但它有受大氣影響嚴(yán)重的缺點(diǎn)，導(dǎo)致毫米波傳輸距離有限，不適合遠(yuǎn)距離傳輸。因此，光載無(wú)線通信(Radio-over-Fiber,簡(jiǎn)稱R0F)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,該技術(shù)是指在無(wú)線通信系統(tǒng)的中心站和基站之間通過(guò)光纖進(jìn)行毫米波傳輸?shù)募夹g(shù)，是毫米波技術(shù)與光纖傳輸技術(shù)的結(jié)合，它不僅利用了毫米波信號(hào)提供的較大帶寬，同時(shí)也克服了毫米波信號(hào)隨著頻率增加在大氣中傳播衰減變大的缺點(diǎn)。在ROF系統(tǒng)中，復(fù)雜的信號(hào)處理單元放在中心站(CS)，在中心站產(chǎn)生光毫米波，并通過(guò)光纖鏈路發(fā)送到基站(BS)。ROF系統(tǒng)的基站只包含簡(jiǎn)單的光電處理單元完成光電轉(zhuǎn)換，并通過(guò)天線發(fā)送出去，同時(shí)也將天線收到的上行無(wú)線信號(hào)發(fā)送至中心站進(jìn)行信號(hào)處理。典型的ROF系統(tǒng)包括中心站(CS)、基站(BS)、用戶端、連接中心站和基站的光鏈路以及基站和用戶端之間的無(wú)線信道。光纖作為中心站與基站之間的傳輸鏈路，直接用光載波來(lái)傳輸信號(hào)。近年，對(duì)ROF系統(tǒng)主要研究光毫米波的產(chǎn)生與傳播、ROF系統(tǒng)在波分復(fù)用(WDM)中的應(yīng)用。目前已公布的WDM-ROF載波光信號(hào)的產(chǎn)生方案均采用信號(hào)光與拍頻光一一對(duì)應(yīng)組成獨(dú)立光信道的方式，信道與信道之間沒(méi)有頻譜交疊。由于光毫米波信號(hào)單信道的頻譜占用一般都達(dá)到幾十甚至上百個(gè)G，因此這種傳統(tǒng)的WDM-ROF方案譜效率較低。這就意味著，需要較多數(shù)量的中心站來(lái)維持?jǐn)?shù)量龐大的基站。由于中心站需要執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和光毫米波信號(hào)產(chǎn)生的任務(wù)，所以中心站的成本遠(yuǎn)高于基站。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(gè)中心站可以維持更多數(shù)量的基站運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法與傳輸系統(tǒng)，使得兩個(gè)獨(dú)立光毫米波信道的拍頻光可以被共用，而且某個(gè)信道中拍頻光和信號(hào)光之間的頻譜可以被其他光毫米波信道所占用，從而大大提高WDM-ROF系統(tǒng)中心站的譜效率，可有效降低中心站的數(shù)量，降低系統(tǒng)成本。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，其特征在于，包括以下步驟設(shè)光毫米波頻率為F，在中心站1，通過(guò)多載波光產(chǎn)生裝置2產(chǎn)生一組頻率間隔為F/N的連續(xù)光載波，N為需要產(chǎn)生的拍頻光的個(gè)數(shù)，即N為> I的整數(shù)；然后利用光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3將其中信噪比質(zhì)量最好的3N個(gè)光載波分離出來(lái)，中間的N個(gè)光載波作為WDM-ROF信道的公用拍頻光，而兩邊的2N個(gè)光載波作為信號(hào)光；將信號(hào)光作為信號(hào)光源分別進(jìn)入信號(hào)光調(diào)制模塊4，調(diào)制需要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)；調(diào)制后的信號(hào)光與未調(diào)制信號(hào)的拍頻光經(jīng)過(guò)光多路復(fù)用器7稱合,形成一個(gè)包含2N個(gè)信道的WDM-ROF傳輸信號(hào)，進(jìn)入光纖鏈路8發(fā)往基站14。 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在基站端，利用基站端濾波裝置9將該基站所需要的拍頻光和信號(hào)光濾出，形成最終包含一個(gè)信號(hào)光和一個(gè)拍頻光的光毫米波ROF信號(hào)，該光毫米波ROF信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻放大器11放大后送入光電二極管H)12進(jìn)行拍頻產(chǎn)生射頻毫米波信號(hào)，射頻毫米波信號(hào)通過(guò)無(wú)線射頻天線13發(fā)射出去。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述多載波光產(chǎn)生裝置2基于光源頻移方法產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源，或基于級(jí)聯(lián)調(diào)制器的方法產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源，或基于非線性光纖光學(xué)效應(yīng)的方法產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源，或由完全獨(dú)立但波長(zhǎng)間隔相同的獨(dú)立光源產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光源頻移方法的具體步驟為將初始光源經(jīng)相位調(diào)制器或強(qiáng)度調(diào)制器后，通過(guò)一定功率的射頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光源頻率的搬移。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述級(jí)聯(lián)調(diào)制器的方法的具體步驟為將初始光源送入相位調(diào)制器與強(qiáng)度調(diào)制器級(jí)聯(lián)裝置，通過(guò)調(diào)整強(qiáng)度調(diào)制器的直流偏置電壓以及兩個(gè)調(diào)制器的射頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度和相位差，調(diào)整多載波光的數(shù)量與光譜平整度。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述非線性光纖光學(xué)效應(yīng)的方法的具體步驟為將單光源送入非線性系數(shù)很高的介質(zhì)中，通過(guò)非線性效應(yīng)產(chǎn)生多載波光。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3是陣列波導(dǎo)光柵AWG、波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)WSS、帶通光濾波器中的任意之一。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述基站端濾波裝置9包括一光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3，光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3是陣列波導(dǎo)光柵AWG、波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)WSS、帶通光濾波器中的任意之一。一種高譜效率的WDM-ROF載波傳輸系統(tǒng)，包括中心站I和若干基站14，其特征在于中心站I經(jīng)過(guò)由標(biāo)準(zhǔn)單模光纖構(gòu)成的光纖鏈路8連接到基站端濾波裝置9的輸入端，基站端濾波裝置9的各輸出端分別一對(duì)一的與一個(gè)基站14連接，基站14根據(jù)其配置的無(wú)線射頻天線13的參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的毫米波，每個(gè)信道的毫米波頻率為30G 300G毫米波頻帶中的任意一個(gè)，所述中心站I包括多載波光產(chǎn)生裝置2，產(chǎn)生一組頻率間隔為F/N的連續(xù)光載波，F(xiàn)為光毫米波頻率，N為需要產(chǎn)生的拍頻光的個(gè)數(shù)，N為彡I的整數(shù)；光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3，從多載波光產(chǎn)生裝置2產(chǎn)生的連續(xù)光載波中，將信噪比質(zhì)量最好的3N個(gè)光載波分離出來(lái)，其中N個(gè)作為拍頻光，2N個(gè)作為信號(hào)光；
信號(hào)光調(diào)制模塊4，接收信號(hào)光并調(diào)制需要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)；光多路復(fù)用器7，同時(shí)接收調(diào)制后的信號(hào)光與未調(diào)制信號(hào)的拍頻光，并將其組成一組WDM-ROF光信號(hào)；所述基站14包括帶通濾波器10，用于將光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3發(fā)送來(lái)的光載毫米波信號(hào)中所有帶外噪聲濾除，射頻放大器11，用于放大濾除了帶外噪聲的光載毫米波信號(hào)，光電二極管H)12，對(duì)放大后的光載毫米波信號(hào)進(jìn)行拍頻，進(jìn)而上變頻產(chǎn)生射頻毫米波電信號(hào)，
射頻毫米波電信號(hào)通過(guò)無(wú)線射頻天線13發(fā)送出去。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，基站端濾波裝置9包括光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3，其光波長(zhǎng)柵格與連續(xù)光載波的頻率間隔一致，光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3將2N個(gè)信號(hào)光和N個(gè)拍頻光一一分離出來(lái)，再將N個(gè)拍頻光分別一對(duì)一的用I :2光分束器15分為功率相等的兩束，八束拍頻光分別一對(duì)一的與一束信號(hào)光同時(shí)送入2:1光I禹合器16 I禹合在一起,形成最終的光載毫米波信號(hào)。本發(fā)明所述的高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法與傳輸系統(tǒng)，使得兩個(gè)獨(dú)立光毫米波信道的拍頻光可以被共用，而且某個(gè)信道中拍頻光和信號(hào)光之間的頻譜可以被其他光毫米波信道所占用，從而大大提高WDM-ROF系統(tǒng)中心站的譜效率，可有效降低中心站的數(shù)量，降低系統(tǒng)成本。


本發(fā)明有如下附圖圖I為本發(fā)明高譜效率的WDM-ROF載波傳輸系統(tǒng)實(shí)例示意圖；圖2為圖I中中心站的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為圖I中基站的結(jié)構(gòu)原理圖；圖4為圖I中基站端濾波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖I中多載波光產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的多載波光譜圖；圖6為中心站至基站下行鏈路中的光譜示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明所述的高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，包括以下步驟設(shè)光毫米波頻率為F，在中心站1，通過(guò)多載波光產(chǎn)生裝置2產(chǎn)生一組頻率間隔為F/N的連續(xù)光載波，N為需要產(chǎn)生的拍頻光的個(gè)數(shù)，即N為彡I的整數(shù)；以圖6為例，N=4 ；然后利用光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3將其中信噪比質(zhì)量最好的3N個(gè)光載波分離出來(lái)，中間的N個(gè)光載波作為WDM-ROF信道的公用拍頻光，而兩邊的2N個(gè)光載波作為信號(hào)光；將信號(hào)光作為信號(hào)光源分別進(jìn)入信號(hào)光調(diào)制模塊4，調(diào)制需要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)；調(diào)制后的信號(hào)光與未調(diào)制信號(hào)的拍頻光經(jīng)過(guò)光多路復(fù)用器7稱合,形成一個(gè)包含2N個(gè)信道的WDM-ROF傳輸信號(hào)，進(jìn)入光纖鏈路8發(fā)往基站14 ；所述2N個(gè)信道中，每?jī)蓚€(gè)信道共用一個(gè)拍頻光，且某個(gè)信道中拍頻光與信號(hào)光之間的頻譜也被其他信道所利用。 如圖6所示，是一個(gè)8信道60GHz頻率的WDM-ROF傳輸光譜圖。圖6中中間4個(gè)獨(dú)立光譜為拍頻光，從左至右編號(hào)依次為I至4號(hào)。左右各4個(gè)獨(dú)立光譜為調(diào)制了信息的信號(hào)光，從左至右依次編號(hào)為Userl至User8，I號(hào)拍頻光與信號(hào)光Userl和User5頻譜間隔均為60GHz,在基站端I號(hào)拍頻光與信號(hào)光Userl或I號(hào)拍頻光與信號(hào)光User5都可以通過(guò)HKPhotoDiode，光電二極管)拍頻出60GHz的毫米波信號(hào)，因此I號(hào)拍頻光被信號(hào)光Userl和User5共用，組成兩個(gè)60GHz的ROF信道，其他的信道依次類推。從圖6中可以看到，每一個(gè)WDM-ROF信道中拍頻光與信號(hào)光之間的頻譜空間，都被其他信道的信號(hào)光或者拍頻光占據(jù)。例如I號(hào)拍頻光與信號(hào)光Userl組成的ROF信道中，I號(hào)拍頻光和信號(hào)光Userl之間存在信號(hào)光User2-4 ;而I號(hào)拍頻光與信號(hào)光User5之間存在拍頻光2_4號(hào)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在基站端，利用基站端濾波裝置9將該基站所需要的N 個(gè)拍頻光和2N個(gè)信號(hào)光濾出，形成2N個(gè)最終僅包含一個(gè)信號(hào)光和一個(gè)拍頻光的光毫米波ROF信號(hào)，2N個(gè)光毫米波ROF信號(hào)一對(duì)一的送入2N個(gè)基站，該各光毫米波ROF信號(hào)依次經(jīng)過(guò)基站內(nèi)的射頻放大器11放大后送入光電二極管H)12進(jìn)行拍頻產(chǎn)生射頻毫米波信號(hào)，射頻毫米波信號(hào)通過(guò)無(wú)線射頻天線13發(fā)射出去。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述多載波光產(chǎn)生裝置2基于光源頻移方法產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源，或基于級(jí)聯(lián)調(diào)制器的方法產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源，或基于非線性光纖光學(xué)效應(yīng)的方法產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源，或由完全獨(dú)立但波長(zhǎng)間隔相同的獨(dú)立光源產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光源頻移方法的具體步驟為將初始光源經(jīng)相位調(diào)制器或強(qiáng)度調(diào)制器后，通過(guò)一定功率的射頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光源頻率的搬移。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述級(jí)聯(lián)調(diào)制器的方法的具體步驟為將初始光源送入相位調(diào)制器與強(qiáng)度調(diào)制器級(jí)聯(lián)裝置，通過(guò)調(diào)整強(qiáng)度調(diào)制器的直流偏置電壓以及兩個(gè)調(diào)制器的射頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度和相位差，調(diào)整多載波光的數(shù)量與光譜平整度。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述非線性光纖光學(xué)效應(yīng)的方法的具體步驟為將單光源送入非線性系數(shù)很高的介質(zhì)中，通過(guò)非線性效應(yīng)產(chǎn)生多載波光。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3 (中心站內(nèi)的)是陣列波導(dǎo)光柵(AWG)、波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)(WSS)、帶通光濾波器中的任意之一。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述基站端濾波裝置9包括一光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3，光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3是陣列波導(dǎo)光柵(AWG)、波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)(WSS)、帶通光濾波器中的任意之
o本發(fā)明所述方法的有益效果在于將ROF與WDM相結(jié)合，同時(shí)利用ROF傳輸中拍頻光可同時(shí)被與其頻差相等的兩個(gè)信號(hào)光共用的原理，只要在進(jìn)入某基站的ro (光電二極管)拍頻之前將該基站不需要的那個(gè)信號(hào)光去除，同時(shí)濾除其余所有不需要的頻譜，就可以實(shí)現(xiàn)在ro上產(chǎn)生毫米波射頻信號(hào)。該方法節(jié)省了一半的拍頻光數(shù)量，且拍頻光與信號(hào)光之間的光譜區(qū)域可以被其他信道的信號(hào)光和拍頻光所占用，因此大大提升了單纖上WDM-ROF傳輸?shù)淖V效率，這也就意味著單纖上可容納的WDM-ROF信道的數(shù)量大大增加。由于在WDM-ROF系統(tǒng)中一條下行鏈路(單纖)往往就對(duì)應(yīng)一個(gè)中心站，假設(shè)某區(qū)域內(nèi)的基站數(shù)量應(yīng)為100個(gè)，而傳統(tǒng)WDM-ROF傳輸方式單纖上僅能容納10個(gè)信道，則需要10個(gè)遠(yuǎn)端中心站對(duì)其進(jìn)行支持；若單纖的信道容量提升5倍，則只需兩個(gè)遠(yuǎn)端中心站支持。因此，該方案可有效降低WDM-ROF系統(tǒng)中中心站的數(shù)量，降低系統(tǒng)成本。針對(duì)上述方法，如圖1、2、3所示，本發(fā)明還給出了利用上述方法的高譜效率的WDM-ROF載波傳輸系統(tǒng)，包括中心站I和若干基站14，
中心站I經(jīng)過(guò)由標(biāo)準(zhǔn)單模光纖構(gòu)成的光纖鏈路8連接到基站端濾波裝置9的輸入端，基站端濾波裝置9的各輸出端分別一對(duì)一的與一個(gè)基站14連接，基站14根據(jù)其配置的無(wú)線射頻天線13 (毫米波天線)的參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的毫米波，每個(gè)信道的毫米波頻率為30G 300G毫米波頻帶中的任意一個(gè)，如圖2所示,所述中心站I包括多載波光產(chǎn)生裝置2，產(chǎn)生一組頻率間隔為F/N的連續(xù)光載波，F(xiàn)為光毫米波頻率，N為需要產(chǎn)生的拍頻光的個(gè)數(shù)，N為彡I的整數(shù)；例如當(dāng)規(guī)定WDM-ROF中每個(gè)信道的毫米波頻率為60Ghz，N為4時(shí)，則多載波光產(chǎn)生裝置2用來(lái)產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔為15Ghz的連續(xù)光載波(多載波光);本發(fā)明給出一個(gè)多載波光產(chǎn)生裝置2的實(shí)施例，是由15G射頻信號(hào)源驅(qū)動(dòng)的一個(gè)光相位調(diào)制器構(gòu)成的，將激光光源輸入光相位調(diào)制器，光相位調(diào)制器由15Ghz射頻信號(hào)源驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生如圖5所示的多載波光；光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3，從多載波光產(chǎn)生裝置2產(chǎn)生的連續(xù)光載波中，將信噪比質(zhì)量最好的3N個(gè)光載波分離出來(lái)，其中N個(gè)作為拍頻光，2N個(gè)作為信號(hào)光；例如N為4時(shí)，將12個(gè)質(zhì)量最好的多載波光源分離出來(lái)，其中最中間的4個(gè)光載波作為拍頻光，而兩邊的8個(gè)多載波光源(左右各4個(gè))作為承載基帶信號(hào)的光源；信號(hào)光調(diào)制模塊4，接收信號(hào)光并調(diào)制需要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)；例如將8個(gè)光源送入信號(hào)光調(diào)制模塊4,信號(hào)光調(diào)制模塊4由傳輸信號(hào)產(chǎn)生器5和光強(qiáng)度調(diào)制器6組成,信號(hào)光調(diào)制模塊4將需要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)調(diào)制在8個(gè)信號(hào)光源上；光多路復(fù)用器7，同時(shí)接收調(diào)制后的信號(hào)光與未調(diào)制信號(hào)的拍頻光，并將其組成一組WDM-ROF光信號(hào)；如圖6所示，中間4個(gè)獨(dú)立光譜為拍頻光，從左至右編號(hào)依次為I至4號(hào)，左右各4個(gè)獨(dú)立光譜為調(diào)制了信息的信號(hào)光,從左至右依次編號(hào)為Userl至User8,1號(hào)拍頻光與信號(hào)光Userl和User5頻譜間隔均為60GHz，因此I號(hào)拍頻光被信號(hào)光Userl和User5共用，組成兩個(gè)60GHz的ROF信道，其他的信道依次類推，因此圖6中所示的WDM-ROF信號(hào)光譜共有8個(gè)獨(dú)立的60GHz ROF信道，其中4個(gè)拍頻光分別被兩個(gè)信道共用。由于本傳輸系統(tǒng)中，相鄰的ROF信道之間相互重疊，并且每個(gè)拍頻光都被兩個(gè)信道共用，因此基站端濾波裝置必須做相應(yīng)的改進(jìn)以滿足系統(tǒng)需要。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖4所示，基站端濾波裝置9包括光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3，其光波長(zhǎng)柵格與連續(xù)光載波的頻率間隔一致，例如與前述實(shí)例中連續(xù)光載波的頻率間隔15Ghz —致，光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3將2N個(gè)信號(hào)光和N個(gè)拍頻光一一分離出來(lái)，再將N個(gè)拍頻光分別一對(duì)一的用I :2光分束器15分為功率相等的兩束，八束拍頻光分別一對(duì)一的與一束信號(hào)光同時(shí)送入2:1光I禹合器16 I禹合在一起,形成最終的光載毫米波信號(hào)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,如圖3所示,所述基站14包括帶通濾波器10，用于將從基站端濾波裝置9中的光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置3發(fā)送來(lái)的光載毫米波信號(hào)中所有帶外噪聲濾除，射頻放大器11，用于放大濾除了帶外噪聲的光載毫米波信號(hào)，光電二極管roi2，對(duì)放大后的光載毫米波信號(hào)進(jìn)行拍頻，進(jìn)而上變頻產(chǎn)生射頻毫米波電信號(hào)，射頻毫米波電信號(hào)通過(guò)無(wú)線射頻天線13發(fā)送出去。本發(fā)明中的毫米波頻率并不一定是實(shí)例中所示的60Ghz，WDM-ROF信道數(shù)量也不 一定就是8個(gè)。我們可根據(jù)實(shí)際的信道毫米波頻段需求，以及一個(gè)中心站需要支持的基站數(shù)量，靈活的選取系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)元器件的參數(shù)。例如，系統(tǒng)要求毫米波頻率為120Ghz，且一個(gè)中心站需支持12個(gè)基站，則光多載波的間隔應(yīng)選取為20Ghz，系統(tǒng)中的所有元器件參數(shù)做相應(yīng)調(diào)整即可。本方案中的多載波光源產(chǎn)生裝置可以是由單光源通過(guò)各種技術(shù)手段產(chǎn)生的，也可以是由獨(dú)立的波長(zhǎng)間隔相等的多光源組成的。如果系統(tǒng)采用單光源產(chǎn)生多載波光的方法，則可借鑒CO-OFDM中常用的多信號(hào)光產(chǎn)生裝置，用單光源一次產(chǎn)生多個(gè)信號(hào)光和拍頻光，且驅(qū)動(dòng)多載波光產(chǎn)生裝置的射頻信號(hào)頻率可以大大低于ROF毫米波的射頻頻率，可降低ROF產(chǎn)生裝置的成本和復(fù)雜度。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，其特征在于，包括以下步驟 設(shè)光毫米波頻率為F，在中心站(1)，通過(guò)多載波光產(chǎn)生裝置(2)產(chǎn)生一組頻率間隔為F/N的連續(xù)光載波，N為需要產(chǎn)生的拍頻光的個(gè)數(shù)，即N為> I的整數(shù)； 然后利用光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置(3)將其中信噪比質(zhì)量最好的3N個(gè)光載波分離出來(lái)，中間的N個(gè)光載波作為WDM-ROF信道的公用拍頻光，而兩邊的2N個(gè)光載波作為信號(hào)光； 將信號(hào)光作為信號(hào)光源分別進(jìn)入信號(hào)光調(diào)制模塊(4)，調(diào)制需要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)； 調(diào)制后的信號(hào)光與未調(diào)制信號(hào)的拍頻光經(jīng)過(guò)光多路復(fù)用器(7)耦合，形成一個(gè)包含2N個(gè)信道的WDM-ROF傳輸信號(hào)，進(jìn)入光纖鏈路(8)發(fā)往基站(14)。
2.如權(quán)利要求I所述的高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，其特征在于在基站端，利用基站端濾波裝置(9)將該基站所需要的拍頻光和信號(hào)光濾出，形成最終包含一個(gè)信號(hào)光和一個(gè)拍頻光的光毫米波ROF信號(hào)，該光毫米波ROF信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻放大器(11)放大后送入光電二極管ro (12)進(jìn)行拍頻產(chǎn)生射頻毫米波信號(hào)，射頻毫米波信號(hào)通過(guò)無(wú)線射頻天線(13)發(fā)射出去。
3.如權(quán)利要求I所述的高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，其特征在于所述多載波光產(chǎn)生裝置(2)基于光源頻移方法產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源，或基于級(jí)聯(lián)調(diào)制器的方法產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源，或基于非線性光纖光學(xué)效應(yīng)的方法產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源，或由完全獨(dú)立但波長(zhǎng)間隔相同的獨(dú)立光源產(chǎn)生多個(gè)頻率間隔相同光源。
4.如權(quán)利要求3所述的高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，其特征在于所述光源頻移方法的具體步驟為將初始光源經(jīng)相位調(diào)制器或強(qiáng)度調(diào)制器后，通過(guò)一定功率的射頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光源頻率的搬移。
5.如權(quán)利要求3所述的高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，其特征在于所述級(jí)聯(lián)調(diào)制器的方法的具體步驟為將初始光源送入相位調(diào)制器與強(qiáng)度調(diào)制器級(jí)聯(lián)裝置，通過(guò)調(diào)整強(qiáng)度調(diào)制器的直流偏置電壓以及兩個(gè)調(diào)制器的射頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度和相位差，調(diào)整多載波光的數(shù)量與光譜平整度。
6.如權(quán)利要求3所述的高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，其特征在于所述非線性光纖光學(xué)效應(yīng)的方法的具體步驟為將單光源送入非線性系數(shù)很高的介質(zhì)中，通過(guò)非線性效應(yīng)產(chǎn)生多載波光。
7.如權(quán)利要求I所述的高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，其特征在于所述光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置(3)是陣列波導(dǎo)光柵AWG、波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)WSS、帶通光濾波器中的任意之一。
8.如權(quán)利要求2所述的高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法，其特征在于所述基站端濾波裝置(9)包括一光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置(3)，光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置(3)是陣列波導(dǎo)光柵AWGJ^長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)WSS、帶通光濾波器中的任意之一。
9.一種利用權(quán)利要求I所述方法的高譜效率的WDM-ROF載波傳輸系統(tǒng)，包括中心站(I)和若干基站(14)，其特征在于中心站(I)經(jīng)過(guò)由標(biāo)準(zhǔn)單模光纖構(gòu)成的光纖鏈路(8)連接到基站端濾波裝置(9)的輸入端，基站端濾波裝置(9)的各輸出端分別一對(duì)一的與一個(gè)基站(14)連接，基站(14)根據(jù)其配置的無(wú)線射頻天線(13)的參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的毫米波，每個(gè)信道的毫米波頻率為30G 300G毫米波頻帶中的任意一個(gè)， 所述中心站(I)包括 多載波光產(chǎn)生裝置(2)，產(chǎn)生一組頻率間隔為F/N的連續(xù)光載波，F(xiàn)為光毫米波頻率，N為需要產(chǎn)生的拍頻光的個(gè)數(shù)，N為彡I的整數(shù)； 光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置(3)，從多載波光產(chǎn)生裝置(2)產(chǎn)生的連續(xù)光載波中，將信噪比質(zhì)量最好的3N個(gè)光載波分離出來(lái)，其中N個(gè)作為拍頻光，2N個(gè)作為信號(hào)光； 信號(hào)光調(diào)制模塊(4)，接收信號(hào)光并調(diào)制需要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)； 光多路復(fù)用器(7)，同時(shí)接收調(diào)制后的信號(hào)光與未調(diào)制信號(hào)的拍頻光，并將其組成一組WDM-ROF光信號(hào)； 所述基站(14)包括 帶通濾波器(10 )，用于將光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置(3 )發(fā)送來(lái)的光載毫米波信號(hào)中所有帶外噪聲濾除， 射頻放大器(11)，用于放大濾除了帶外噪聲的光載毫米波信號(hào)， 光電二極管ro (12)，對(duì)放大后的光載毫米波信號(hào)進(jìn)行拍頻，進(jìn)而上變頻產(chǎn)生射頻毫米波電信號(hào)， 射頻毫米波電信號(hào)通過(guò)無(wú)線射頻天線(13 )發(fā)送出去。
10.如權(quán)利要求9所述的高譜效率的WDM-ROF載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于，基站端濾波裝置(9)包括 光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置(3)，其光波長(zhǎng)柵格與連續(xù)光載波的頻率間隔一致， 光波長(zhǎng)解復(fù)用裝置(3)將2N個(gè)信號(hào)光和N個(gè)拍頻光一一分離出來(lái)，再將N個(gè)拍頻光分別一對(duì)一的用I :2光分束器(15)分為功率相等的兩束， 八束拍頻光分別一對(duì)一的與一束信號(hào)光同時(shí)送入2:1光稱合器(16)稱合在一起,形成最終的光載毫米波信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高譜效率的WDM-ROF載波產(chǎn)生方法與傳輸系統(tǒng)，設(shè)光毫米波頻率為F，在中心站產(chǎn)生一組頻率間隔為F/N的連續(xù)光載波，N為拍頻光個(gè)數(shù)；然后將其中信噪比質(zhì)量最好的3N個(gè)光載波分離出來(lái)，中間的N個(gè)光載波作為WDM-ROF信道的公用拍頻光，而兩邊的2N個(gè)光載波作為信號(hào)光；將信號(hào)光調(diào)制需要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)；調(diào)制后的信號(hào)光與拍頻光經(jīng)過(guò)耦合，形成一個(gè)包含2N個(gè)信道的WDM-ROF傳輸信號(hào)，進(jìn)入光纖鏈路發(fā)往基站。本發(fā)明，使得兩個(gè)獨(dú)立光毫米波信道的拍頻光可以被共用，而且某個(gè)信道中拍頻光和信號(hào)光之間的頻譜可以被其他光毫米波信道所占用，從而大大提高WDM-ROF系統(tǒng)中心站的譜效率，可有效降低中心站的數(shù)量，降低系統(tǒng)成本。
文檔編號(hào)H04J14/02GK102970101SQ20121050922
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者羅鳴, 楊奇, 賀志學(xué), 張旭 申請(qǐng)人:武漢郵電科學(xué)研究院