一種產(chǎn)生混合傳輸信號的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種產(chǎn)生混合傳輸信號的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括基帶單元、光線路終端、光纖分支器、若干個光網(wǎng)絡(luò)單元和若干個遠(yuǎn)端射頻單元；所述基帶單元與所述光線路終端連接、所述光纖分支器連接于所述光線路終端和所述光網(wǎng)絡(luò)單元之間、所述光網(wǎng)絡(luò)單元與所述遠(yuǎn)端射頻單元連接；所述光線路終端包括用于產(chǎn)生連續(xù)光載波的激光源；用于產(chǎn)生4路10?Gb/s和1路100?Gb/s信號并進(jìn)行獨(dú)立邊帶調(diào)制的獨(dú)立邊帶信號生成模塊；用于對信號進(jìn)行功率放大的帶寬功率放大器；用于將混合電信號調(diào)制到所述光源產(chǎn)生的光載波上并耦合進(jìn)光纖鏈路中傳輸?shù)墓釯Q調(diào)制器。本系統(tǒng)的獨(dú)立邊帶調(diào)制能100％利用系統(tǒng)傳送端光電器件的有效帶寬，提高帶寬利用率。
【專利說明】
一種產(chǎn)生混合傳輸信號的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于混合型移動前傳的、能夠同時(shí)提供混合型ΙΟ-Gb/s和100-Gb/S信道的波分復(fù)用型無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、高清數(shù)字電視和云計(jì)算的爆炸式增長，移動通信容量迅速增長，因此提高通信容量問題變得刻不容緩。目前采用的基于移動回傳的方案開始顯示出速率不夠快、帶寬容量不足等疲軟現(xiàn)象，這使得移動前傳方案展現(xiàn)出了研究和實(shí)用價(jià)值?，F(xiàn)有的提高移動通信系統(tǒng)容量的常見方案有:(I)移動回傳方案:例如增加接口帶寬和基站數(shù)量，但大量的基站投入導(dǎo)致高能耗，運(yùn)營商投資成本和運(yùn)營成本逐年增高；(2)移動前傳方案?；旌闲鸵苿忧皞鞯臒o線接入網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是另外一種有效提高移動通信系統(tǒng)容量的方案，但以現(xiàn)有的移動需求增長速度來看，無源光網(wǎng)絡(luò)單信道的速率需求將超過ΙΟ-Gb/s，很多情況下將達(dá)到最新商用標(biāo)準(zhǔn)的100-Gb/s，甚至將出現(xiàn)ΙΟ-Gb/s和100-Gb/s信道同時(shí)混合應(yīng)用情況。近年來，光奈奎斯特(Nyquist)技術(shù)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高頻譜效率的最有效途徑。其原理是對子信道進(jìn)行光譜整形或電域數(shù)字濾波的方法，使相鄰信道的頻譜互不重疊，并使信道帶寬接近、達(dá)到(信號頻譜呈方形)甚至超過Nyquist極限，實(shí)現(xiàn)信道間無干擾傳輸。為了進(jìn)一步提高帶寬利用率，將波分復(fù)用型無源光網(wǎng)絡(luò)與多個副載波復(fù)用技術(shù)結(jié)合，例如與正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)和奈奎斯特波分復(fù)用(Nyquist-WDM)技術(shù)結(jié)合。然而，現(xiàn)在的光載波調(diào)制技術(shù)大多采用雙邊帶調(diào)制(調(diào)制信號包含上頻帶的信號信息和下頻帶的信息鏡像)或單邊帶調(diào)制，這種調(diào)制技術(shù)并不能充分利用系統(tǒng)傳送端器件和連續(xù)光載波的有效帶寬，其頻帶利用率只有50%，致使其帶寬利用率的提高是有限的。而利用上下頻帶調(diào)制獨(dú)立信號、頻帶利用率達(dá)到100%的獨(dú)立邊帶調(diào)制技術(shù)則展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。特別是采用相干檢測的混合型10G/100G多信道，只需一個光源、一個光IQ調(diào)制器和一個光線路終端，便可以同時(shí)產(chǎn)生4路ΙΟ-Gb/s和I路100-Gb/s信道，頻帶利用率達(dá)100%，提高了帶寬利用率，降低的系統(tǒng)成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有的帶寬效率調(diào)制模式的成本和帶寬利用率的不足的問題，本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于混合型移動前傳的、同時(shí)提供混合型ΙΟ-Gb/s和100-Gb/s信道的波分復(fù)用型無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對光載波進(jìn)行高效率帶寬調(diào)制，系統(tǒng)通過采用奈奎斯特頻率復(fù)用技術(shù)整合獨(dú)立邊帶調(diào)制格式對光載波進(jìn)行高效率帶寬調(diào)制。利用一個光發(fā)送機(jī)，同時(shí)產(chǎn)生混合4路1-Gb/s和I路100-Gb/s的下行傳輸信號。此技術(shù)只需要一個獨(dú)立光源、一個光IQ調(diào)制器和一個光線路終端便可以產(chǎn)生攜帶獨(dú)立傳輸信息的上邊帶和下邊帶從而提高帶寬利用率。
[0004]移動前傳概念是隨著通用公共射頻接口CPRI的制定和新一代基站射頻設(shè)備的發(fā)展形成分布式基站而提出的。這種基站將原先基站的功能分割成一個位于中心的基帶單元BBU和若干個遠(yuǎn)端射頻單元RRH。這樣一個基帶單元對應(yīng)多個遠(yuǎn)端射頻單元，能夠很好解決大型場館的覆蓋;也有利于減少基站的數(shù)量，能夠有效降低成本和提高通信容量。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種產(chǎn)生混合傳輸信號的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括基帶單元、光線路終端、光纖分支器、若干個光網(wǎng)絡(luò)單元和若干個遠(yuǎn)端射頻單元;所述基帶單元與所述光線路終端連接、所述光纖分支器連接于所述光線路終端和所述光網(wǎng)絡(luò)單元之間、所述光網(wǎng)絡(luò)單元與所述遠(yuǎn)端射頻單元連接，進(jìn)一步的，所述光線路終端包括:激光源、獨(dú)立邊帶信號生成模塊、第一帶寬功率放大器、第二帶寬功率放大器和光IQ調(diào)制器;所述獨(dú)立邊帶信號生成模塊輸出的I路信號與所述第一帶寬功率放大器的輸入連接;所述獨(dú)立邊帶信號生成模塊輸出的Q路信號與所述第二帶寬功率放大器的輸入連接;所述第一帶寬功率放大器、第二帶寬功率放大器的輸出分別與所述光IQ調(diào)制器的輸入連接;所述激光源的輸出與所述光IQ調(diào)制器的輸入連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述獨(dú)立邊帶信號生成模塊包括:利用現(xiàn)場可編程邏輯陣列控制高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生4路ΙΟ-Gb/s數(shù)字信號和I路100-Gb/s數(shù)字信號的數(shù)字信號生成模塊、實(shí)現(xiàn)攜帶獨(dú)立傳輸信息的上邊帶和下邊帶4+1路復(fù)數(shù)混合信號的獨(dú)立邊帶調(diào)制模塊和對信道傳輸前高頻部分的失真做預(yù)補(bǔ)償?shù)念A(yù)均衡處理模塊;所述數(shù)字信號生成模塊的輸出與所述獨(dú)立邊帶調(diào)制模塊的輸入連接，所述獨(dú)立邊帶調(diào)制模塊的輸出與所述預(yù)均衡處理模塊的輸入連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述光線路終端和所述光網(wǎng)絡(luò)單元之間包括光分配網(wǎng)絡(luò)，所述光分配網(wǎng)絡(luò)包括:光纖放大器、標(biāo)準(zhǔn)單模光纖和光纖分支器;所述光纖放大器的輸入與所述光IQ調(diào)制器的輸出連接;所述光纖放大器的輸出在所述標(biāo)準(zhǔn)單模光纖上傳輸;所述光纖分支器的輸入與所述標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的輸出連接;所述光纖分支器的輸出與所述光網(wǎng)絡(luò)單元的輸入連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述光網(wǎng)絡(luò)單元包括:可調(diào)光濾波器、集成相干光接收機(jī)和模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號處理模塊;所述可調(diào)光濾波器的輸入與所述光分配網(wǎng)絡(luò)的輸出連接;所述可調(diào)光濾波器的輸出與所述集成相干光接收機(jī)的輸入連接;所述集成相干光接收機(jī)的輸出與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號處理模塊的輸入連接。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:可以有效降低成本和提高帶寬利用率。
[0011]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的一種產(chǎn)生混合傳輸信號的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不局限于實(shí)施例。
【附圖說明】

[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的波分復(fù)用移動前傳無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光線路終端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光線路終端上獨(dú)立邊帶信號生成模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的獨(dú)立4路10-Gb/sPM-QPSK頻譜圖；
[0016]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的獨(dú)立I路100-Gb/s16QAM頻譜圖；
[0017]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的混合獨(dú)立邊帶頻譜圖；
[0018]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光分配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光網(wǎng)絡(luò)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光線路終端、光分配網(wǎng)絡(luò)及光網(wǎng)絡(luò)單元的連接示意圖。
[0021]圖中:
[0022 ] 1、基帶單元，2、光線路終端，3、光纖分支器，4、光網(wǎng)絡(luò)單元，5、遠(yuǎn)端射頻單元，6、激光源，7、IQ調(diào)制器，8、獨(dú)立邊帶信號生成模塊，91、第一帶寬功率放大器，92、第二帶寬功率放大器，10、復(fù)數(shù)I路信號，1010、復(fù)數(shù)Q路信號，11、混合信號輸出，12、數(shù)字信號生成模塊，13、PM-QPSK數(shù)據(jù)映射，14、16-QAM數(shù)據(jù)映射，15、光纖放大器，16、標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，17、傳播信號輸出，18、光分配網(wǎng)絡(luò)，19、可調(diào)光濾波器，20、集成相干光接收機(jī)，21、模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號處理模塊，22、Nyqui St濾波和下變頻處理，23、Nyquist濾波和上變頻處理，24、預(yù)均衡處理模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1為基于移動前傳的波分復(fù)用移動前傳無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)是由一個位于中心的基帶單元I和若干個遠(yuǎn)端射頻單元5組成，利用一個光纖分支器3把由基帶單元I和光線路終端2傳輸?shù)男盘柗种У饺舾蓚€光網(wǎng)絡(luò)單元4，遠(yuǎn)端射頻單元5可以對信號進(jìn)行放大或上下變頻。
[0024]圖2為光線路終端上基于奈奎斯特頻率復(fù)用技術(shù)整合獨(dú)立邊帶調(diào)制格式的混合4路ΙΟ-Gb/s和I路100-Gb/s的信號調(diào)制原理圖，包括激光源6、光IQ調(diào)制器7、獨(dú)立邊帶信號生成模塊8和和第一帶寬功率放大器91，第二帶寬功率放大器92，具體的:
[0025]激光源6，其主要作用是用來產(chǎn)生連續(xù)光載波。
[0026]光IQ調(diào)制器7，其主要作用是將混合電信號調(diào)制到光載波上，從而可以實(shí)現(xiàn)混合電信號在光纖鏈路中傳輸。
[0027]獨(dú)立邊帶信號生成模塊8，獨(dú)立邊帶信號生成模塊的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，包括數(shù)字信號生成模塊12、獨(dú)立邊帶調(diào)制模塊和預(yù)均衡處理模塊24，具體的:
[0028]數(shù)字信號生成模塊12，由現(xiàn)場可變成邏輯陣列(FPGA)和高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)組成信號源，利用FPGA控ffjijDAC分別實(shí)現(xiàn)5路數(shù)字信號產(chǎn)生(S卩4路ΙΟ-Gb/s和I路100-Gb/s信號)。
[0029 ] 獨(dú)立邊帶調(diào)制板塊，對4路I O-Gb/s和I路10-Gb/s彳目號進(jìn)彳丁獨(dú)立邊帶調(diào)制，4路ΙΟ-Gb/s 數(shù)字信號分別進(jìn)行獨(dú)立 PM-QPSK 數(shù)據(jù)映射13、 奈奎斯特 (Nyquist) 濾波和下變頻22至下邊帶(如圖4中所示的犯-他位置)；I路100-Gb/s數(shù)字信號進(jìn)行16-QAM數(shù)據(jù)映射14、奈奎斯特(Nyquist)濾波和上變頻23至上邊帶(如圖5中的Pd。從而實(shí)現(xiàn)了攜帶獨(dú)立傳輸信息的上邊帶和下邊帶4+1復(fù)數(shù)(IQ)混合信號。4+1獨(dú)立邊帶子信道的頻譜形狀為方形，是信號頻譜利用率的最大實(shí)現(xiàn)形式，子信道之間的保護(hù)間隔設(shè)置為0.1GHz。其中，圖4為獨(dú)立4路10-Gb/sPM-QPSK頻譜圖；圖5為獨(dú)立I路100-Gb/s 16QAM頻譜圖；圖6為混合獨(dú)立邊帶(混合4路10-Gb/s和I路100-Gb/s)頻譜圖。
[0030]預(yù)均衡處理模塊24，針對光電器件的頻率響應(yīng)不平坦現(xiàn)象，對信號進(jìn)行預(yù)均衡處理，為其在信道傳輸前高頻部分的失真做預(yù)補(bǔ)償，得到復(fù)數(shù)1、Q路信號(10&1010)，10表示I路?目號，11表不Q路彳目號。
[0031]第一帶寬功率放大器91，其主要作用是對得到的I路信號實(shí)現(xiàn)功率放大。
[0032]第二帶寬功率放大器92，其主要作用是對得到的Q路信號實(shí)現(xiàn)功率放大。
[0033]光IQ調(diào)制器7輸出的混合信號11耦合進(jìn)光纖鏈路傳輸。
[0034]圖7為光分配網(wǎng)絡(luò)18的結(jié)構(gòu)不意圖，包括光纖放大器15、標(biāo)準(zhǔn)單模光纖16和光纖分支器3，具體的:
[0035]光纖放大器15，用于對傳播中的信號實(shí)現(xiàn)放大作用。
[0036]標(biāo)準(zhǔn)單模光纖16，用于對信號進(jìn)行一定距離傳輸，在終端實(shí)現(xiàn)傳輸信號輸出17。
[0037]光纖分支器，用于接收所述標(biāo)準(zhǔn)單模光纖輸出的傳輸信號，并把傳輸信號分支到若干個光網(wǎng)絡(luò)單元4。
[0038]圖8為光網(wǎng)絡(luò)單元的結(jié)構(gòu)示意圖，包括可調(diào)光濾波器19、集成相干光接收機(jī)20和模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號處理模塊21，具體的:
[0039]可調(diào)光濾波器19，用于對信號光進(jìn)行波長選擇，解復(fù)用處理。
[0040]集成相干光接收機(jī)20，用于將本振光與接收到的信號光經(jīng)過光混頻器混頻，信號從光載頻下變頻到微載頻，隨后經(jīng)過光電檢測器檢測中心頻率，再對其進(jìn)行解調(diào)和補(bǔ)償算法，就可得基帶信號輸出。
[0041]模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號處理21，用于將相干檢測后的信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再利用數(shù)字處理方法對信號進(jìn)行采樣和色散補(bǔ)償處理，利用恒模算法解偏振復(fù)用，利用最小均方算法進(jìn)行相位恢復(fù)。
[0042]進(jìn)一步的，如圖9所示，所述光分配網(wǎng)絡(luò)18連接于所述光線路終端2和所述光網(wǎng)絡(luò)單元4之間。
[0043]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種產(chǎn)生混合傳輸信號的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括基帶單元、光線路終端、光纖分支器、若干個光網(wǎng)絡(luò)單元和若干個遠(yuǎn)端射頻單元;所述基帶單元與所述光線路終端連接、所述光纖分支器連接于所述光線路終端和所述光網(wǎng)絡(luò)單元之間、所述光網(wǎng)絡(luò)單元與所述遠(yuǎn)端射頻單元連接，其特征在于，所述光線路終端包括: 激光源、獨(dú)立邊帶信號生成模塊、第一帶寬功率放大器、第二帶寬功率放大器和光IQ調(diào)制器;所述獨(dú)立邊帶信號生成模塊輸出的I路信號與所述第一帶寬功率放大器的輸入連接；所述獨(dú)立邊帶信號生成模塊輸出的Q路信號與所述第二帶寬功率放大器的輸入連接;所述第一帶寬功率放大器、第二帶寬功率放大器的輸出分別與所述光IQ調(diào)制器的輸入連接;所述激光源的輸出與所述光IQ調(diào)制器的輸入連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生混合傳輸信號的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述獨(dú)立邊帶信號生成模塊包括: 利用現(xiàn)場可編程邏輯陣列控制高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生4路10-Gb/s數(shù)字信號和I路100-Gb/s數(shù)字信號的數(shù)字信號生成模塊、實(shí)現(xiàn)攜帶獨(dú)立傳輸信息的上邊帶和下邊帶4+1路復(fù)數(shù)混合信號的獨(dú)立邊帶調(diào)制模塊和對信道傳輸前高頻部分的失真做預(yù)補(bǔ)償?shù)念A(yù)均衡處理模塊;所述數(shù)字信號生成模塊的輸出與所述獨(dú)立邊帶調(diào)制模塊的輸入連接，所述獨(dú)立邊帶調(diào)制模塊的輸出與所述預(yù)均衡處理模塊的輸入連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的產(chǎn)生混合傳輸信號的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述光線路終端和所述光網(wǎng)絡(luò)單元之間包括光分配網(wǎng)絡(luò)，所述光分配網(wǎng)絡(luò)包括: 光纖放大器、標(biāo)準(zhǔn)單模光纖和光纖分支器;所述光纖放大器的輸入與所述光IQ調(diào)制器的輸出連接;所述光纖放大器的輸出在所述標(biāo)準(zhǔn)單模光纖上傳輸;所述標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的輸出與所述光纖分支器的輸入連接;所述光纖分支器的輸出與所述光網(wǎng)絡(luò)單元的輸入連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的產(chǎn)生混合傳輸信號的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述光網(wǎng)絡(luò)單元包括: 可調(diào)光濾波器、集成相干光接收機(jī)和模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號處理模塊;所述可調(diào)光濾波器的輸入與所述光分配網(wǎng)絡(luò)的輸出連接;所述可調(diào)光濾波器的輸出與所述集成相干光接收機(jī)的輸入連接;所述集成相干光接收機(jī)的輸出與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號處理模塊的輸入連接。
【文檔編號】H04J14/02GK205725760SQ201620429387
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】董澤, 張惠忠
【申請人】華僑大學(xué)