一种光载无线宽带系统技术方案

本发明专利技术涉及一种光载无线宽带系统，包括中心站和基站，中心站包括至少两个激光器模块，激光器模块输出连接N×1光耦合器的输入端，N×1光耦合器的输出端连接光环形器的第一端口，法布里‑珀恩激光器连接光环形器的第二端口，光环形器的第三端口连接1×N光耦合器的输入端，1×N光耦合器的各输出端通过光滤波器连接电光调制器的输入端，电光调制器的输出端通过光纤连接对应基站。该系统能够产生多路光微波信号，系统器件利用率得到了很大提升，系统效率同样得到提升，并且在同样满足产生多路光微波信号的基础上，本发明专利技术提供的宽带系统结构得到了很大地简化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光载无线宽带系统，属于光载无线宽带通信领域。
技术介绍
信息时代的到来极大地促进了通信技术的发展和变革，也给人们的工作和生活带来了更大的便捷。光纤到家、移动通信4G（FourthGeneration）等技术都已进入了千家万户。但是，对宽带、高速、接入便捷的通信技术的需求仍然是人们对通信技术的核心期盼，这也促进了新的通信技术的研究和开发。光纤通信以其巨大的带宽优势可以实现高速、大容量的通信；移动通信的优势则是灵活、便捷，RoF技术正是融合了光纤通信和移动通信的优势而产生的新兴技术。RoF技术主要涉及到光生微波、信息调制、微波信号的光传输、微波信号的发射与接收等技术。其中，光生微波技术是其中的一项核心技术，产生出可调谐、宽带、相位噪声低的微波信号对光载无线宽带系统至关重要。光生微波的产生方式目前主要有光外差法和光注入法。光外差法的原理是利用两束光的频率差产生期望的拍频信号，然后通过光电探测器输出对应的微波信号，缺点是具有较大的相位噪声。光注入法可以有效地降低产生的微波信号的相位噪声，是一种极具应用价值的方法。现有技术[1](参见F.Y.Lin,J.M.Liu.Diversewaveformgenerationusingsemiconductorlasersforradarandmicrowaveapplications,IEEEJ.QuantumElectron.2004.以及S.C.Chan,J.M.Liu.Tunablenarrow-linewidthphotonicmicrowavegenerationusingsemiconductorlaserdynamics,IEEEJ.Sel.TopicsQuantumElectron.2004.以及S.K.Hwang,etal.Characteristicsofperiod-oneoscillationsinsemiconductorlaserssubjecttoopticalinjection,IEEEJ.Sel.TopicsQuantumElectron.2004)公开了一种光注入产生光学微波信号的技术，采用几个中心波长可调谐的半导体激光器注入到另一个半导体激光器产生拍频现象，拍频为两个激光器的中心波长差，此拍频信号即为光生微波信号。现有技术[2](参见Y.S.Juan,F.Y.Lin.Demonstrationofultra-wideband(UWB)overfiberbasedonopticalpulse-injectedsemiconductorlaser,OpticsExpress.2010.以及Y.-H.Liao,etal.Dynamicalcharacteristicsofadual-beamopticallyinjectedsemiconductorlaser.IEEEJournalofSelectedTopicsinQuantumElectronics2013)公开了一种双光束注入产生微波信号的方法，由于采用双光束注入，该方法可以产生出比现有技术[1]频率更高的微波信号。综上所述，现有技术[1]和[2]均可产生出光学微波信号，但存在着共同的缺点，即一套系统只能产生一路光学微波信号，器件利用率低，系统效率低，并且当需要多路光学微波信号时，需要多个系统，投入成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光载无线宽带系统，用以解决现有的一套宽带系统只能产生一路光学微波信号的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括一种光载无线宽带系统，包括中心站和基站，所述中心站包括N个激光器模块，N≥2，各激光器模块用于产生波长可调的激光，所述N个激光器模块输出连接N×1光耦合器的输入端，所述N×1光耦合器的输出端连接光环形器的第一端口，法布里-珀恩激光器连接所述光环形器的第二端口，所述光环形器的第三端口连接1×N光耦合器的输入端，所述1×N光耦合器的各输出端通过光滤波器连接电光调制器的输入端，各电光调制器的输出端用于通过光纤连接对应基站。所述激光器模块由依次连接的可调谐激光器、偏振控制器和可调光衰减器构成。所述N×1光耦合器的输出端通过光隔离器连接所述光环形器的第一端口。所述法布里-珀恩激光器通过可调光衰减器连接所述光环形器的第二端口。所述基站包括依次连接的光电探测器、射频放大器和发射端天线，各电光调制器通过光纤连接对应的光电探测器。各电光调制器加载有基带数字信息。所述光纤的长度范围为1km～50km。本专利技术提供的光载无线宽带系统中，中心站中包括有至少两个激光器模块，每个激光器模块均能够产生波长可调的激光，中心站中还设置有具有多种模式的法布里-珀罗激光器，激光器模块发出的不同波长的激光与法布里-珀罗激光器不同的模式产生拍频现象，从而输出多路光微波信号，然后采用不同中心波长的光带通滤波器滤出各路光微波信号。所以，通过不同波长的激光与法布里-珀罗激光器的不同模式的配合作用能够产生多路光微波信号，即一个系统能够产生多路光微波信号，系统器件利用率得到了很大提升，系统效率同样得到提升，并且在同样满足产生多路光微波信号的基础上，只需一套宽带系统即可，投入成本大幅度降低，整体结构也得到了很大地简化。附图说明图1是光载无线宽带系统结构示意图；图2是发射端天线和接收端天线的对应关系示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。本专利技术提供的光载无线宽带系统基于多光束注入并产生多路光微波信号。如图1所示，该系统整体包括两部分，为中心站40和基站41。其中，中心站包括N个激光器模块，N≥2，各激光器模块用于产生波长可调的激光，在本实施例中给出激光器模块的一种具体实施方式，如图1所示，激光器模块包括依次连接的可调谐激光器、偏振控制器和可调光衰减器。由于激光器模块的个数为N，所以，按照图1中的标示来说，第1个激光器模块包括依次连接的可调谐激光器1、偏振控制器2和可调光衰减器3，第2个激光器模块包括依次连接的可调谐激光器7、偏振控制器8和可调光衰减器9，……，第N个激光器模块包括依次连接的可调谐激光器29、偏振控制器30和可调光衰减器31。这N个可调光衰减器：可调光衰减器3、可调光衰减器9和可调光衰减器31输出连接N×1光耦合器4的N个输入端，N×1光耦合器4的输出端连接光隔离器5的输入端，光隔离器5的输出端连接光环行器6的第I端口，法布里-珀罗激光器11通过可调光衰减器10连接光环形器6的第II端口，光环行器6的第III端口连接1×N光耦合器12的输入端。对于某一路光微波信号，以下以第一路为例，其产生过程如下：可调谐激光器1产生连续波激光，利用偏振控制器2调节其偏振态，利用可调光衰减器3控制其光功率大小，然后输出给N×1光耦合器，之后在光隔离器5的作用下，能够保证其单向传输，此后由光环行器6通过光衰减器10注入到法布里-珀罗激光器11，调节可调谐激光器1的中心波长与法布里-珀罗激光器11的第一个模式匹配，即两波长差范围为0.08nm～0.8nm，此时发生拍频现象，输出频率范围10GHz～100GHz的光微波。对于其他的可调谐激光器，第二个可调节激光器——可调节激光器7与法布里-珀罗激光器11的第二个模式的作用过程与上述过程相同，……，第N个可调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光载无线宽带系统，包括中心站和基站，其特征在于，所述中心站包括N个激光器模块，N≥2，各激光器模块用于产生波长可调的激光，所述N个激光器模块输出连接N×1光耦合器的输入端，所述N×1光耦合器的输出端连接光环形器的第一端口，法布里‑珀恩激光器连接所述光环形器的第二端口，所述光环形器的第三端口连接1×N光耦合器的输入端，所述1×N光耦合器的各输出端通过光滤波器连接电光调制器的输入端，各电光调制器的输出端用于通过光纤连接对应基站。

【技术特征摘要】
1.一种光载无线宽带系统，包括中心站和基站，其特征在于，所述中心站包括N个激光器模块，N≥2，各激光器模块用于产生波长可调的激光，所述N个激光器模块输出连接N×1光耦合器的输入端，所述N×1光耦合器的输出端连接光环形器的第一端口，法布里-珀恩激光器连接所述光环形器的第二端口，所述光环形器的第三端口连接1×N光耦合器的输入端，所述1×N光耦合器的各输出端通过光滤波器连接电光调制器的输入端，各电光调制器的输出端用于通过光纤连接对应基站。2.根据权利要求1所述的光载无线宽带系统，其特征在于，所述激光器模块由依次连接的可调谐激光器、偏振控制器和可调光衰减器构成。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵清春，王欣，李永杰，许东蛟，郝洋，王文革，殷洪玺，赵楠，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司信息通信公司，国家电网公司，大连理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41