本实用新型专利技术提出了一种基于模分复用的Front‑haul光纤传输系统，该系统包括无线云中心RRC、光纤传输链路和射频拉远系统RRS，其中，无线云中心RRC具体包括RRC基带处理端与NGFI端口、偏振控制器和六模式可选择性光子灯笼；光纤传输链路是六模式少模光纤传输链路；射频拉远系统RRS包括六模式可选择性光子灯笼、六入六出光电探测及数据与射频处理模块、n×n无线MIMO天线发射模块。该系统能提供单模光纤传输系统的六倍容量；或者在容量或速率上的Front‑haul传输压力减小到单模光纤传输系统的六分之一；系统采用大有效折射率差、大有效面积六模式少模光纤，有效减小非线性效应和模式串扰；为特殊应用场景下移动通信Front‑haul长跨距传输提供新思路和保障。
【技术实现步骤摘要】
一种基于模分复用的Front-haul光纤传输系统
本专利申请涉及一种基于模分复用的Front-haul光纤传输系统，可应用于光纤通信、光纤无线接入、光学信息处理和新一代信息技术等领域。
技术介绍
近年来，随着数据通信与多媒体业务需求的不断增加，下一代前传接口NGFI(NextGenerationFront-haulInterface)[1Chinamobileresearchinstitute,etal.WhitePaperofNextGenerationFronthaulInterface，v1.0(2015)]中的无线云中心(RCC,radiocloudcenter)与远端射频系统(RRS,radioremotesystem)之间的Front-haul光纤传输的高速率、高容量、长跨距需求日益剧增。同时，随着无线多入多出(MIMO)技术在4G、5G和未来无线通信中的应用，进一步加剧了Front-haul传输压力[2X.Liu,H.Zeng,N.Chand,andF.Effenberger,"Bandwidth-EfficientMobileFronthaulTransmissionforFuture5GWirelessNetworks,"inAsiaCommunicationsandPhotonicsConference2015,C.Lu,J.Luo,Y.Ji,K.Kitayama,H.Tam,K.Xu,P.Ghiggino,andN.Wada,eds.,OSATechnicalDigest(OpticalSocietyofAmerica,2015),paperASu3E.4]；当然，目前常规无线MIMO技术研究还处于较少的输入和输出数目[3Chi-HsiangLin,Chun-TingLin,Hou-TzuHuang,Wei-SiangZeng,Shou-ChihChiang,andHsi-YuChang,"60-GHzoptical/wirelessMIMOsystemintegratedwithopticalsubcarriermultiplexingand2x2wirelesscommunication,"Opt.Express23,12111-12116(2015)]；大规模MIMO天线的研究也还处于战略概念和初步地理论仿真阶段，真正部署和实现尚需要较长时间[4E.Larsson,O.Edfors,F.Tufvesson,T.Marzetta,“MassiveMIMOfornextgenerationwirelesssystems,”IEEECommunicationsMagazine,52(2):186-195(2014)；5L.Lu,G.Y.Li,A.L.Swindlehurst,A.Ashikhmin,R.Zhang,“AnOverviewofMassiveMIMO:BenefitsandChallenges,”IEEEJournalofSelectedTopicsinSignalProcessing,8(5):742-758(2014)；6J.Shen,S.Suyama,T.Obara,Y.Okumura,“RequirementsofpoweramplifieronsuperhighbitratemassiveMIMOOFDMtransmissionusinghigherfrequencybands,”GlobecomWorkshops(GCWkshps),2014:433-437]。这样，当前迫切的通信需求和MIMO技术带来了Front-haul光纤传输在容量和速率上的巨大压力，尽管通过滤波和压缩可以成倍地降低传输速率，仍然对Front-haul光传输网络造成了极大的压力，对未来Front-haul传输是一个巨大挑战[1；7YiranMa,ZhiguangXu,ChengliangZhang,HuafengLin,QingWang,MinZhou,HengWang,JingwenYu,andXiaomuWang,"Demonstrationofdigitalfronthauloverself-seededWDM-PONincommercialLTEenvironment,"Opt.Express23,11927-11935(2015)；8Y.Ma,Z.Xu,H.Lin,M.Zhou,H.Wang,C.Zhang,J.Yu,andX.Wang,"DemonstrationofCPRIoverSelf-seededWDM-PONinCommercialLTEEnvironment,"inOpticalFiberCommunicationConference,OSATechnicalDigest(OpticalSocietyofAmerica,2015),paperM2J.6；9M.Zhu,X.Liu,N.Chand,F.Effenberger,andG.Chang,"High-CapacityMobileFronthaulSupportingLTE-AdvancedCarrierAggregationand8×8MIMO,"inOpticalFiberCommunicationConference,OSATechnicalDigest(OpticalSocietyofAmerica,2015),paperM2J.3]。同时，模式复用（MDM）技术是将少模光纤（FMF）中的各个空间模式看作并行传输的子信道，基于FMF的MDM系统本质上就是一个天然的多输入多输出（MIMO）系统；基于FMF的MDM技术已经成为光通信领域的前沿研究热点，是该领域超高速、超大容量、超长距离、高谱效传输最具潜力的实现方式之一，具有极其广阔的应用前景和发展空间[10HeWen,HongjunZheng,QiMo,etal.Few-ModeFibre-OpticMicrowavePhotonicLinks,Light:Science&Applications,2017.8,6,e17021,1-8]。
技术实现思路
针对上述问题，在国家自然科学基金(编号61671227和61431009）、山东省自然科学基金（ZR2011FM015）、“泰山学者”建设工程专项经费支持下，本专利申请提出了一种基于模分复用的Front-haul光纤传输系统；本专利申请所提出的传输系统每增加一种线性偏振模式信号，Front-haul传输容量比单模系统的增加一倍；能够提供与模式数目相同倍数的多倍増容量；有效解决Front-haul光纤传输在容量、速率需求上日益剧增问题，可解决Front-haul光纤传输的频谱效率、部署成本、升级困难等方面面临的挑战，为特殊应用场景下移动通信Front-haul长跨距传输提供新思路和保障。本专利申请解决其技术问题所采用的技术方案是：针对特殊应用场景下移动通信Front-haul光纤传输容量的迫切需求，本专利申请提出了一种基于模分复用的Front-haul光纤传输系统；该系统包括无线云中心RRC、光纤传输链路和射频拉远系统RRS；其中，无线云中心RRC具体包括RRC基带处理端与NGF本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于模分复用的Front‑haul光纤传输系统，其特征在于：该系统分为无线云中心RRC、光纤传输链路和射频拉远系统RRS共三个功能模块；无线云中心RRC包括RRC基带处理端与NGFI端口（1）、六个偏振控制器（2）（3）（4）（5）（6）（7）和六模式可选择性光子灯笼（8）；光纤传输链路是六模式少模光纤传输链路（9）；射频拉远系统RRS包括六模式可选择性光子灯笼（8）、六入六出光电探测及数据与射频处理模块（11）、六个n×n无线MIMO天线发射模块（12）（13）（14）（15）（16）（17）；RRC基带处理端与NGFI端口（1）经偏振控制器（2）（3）（4）（5）（6）（7）连接到六模式可选择性光子灯笼（8）的六个单模端，光子灯笼（8）锥形少模端熔接到一条大有效折射率差、大有效面积六模式少模光纤传输链路（9）；少模光纤传输链路（9）输出端连接到六模式可选择性光子灯笼（8）的锥形少模端，光子灯笼（8）的六个单模端分别连接到六入六出光电探测及数据与射频处理模块（11）的六个输入端；六入六出光电探测及数据与射频处理模块（11）的六个输出端连接到六个n×n无线MIMO天线发射模块（12）（13）（14）（15）（16）（17）；RRC基带处理端与NGFI端口（1）输出六个相同波长或者接近波长或者不同波长的信号分别经偏振控制器（2）（3）（4）（5）（6）（7）单模传输到六模式可选择性光子灯笼（8）的六个单模端，在光子灯笼（8）少模端实现模式转换与复用，复用成一路六模式信号；该六模式信号经过一条大有效折射率差、大有效面积六模式少模光纤传输链路（9）传输；之后，再进入射频拉远系统RRS中；由六模式可选择性光子灯笼（8）把六模式信号模式转换与解复用为六路单模信号，每个模式信号对应一路单模信号；之后，解复用后的六路单模信号经六入六出光电探测及数据与射频处理模块（11）处理后分别输出到六个n×n无线MIMO天线发射模块（12）（13）（14）（15）（16）（17）进行发射；每个n×n无线MIMO天线发射模块（n=1，···，256），对应1个有线输入端和n个发射天线；每个n×n无线MIMO天线发射模块具有独立发射功能和联合发射功能；六个n×n无线MIMO天线发射模块采用联合发射功能可构成整体6n×6n无线MIMO天线发射部分；若n=1，天线可整体构成6×6无线MIMO天线的发射部分；若n=2，天线可整体构成12×12无线MIMO天线的发射部分。...
【技术特征摘要】
1.一种基于模分复用的Front-haul光纤传输系统，其特征在于：该系统分为无线云中心RRC、光纤传输链路和射频拉远系统RRS共三个功能模块；无线云中心RRC包括RRC基带处理端与NGFI端口（1）、六个偏振控制器（2）（3）（4）（5）（6）（7）和六模式可选择性光子灯笼（8）；光纤传输链路是六模式少模光纤传输链路（9）；射频拉远系统RRS包括六模式可选择性光子灯笼（8）、六入六出光电探测及数据与射频处理模块（11）、六个n×n无线MIMO天线发射模块（12）（13）（14）（15）（16）（17）；RRC基带处理端与NGFI端口（1）经偏振控制器（2）（3）（4）（5）（6）（7）连接到六模式可选择性光子灯笼（8）的六个单模端，光子灯笼（8）锥形少模端熔接到一条大有效折射率差、大有效面积六模式少模光纤传输链路（9）；少模光纤传输链路（9）输出端连接到六模式可选择性光子灯笼（8）的锥形少模端，光子灯笼（8）的六个单模端分别连接到六入六出光电探测及数据与射频处理模块（11）的六个输入端；六入六出光电探测及数据与射频处理模块（11）的六个输出端连接到六个n×n无线MIMO天线发射模块（12）（13）（14）（15）（16）...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏军，王潇，黎昕，胡卫生，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：新型
国别省市：山东,37
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