一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法和系统技术方案

技术编号:8611323 阅读:259 留言:0更新日期:2013-04-19 23:31
本发明专利技术公开一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法和系统。频率为f0的光分为两束,一束被频率为fRF的高速QAM毫米波信号单边带调制产生同偏振的光载波OLO1与信号边带BBD,另一束被频率为fRF的本振载波抑制调制产生于BBD同频的OLO2,与前者正交合路后滤除多余光频成分,既产生下行融合光信号。经光纤传输至基站,融合光信号能提供有线或无线接入。有线接入基站中,波长间插器将OLO2、BBD与OLO1分离,前者相干解调得下行基带信号,后者承载上行低速信号并由光纤传回中心站;无线接入基站中,偏振分束器将OLO1、BBD与OLO2分离,前者为光毫米波信号并由光电探测器转换为电毫米波,后者承载上行低速毫米波信号并由光纤传回中心站,实现有线或无线的非对称全双工接入。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信和毫米波无线接入通信领域,尤其涉及利用光通信技术长距离传输基于PON有线/ROF无线的融合光信号,实现全双工的有线/无线融合信号的混合接入方法和系统。
技术介绍
光纤射频传输(Radio-over-Fiber, RoF)技术融合了光纤通信和无线通信的特点,既具有光纤通信的大带宽、低损耗、抗电磁干扰、长距离传输的优势,又具备无线通信不受地理位置局限的灵活接入特点,为终端用户提供了大容量高数据传输速率和方便灵活的接入方式。基于光纤接入的无源光网络(PassiveOptical Networks,Ρ0Ν)实现了局端与用户端之间的器件无源化,设备成本低、维护简单、受电磁雷电干扰小、资源占用少,是未来实现FTTx的主要潜力解决方案。RoF和PON分别是无线宽带接入和有线接入的最具潜力的解决方案,但是二者分别独立部署的高成本,使得它们目前难以实现商业化。基于PON/RoF的混合有线/无线接入网络,不仅能够实现有线/无线网络的融合,简化网络结构,降低成本,而且能够根据用户需求提供有线或无线的选择接入,很大程度上满足了未来网络大容量传输、灵活接入的需求趋势。基于PON/RoF的混合有线/无线接入技术的相关文献报道中,大多数实现方案核心基于波分复用技术,采用不同频率波长分别实现有线/无线信号的调制和传输,其中的有线信号与无线信号只是简单合并传输,相互独立,分别传输,有线和无线信号的光纤传输链路和网络实现了共享,但发收模块多数相互独立,融合程度较低,有线和无线接入的带宽资源一般只能静态分配,无法实现光纤分`布网络资源和光谱资源的动态的调配和光纤带宽资源的充分利用。如果基于PON/RoF的混合有线/无线接入网络中的信号发射、接收模块,传输信道和交换节点均实现有机融合,设备和资源得到充分共享,不仅能够进一步简化网络结构,使网络更高效节能,还能降低基站和中心站复杂度,实现网络带宽资源的动态高效分配,使宽带有线-无线混合接入网络更具优势,能够更好地满足人们对信息服务的多样化和带宽的需求。
技术实现思路
为了解决上述有线/无线混合接入网络中的频带资源利用率低与混合接入网络中有线、无线设备相互分立使系统异常复杂问题,本专利技术提出一种新的有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法和系统。本专利技术提出一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法,能够通过光纤实现基带和毫米波融合光信号的长距离传输和选择性的有线/无线接入,并且基站中不需要设置光源,使其结构简化。考虑到实际应用中上行数据流速率一般比下行数据流较低,本专利技术所提出的非对称上/下行链路具有更为简单的结构和更低的实现成本。其包括,在中心站的下行链路发射模块中,频率为&的激光器发出连续光波入射至偏振分束器,被分束为两路偏振正交的同频等功率光波LI和L2,LI和L2分别入射至马赫-曾德调制器I和马赫-曾德调制器2进行调制;其中频率为fKF的射频信号承载下行数据后,作为马赫-曾德调制器I的驱动,实现对光波LI的单边带调制,输出频率为&的中心载波OLOl和携带下行数据的、频率为(fo+fKF)的一阶边带BBD ;频率为fKF的本振信号驱动马赫-曾德调制器2,实现对L2的中心载波抑制调制,产生频率为的两个一阶边带,其中频率为(fo+fKF)的边带为0L02,频率为(&-&)的边带为0L03,偏振合束器实现两马赫-曾德调制器输出的偏振正交合路,带通滤波器滤除频率为(fcrfKF)的一阶边带0L03和其他高阶边带,频率为&的OLOl和频率为(f^fy的BBD、0L02通过,这两个频率成分的三路光波构成了下行链路融合光信号,其中OLOl与BBD偏振平行且频率间隔为fKF,0L02与BBD频率相同且偏振正交;下行链路的融合光信号由掺铒光纤放大器放大到适当功率,经单模光纤传输至基站;在基站的下行链路有线接入接收模块中,波长间插滤波器实现下行链路频率为f0+fEF的0L02和BBD与频率 为的OLOl分离,频率相同且偏振正交的0L02与BBD经偏振分束器两者分离,相干解调得到下行有线接入信号,其中频率为&的OLOl预留作为上行链路的光载波;有线接入上行链路中,基站中的发射模块中的光强度调制器将二进制的上行数据信号强度调制到预留的上行光载波OLOl上,并由上行光纤链路传输至中心站,中心站的有线接入上行链路接收模块的光电探测器将其转换为二进制的基带电信号;在下行链路无线接入接收模块中,偏振分束器将下行链路融合光信号分离为包含OLOl与BBD的频率为fEF的光载毫米波信号和频率为fo+fm的上行链路光载波0L02,其中光载毫米波信号由光电探测器转换为频率为fKF的电毫米波信号,经带通滤波和功率放大后由天线发射至无线接收端,实现下行信号的无线接入;在无线接入上行链路中,基站中的天线接收到的频率为4的、承载着二进制强度调制数据的上行电毫米波信号单边带调制到预留的上行链路光载波0L02上,经上行光纤链路传输至中心站,中心站的高速光电探测器将上行光信号转换为电信号并解调得到二进制的基带上行信号;上述上行链路和下行链路实现了融合光信号的全双工传输,构成了全双工链路。作为一种优选方法,在下行链路发射模块中,下行数据信号为频谱效率较高的M进制矢量调制信号;所采用铌酸锂马赫-曾德调制器I实现一路连续激光的单边带调制,马赫-曾德调制器2实现另一路正交偏振激光的中心载波抑制调制,本振信号频率与下行链路毫米波频率相同;滤波器滤除频率为(fcrfKF)的一阶边带与其他高阶边带成分,下行链路融合光信号包括频率为(fo+fKF)的光载波0L02和携带下行数据信息的BBD,以及频率为f0的载波0L01,其中BBD与0L02频率相同但偏振正交,BBD与OLOl偏振平行且频率间隔为fKF,基站输出融合光信号频率成分简单,受光纤色散影响小。作为一种优选方法,在下行链路有线接入接收模块中,基站的波长间插光滤波器将频率为fo+fKF的BBD和0L02,与频率为&的上行载波OLOl分离,BBD和0L02经正交偏振分离后进入相干光接收机,相干光接收机由偏振控制器、四输入口光hybrid混合器和两对平衡光电探测器构成,实现下行有线信号的相干解调,以得到基带的有线接入信号。作为一种优选方法,在有线接入上行链路中,基站中的有线接入上行链路发射模块中的光强度调制器将二进制有线上行数据信号强度调制于频率为fo的上行光载波OLOl上,有线接入的上行信号经上行链路传输至中心站,由中心站中的有线接入上行链路接收模块中光电探测器将其转换为基带电信号。作为一种优选方法,在下行链路无线接入接收模块中,偏振分束器将偏振正交的携带下行数据频率为fKF的光载毫米波信号与频率为fo+fKF的上行载波0L02分离,其中光载毫米波信号由频率为fo+fKF的携带下行数据的BBD和频率为&的OLOl构成,二者偏振平行,光载毫米波信号经响应频率不低于fKF的光电探测器转换为电毫米波信号,功率放大后由天线无线发射至用户接入端。作为一种优选方法,在无线接入上行链路中,由基站中的天线接收的频率为的、承载着二进制强度调制信号的上行电毫米波由无线接入上行链路发射模块中的光强度调制器单边带调制到预留的频率为fo+fm的上行本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法,其特征在于,其包括下述步骤:在中心站的下行链路发射模块中,频率为f0的激光器发出连续光波由偏振分束器分为两路偏振正交的光波L1和L2,并分别入射至马赫?曾德调制器1和马赫?曾德调制器2进行调制;其中承载着下行数据的、频率为fRE的射频信号作为马赫?曾德调制器1的驱动,实现对光波L1的单边带调制,输出包含频率为f0的中心光载波OLO1和携带下行数据、频率为(f0+fRF)的一阶光边带BBD;频率为fRF的本振信号驱动马赫?曾德调制器2实现对L2的中心载波抑制调制,产生频率为(f0±fRF)的两个一阶边带,其中频率为(f0+fRF)的边带为OLO2,偏振合束器实现两马赫?曾德调制器输出的偏振正交合路,带通滤波器滤除频率为(f0?fRF)的一阶边带和其他高阶边带,输出包含频率为f0的OLO1、频率为(f0+fRF)的BBD和OLO2的两个频率成分的三路光波,构成了下行链路的融合光信号,其中频率间隔为fRF的OLO1和BBD偏振平行,OLO2和BBD频率相同且偏振正交;下行链路的融合光信号由掺铒光纤放大器放大到适当功率,经单模光纤传输至基站;下行链路有线接入接收模块中,波长间插滤波器实现下行链路频率为f0+fRF的OLO2和BBD与频率为f0的OLO1分离,频率相同且偏振正交的OLO2与BBD经偏振分束器分离,相干解调得到下行有线接入信号,其中频率为f0的OLO1预留作为上行链路的光载波;有线接入上行链路中,基站中的光强度调制器将二进制的上行数据信号强度调制到预留的上行光载波OLO1上,并由上行光纤链路传输至中心站,中心站中的光电探测器通过直接探测将其转换为二进制的基带电信号;下行链路无线接入接收模块中,偏振分束器将下行链路融合光信号分离为 包含OLO1与BBD的频率为fRF的光载毫米波信号和频率为f0+fRF的上线链路光载波OLO2,其中光载毫米波信号由光电探测器转换为频率为fRF的电毫米波信号,经带通滤波和放大后由天线发射至无线接收端,实现下行信号的无线接入;无线接入上行链路中,基站中的天线接收到的频率为fU的、承载着二进制强度调制数据的上行电毫米波信号单边带调制到预留的上行链路光载波OLO2上,经上行光纤链路传输至中心站,中心站中的高速光电探测器将上行光信号转换为电信号和解调得到二进制的基带的上行信号;上述上行链路和下行链路实现了融合光信号的全双工传输,构成了全双工链路。...

【技术特征摘要】
1.一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法,其特征在于,其包括下述步骤 在中心站的下行链路发射模块中,频率为&的激光器发出连续光波由偏振分束器分为两路偏振正交的光波LI和L2,并分别入射至马赫-曾德调制器I和马赫-曾德调制器2进行调制;其中承载着下行数据的、频率为fKE的射频信号作为马赫-曾德调制器I的驱动,实现对光波LI的单边带调制,输出包含频率为&的中心光载波OLOl和携带下行数据、频率为(fo+fKF)的一阶光边带roD ;频率为fKF的本振信号驱动马赫-曾德调制器2实现对L2的中心载波抑制调制,产生频率为的两个一阶边带,其中频率为(fo+k)的边带为0L02,偏振合束器实现两马赫-曾德调制器输出的偏振正交合路,带通滤波器滤除频率为(fcrfKF)的一阶边带和其他高阶边带,输出包含频率为fo的0L01、频率为(&+&)的BBD和0L02的两个频率成分的三路光波,构成了下行链路的融合光信号,其中频率间隔为fKF的OLOl和BBD偏振平行,0L02和BBD频率相同且偏振正交; 下行链路的融合光信号由掺铒光纤放大器放大到适当功率,经单模光纤传输至基站;下行链路有线接入接收模块中,波长间插滤波器实现下行链路频率为fo+fm的0L02和BBD与频率为&的OLOl分离,频率相同且偏振正交的0L02与BBD经偏振分束器分离,相干解调得到下行有线接入信号,其中频率为fo的0L01预留作为上行链路的光载波; 有线接入上行链路中,基站中的光强度调制器将二进制的上行数据信号强度调制到预留的上行光载波0L01上,并由上行光纤链路传输至中心站,中心站中的光电探测器通过直接探测将其转换为二进制的基带电信号; 下行链路无线接入接收模块中,偏振分束器将下行链路融合光信号分离为包含0L01与BBD的频率为fKF的光载毫米波信号和频率为的上线链路光载波0L02,其中光载毫米波信号由光电探测器转换为频率为fKF的电毫米波信号,经带通滤波和放大后由天线发射至无线接收端,实现下行信号的无线接入; 无线接入上行链路中,基站中的天线接收到的频率为&的、承载着二进制强度调制数据的上行电毫米波信号单边带调制到预留的上行链路光载波0L02上,经上行光纤链路传输至中心站,中心站中的高速光电探测器将上行光信号转换为电信号和解调得到二进制的基带的上行信号; 上述上行链路和下行链路实现了融合光信号的全双工传输,构成了全双工链路。2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在所述中心站的下行链路发射模块中 下行数据信号为频谱效率较高的M进制矢量调制信号;所采用铌酸锂马赫-曾德调制器I实现一路连续激光的单边带调制,马赫-曾德调制器2实现另一路正交偏振激光的中心载波抑制调制,本振信号频率与下行链路毫米波频率相同;滤波器滤除频率为(fcrfKF)的一阶边带与其他高阶边带成分,下行链路融合光信号包括频率为(fo+fKF)的光载波0L02和携带下行数据信息的BBD,以及频率为&的载波0L01,其中BBD与0L02频率相同但偏振正交,BBD与0L01偏振平行且频率间隔为fKF,基站输出融合光信号频率成分简单,受光纤色散影响小。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述下行链路有线接入接收模块中 基站的波长间插光滤波器将频率为fo+fm的BBD和0L02与,频率为L的上行载波0L01分离,BBD和0L02经正交偏振分离后进入相干光接收机,相干光接收机由偏振控制器、四输入口光hybrid混合器和两对平衡光电探测器构成,实现下行有线信号的相干解调,以得到基带的有线接入信号。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述有线接入上行链路中 基站中的光强度调制器将二进制上行数据信号强度调制于频率为&的上行光载波OLOl上,经上行链路传输至中心站,由光电探测器转换为基带电信号。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述下行链路无线接入接收模块中 偏振分束器将偏振正交的携带下行数据频率为fKF的光载毫米波信号与频率为的上行载波...

【专利技术属性】
技术研发人员:马健新詹娱
申请(专利权)人:北京邮电大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1