[發明專利]一種基于OFDM-ROF的雙向無源光網絡系統

有效

• 申請號: 201110320979.7
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102325122A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 張崇富;陳晨;邱昆
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B10/08;H04B10/17
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于OFDM-ROF的雙向無源光網絡系統，包括：光線路終端、下行傳輸鏈路、光網絡單元以及上行傳輸鏈路，其特征在于，OFDM-ROF中心站作為光線路終端的組成部分，OFDM-ROF基站作為光網絡單元的組成部分；

OFDM-ROF中心站包括：

一個激光器，用于產生頻率為f₀的光載波；

兩個頻率分別為f_s1、f_s2的射頻激勵源、兩個級聯的馬赫-曾德爾調制器(Mach-Zehnder?Modulator)以及兩個陣列波導光柵，激光器產生的頻率為f₀的光載波通過第一級馬赫-曾德爾調制器，在頻率為f_s1的射頻激勵源輸出信號的激勵下進行雙邊帶調制，得到頻率為f₀、f₀-f_s1、f₀+f_s1的混合光載波，然后通過一個陣列波導光柵將頻率為f₀的光載波分離出來；剩下頻率為f₀-f_s1、f₀+f_s1的混合光載波通過第二級馬赫-曾德爾調制器，在頻率為f_s2的射頻激勵源輸出信號的激勵下進行抑制雙邊帶調制，得到頻率為f₀-f_s1-f_s2、f₀-f_s1、f₀+f_s1、f₀+f_s1+f_s2的混合光載波，然后通過另一個陣列波導光柵將f₀-f_s1-f_s2、f₀-f_s1、f₀+f_s1、f₀+f_s1+f_s2的光載波分離出來；

兩個強度調制器，一個用于將光網絡單元OFDM-ROF基站用戶所需要的下行無線OFDM信號調制到頻率為f₀+f_s1+f_s2的光載波上，得到下行無線OFDM光信號；另一個用于將下行有線OFDM信號調制到頻率為f₀的光載波上，得到下行有線OFDM光信號；

一半導體光放大器，用于將頻率為f₀+f_s1+f_s2的下行無線OFDM光信號與f₀-f_s1的光載波送入半導體光放大器進行四波混頻，產生頻率為f₀-f_s1-2f_s2、f₀+3f_s1+2f_s2的兩個新的OFDM光信號；

一光合束器，將半導體光放大器輸出的頻率為f₀+f_s1+f_s2、f₀-f_s1-2f_s2、f₀+3f_s1+2f_s2的下行無線OFDM光信號和頻率為f₀-f_s1的光載波、強度調制器輸出的頻率為f₀的下行有線OFDM光信、陣列波導光柵輸出的頻率為f₀-f_s1-f_s2、f₀+f_s1的光載波合為一束并送入下行傳輸鏈路的光纖中傳輸到OFDM-ROF基站；

下行傳輸鏈路包括光纖、摻鉺光纖放大器以及光分束器；將光纖接收到OFDM光信號和光載波在摻鉺光纖放大器進行放大，然后在光分束器中分配到各個光網絡單元的OFDM-ROF基站中；

OFDM-ROF基站包括：

一摻鉺光纖放大器，用于從下行傳輸鏈路上接收來自OFDM-ROF中心站的OFDM光信號和光載波，并進行放大；

一陣列波導光柵，用于將摻鉺光纖放大器放大后的OFDM光信號和光載波構成的混合光波進行分離，得到頻率為f₀+f_s1+f_s2、f₀-f_s1-2f_s2、f₀+3f_s1+2f_s2的下行無線OFDM光信號和頻率為f₀-f_s1的光載波、頻率為f₀的下行有線OFDM光信號、頻率為f₀-f_s1-f_s2、f₀+f_s1的光載波；

一探測器，在頻率為f₀+f_s1+f_s2、f₀-f_s1-2f_s2、f₀+3f_s1+2f_s2的下行無線OFDM光信號和頻率為f₀-f_s1的光載波中，根據需要的毫米波射頻信號的頻率，選取兩個送入探測器中進行拍頻，產生所需頻率的下行毫米波射頻信號；

電放大器、環形器以及天線，探測器產生的下行毫米波OFDM射頻信號在電放大器放大，經過環形器后由天線發射出去，用戶就可以接收到所需頻率的毫米波OFDM射頻信號了；天線同時接收用戶發送來的上行毫米波OFDM射頻信號，通過環形器發送到強度調制器；

一強度調制器，將天線接收到的上行毫米波OFDM射頻信號對頻率為f₀-f_s1-f_s2的光載波進行調制，輸出頻率為f₀-f_s1-f_s2的上行無線OFDM光信號；

光網絡單元還包括一探測器、強度調制器和光合束器，探測器對頻率為f₀的下行有線OFDM光信號進行光電轉換，獲得下行有線OFDM信號；來自用戶的上行有線OFDM信號在強度調制器中對頻率為f₀+f_s1的光載波進行調制，輸出頻率為f₀+f_s1的上行有線OFDM光信號；光合束器將頻率為f₀-f_s1-f_s2、f₀+f_s1的OFDM光信號合為一束，送入上行傳輸鏈路的光纖中傳輸到OFDM-ROF中心站；

光線路終端還包括一陣列波導光柵和探測器，陣列波導光柵對從上行傳輸鏈路上接收來自OFDM-ROF基站的頻率為f₀-f_s1-f_s2、f₀+f_s1的OFDM光信號進行分離，將頻率為f₀+f_s1的上行有線OFDM光信號送入光探測器中進行光電轉換，得到上行有線OFDM信號；

OFDM-ROF中心站還包括一探測器、混頻器和毫米波射頻信號源，探測器對光線路終端中陣列波導光柵分離出來的頻率為f₀-f_s1-f_s2的上行無線OFDM光信號進行光電轉換，產生上行毫米波OFDM射頻信號，然后送入混頻器中與毫米波射頻信號源產生的射頻信號進行混頻，恢復出上行OFDM信號。