[發(fā)明專利]一種基于OFDM-ROF的雙向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110320979.7
• 申請(qǐng)日: 2011-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102325122A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張崇富;陳晨;邱昆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04B10/08;H04B10/17
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種基于OFDM-ROF的雙向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)的思想在20世紀(jì)的六七十年代就已有學(xué)者提出來(lái)，其基本思想是將高速輸入的串行比特流進(jìn)行串/并變換，轉(zhuǎn)換成若干并行的低速數(shù)據(jù)流，映射到OFDM符號(hào)的不同正交子載波上進(jìn)行傳輸，具有頻帶利用率高等特點(diǎn)。自從1966年高錕博士提出光纖可以作為光波系統(tǒng)的最佳傳輸介質(zhì)開(kāi)始，光纖通信便開(kāi)始飛速發(fā)展。OFDM系統(tǒng)是基于無(wú)線傳輸方式的，如果將信道換成光纖，那么就形成了光正交頻分復(fù)用(Optical?Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OOFDM)。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Passive?Optical?Network，PON)是一種應(yīng)用于接入網(wǎng)、局端設(shè)備與多個(gè)用戶端之間通過(guò)無(wú)源的光纜、光分/合路器等組成的光分配網(wǎng)。PON技術(shù)的概念從20世紀(jì)90年代中期出現(xiàn)至今已10多年了。PON應(yīng)用于寬帶接入的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)越來(lái)越得到廣泛的共識(shí)。PON的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)拓?fù)渑c接入網(wǎng)業(yè)務(wù)特征匹配，PON的無(wú)源特性使之便于運(yùn)行、維護(hù)和管理并且成本低廉，PON不僅容量大而且其動(dòng)態(tài)帶寬分配特性帶來(lái)了承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高效率。因此，結(jié)合OFDM和PON的寬帶接入技術(shù)目前備受國(guó)際廣泛的關(guān)注。

近年來(lái)，無(wú)線通信快速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大幅度增加，使得寬帶無(wú)線信號(hào)及其載波向更高頻率擴(kuò)展。但受電子器件頻率瓶頸的限制，無(wú)法滿足高速大容量寬帶無(wú)線通信需求，實(shí)現(xiàn)寬帶無(wú)線信號(hào)載波的遠(yuǎn)距離傳輸，于是光載無(wú)線通信(Radio?Over?Fiber，簡(jiǎn)稱ROF)技術(shù)便孕育而生。光載無(wú)線通信技術(shù)是一種將光纖通信和無(wú)線通信結(jié)合起來(lái)的無(wú)線接入技術(shù)，ROF系統(tǒng)中運(yùn)用光纖作為基站(BS)與中心站(CS)之間的傳輸鏈路，直接利用光載波來(lái)傳輸射頻信號(hào)(毫米波)。光纖僅起到傳輸?shù)淖饔茫粨Q、控制和信號(hào)的再生都集中在中心站，基站僅實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，這樣，可以把復(fù)雜昂貴的設(shè)備集中到中心站點(diǎn)，讓多個(gè)遠(yuǎn)端基站共享這些設(shè)備，減少基站的功耗和成本。另外，利用光纖作為傳輸鏈路，具有低損耗、高帶寬和防止電磁干擾的特點(diǎn)。正是這些優(yōu)點(diǎn)，使得ROF技術(shù)在未來(lái)無(wú)線寬帶通信、衛(wèi)星通信以及智能交通系統(tǒng)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

在2008年09月03日公布，公開(kāi)號(hào)為CN101257352A，名稱為“一種波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的ROF基站上行鏈路及其系統(tǒng)”中，公布了一種基于ROF的雙向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其上行鏈路中包括一個(gè)光耦合器，用于將下行鏈路中的信號(hào)耦合出一小部分輸入多模激光器，一注入鎖模多模激光器，用于產(chǎn)生模間距為毫米波頻率的雙模鎖模光信號(hào)，上行信號(hào)通過(guò)對(duì)多模激光器進(jìn)行調(diào)制直接加載到雙模鎖模光信號(hào)上進(jìn)行傳輸，該發(fā)明的方案減少了波長(zhǎng)占用率，同時(shí)降低了設(shè)備成本。但是，在該基于ROF的雙向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，在基站端，產(chǎn)生的毫米波(射頻信號(hào))頻率只有一個(gè)，不能根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)毫米波(射頻)信號(hào)的頻率進(jìn)行選擇。此外，在基站端，需要一個(gè)多模激光器，并且需要調(diào)整注入光偏振態(tài)和FP激光器的本振偏振方向相同，調(diào)整地電流或(和)溫度使得注入光雙縱模與FP本振的雙縱模波長(zhǎng)一致實(shí)現(xiàn)注入雙模鎖模，獲得可上行傳輸?shù)逆i定光載波，基站天線接收下來(lái)的無(wú)線終端的上行射頻信號(hào)通過(guò)對(duì)FP激光器進(jìn)行直接地電流調(diào)制實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的直接加載，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本相對(duì)較高，且該方案沒(méi)有結(jié)合光OFDM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

在2011年03月02日公布的、公布號(hào)為CN101982983A、名稱為“采用半導(dǎo)體光放大器產(chǎn)生毫米波及其在光載微波通信系統(tǒng)中的應(yīng)用方法與裝置”的基于ROF的雙向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中，在中心站，由一馬赫-增德?tīng)栒{(diào)制器產(chǎn)生兩路具有一定頻率間距的光載波，通過(guò)一馬赫-增德?tīng)栒{(diào)制器MZM將下行無(wú)線數(shù)據(jù)調(diào)制到一路光載波上，另一路直接通過(guò)光纖發(fā)送到基站，作為上行無(wú)線數(shù)據(jù)的光載波；在基站端，將調(diào)制有下行無(wú)線數(shù)據(jù)的光信號(hào)和另一路沒(méi)有進(jìn)行調(diào)制的光載波送入SOA進(jìn)行四波混頻，產(chǎn)生四個(gè)光信號(hào)和光載波，然后選擇兩個(gè)送送入光探測(cè)器，進(jìn)行拍頻產(chǎn)生毫米波信號(hào)，然后通過(guò)天線放送出去；天線接收到的毫米波對(duì)另一路沒(méi)有進(jìn)行調(diào)制的光載波進(jìn)行調(diào)制，并發(fā)送到中心站，實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)的雙向傳輸。但該方案需要在每個(gè)基站設(shè)置一個(gè)半導(dǎo)體光放大器(SOA)，這樣基站成本較高，另外，該方案只能實(shí)現(xiàn)無(wú)線毫米波的雙向傳輸，而對(duì)于有線OFDM信號(hào)則無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于OFDM-ROF的雙向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)多頻毫米波無(wú)線OFDM信號(hào)的雙向傳輸又能傳輸有線OFDM信號(hào)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。