[發明專利]一種RoF-PON混合接入系統

無效

• 申請號: 201310132905.X
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN103248427A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 楊立偉;陸洋;劉謙;房超;沈天珺
• 申請（專利權）人: 工業和信息化部電信傳輸研究所
• 主分類號: H04B10/2575
• 分類號: H04B10/2575;H04B10/25;H04Q11/00
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 謝安昆;宋志強

技術領域

本申請涉及通信技術領域，特別涉及一種射頻光纖傳輸（RoF）-無源光網絡（PON）混合接入系統。

背景技術

隨著無線傳輸速率的不斷提高、微基站及微微基站數量的增加，以及分布式基站架構在無線通信基站組網中的廣泛應用，使用光纖直接承載無線射頻信號的技術射頻光纖傳輸（Radio?over?Fiber，RoF）成為業界關注的熱點。

RoF技術是將射頻信號副載波調制到光載波上實現基于光纖網絡傳輸的技術。一方面，該技術利用光纖進行傳輸距離的延伸，鑒于光纖覆蓋的特殊性，可將其延伸至普通無線信號無法覆蓋的復雜環境中，從而消除現有移動通信的服務盲區，緩解無線射頻系統在信息容量和傳輸距離等方面的瓶頸問題。另一方面，RoF網絡的傳輸，與射頻調制方式及載波頻率均沒有關系，可以靈活地處理各種調制射頻信號和對新型無線業務進行自由擴充。即，RoF技術特點包括高帶寬、低損耗；對信號格式透明，基站結構簡單，部署靈活；抗電磁干擾能力強，保密性好。

無源光網絡（Passive?Optical?Network，PON）的基本原理是在一定的物理限制和帶寬限制條件下，讓盡可能多的終端設備共享局端設備和光纖。PON的“無源”特性，使得它具有經濟有效和透明傳輸高速數據等優點而被作為光接入網的首選方案。

RoF-PON系統是一種融合了RoF和PON技術的混合接入系統，目標在于通過綜合的拓撲結構和傳輸技術，實現接入網覆蓋范圍和容量的拓展并最終實現“最后一公里”無縫接入。波分復用（Wavelength?Division?Multiplexing，WDM）-PON采用的網絡構架，在很大程度上與RoF的系統架構是相吻合的。另一方面，RoF的毫米波通信，攜帶的信息速率相對較大，勢必會加大系統的容量。

RoF系統中的光生毫米波方法大致分為直接調制法、外部調制法、光外差法三種類型。其中，直接調制法簡單、經濟、容易實現，但由于半導體激光器和發光二極管的馳豫振蕩和頻率啁啾特性，該技術只能應用于低頻系統。

光外差方法是一種相對簡單、成本較低的技術，通過兩個頻率差等于所需要毫米波頻率的窄線寬光波在光電探測器中拍頻產生毫米波信號，但若利用光外差技術進行拍頻的兩路信號相干性較差，則其產生的毫米波信號頻率會出現不穩定擾動。

外部調制法性能優于直接調制，從調制原理上可以分為雙邊帶調制（DSB）、單邊帶調制（SSB）以及光載波抑制（OCS）調制三種類型。通過單/雙邊帶調制產生的光信號中的光載波分量過大，載邊比（CSR）高達20dB，導致整個系統的光接收靈敏度較低。OCS技術可消除衰落效應，且具有抑制載波的特點，可以獲得較好的接收靈敏度，頻譜利用率高、帶寬需求低、長距離傳輸損耗小。

Wen-Jr?Jiang等人提出了基于單臂馬赫曾德調制器（MZM）的OCS調制格式同時產生混合信號的RoF系統方案。該系統將30GHz的2.5Gb/s?QPSK無線信號與1.25Gb/s的OOK基帶信號在電域混頻后驅動單臂MZM，QPSK信號被加載到雙邊帶上，OOK信號被加載在中心載波上。該系統的有線和無線信號類型不同，且射頻信號頻帶提高了到60GHZ，可提供大容量的業務。但該系統在經過25km的單模光纖（SMF）傳輸后，基帶與射頻信號的功率代價相差加大(0.1vs4dB)，限制了其應用范圍的拓展。

Hyun-Seung?Kim提出一種采用OCS調制格式同時傳輸1.25Gb/s混合接入信號的WDM-RoF系統結構。采用法布里-珀羅型激光二極管（FP-LD）作為連續激光源產生八路光載波，單臂MZM作為調制器件。MZM偏壓設在最小傳輸偏置點，以產生八路帶寬為8GHz的射頻OCS雙邊帶信號，解復用后經反射式半導體光放大器（RSOA）對每路雙邊帶載波加載1.25Gb/s的數據信號，RSOA同時可抑制FP-LD產生的模間分配噪聲（MPN）。攜帶有數據信息的各路信號復用后經23km的SMF傳輸，最終得到的下行1.25Gb/s的基帶與射頻信號的功率代價接近于0.5dB。而上行1.25Gb/s基帶信號功率代價接近于1.5dB。系統中由于使用了FP-LD、RSOA等器件，對其參數精確度要求較高，系統結構較復雜。