[發明專利]一種利用光子變頻技術傳輸多業務信號的系統和方法

有效

• 申請號: 201310359032.6
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103427906A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張麗佳;忻向軍;劉博;王擁軍;張琦;尹霄麗;史駿;胡善亭;田清華
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光纖通信領域，具體涉及一種利用光子變頻技術進行多業務信號傳輸的系統和方法，即對加載了不同業務信號的光波利用光子變頻技術加大頻率間隔后傳輸的方法。

背景技術

當今社會，用戶對網絡帶寬的需求越來越高，這對大容量接入網的建設提出來了更高的要求。對于網絡運營商來說，其自身用于基礎建設、運營、升級無線接入網的支出相比過去已大大增加，而收入卻并沒有趕上成本增加的速度。移動互聯網帶來的更大的帶寬需求則讓無線接入網的建設成本面臨更大壓力，這種形勢下如何盡可能的在保證通信質量的情況下減少成本的增加就成了關鍵的問題。

通常情況下，在單模光纖中只能通過一個波峰，而傳輸的一個波峰往往只能傳輸一組業務的數據信號。相比多模光纖而言，單模光纖具有損耗低、色散小的特點。然而多模光纖中信號之間的干擾比較大，其傳輸距離較單模光纖更小，傳輸帶寬較單模光纖低，并且存在著偏振模色散。因而，在單模光纖中同時傳輸多組業務信號就成為了降低通信成本的不錯的選擇。

多組業務信號融合傳輸的技術，是利用調制技術將不同射頻信號經過耦合后加載到光波上，經過光波的傳輸將多組業務信號同時傳輸到接收端。這種傳輸方式不僅充分利用了光譜寬度，提高了頻譜利用率，而且節省了發射端激光器和調制器等器件的個數，從而達到了降低成本的目的。

但是，單模與多模光纖仍然存在相同的問題。單模光纖傳輸信號，信號會受到幅度衰落、光纖色散以及非線性效應，造成信號碼型畸變以及散射效應等影響，不僅大大影響信號的傳輸距離，而且影響了信號的傳輸質量，無法保證通信。對于在單模光纖中傳輸的多業務信號，其受到的影響又增加了不同業務信號間的串擾。

與電磁串擾不同的是，光纖串擾并不是兩條信號線間的互容、互感引起的線上的噪聲，而是加載各組業務信號的光波分量的諧波與加載了其他業務信號的光波分量及其諧波的頻率間隔過小，造成不同信號的諧波之間或諧波與載波之間相互影響，而且目前還沒有足夠精密的濾波器能夠將頻率間隔太小的信號干擾充分濾除。因此，在目前的技術背景下，用同一束波峰傳輸的多組業務信號中存在的串擾問題不易避免，其存在始終會影響著系統的性能，亟待解決。

如何將信號間的串擾降低到最小，就成了繼光纖色散、非線性效應之外有一個重點研究的問題。隨著光子變頻器件的發展，利用光學變頻技術降低信號間串擾就成為了可行的方案。近年來，國際上許多國家如美國、法國、以色列等均已經有了PPLN和PPKTP成品的變頻器件與光參量振蕩器件，可以幫助實現信號光學直接變頻，不再通過射頻信號先變頻再調制到光波的方式，為實現多業務信號融合傳輸的系統提供了保證。但當前采用這種技術對傳輸多業務信號的應用并沒有報道。

發明內容

為了降低多業務信號在單模光纖中融合傳輸產生的信號間的串擾，本發明提供了一種利用光子變頻技術進行多業務信號傳輸的系統。

系統的發射端采用直接調制技術，能夠降低系統的成本，同時也能滿足小于10Gb/s的低速數據傳輸的要求。經過光子變頻技術處理后的信號進入到單模光纖傳輸，在接收端，經過光電探測的解調后，需要通過濾波器的充分濾波，得到發射的多組業務信號。本發明的技術方案如下。

一種利用光子變頻技術實現的多業務信號融合傳輸系統，以傳輸兩種業務信號1、2系統為例，包括單模激光器、分光器、光帶通濾波器A、B、C、變頻器D、E、光纖耦合器、EDFA、單模光纖、光電探測器、濾波器。其特征在于當射頻信號經過耦合之后進入到單模激光器，融合的射頻信號作為單模激光器的驅動電流，采用直接調制技術，單模激光器的輸出端連接到分光器的輸入端，分光器的輸出端則分別連接到光帶通濾波器A、B、C，濾波器A、B、C分別將中心光載波和加載射頻信號1、2的邊帶濾出，將B、C的輸出端分別連接到變頻器D、E輸入端，同時將A的輸出端連接到D、E的輸入端，每個變頻器能夠將輸入的信號增大或減小相同的頻率，從而保證輸入的兩個信號的頻率差保持不變。D、E輸出的信號一同經過光纖耦合器的耦合以及EDFA的放大，最終進入到單模光纖，經過單模光纖的傳輸，被光電探測器解調。由于輸入到變頻器之前的兩組信號的頻率差保持不變，因而光電探測器的拍頻能夠保證輸出的射頻信號的頻段不受改變。經過射頻濾波器輸出的電信號再經過相關天線的發射，從而發送出多業務信號，并且降低融合射頻信號間傳輸過程中的串擾。

一種利用光子變頻技術實現的多業務信號融合傳輸系統，采用的變頻技術是利用光學變頻器件直接將光波進行變頻，而不需要通過射頻頻率的變化。降低了技術難度，是大范圍的變頻實現相對容易。