[發明專利]一種基于開關鍵控可調諧光濾波器的可重構RoF系統及其工作方法與應用

有效

• 申請號: 201610506277.0
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN105897339B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 季偉;孫凱;尹銳;李瀟;吳寵昊;李江月
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/2575
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及一種基于開關鍵控可調諧光濾波器的可重構RoF系統及其工作方法與應用，屬于光纖通信的技術領域。

背景技術

隨著智能終端設備的流行，可視電話高清視頻等多媒體業務的普及，以及對安全監控遠程醫療等高品質服務的追求，個人家庭網絡得到了飛速發展，以圖像、視頻等多媒體業務為主的室內通信量驟然增加。另外，以高舒適度為目標的家庭網絡，要求在室內提供無線的高速多媒體接入服務來滿足用戶靈活便捷的通信和娛樂需求。除了家庭網絡，在其它場合，如辦公大樓、工業園區、機場大廳以及大型商場等，也有像視頻會議、視頻監控、高速多媒體接入等高數據量的無線通信需求。雖然光網絡傳輸速率能到達10Gbit/s,但是末端無線傳輸，例如WiFi、WIMAX、3G/4G都不能到達Gbit/s傳輸量級。可見未來個人、企業及公共場所對無線通信容量需求的急劇增加，會對目前現有無線接入技術提出嚴峻挑戰。接入網要承載多種多樣的業務，需要區別用戶和業務，實施不同的策略，為不同的用戶提供差異化的業務。同時，在能耗方面，電信運營商部署建設的通信基站數目驟增，且基站所占的功耗通常高達70％以上，這將導致蜂窩移動通信面臨巨大的能耗危機。

RoF光載無線接入系統，是以光纖作為有線鏈路的傳輸介質，可以實現高帶寬信號的傳輸，這就要求對應的無線鏈路能夠完成高帶寬信號的傳輸。RoF可以與各種網絡(2G、3G、4G、WiFi、WIMAX)融合，以達到集中控制、共享昂貴器件、動態分配網絡、降低成本的目的。與現有的2G/3G移動通信系統的融合中，RoF主要應用于微小區和室內覆蓋，作為現有移動通信網絡的補充。面對低頻的電磁波頻段大多已被劃分且可用頻帶窄的現狀，更多的研究目光開始投向高頻的毫米波頻段。在毫米波通信中，60GHz的毫米波通信具有諸多優點：波長短、帶寬寬、傳輸速率高很容易實現Gbit/s的傳輸速率、免許可性和國際通用性、解決頻率復用問題等優點；隨著微波頻段的不斷提高，對相應的如放大器、濾波器、數模轉換器等一系列微波處理器件的帶寬要求也隨之升高，有的甚至已經到達毫米波段。在傳統電域上對信號處理，由于基于電子結構的微波處理存在響應頻率等電子瓶頸，高頻器件成本將變得非常昂貴。所以高頻毫米波通信一直以來就成為研究熱點，在光載毫米波的上變頻方案中，包括利用兩個馬赫曾得爾調制器實現上變頻，利用光纖或半導體器件中的非線性實現上變頻等，但這些技術仍然面臨高成本、結構復雜、穩定性不夠等問題，嚴重阻礙了其商業應用。

現有技術中還沒有一種將開關鍵控可調諧光濾波器應用到RoF系統的裝置和方法。關于可調諧濾波器，中國專利CN105629523A公開了一種基于鈮酸鋰的可調諧光濾波器及其應用。本發明所述基于鈮酸鋰的可調諧光濾波器，巧妙利用鈮酸鋰晶體的特性，基于電光效應改變折射率，從而可動態調節相鄰波導的光程差，實現改變器件的可調諧范圍；另外，本發明所述基于鈮酸鋰的可調諧光濾波器，基于電光效應通過在電極加適當電壓改變晶體折射率從而改變光程，即改變了相鄰波導內不同波長光的相位差，經輸出通道波導輸出后，不同波長完成解復用，拓展了陣列波導光柵可調諧能力。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于開關鍵控可調諧光濾波器的可重構RoF系統。

本發明還提供一種上述可重構RoF系統的工作方法。

本發明還提供一種利用上述可重構RoF系統進行射頻載波多種頻率重構和信號調制格式轉換的方法。

術語說明：

MZM：Mach-Zehnder Modulator的縮寫，馬赫增德爾調制器，是將輸入光分成兩路相等的信號分別進入調制器的兩個光支路。

本發明的技術方案為：

一種基于開關鍵控可調諧光濾波器的可重構RoF系統,包括依次連接的直調激光器、電光調制器和調諧單元；電光調制器連接有本振源；調諧單元包括兩路并聯設置的開關鍵控可調諧光濾波器，開關鍵控可調諧光濾波器包括串聯設置的可調諧光濾波器和MZI光開關。

優選的，調諧單元的輸出端連接有遠端天線單元。

優選的，電光調制器的輸出端通過摻鉺光纖放大器與調諧單元的輸入端連接。