[发明专利]一种波分复用无源光网络的ROF基站上行链路及其系统有效

专利信息
申请号: 200810101504.7 申请日: 2008-03-07
公开(公告)号: CN101257352A 公开(公告)日: 2008-09-03
发明(设计)人: 张诚;胡薇薇;陈章渊 申请(专利权)人: 北京大学
主分类号: H04B10/17 分类号: H04B10/17;H04B10/155;H04J14/02
代理公司: 北京君尚知识产权代理事务所 代理人: 余功勋
地址: 100871*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 波分复用 无源 网络 rof 基站 上行 及其 系统
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种光纤传输无线信号(Radio-over-Fiber,缩写为ROF)上行链路及其通信系统,尤其涉及一种基于波分复用无源光网络的新型射频信号光纤传输系统的基站上行链路及其系统,属于光通信领域。

背景技术

近些年来,无线通信快速发展,无线用户逐年递增,业务更加多样化,数据业务急剧攀升,使得宽带无线信号和载波频率向高频扩展的需求日益迫切。目前,各种电子器件受到电子瓶颈的限制,已经远远不能满足未来需求的增长。射频信号的光纤传输技术(Radioover Fiber,简称RoF)将光纤网络的巨大容量和无线接入网络的适应性与移动性有机结合,为无线网络提供“最后一公里”无缝接入,是未来超宽带移动通信的关键技术之一。当无线信号为毫米波时,ROF通信系统称为毫米波通信系统。

ROF波分复用系统包括中心站(Central Station,缩写为CS)、基站(Base Station,缩写为BS)、无线移动终端(Wireless Terminal,缩写为WT),组成一个“光线传输无线信号”的ROF通信系统,无线信号的光调制方式为二次副载波调制。中心站的中频(Intermediate Frequency,缩写为IF)信号经由基站传送至终端称为下行链路,无线移动终端的射频(Radio Frequency,缩写为RF)信号经过基站传送至中心站称为上行链路。这里RF频率>>IF频率。

在上行链路,基站的无线RF信号加载到光载波上,通过光纤上行到中心站,检波后进入骨干(Backbone)网;在下行链路中,来自骨干(Backbone)网的中频(IF)信号加载到光载波上,通过光纤下行传输到基站,检波后通过无线信道传送到无线移动终端。如果采用星型网络组网,则中心站与基站之间必须至少需要两路长光纤,则100个基站至少需要2×100路长光纤,同时还需要考虑链路上的光放大与中继;如果采用波分复用通信系统,将不同基站的光信号在波长上用不同的光信道分开,则可以采用一条光纤环路及其相应的方法中继设备来连接各个基站,在每个基站与光纤环路的连接处,用一个光差分复用器(Optical Add-Drop Multiplexer,缩写为OADM)来完成分离或者插入光信道的工作。通过上述比较可见,波分复用系统使得结构简化、成本降低(参考:K.Kitayama,″Architectural considerations on fiber-radio millimeter-wave wireless acess systems″,J.Fiberand Integrated Optics,pp167-185,2000)。

目前在提出的ROF波分复用方案中,下行链路比较典型的是采用光外差法。其主要原理是采用两个频率间隔等于所需要毫米波频率的窄线宽光纵模,即所谓双纵模结构拍频实现毫米波射频信号。实际使用中只要在中心站将中频(IF)信号调制到其中一个纵模或者两个纵模同时调制,然后在基站通过光电二极管(Photo Detector,缩写成PD)拍频即可得到相应的毫米波射频(RF)信号。由于传输过程中两光波的光谱都很窄,所以色散效应较小,可以有效抑制由于色散而引起的功率损伤问题。同时,产生双纵模结构的方法多种多样,对微波本振源的频率要求不像直接将中心站射频(RF)信号调制上光载波那样为高频毫米波,而是一个较低的频率甚至有的方法不需要微波源,这样不仅简化了基站的结构和成本,而且还大大降低了中心站的处理信号成本,所以光外差法成为了目前世界各国研究ROF发射机的热点。具体的原理示意图如图1(参考:方祖捷,叶青,刘峰,瞿荣辉,毫米波副载波光纤通信技术的研究进展,中国激光,2006年4月,第33卷第4期,Page:482~488)。

与下行链路的光外差法相对应的上行链路中,为上行信号提供光载波的方案则主要分成两种:

一种是上行链路中的光载波也是采用光外差法中类似的两个纵模,但与下行链路的光载波的频率不同。(W.W.Hu,K.Inagaki,and T Ohria,″Radio-on-Fiber Techniques UsingTwo-Mode Injection-Locked Lasers for Broadband Millimeter-Wave Communications″(invited),3rd International Conference on Mircowave and Millimeter Wave Technology Proceedings 2003,Page:7~10)

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