[发明专利]一种基于OFDM-ROF的双向无源光网络系统

说明书

技术领域

本发明属于光通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于OFDM-ROF的双向无源光网络系统。

背景技术

正交频分复用(OFDM)技术的思想在20世纪的六七十年代就已有学者提出来，其基本思想是将高速输入的串行比特流进行串/并变换，转换成若干并行的低速数据流，映射到OFDM符号的不同正交子载波上进行传输，具有频带利用率高等特点。自从1966年高锟博士提出光纤可以作为光波系统的最佳传输介质开始，光纤通信便开始飞速发展。OFDM系统是基于无线传输方式的，如果将信道换成光纤，那么就形成了光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OOFDM)。无源光网络(Passive Optical Network，PON)是一种应用于接入网、局端设备与多个用户端之间通过无源的光缆、光分/合路器等组成的光分配网。PON技术的概念从20世纪90年代中期出现至今已10多年了。PON应用于宽带接入的独特优势越来越得到广泛的共识。PON的点对多点拓扑与接入网业务特征匹配，PON的无源特性使之便于运行、维护和管理并且成本低廉，PON不仅容量大而且其动态带宽分配特性带来了承载数据业务的高效率。因此，结合OFDM和PON的宽带接入技术目前备受国际广泛的关注。

近年来，无线通信快速发展，数据业务大幅度增加，使得宽带无线信号及其载波向更高频率扩展。但受电子器件频率瓶颈的限制，无法满足高速大容量宽带无线通信需求，实现宽带无线信号载波的远距离传输，于是光载无线通信(Radio Over Fiber，简称ROF)技术便孕育而生。光载无线通信技术是一种将光纤通信和无线通信结合起来的无线接入技术，ROF系统中运用光纤作为基站(BS)与中心站(CS)之间的传输链路，直接利用光载波来传输射频信号(毫米波)。光纤仅起到传输的作用，交换、控制和信号的再生都集中在中心站，基站仅实现光电转换，这样，可以把复杂昂贵的设备集中到中心站点，让多个远端基站共享这些设备，减少基站的功耗和成本。另外，利用光纤作为传输链路，具有低损耗、高带宽和防止电磁干扰的特点。正是这些优点，使得ROF技术在未来无线宽带通信、卫星通信以及智能交通系统等领域有着广阔的应用前景。

在2008年09月03日公布，公开号为CN101257352A，名称为“一种波分复用无源光网络的ROF基站上行链路及其系统”中，公布了一种基于ROF的双向无源光网络系统，其上行链路中包括一个光耦合器，用于将下行链路中的信号耦合出一小部分输入多模激光器，一注入锁模多模激光器，用于产生模间距为毫米波频率的双模锁模光信号，上行信号通过对多模激光器进行调制直接加载到双模锁模光信号上进行传输，该发明的方案减少了波长占用率，同时降低了设备成本。但是，在该基于ROF的双向无源光网络系统中，在基站端，产生的毫米波(射频信号)频率只有一个，不能根据实际需要，对毫米波(射频)信号的频率进行选择。此外，在基站端，需要一个多模激光器，并且需要调整注入光偏振态和FP激光器的本振偏振方向相同，调整地电流或(和)温度使得注入光双纵模与FP本振的双纵模波长一致实现注入双模锁模，获得可上行传输的锁定光载波，基站天线接收下来的无线终端的上行射频信号通过对FP激光器进行直接地电流调制实现射频信号的直接加载，结构较为复杂，成本相对较高，且该方案没有结合光OFDM的技术优势。

在2011年03月02日公布的、公布号为CN101982983A、名称为“采用半导体光放大器产生毫米波及其在光载微波通信系统中的应用方法与装置”的基于ROF的双向无源光网络中，在中心站，由一马赫-增德尔调制器产生两路具有一定频率间距的光载波，通过一马赫-增德尔调制器MZM将下行无线数据调制到一路光载波上，另一路直接通过光纤发送到基站，作为上行无线数据的光载波；在基站端，将调制有下行无线数据的光信号和另一路没有进行调制的光载波送入SOA进行四波混频，产生四个光信号和光载波，然后选择两个送送入光探测器，进行拍频产生毫米波信号，然后通过天线放送出去；天线接收到的毫米波对另一路没有进行调制的光载波进行调制，并发送到中心站，实现无线数据的双向传输。但该方案需要在每个基站设置一个半导体光放大器(SOA)，这样基站成本较高，另外，该方案只能实现无线毫米波的双向传输，而对于有线OFDM信号则无法实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于OFDM-ROF的双向无源光网络系统，既能实现多频毫米波无线OFDM信号的双向传输又能传输有线OFDM信号，且结构简单、成本低。