[发明专利]一种基于开关键控可调谐光滤波器的可重构RoF系统及其工作方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于开关键控可调谐光滤波器的可重构RoF系统及其工作方法与应用，属于光纤通信的技术领域。

背景技术

随着智能终端设备的流行，可视电话高清视频等多媒体业务的普及，以及对安全监控远程医疗等高品质服务的追求，个人家庭网络得到了飞速发展，以图像、视频等多媒体业务为主的室内通信量骤然增加。另外，以高舒适度为目标的家庭网络，要求在室内提供无线的高速多媒体接入服务来满足用户灵活便捷的通信和娱乐需求。除了家庭网络，在其它场合，如办公大楼、工业园区、机场大厅以及大型商场等，也有像视频会议、视频监控、高速多媒体接入等高数据量的无线通信需求。虽然光网络传输速率能到达10Gbit/s,但是末端无线传输，例如WiFi、WIMAX、3G/4G都不能到达Gbit/s传输量级。可见未来个人、企业及公共场所对无线通信容量需求的急剧增加，会对目前现有无线接入技术提出严峻挑战。接入网要承载多种多样的业务，需要区别用户和业务，实施不同的策略，为不同的用户提供差异化的业务。同时，在能耗方面，电信运营商部署建设的通信基站数目骤增，且基站所占的功耗通常高达70％以上，这将导致蜂窝移动通信面临巨大的能耗危机。

RoF光载无线接入系统，是以光纤作为有线链路的传输介质，可以实现高带宽信号的传输，这就要求对应的无线链路能够完成高带宽信号的传输。RoF可以与各种网络(2G、3G、4G、WiFi、WIMAX)融合，以达到集中控制、共享昂贵器件、动态分配网络、降低成本的目的。与现有的2G/3G移动通信系统的融合中，RoF主要应用于微小区和室内覆盖，作为现有移动通信网络的补充。面对低频的电磁波频段大多已被划分且可用频带窄的现状，更多的研究目光开始投向高频的毫米波频段。在毫米波通信中，60GHz的毫米波通信具有诸多优点：波长短、带宽宽、传输速率高很容易实现Gbit/s的传输速率、免许可性和国际通用性、解决频率复用问题等优点；随着微波频段的不断提高，对相应的如放大器、滤波器、数模转换器等一系列微波处理器件的带宽要求也随之升高，有的甚至已经到达毫米波段。在传统电域上对信号处理，由于基于电子结构的微波处理存在响应频率等电子瓶颈，高频器件成本将变得非常昂贵。所以高频毫米波通信一直以来就成为研究热点，在光载毫米波的上变频方案中，包括利用两个马赫曾得尔调制器实现上变频，利用光纤或半导体器件中的非线性实现上变频等，但这些技术仍然面临高成本、结构复杂、稳定性不够等问题，严重阻碍了其商业应用。

现有技术中还没有一种将开关键控可调谐光滤波器应用到RoF系统的装置和方法。关于可调谐滤波器，中国专利CN105629523A公开了一种基于铌酸锂的可调谐光滤波器及其应用。本发明所述基于铌酸锂的可调谐光滤波器，巧妙利用铌酸锂晶体的特性，基于电光效应改变折射率，从而可动态调节相邻波导的光程差，实现改变器件的可调谐范围；另外，本发明所述基于铌酸锂的可调谐光滤波器，基于电光效应通过在电极加适当电压改变晶体折射率从而改变光程，即改变了相邻波导内不同波长光的相位差，经输出通道波导输出后，不同波长完成解复用，拓展了阵列波导光栅可调谐能力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于开关键控可调谐光滤波器的可重构RoF系统。

本发明还提供一种上述可重构RoF系统的工作方法。

本发明还提供一种利用上述可重构RoF系统进行射频载波多种频率重构和信号调制格式转换的方法。

术语说明：

MZM：Mach-Zehnder Modulator的缩写，马赫增德尔调制器，是将输入光分成两路相等的信号分别进入调制器的两个光支路。

本发明的技术方案为：

一种基于开关键控可调谐光滤波器的可重构RoF系统,包括依次连接的直调激光器、电光调制器和调谐单元；电光调制器连接有本振源；调谐单元包括两路并联设置的开关键控可调谐光滤波器，开关键控可调谐光滤波器包括串联设置的可调谐光滤波器和MZI光开关。

优选的，调谐单元的输出端连接有远端天线单元。

优选的，电光调制器的输出端通过掺铒光纤放大器与调谐单元的输入端连接。