专利名称：一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信和毫米波无线接入通信领域，尤其涉及利用光通信技术长距离传输基于PON有线/ROF无线的融合光信号，实现全双工的有线/无线融合信号的混合接入方法和系统。
背景技术：
光纤射频传输(Radio-over-Fiber, RoF)技术融合了光纤通信和无线通信的特点，既具有光纤通信的大带宽、低损耗、抗电磁干扰、长距离传输的优势，又具备无线通信不受地理位置局限的灵活接入特点，为终端用户提供了大容量高数据传输速率和方便灵活的接入方式。基于光纤接入的无源光网络(PassiveOptical Networks,Ρ0Ν)实现了局端与用户端之间的器件无源化，设备成本低、维护简单、受电磁雷电干扰小、资源占用少，是未来实现FTTx的主要潜力解决方案。RoF和PON分别是无线宽带接入和有线接入的最具潜力的解决方案，但是二者分别独立部署的高成本，使得它们目前难以实现商业化。基于PON/RoF的混合有线/无线接入网络，不仅能够实现有线/无线网络的融合，简化网络结构，降低成本，而且能够根据用户需求提供有线或无线的选择接入，很大程度上满足了未来网络大容量传输、灵活接入的需求趋势。基于PON/RoF的混合有线/无线接入技术的相关文献报道中，大多数实现方案核心基于波分复用技术，采用不同频率波长分别实现有线/无线信号的调制和传输，其中的有线信号与无线信号只是简单合并传输，相互独立，分别传输，有线和无线信号的光纤传输链路和网络实现了共享，但发收模块多数相互独立，融合程度较低，有线和无线接入的带宽资源一般只能静态分配，无法实现光纤分`布网络资源和光谱资源的动态的调配和光纤带宽资源的充分利用。如果基于PON/RoF的混合有线/无线接入网络中的信号发射、接收模块，传输信道和交换节点均实现有机融合，设备和资源得到充分共享，不仅能够进一步简化网络结构，使网络更高效节能，还能降低基站和中心站复杂度，实现网络带宽资源的动态高效分配，使宽带有线-无线混合接入网络更具优势，能够更好地满足人们对信息服务的多样化和带宽的需求。
发明内容
为了解决上述有线/无线混合接入网络中的频带资源利用率低与混合接入网络中有线、无线设备相互分立使系统异常复杂问题，本发明提出一种新的有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法和系统。本发明提出一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法，能够通过光纤实现基带和毫米波融合光信号的长距离传输和选择性的有线/无线接入，并且基站中不需要设置光源，使其结构简化。考虑到实际应用中上行数据流速率一般比下行数据流较低，本发明所提出的非对称上/下行链路具有更为简单的结构和更低的实现成本。其包括，
在中心站的下行链路发射模块中，频率为&的激光器发出连续光波入射至偏振分束器，被分束为两路偏振正交的同频等功率光波LI和L2，LI和L2分别入射至马赫-曾德调制器I和马赫-曾德调制器2进行调制；其中频率为fKF的射频信号承载下行数据后，作为马赫-曾德调制器I的驱动，实现对光波LI的单边带调制，输出频率为&的中心载波OLOl和携带下行数据的、频率为(fo+fKF)的一阶边带BBD ;频率为fKF的本振信号驱动马赫-曾德调制器2，实现对L2的中心载波抑制调制，产生频率为的两个一阶边带，其中频率为(fo+fKF)的边带为0L02，频率为(&-&)的边带为0L03，偏振合束器实现两马赫-曾德调制器输出的偏振正交合路，带通滤波器滤除频率为(fcrfKF)的一阶边带0L03和其他高阶边带，频率为&的OLOl和频率为(f^fy的BBD、0L02通过，这两个频率成分的三路光波构成了下行链路融合光信号，其中OLOl与BBD偏振平行且频率间隔为fKF，0L02与BBD频率相同且偏振正交；下行链路的融合光信号由掺铒光纤放大器放大到适当功率，经单模光纤传输至基站；在基站的下行链路有线接入接收模块中，波长间插滤波器实现下行链路频率为f0+fEF的0L02和BBD与频率 为的OLOl分离，频率相同且偏振正交的0L02与BBD经偏振分束器两者分离，相干解调得到下行有线接入信号，其中频率为&的OLOl预留作为上行链路的光载波；有线接入上行链路中，基站中的发射模块中的光强度调制器将二进制的上行数据信号强度调制到预留的上行光载波OLOl上，并由上行光纤链路传输至中心站，中心站的有线接入上行链路接收模块的光电探测器将其转换为二进制的基带电信号；在下行链路无线接入接收模块中，偏振分束器将下行链路融合光信号分离为包含OLOl与BBD的频率为fEF的光载毫米波信号和频率为fo+fm的上行链路光载波0L02，其中光载毫米波信号由光电探测器转换为频率为fKF的电毫米波信号，经带通滤波和功率放大后由天线发射至无线接收端，实现下行信号的无线接入；在无线接入上行链路中，基站中的天线接收到的频率为4的、承载着二进制强度调制数据的上行电毫米波信号单边带调制到预留的上行链路光载波0L02上，经上行光纤链路传输至中心站，中心站的高速光电探测器将上行光信号转换为电信号并解调得到二进制的基带上行信号；上述上行链路和下行链路实现了融合光信号的全双工传输，构成了全双工链路。作为一种优选方法，在下行链路发射模块中，下行数据信号为频谱效率较高的M进制矢量调制信号；所采用铌酸锂马赫-曾德调制器I实现一路连续激光的单边带调制，马赫-曾德调制器2实现另一路正交偏振激光的中心载波抑制调制，本振信号频率与下行链路毫米波频率相同；滤波器滤除频率为(fcrfKF)的一阶边带与其他高阶边带成分，下行链路融合光信号包括频率为(fo+fKF)的光载波0L02和携带下行数据信息的BBD，以及频率为f0的载波0L01，其中BBD与0L02频率相同但偏振正交，BBD与OLOl偏振平行且频率间隔为fKF，基站输出融合光信号频率成分简单，受光纤色散影响小。作为一种优选方法，在下行链路有线接入接收模块中，基站的波长间插光滤波器将频率为fo+fKF的BBD和0L02，与频率为&的上行载波OLOl分离，BBD和0L02经正交偏振分离后进入相干光接收机，相干光接收机由偏振控制器、四输入口光hybrid混合器和两对平衡光电探测器构成，实现下行有线信号的相干解调，以得到基带的有线接入信号。作为一种优选方法，在有线接入上行链路中，基站中的有线接入上行链路发射模块中的光强度调制器将二进制有线上行数据信号强度调制于频率为fo的上行光载波OLOl上，有线接入的上行信号经上行链路传输至中心站，由中心站中的有线接入上行链路接收模块中光电探测器将其转换为基带电信号。作为一种优选方法，在下行链路无线接入接收模块中，偏振分束器将偏振正交的携带下行数据频率为fKF的光载毫米波信号与频率为fo+fKF的上行载波0L02分离，其中光载毫米波信号由频率为fo+fKF的携带下行数据的BBD和频率为&的OLOl构成，二者偏振平行，光载毫米波信号经响应频率不低于fKF的光电探测器转换为电毫米波信号，功率放大后由天线无线发射至用户接入端。作为一种优选方法，在无线接入上行链路中，由基站中的天线接收的频率为的、承载着二进制强度调制信号的上行电毫米波由无线接入上行链路发射模块中的光强度调制器单边带调制到预留的频率为fo+fm的上行载波0L02，产生频率为的调制边带(承载上行信号)，光载波与调制边带通过上行光纤链路传输至中心站，经光电探测器转换为频率为4的电信号，并在电域相干解调为基带信号。本发明提供基于PON和ROF的非对称全双工有线/无线混合接入系统包括系统由中心站、基站以及中心站与基站间的非对称全双工传输链路构成,其中中心站包括下行链路发射模块、有线/无线上行链路接收模块，无线接入基站包括下行链路无线接收模块和无线上行链路发射模块以及双工天线，有线接入基站包括下行链路有线接收模块和有线上行链路发射模块，中心站与基站间的全双工传输链路包括上行链路和下行链路所述下行链路发射模块，用以产生PON有线/RoF无线融合光信号，其主要器件包括连续激光器、偏振分束器、铌酸锂马赫-曾德调制器、偏振合束器和带通滤波器；所述激光器发出中心频率为fo的连续激光；所述偏振分束器将入射激光分束为偏振正交的两路，并分别注入到两个铌酸锂马赫-曾德调制器；所述铌酸锂马赫-曾德调制器I经加载下行数据信号的频率fKF的射频信号驱动，单边带调制连续激光，产生包含中心载波OLOl和携带下行数据的一阶边带BBD，其频率分别为&和;所述铌酸锂马赫-曾德调制器2在频率fKF的射频本振驱动下实现光载`波抑制调制，产生频率为(fo土fKF)的两个一阶边带，其中频率为(fo+fm)的光波为0L02 ;所述偏振合束器将两路铌酸锂马赫-曾德调制器的输出正交合路；所述带通滤波器滤除频率为(fcrfKF)的边带及其他高阶边带，输出的下行链路融合光信号包括频率为fo的0L01、和频率为Vflff的BBD和0L02 ；所述下行链路有线接入接收模块，用以实现下行融合光信号的相干接收、解调和上行光载波的提取，其主要器件包括波长间插光滤波器、偏振分束器和相干光接收机；所述波长间插光滤波器在有线接入基站中完成频率为(fo+fj的0L01和BBD与频率为&的上行载波0L02的分尚；所述偏振分束器将偏振正交的同频0L01、BBD分尚；所述相干光接收机包含偏振控制器、四端口光hybrid和两对平衡光电探测器，用以实现下行数据的相干解调；所述下行链路无线接入接收模块，用以分离出下行融合光信号的光载毫米波信号并光电转换为电毫米波信号，同时提取上行光载波，其主要器件包括偏振分束器、光电探测器、带通滤波器和发射天线；所述偏振分束器在无线接入基站中将偏振正交的光毫米波信号与上行载波分离；所述光电探测器将光毫米波转换为电毫米波；所述带通滤波器将频率为fKF的电毫米波滤出；所述天线实现电毫米波发射至用户接收端；所述上行链路有线接入发射模块，用以实现有线接入的上行链路信号的光调制，其主要器件为光强度调制器；所述光强度调制器将二进制的基带上行信号调制于预留的上行光载波，作为有线接入上行链路的基站输出；所述上行链路有线接入接收模块，用以实现有线上行链路的光信号转换为电信号，其主要器件为光电探测器；所述光电探测器将上行光信号光电转换为电信号，解调得到有线上行数据；所述上行链路无线接入发射模块，用以实现上行的电毫米波信号对上行光载波的调制，其主要器件为光强度调制器；所述在无线接入基站，光强度调制器将基站天线接收的上行电毫米波信号单边带调制于上行光载波，作为无线接入上行链路的基站输出；所述上行链路无线接入接收模块，用以接收无线上行链路的光信号并将其光电转换为电信号，其主要器件为高速光电探测器；所述上行链路的光信号经光电探测器转换为电信号，进一步在电域解调为二进制的基带信号；所述中心站与基站间的传输链路，用以完成上下行链路信号的全双工传输，其主要由光纤和用于补偿光信号衰减损耗的掺铒光纤放大器构成。采用本发明提供的技术方案，两个铌酸锂马赫-曾德调制器分别实现两路偏振正交的光载波调制；下行链路的融合光信号由两个频率成分的三路光波构成，正交偏振态实现PON有线\RoF无线信号的有效融合并在光纤中传输，提高频谱利用率，简化频谱结构；下行链路中数据信号调制于双频光载毫米波的一个频率成分中，降低了光纤色散对有线/无线融合光信号的劣化影响，排除了色散补偿的必要性，增加了光信号的传输距离；下行融合光信号能够实现有线\无线的选择性接入，提高了基站接入方式的灵活性；上行光载波由下行链路中直接提取，无需基站多余光源；上行链路采用二进制数据强度调制或单边带调制于上行光载波，接收端采用非相干解调方式即可得到上行数据信息，简化了上行链路结构。相比下行链路传输M进制的矢量信号，上行链路传输数据速率较低，占用带宽较小，与下行链路构成非对称全双工链路。采用本专利的技术方案之后，可以实现基站PON有线/ROF无线信号的选择性接入，实现基站无源化，完成有线/无线融合光信号在中心站与基站之间的光纤长距离传输，上/下行链路非对称数据速率传输，有效提高频谱利用率，降低光纤色散对传输光信号的影响，降低成本。
图1所示为本发明所公布的基于正交偏振的全双工PON有线/ROF无线信号混合接入链路原理图，这里以f。= 193.1THz、fEF = 20GHz, = 22GHz为例。图2为本发明中OLOl、0L02和BBD三路融合光信号的光谱图，图1中(a)位置测得。图3为本发明中基站有线接入方案波长间插滤波器分离出频率为193. 12THz的0L02和BBD，图1中(b)位置测得。图4为本发明中基站有线接入方案 0L02和BBD相干解调得到下行数据的EVM图和星座图(光纤长度为0km、40km，EVM ^ 7. 5% ) 图5为本发明中基站有线接入方案通过波长间插光滤波器分离出频率为193.1OTHz的上行载波光谱图，图1中(e)位置测得。
图6为本发明中有线接入方案上行载波经二进制上行数据调制后的光谱图，图1中(f)位置测得。图7为本发明中有线接入方案中心站解调得到上行数据的BER曲线图和眼图(光纤长度为 0km、40km，BER ^ 1(Γ9)。图8为本发明中基站无线接入方案中通过偏振分束器分离出频率为20GHz的光载毫米波信号光谱图和光电转换为电毫米波信号的频谱图，分别在图1中(g)和(h)位置测得。图9为本发明中无线接入方案解调得到下行数据的EVM图和星座图(光纤长度为0km、40km，EVM 9· 5% )。图10为本发明中无线接入方案中通过偏振分束器分离得到的频率为193. 12ΤΗζ上行载波光谱图，图1中(i)位置测得。图11为本发明中无线接入方案中上行数据信息单边带调制于频率为193. 12THz上行载波的光谱图，图1中(j)位置测得。图12为本发明中无线接入方案解调得到上行数据的BER曲线图和眼图(光纤长度为 0km、40km，BER ^ 1(Γ7)。
具体实施例方式本发明提供一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法，用于中心站产生基于正交偏振的融合光信号，完成基`站有线/无线选择性接入方式，上行载波由下行链路中直接提取，实现基站无源化，下/上行链路分别传输M进制矢量/ 二进制数据速率，形成非对称全双工链路，合理分配频谱资源，降低成本，提高可实现性，为实现上述步骤，需采用以下步骤下行链路发射模块在中心站中，角频率为= 2 &的窄线宽激光器发出连续光波，其中激光频率fo = 193.1THz (1552. 5nm)，线宽IOMHz为例，入射至偏振分束器分离为等功率正交偏振的光波LI和L2，分别入射至半波电压为4V的铌酸锂马赫-增德调制器I (LiNbO3 Mach-Zehnder modulator I, LN-MZM1)和铌酸钾马赫-增德调制器 2 (LN-MZM2)。其中lOGbit/s 二进制数据流通过星座图映射和脉冲成型为2. 5Gbaud的16-QAM矢量信号作为下行基带信号，在频率为fKF = 20GHz，峰峰值为3. OV的射频本振信号驱动LN-MZMl下，对LI单边带调制，输出频率为& = 193.1THz的中心载波OLOl与携带下行数据信息的频率为f0+fEF = 193. 12THz的一阶光边带BBD。L2入射至LN-MZM2，在频率为fKF = 20GHz、峰峰值为4. OV的射频本振信号驱动下实现光载波抑制调制，产生频率为= 193. 12THz的+1阶边带0L02和频率为fQ-fKF = 193. 08THz的-1阶边带0L03。偏振合束器实现两个LN-MZM输出偏振合路。中心频率为193. ΙΙΤΗζ，带宽为25GHz的高斯光滤波器将频率为193. 08THz的边带和其他高阶边带抑制，输出下行链路融合光信号，包含频率为193.1THz的OLOl和频率为193. 12THz的BBD、0L02,频谱如图2所示。其中OLOl与BBD偏振平行但频率间隔为fEF = 20GHz, 0L02与BBD频率相同但偏振正交。融合光信号作为基站的输出，经单模光纤传输至基站。下行传输链路中由单模光纤构成，将融合光信号由中心站传输至基站。其中光纤色度色散为16. 75ps/nm · km，功率损耗为O. 2dB/km，色散斜率为O. 075ps/nm2 · km，群时延为O. 2ps/km。由于融合光信号中的下行数据单边带调制于光载波，因此受到光纤色度色散影响很小。下行链路有线接收模块下行融合光信号通过波长间插光滤波器分离出如图3所示频率为f0+fEF = 193. 12THz的光波BBD、0L02,以及如图5所示频率为f0 = 193.1OTHz的上行载波0L01。BBD和0L02同频但偏振正交，偏振分束器将二者偏振分离，经过相干光接收机相干解调得到下行基带数据信号。其中相干光接收机由偏振控制器、光hybrid和两对平衡光探测器组成。解调得到的下行信号EVM曲线和星座图(光纤长度为0km、40km，EVM ^ 7. 5% )如图4所示。有线接入上行链路在基站中，5Gb/s的上行二进制NRZ信号经强度调制器调制到频率为fQ = 193.1OTHz的上行载波OLOl中，如图8所示，经上行光纤链路传输至中心站，中心站中的光电探测器实现上行链路光信号到电信号的转换。有线接入上行链路解调信号的BER曲线和眼图(光纤长度为0km、40km，BER ^ 1(Γ9)如图7所示。下行链路无线接收模块下行融合光信号通过偏振分束器分离出频率为fKF =20GHz的由0L0UBBD构成的的光载毫米波信号(如图8所示)和频率为fQ+fKF = 193. 12THz上行载波0L02 (如图10所示)。OLOl与BBD偏振平行，响应频率不低于fKF = 20GHz的光电探测器将光载毫米波信号转换为频率为fKF = 20GHz电信号(频谱如图8所示)，直接和用户端相连。由20GHz的本振相 干解调获得的下行解调基带信号EVM曲线和星座图(光纤长度为0km、40km，EVM ^ 9. 5% )如图9所示。无线接入上行链路天线接收的频率为= 22GHz的电毫米波信号承载有5Gb/s的二进制数据信号，经响应频率不低于4的光调制器单边带调制于频率为=193. 12THz的上行载波0L02上，产生频率为fff^-fu= 193. 098THz的调制边带，如图11所示。载波与调制边带作为基站的输出经上行光纤传输至中心站，频率不低于fu = 22GHZ的光电探测器实现上行信号的光电转换，并解调得到上行数据信号。无线接入上行链路解调得到的上行信号的BER曲线和眼图(光纤长度为0km、40km，BER 乂 I(T)如图12所示。本发明有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法和系统具有以下有益效果(I)中心站采用两路铌酸锂马赫-曾德调制器，分别实现两路正交偏振连续激光的调制，产生PON有线/RoF无线的融合光信号，简化了融合光信号产生模块的结构，提高了频谱利用率，简单的频谱结构使融合光信号的传输性能受光纤色散的影响很小；(2)下行链路采用统一格式的PON有线/RoF无线融合光信号，提供基站有线/无线可选择性接入，增加了基站的接入灵活性，更好地满足不同接入方式用户的需求；(3)上行链路光载波可从下行的融合光信号中提取，无需额外光源，实现了基站的无源化，简化了基站结构、降低了成本；(4)下行链路传输M进制矢量数据信号，通过高阶调制提高下行链路速率；上行链路采用二进制数据信号，并且接收端采用非相干解调即可解调上行数据信息，保证了上行链路的简单性和探测灵敏度要求，这种上/下行链路不对称性，符合目前许多以下载信息为主导的接入用户的要求，同时能够充分利用频谱资源。综上所述，本发明利用两路铌酸锂马赫-曾德调制器分别对偏振正交的两路连续激光进行调制，产生包含两个频率成分三路光波的融合光信号，简化了频谱成分，增加了频谱利用率；基站实现有线/无线的选择接入，提高了基站的接入灵活性，满足了用户的不同需求；采用无光源基站简化了基站结构、降低了成本；上下行链路分别采用16-QAM和二进制调制格式的非对称全双工链路，合理利用了频谱资源，降低了成本，增加了该全双工RoF链路的实 用性。
权利要求
1.一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法，其特征在于，其包括下述步骤 在中心站的下行链路发射模块中，频率为&的激光器发出连续光波由偏振分束器分为两路偏振正交的光波LI和L2，并分别入射至马赫-曾德调制器I和马赫-曾德调制器2进行调制；其中承载着下行数据的、频率为fKE的射频信号作为马赫-曾德调制器I的驱动，实现对光波LI的单边带调制，输出包含频率为&的中心光载波OLOl和携带下行数据、频率为(fo+fKF)的一阶光边带roD ;频率为fKF的本振信号驱动马赫-曾德调制器2实现对L2的中心载波抑制调制，产生频率为的两个一阶边带，其中频率为(fo+k)的边带为0L02，偏振合束器实现两马赫-曾德调制器输出的偏振正交合路，带通滤波器滤除频率为(fcrfKF)的一阶边带和其他高阶边带，输出包含频率为fo的0L01、频率为(&+&)的BBD和0L02的两个频率成分的三路光波，构成了下行链路的融合光信号，其中频率间隔为fKF的OLOl和BBD偏振平行，0L02和BBD频率相同且偏振正交； 下行链路的融合光信号由掺铒光纤放大器放大到适当功率，经单模光纤传输至基站；下行链路有线接入接收模块中，波长间插滤波器实现下行链路频率为fo+fm的0L02和BBD与频率为&的OLOl分离，频率相同且偏振正交的0L02与BBD经偏振分束器分离，相干解调得到下行有线接入信号，其中频率为fo的0L01预留作为上行链路的光载波； 有线接入上行链路中，基站中的光强度调制器将二进制的上行数据信号强度调制到预留的上行光载波0L01上，并由上行光纤链路传输至中心站，中心站中的光电探测器通过直接探测将其转换为二进制的基带电信号； 下行链路无线接入接收模块中，偏振分束器将下行链路融合光信号分离为包含0L01与BBD的频率为fKF的光载毫米波信号和频率为的上线链路光载波0L02，其中光载毫米波信号由光电探测器转换为频率为fKF的电毫米波信号，经带通滤波和放大后由天线发射至无线接收端，实现下行信号的无线接入； 无线接入上行链路中，基站中的天线接收到的频率为&的、承载着二进制强度调制数据的上行电毫米波信号单边带调制到预留的上行链路光载波0L02上，经上行光纤链路传输至中心站，中心站中的高速光电探测器将上行光信号转换为电信号和解调得到二进制的基带的上行信号； 上述上行链路和下行链路实现了融合光信号的全双工传输，构成了全双工链路。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述中心站的下行链路发射模块中 下行数据信号为频谱效率较高的M进制矢量调制信号；所采用铌酸锂马赫-曾德调制器I实现一路连续激光的单边带调制，马赫-曾德调制器2实现另一路正交偏振激光的中心载波抑制调制，本振信号频率与下行链路毫米波频率相同；滤波器滤除频率为(fcrfKF)的一阶边带与其他高阶边带成分，下行链路融合光信号包括频率为(fo+fKF)的光载波0L02和携带下行数据信息的BBD，以及频率为&的载波0L01，其中BBD与0L02频率相同但偏振正交，BBD与0L01偏振平行且频率间隔为fKF，基站输出融合光信号频率成分简单，受光纤色散影响小。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述下行链路有线接入接收模块中 基站的波长间插光滤波器将频率为fo+fm的BBD和0L02与，频率为L的上行载波0L01分离，BBD和0L02经正交偏振分离后进入相干光接收机，相干光接收机由偏振控制器、四输入口光hybrid混合器和两对平衡光电探测器构成，实现下行有线信号的相干解调，以得到基带的有线接入信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述有线接入上行链路中 基站中的光强度调制器将二进制上行数据信号强度调制于频率为&的上行光载波OLOl上，经上行链路传输至中心站，由光电探测器转换为基带电信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述下行链路无线接入接收模块中 偏振分束器将偏振正交的携带下行数据频率为fKF的光载毫米波信号与频率为的上行载波0L02分离，其中光载毫米波信号由频率为fdfm的携带下行数据的BBD和频率为&的OLOl构成，二者偏振平行，光载毫米波信号经响应频率不低于fKF的光电探测器转换为电毫米波信号，经放大后由天线无线发射至用户接入端。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在无线接入上行链路中 由基站天线接收的频率为fu、承载着二进制强度调制信号的上行电毫米波单边带调制到预留的频率为的上行载波0L02，产生频率为的承载上行信号的边带，光载波与信号边带通过上行光纤链路传输至中心站，经光电转换和相干解调得到二进制的基带信号。
7.一种基于PON和ROF的非对称全双工有线/无线混合接入系统，其特征在于，其包括 系统由中心站、基站和中心站与基站间的非对称全双工传输链路构成,其中中心站包括下行链路发射模块、有线/无线上行链路接收模块，无线接入基站包括下行链路无线接收模块和无线上行链路发射模块以及双工天线，有线接入基站包括下行链路有线接收模块和有线上行链路发射模块，中心站与基站间的全双工传输链路包括上行链路和下行链路 所述下行链路发射模块，用以产生PON有线/RoF无线融合光信号，其主要器件包括连续激光器、偏振分束器、铌酸锂马赫-曾德调制器、偏振合束器和带通滤波器；所述激光器发出中心频率为匕的连续激光；所述偏振分束器将入射激光分束为偏振正交的两路，并分别注入到两个铌酸锂马赫-曾德调制器；所述铌酸锂马赫-曾德调制器I经加载下行数据信号的频率fKF的射频信号驱动，单边带调制连续激光，产生包含中心载波OLOl和携带下行数据的一阶边带BBD，其频率分别为&和;所述铌酸锂马赫-曾德调制器2在频率fKF的射频本振驱动下实现光载波抑制调制，产生频率为(fo土fKF)的两个一阶边带，其中频率为(fo+fm)的光波为0L02 ;所述偏振合束器将两路铌酸锂马赫-曾德调制器输出的正交合路；所述带通滤波器滤除频率为(fcrfKF)的边带及其他高阶边带，输出的下行链路融合光信号包括BBD、OLOl和0L02 ； 所述下行链路有线接入接收模块，用以实现下行融合光信号的相干接收解调和上行光载波的提取，其主要器件包括波长间插光滤波器、偏振分束器和相干光接收机；所述波长间插光滤波器在有线接入基站中完成频率为(fo+fj的OLOl和BBD与频率为&的上行载波0L02的分尚；所述偏振分束器将偏振正交的同频0L01、BBD分尚；所述相干光接收机包含偏振控制器、四端口光hybrid和两对平衡光电探测器，用以实现下行数据的相干解调； 所述下行链路无线接入接收模块，用以分离出下行融合光信号的光载毫米波并光电转换为电毫米波，同时提取上行光载波，其主要器件包括偏振分束器、光电探测器、带通滤波器和发射天线；所述偏振分束器在无线接入基站中将偏振正交的光毫米波信号与上行载波分离；所述光电探测器将光毫米波转换为电毫米波；所述带通滤波器将频率为fRF的电毫米波滤出；所述天线实现电毫米波发射至用户接收端； 所述上行链路有线接入发射模块，用以实现有线接入的上行链路信号的光调制，其主要器件为光强度调制器；所述光强度调制器将二进制的基带上行信号调制于预留的上行光载波，作为有线接入上行链路的基站输出； 所述上行链路有线接入接收模块，用以实现有线上行链路的光信号转换为电信号，其主要器件为光电探测器；所述光电探测器将上行光信号光电转换为电信号，解调得到有线上行数据； 所述上行链路无线接入发射模块，用以实现上行的毫米波信号对上行光载波的调制，其主要器件为光强度调制器；所述在无线接入基站，光强度调制器将基站天线接收的上行毫米波信号单边带调制于上行光载波，作为无线接入上行链路的基站输出； 所述上行链路无线接入接收模块，用以接收无线上行链路的光信号并将其光电转换为电信号，其主要器件为高速光电探测器；所述上行链路的光信号经光电探测器转换为电信号，进一步在电域解调为二进制的基带信号；` 所述中心站与基站间的传输链路，用以完成上下行链路信号的全双工传输，其主要由光纤和用于补偿光信号衰减损耗的掺铒光纤放大器构成。
全文摘要
本发明公开一种有线无线融合的光纤非对称全双工接入方法和系统。频率为f0的光分为两束，一束被频率为fRF的高速QAM毫米波信号单边带调制产生同偏振的光载波OLO1与信号边带BBD，另一束被频率为fRF的本振载波抑制调制产生于BBD同频的OLO2，与前者正交合路后滤除多余光频成分，既产生下行融合光信号。经光纤传输至基站，融合光信号能提供有线或无线接入。有线接入基站中，波长间插器将OLO2、BBD与OLO1分离，前者相干解调得下行基带信号，后者承载上行低速信号并由光纤传回中心站；无线接入基站中，偏振分束器将OLO1、BBD与OLO2分离，前者为光毫米波信号并由光电探测器转换为电毫米波，后者承载上行低速毫米波信号并由光纤传回中心站，实现有线或无线的非对称全双工接入。
文档编号H04B10/2575GK103051385SQ20131000367
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月6日 优先权日2013年1月6日
发明者马健新, 詹娱 申请人:北京邮电大学