提出一种基于光梳和载波重用的ROF-PON全双工系统，上下行数据分别调制在同一波长的不同子边带上传输，利用上行未调制的中心载波作为下行拍频载波，实现上下行载波重用，解决了 ROF和PON技术中资源利用率低的问题。ROF-PON全双工系统包括:光线路终端(optical line terminal, OLT)、远端节点(Remote Node，RN)和多个光网络单元(Optical Network Unit，0NU)。OLT接收来自骨干网的有线/无线信号，然后通过RN将信号分别分配给0NU。ONU可以同时实现用户的有线/无线接入。其中，所述0LT，利用一个工作波长为193.4THz的激光器2为例，电吸收调制器3的本振源I频率为10GHz，产生的光谱如图2所示，相位调制器4的调制指数为4.5，经过相位调制器4和强度调制器5产生的平坦梳状谱如图3所示；经光环形器6和中心波长为193.4THz的光栅滤波器7将中心载波分离，分离后的中心载波分为两路，一路不加载任何信号载波重用作为下行链路的拍频光，另一路作为上行载波由调制器13加载上行数据，光谱如图7所示，后经光纤14传输后由低速光电探测器15转化为基带的电信号；同时将下行无线数据由调制器8调制到除中心载波外的其他载波上，光谱如图4所示，通过光纤9传输给所述RN。
[0025]所述RN，接收到OLT通过光纤9传输的下行光信号时，通过阵列波导光栅10按波长的不同进行分离并传输给对应的0NU。
[0026]任一所述0NU，接收到所述RN发送的光信号，选取任意一路承载下行数据的边带与未调制数据的中心载波合路，形成光毫米波ROF信号，合路后的光谱如图5所示；该光毫米波ROF射频信号通过光电检测后经过放大器和天线发射给无线用户，检测后的60GHz的频谱如图6所示。
[0027]为了验证光毫米波信号的性能，对接收到的毫米波信号进行相干解调，在不经过光纤传输情况下解调得到的眼图(背靠背情况)如图10所示。所产生的光毫米波信号经过40km的标准单模光纤传输后，相干解调得到的基带信号眼图如11所示。所预留的光载波被上行链路基带信号在不经过光纤传输情况下解调得到的眼图(背靠背情况)如8所示。上行链路信号经过40km的标准单模光纤传输后，解调得到的基带信号的眼图如9所示。由眼图可以看到，虽然光纤色散对信号质量有一定劣化，但是经过40km的光纤传输，眼图的开阔度仍然能够保障信号的正确检测。
[0028]上述内容仅是对本实用新型较佳实施例的详细说明，而本发明的保护范围并不限于上述内容，本领域的技术人员可以根据本方明的思想，对本发明进行各种变形和修饰，这些应属于本发明的保护范围。本发明所使用的器件均为市售器件。
【主权项】
1.一种基于光梳和载波重用的ROF-PON全双工系统，该系统用于提高频谱利用率，提高信道容量，降低网络的实现成本，其特征包括:光线路终端0LT、远端节点RN和多个光网络单元ONU ； 所述0LT，利用一个激光器产生的连续激光作为激光源入射至电吸收调制器，一个本振信号源同时驱动相互级联的电吸收调制器、相位调制器和强度调制器，产生多个平坦梳状谱作为波分复用信道中的光信号；利用一个中心波长等于光梳中心载波的光栅滤波器和光环形器将中心载波与其他载波成分分离；分离后的中心载波分为两路，一路不加载任何信号载波重用作为下行链路的拍频光，另一路作为上行载波加载上行数据后由低速光电探测器转化为基带的电信号；将下行无线数据调制到除中心载波外的其他载波上，通过光纤传输给所述RN ； 所述RN，接收到OLT发送的光信号，通过阵列波导光栅按波长的不同进行分离，并分配给对应的ONU ;接收到ONU发送的光信号，通过光纤传输给OLT进行处理。 任一所述0NU，接收到所述RN发送的光信号，选取任意一路承载下行数据的边带与未调制数据的中心载波合路，形成光毫米波ROF信号；该光毫米波ROF信号通过光电探测器光电转换后经过放大器和天线发射给无线用户。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述下行链路，包括: 所用光调制器均为常规的电吸收调制器，相位调制器和强度调制器。光边带分离所用光栅滤波器的中心波长等于光梳中心载波的波长。数据信号的调制为强度调制。利用环形器和光栅滤波器将下行链路光毫米波和上行链路光载波分离，且保证其中一个端口的输出是预留给上行链路的光载波，另一个端口的输出是由多个平坦的光频率梳构成的。上行链路的光载波分为两路，一路未经上行数据调制进行载波重用，用于下行链路的拍频光，下行链路光载波经阵列波导光栅按波长的不同进行分离后，选取一路与上行中心载波距离为60GHz的端口进行拍频，输出的光毫米波信号经高速光电转换后得到频率为60GHz的电毫米波信号，经射频放大后由天线发射到终端用户。
3.根据权利要求1所述，其特征在于，所述上行链路，包括: 由光调制器将有线信号调制到预留给上行链路的中心光载波上，由标准单模光纤链路传回中心站，在中心站，由低速的光电探测器将光信号转化为电信号。
【专利摘要】本实用新型公开一种基于光梳和载波重用的ROF-PON全双工系统，所述该方案如附图1所示，频率为10GHz的本振源同时驱动级联了相位调制器和强度调制器的电吸收调制器产生频率间隔为10GHz，平坦的光梳。利用一个波长等于光梳中心载波的光栅滤波器和光环形器将中心载波与其他载波分离，分离后的中心载波分为两路，一路不加载任何信号载波重用作为下行链路的拍频光，另一路作为上行载波加载上行数据后由低速光电探测器转化为基带的电信号；将下行无线数据调制到除中心载波外的其他载波上，通过光纤传输给所述RN；RN接收到OLT发送的光信号，通过阵列波导光栅按波长的不同进行分离，选取任意一路承载下行数据的边带与未调制数据的中心载波合路，形成60GHz光毫米波ROF信号；该光毫米波ROF信号通过光电探测器光电转换后经过放大器和天线发射给无线用户。在该系统中利用光梳和载波重用，实现单光源和上下行光源共用的复用系统，能够实现经济性和系统性能的平衡。
【IPC分类】H04J14-02, H04B10-64, H04B10-2575
【公开号】CN204481832
【申请号】CN201520196730
【发明人】张婵, 宁提纲, 郑晶晶, 袁瑾, 陈宏尧, 李超
【申请人】北京交通大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月2日