专利名称：采用eam调制器同时进行高效的数据下变频和数据调制的系统的制作方法
技术领域：
本发明属于光纤-无线(Radio-over-Fiber，縮写为R0F)通信 系统技术领域，利用电吸收调制器(EAM)简化基站配置的方案。
(二)
背景技术：
随着网络电视(IPTV)、视频点播(VOD)等数字多媒体技术的迅 猛发展，传统的无线通信系统已不能满足日益增长的宽带业务需求。 人们迫切需要一种能提高更高带宽的无线通信方式。另外一方面，由 于大量的已铺设光纤光缆未能得到充分利用，电信业务最近几年在长 距离骨干网和城域网方面的发展速度缓慢。因此，有机结合了光纤和 无线通信优点的毫米波光纤无线通信技术无疑是最理想的选择。这种 通信方式既充分利用了现有光纤的高带宽、低损耗等特点，又发挥了 无线通信的高度灵活性优点，势必将在未来的无线通信中扮演重要的 角色。
ROF的概念融合了两种常规技术——无线射频技术和光纤有线传 输技术。光纤链路提供长距离的传输，终端和终端用户之间的通信由 无线射频来完成。ROF技术充分结合光纤和高频无线电波传输的特点, 能实现大容量、低成本的射频信号有线传输和超过lGbit/s的超宽 带无线接入，并具有覆盖面广、易于动态管理和维护等特点，在未来 泛在超宽带蜂窝网络、室内无线局域网络、卫星通信、视频分布式系 统、智能交通通信和控制等领域具有巨大的应用前景。随着下一代无线通信技术的发展，微微网和毫米波载波通信将成 为未来宽带无线接入服务的主导技术。在这种系统中， 一个微微网的 半径为数十或数百米，它虽然能增加有效带宽并能有效的进行频率重 用。但是，这种方案有一个缺点，就是需要大量的基站来提供无线信 号的全方位覆盖。这就，为了降低系统成本，就需要设计低成本的基 站。
众所周知，EAM由于其非线性特性，集光电检测、混频和调制三 重功能与一身。相比于传统的远程传送电本地振荡(L0)信号，再用 混频器上/下变频毫米波，若将EAM用于基站设计中，远程传送光L0 信号，这更能大大的简化基站结构。2005年就有实验证实，通过注 入两个频率不同或是光时钟周期不同的光源，EAM可以下变频毫米波。 最近，又提出了一些利用EAM和半导体光放大器(S0A)下变频数据 信息到中频(IF)信号的方案，通过从基站传输单独的光L0信号和 光IF信号到基站。在基站，将光L0信号输入到EAM中，它就能将 其下变频到IF频带，可调制成光IF波。下变频后的低频IF信号传 输到上行链路时，与传统的直接传输光毫米波信号相比，它更能抵抗 由色散引起的信号衰减。但是上述的方案，为了将上行数据有效地转 换成想要的IF信号，就必须从中心站传送大量的光L0信号至基站， 这在一定程度上增加了系统的成本。而且至今为止，将IF信号基于 基带传输的方法得到的结果和预期的传输距离都非常有限。
为了解决上述问题，我们的方案在中心站只使用一个激光光源， 在基站使用一个EAM，不需要从中心站传送大量的光L0信号和IF信号，就能实现远程传送光LO信号并同时在EAM中进行调制和下变频 数据信号。
发明内容
本发明针对上述情况，用一种新颖的ROF方案，仅在基站使用一 个EAM，实现远程传送光L0信号，在不增加中心站成本的同时又大 大简化了基站配置，使得系统结构简单，降低系统的造价。 为了达到上述目的，本发明所采用的具体方案如下-在中心站，用一个本地振荡(L0)信号驱动一个外部调制器，调 制后直接经光纤传输到基站。在基站，上行链路数据经放大后输入到 EAM中，通过控制EAM的直流偏置对上行链路数据进行下变频和调制。 中心站传送过来的各阶光边带，经带通滤波器选择相应的边带后，直 接送入EAM中用于调制上行数据信号。这样基站既不需要激光源又不 需要本地射频源，仅用一个EAM就同时实现了上行链路数据下变频和 调制。调制后的上行链路数据经基带传输到中心站，可进行接收、检
所述的中心站，其特征在于包括以下工作过程 使用一个连续波激光器产生光载波； 一个射频源产生本地振荡信号，驱动外部调制器； 光载波信号进入外部调制器进行调制，调制后直接传输到下行链 路光纤中。
可以看到，这与已有的ROF系统中的中心站，没有什么区别，不 需额外添加任何器件，没有增加中心站的成本。为了进一步实现上述目的，本发明还提供了结构简单的基站。本 发明所述的结构简单的基站，其工作过程如下
使用一个可调的光带通滤波器，根据需要选择性地滤出所需的边 带，输入到EAM中；
天线接收到的上行链路数据经电放大后，也输入到EAM中； 用EAM对上行链路数据同时实现下变频和基带调制，并传输到上 行链路光纤中。
本发明还提供了一种远程传送光LO信号，利用EAM实现将数据 同时下变频和调制的系统，所述的系统分中心站和基站两部分。
中心站模块包括 一个激光器，用于产生之地波长的单纵模光信 号；射频信号源，用于产生射频正弦波信号； 一个外部调制器，将射 频信号调制到光载波上。
本发明所述的结构简单的基站，所述基站包括
光带通滤波器器，用于选择性地滤出所需的光边带； 一个收发天 线，用于接收和发送无线信号；电放大器，用于将要发送/接收到的 电信号放大； 一个直流偏置，用于调节EAM的偏置；EAM，用于下变 频和调制上行链路数据。
基站模块其特征在于以下工作过程
从中心站传送过来的光载波，经本地振荡信号调制后，包含中心 载波和各阶边带，到基站后，先根据基站天线所接收到的上行链路数 据频率，用一个可调的光带通滤波器，选择一个与上行链路数据频率 相同的载波边带，将其滤出，作为远程传送过来的光L0信号，输入到EAM中。同时上行链路数据经天线接收后，经过电放大和偏置设定 后，驱动EAM。由于EAM的非线性特性，上行链路数据和滤出的光LO 信号，在EAM中同时进行下变频和调制，将上行链路电毫米波数据下 变频到中频信号，再基带调制到光载波上(此处的光载波为滤出的光 边带)。经EAM调制后，再传输到上行链路光纤中。
本发明，在不增加中心站复杂度和成本的同时，仅将基站的调制 器换为EAM，充分利用了 EAM集调制和下变频信号的功能与一身的特 性，将各阶光边带作为光LO信号，使得基站不需要本地射频源和激 光源，大大简化了基站配备，降低了系统的成本。
图1为本发明的上行链路示意图2为本发明远程传送光L0信号并利用EAM进行下变频和调 制的系统示意图中
l一激光器
2— 本振射频源
3— 下行链路调制器
4— 下行链路光纤 44一上行链路光纤
5— 可调光带通滤波器
6— 电吸收调制器7— 电偏置控制器
8— 电放大器 9一收发天线 10_3R恢复模块 ll一时钟恢复 12—接收机
13 —下行链路中心站模块
14一基站模块
15 —上行链路中心站模块
具体实施方式
下面结合具体实验例子和附图，对本发明作具体说明。
如图l所示，本发明上行链路模块的各部件分别说明如下-下行链路光纤4，将光载波传送到基站14，先经过可调的光带通 滤波器5，进行选择性的滤波，根据所需的频率，滤出相应的光边带， 输入到电吸收调制器6中。而上行链路数据，由基站天线9接收到后， 先由电放大器8，进行放大。然后由偏置控制器7，调节器DC偏置， 然后输入到EAM6中，驱动EAM，同时进行下变频和调制。上行链路 数据经EAM后，下变频为中频信号，并调制到由光滤波器滤出的光边 带上，进行基带传输。经上行链路光纤44，传输到中心站上行链路 模块15，在中心站通过3R恢复模块10，可以分别恢复出时钟11， 并可由接收机12对信号进行检测。如图2所示，远程传送光LO信号，并利用EAM简化基站配置的 系统结构图，其各部件工作说明如下
激光器l，用于产生指定波长的单纵模光信号，可以为DFB-LD; 外部调制器2，将本振信号源3发出的射频信号调制到光载波上，可 以为铌酸锂(LiNb03)调制器。调制后的光载波传输到光纤4中，传 送到基站。其后的工作过程如图1所示。
本发明中的所述的方法及装置适合于频率为1 40GHZ以及其它 频率的波分复用(WDM)光纤传输无线信号系统。
本发明中，利用光载波经调制后，频谱分为多阶边带，将各阶边 带作为光L0信号，从而避免了需要从中心站传送大量光L0信号到基 站，仅使用己有的中心站设备，完全没有增加中心站的成本和复杂度。 充分利用了EAM的非线性特性，其集光电检测、调制和下变频与一身 的特点，将EAM用于基站中，选择性地滤出各阶光边带作为光LO信 号和上行链路数据的光载波，在EAM中同时实现上行链路的下变频和 调制，使得基站仅需一个EAM和一个光滤波器，而不再需要激光源和 本振射频源，就能实现对信号的上行传输，大大减少了基站的器件， 降低了基站的成本。这样，在不改变中心站的前提下，只需将基站调 制器换成EAM，就能降低整个系统的成本，因此，该方案的可行性很 高，且易于实现。
总之，本发明的优点是在保证系统性能的同时大大简化了 R0F系 统基站结构，降低系统成本，使得整个ROF系统结构简单。
权利要求
1、利用EAM同时下变频和调制数据的方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤远程传送光LO信号到基站；选择相应频率的LO信号输入到EAM中；天线接收到的上行链路数据经放大后，调整其DC偏置，驱动EAM；利用EAM集检测、下变频和调制于一身的特性，将上行链路数据同时进行下变频和调制到光载波上，基带传输到上行链路光纤中。
2、 根据权利l所述的方法，其特征在于利用了EAM的非线性特性。
3、 在中心站将光LO传送过来，其特征在于用一个本振射频信号调制 光载波，产生各阶边带光信号。在基站充分利用各阶光边带的不同频 率来充当不同的光LO信号。
4、 一种光纤无线通信系统，特征在于采用了权利l-3中所述的各 种方法。
全文摘要
本发明公开了一种属于光纤无线(Radio-on-Fiber，缩写为ROF)通信系统技术领域中的远程传送光本地振荡(LO)信号，并利用EAM的非线性特性同时下变频和调制上行链路数据的系统方案。将中心站传送过来的各阶边带作为光LO信号，在基站通过光带通滤波器进行选择性滤出，使得基站仅需一个EAM和一个光滤波器，而不再需要激光源和本振射频源，就能实现对信号的上行传输，大大减少了基站的器件，降低了基站的成本。这样，在不改变中心站的前提下，只需将基站调制器换成EAM，就能降低整个系统的成本，因此，该方案的可行性很高，且易于实现。
文档编号H04B10/12GK101516143SQ20091004302
公开日2009年8月26日 申请日期2009年4月3日 优先权日2009年4月3日
发明者余建军, 林 陈 申请人:湖南大学