专利名称：同时接收和调制光信号的电信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信系统、在系统中使用的终端、包括这样终端的光链路、蜂窝与无线电分配点以及基站，特别涉及但不是唯一的，无线电和微波系统，包括含有这样的链路的蜂窝无线电系统。
众所周知，在光纤网络可延伸到本地环路之前必须提出的一个主要问题是远地终端的费用和复杂性。这些终端必须能够接收和发送光信号。对这个问题的大多数的解决方法是使用激光器作为光发射器，但是这必须使用控制电路，从而增加了该终端的费用、复杂性和电源消耗。
虽然具有稍微不同的应用，对光纤馈送到蜂窝和其它无线电及微波系统的天线存在着类似的问题，用于提供信号给远端天线的终端设备的费用和功耗是重要的因素。如众所周知的，“天线轻小”(Antennaremoting)对于蜂窝和卫星系统是特别有意义的。所涉及的频率一般为几百MHz至几十GHz的范围。这在更高的频率例如对于雷达也是有意义的。严格地讲，虽然这个范围延伸到最合适地称为毫米波频段，在本说明书中已使用用语“无线电或微波”大概覆盖这个较宽的范围。因此，除非在上下文明显地要求，否则该用语应广义地包括毫米波频段。
本发明的实施例试图至少部分地解决这些问题。
在 IEEE Photonic Technology Letters,1994年第6卷1365-1367页Frigo等人的文章“具有费用分担部件的波分复用无源网络”中，提出了在无源光网络(PON)中的每个用户终端装备一个光调制器，代替常规建议的激光器。在馈入PON的中心局提供一个费用分担的可调谐激光器，而且这是步进通过各个光网络单元(ONU)的不同波长的波长，光网络单元馈入连接PON的用户。在每个用户ONU中，从共享激光器接收的激光利用无源接头分开，该光的一部分由接收器检测。剩余部分通过调制器向中心局“返回”。相关的用户使用该调制器调制从公用激光器接收的光的时间片。上行和下行信号可利用时间划分、波长、副载波频率、格式、调制深度、选通、编码等在中心局分开。优选的分开技术涉及使用射频副载波调制下行(来自中心局)数据。如所述的，在每个ONU激光时隙中的半个光分组是在中心局调制，另一半在ONU调制，提供上行数据链路。相同的RF副载波频率用于上行和下行信号。下面叙述用于点播电视信号的传输的使用技术。在ONU中使用的调制器的性质未予揭示。
Wood等人在1986年Electronic Letters第22卷第525-529页“使用多量子势阱(MQW)调制器/检测器的双向光纤传输”中叙述了一种双向光纤传输系统，其中光链路的一端有一个MQW调制器代替常规的激光器与检测器对。在光纤的另一端是一个激光器，以及一个波束分离器用于转移返回的光信号到一个雪崩光电二极管接收器。为了从MQW调制器发送数据到激光器侧，该激光器操作准CW和调制器，它包括一个金色镜并且以反射模式工作，用于密度调制反射光。在相反的方向，激光器直接调制，而MQW调制器用作光检测器。虽然对光系统没有进行变化而取得信息流的方向反转，但是必须重新安排电驱动部件和修改激光器及MQW器件的直流偏置。因此不可能具有全双工操作(即在双方向同时传输)。半双工操作要求一些电子转换和偏置调节功能控制偏置电平和重新安排与半双工速率同步的电路。
R B Weistand等人在IEEE Photon,Tech.Lett.第8卷第11期1540-1542页的“光电收发信机应用的双功能电子吸附波导调制器/检测器”中叙述了一个大容量(非MQW)电子吸附调制器器件，它作为调制器和作为检测器是有用的。该器件称为光电收发信机。建议的该器件的应用是在天线遥控中。另外，该收发信机要求一个可调节的直流电的偏置，以便从调制器转换到检测器操作。通过控制电路可以远地转换发送模式和接收模式，该控制电路能够以由相关电子设备限定的转换时间调节直流电偏置。进行分开的实验以确定该器件作为调制器和作为光检测器的最佳性能。在调制器的评定中，取决于所要求性能的类型使用不同的偏置电平。已找到最佳的偏置电平为2.0和2.93伏。还认为，为了保持高的相对于温度的次八倍频和多八倍频无噪声动态范围调制器性能，要求有源调制器偏置控制。在检测器的实验中，以7.0伏偏置该器件。没有暗示或建议该器件同时能够提供两个功能。因此，很清楚，全双工操作是不可能的。
本发明揭露了即使在调制器以两个操作方式经受相同的直流工作条件时，在光调制器用作调制器和检测器的光链路中能够在两个传输方向上提供良好的性能。即，与上面的教导不同根据本发明的系统不需要复杂的电偏置控制。的确，对于很多公共可用的调制器，根本没有偏置即零偏置可取得理想的可接受的系统性能。
在双向传输可使用单个偏置电平的事实使双工操作成为可能，即在两个方向上同时传输。当然，本发明还应用到不是或者不是全双工运行的系统。从本发明得出的终端设备的简单、小型和低费用的所有优点在半双工运行的系统例如乒乓(时分复用)系统中也都同样有用。而且，对于在远端无电子偏置可运行的很多情况，不需要本地电源的事实是非常有利的。这在天线遥控领域特别是正确的。
因此，在第一方面，本发明提供在光通信系统的第一节点与一个或几个另外的节点之间通信的方法，该方法包括1)在第一节点接收经过光纤链路从第一另外的节点发送的光信号；2)在第一节点使用电光器件检测光信号和产生代表由光信号承载的信息的电信号；和3)使用所述电光器件将信息承载调制叠加在接收的光信号上和将这样调制的光信号馈送入光纤链路，以便将它发送给第二另外节点；其中步骤2和步骤3以施以相同直流工作条件的光电器件进行。最好所述第一另外的节点和所述第二另外的节点是单节点。最好所加的直流偏置电压是零，即根本不加直流偏置。最好电信号是RF或微波信号。
根据本发明的第二方面，提供用于无线电或微波传输系统的天线设施，该设施包括天线装置，用于发送和接收射频或微波信号；光输入与光输出端口；光调制器，安排在光输入端口与光输出端口之间的光路径中和可操作地接到天线装置并且安排用于从接收RF或微波信号，和将相应的调制叠加在经过所述输入端口接收的光上并且通过所述输出端口；以及光检测装置，安排用于接收经过所述输入端口的光信号，和操作地接到该天线装置，使得在所述光信号中出现的RF或微波调制耦合到所述天线装置，然后从该天线装置辐射。
最好光检测装置由光调制器提供。
最好光检测装置和光调制器在工作时是电气上无偏置的。
另外最好调制器是电吸收调制器。
另外最好终端远离接收承载RF或微波分量的光信号的基站或中心局设置。
根据本发明的第三方面，提供一种以远端为特征的光通信网络，其特征在于所述终端包括一个光电器件，该器件1)同时从光通信网络的第一部分检测输入光信号；2)调制所述的输入光信号，所述光信号被发送到该光通信网络的另一部分。
最好光信号是模拟信号。另外最好该光通信网络使用频分多路复用系统。
根据本发明的第四方面，提供一种操作光通信网络的方法，该方法的特征在于光信号分别同时通过控制单个电光器件进行接收和调制。
现在只是通过举例参见下面的附图来叙述本发明，其中
图1是以根据本发明的终端为特征的光通信网络和远端天线的示意图；图2是以根据本发明的终端为特征的光通信网络的示意图；图3a是适合于在根据本发明的终端中使用的电吸收调制器示意截面图；图3b是典型的输入光数据信号的图解表示；图3c是根据本发明在终端的电连接点出现的电数据信号的图解表示；图3d是典型的输出光数据信号的图解表示；图4是对于一个适合的光吸附调制器(诸如在图2中所示的)光纤到光纤传输对于偏压的传输函数的前三项导数的曲线；图5是表示插入增益和载波交调对于偏压的偏差的曲线；图6是根据本发明以多个终端为特征的光通信网络的示意表示；图7是根据本发明以终端为特征的光通信网络和两个调制解调器的示意表示；图8是实验的传输系统的示意表示，其中EA调制器用在远地终端；图9图解表示使用在网络节点的EA调制器的两个网络配置；图10表示对于图8的系统该上行链路和下行链路误码率(BER)对于图8的系统的接收光功率的关系；
图11表示对于图8的系统的BER对Eb/No的关系；图12表示对于图8系统，下行链路复合信号的RF频谱，包括QPSK数据和卫星TV信号；图13图解表示一个实验的系统，其中在单条光纤，传递双向光总线中使用的EA调制器；图14表示对于图13系统的BER对Eb/No的关系；图15表示在图13的EAM2的输出得到的RF的电频谱；图16表示BER对EAM2的反偏置的关系；图17图解表示根据本发明的微微网孔系统；图18是表示下行链路功率电平对于距离的无源微微网孔室外演示的站点图；和图19图解表示微微网孔的中心控制局和设施的微微网孔。
图1表示包括根据本发明的终端4的光通信网络。在下面的分析中使用的惯例是从光输入2到该终端的电接点5的网络路径称为‘下行’，而从电接点5到光输出7的网络路径称为‘上行’。细线表示光纤传输路径，而细线上的箭头表示沿光纤传输路径的信号传播方向。粗线表示电传输路径。
由多个频分多路复用(FDM)数据流构成的模拟光信号在光输入2由光发射器1引入到光纤3。终端4包括一个电吸收调制器(EAM)，只是为了说明，在图3中示出了其示意的例子。EAM包括半导体材料的三个主层。最外边的半导体层12和14使电接点能够安装到EAM，使得偏置电压和电数据信号可加到该装置。激活中心层13是一层块半导体材料或多量子陷阱(MQW)材料，众所周知，后者是由许多不同半导体材料的交错层形成的。为了接收和调制在给定的波长发送的光信号，必须选择在EAM的中心层中使用的合适的半导体材料。经常选择Ⅲ-Ⅴ材料的组合，例如砷化镓(GaAs)，磷化铟(InP)，铟镓砷磷(InGaAsP)，等，因为这些材料具有适合于在光通信系统中使用的波长带隙能量。
具有由单个半导体层形成的激活中心层的EAM的例子在Electronic Letters,1995年31期902-903页CK Sun等人的文章“使用半导体电吸收调制器的无高假信号动态范围光链路”中可找到。在所引用的情况下，中心层是350nm的未掺杂的InGaAsP，它具有大约124μm的带隙等效波长。
在EAM中使用的合适的MQW结构是由5.5nm阻挡层的InGaAsP(带隙能量≈1.10μm)分开的17个9.5nm的InGaAsP陷阱(带隙能量≈1.55μm)。更详细的叙述这样装置的结构可在欧洲专利EP-B-143000中找到。
目前，较高的饱和阈值对于块器件而不是MQW是可用的，但是MQW而不是块器件可取得较高的带宽。虽然各个研究组正在进行工作以增加MQW调制器的饱和阈值(和损坏阈值)，这些考虑可影响在本发明的不同应用中使用块器件和MQW调制器之间的选择。
应该懂得，根据上面的条件，在下面讨论的实施例中可使用一个合适的块EAM或者合适的MQW EAM。下面的讨论涉及上面叙述的MQWEAM，但是MQW EAM的操作原理与块EAM相同。
当以合适的光波长发送的光信号到达EAM时，其所有频率成分的一部分在电接点5产生电信号的激活中心层13内被吸收。图3a中的大箭头表示光信号通过EAM的激活中心层的传输。在图3b中光信号24是输入光信号的一贯例子。它包括光载频24a和相同边带24b，该边带包含由光信号传递的信息。典型地光载频具有几百GHz的频率，该边带具有几十或几百MHz宽，该边带的中心与载频分开几GHz的载频。
光信号部分在EAM内检测，而电信号25具有与边带24b之一的频谱基本相同的频谱，它在EAM内产生并且通过电接点5。电数据信号26加到电接点5并且进行载频24a的调制。图3c表示电数据信号25和26，热出现在该终端的电接点。
由电数据信号26进行的载频24a的调制产生了边带27a。边带27a具有相同的频谱，二者基本上类似于电数据信号26的频谱。在EAM输出的光信号包括由EAM进行载频调制产生的边带27a和边带27b，它们是边带24b的剩余的残迹。边带27a占用一个频带，它是载频24a的频率和边带24b的频带的中间，因此两组边带互相不重叠。图3d图解表示包括边带27a和边带27b的输出光信号27的安排。
关于图1，电数据信号25通入天线6，从该天线发射传送与电数据信号25基本相同的信息的无线电信号(可以是微波信号)28。天线也接收在合适的频率范围内的无线电信号(也可以是微波)29，它将构成电数据信号26。在电接点电数据信号26调制接收光信号的载频24a。
以这样方式工作的终端可用在蜂窝无线通信网络中。例如，包含在频带925MHz至933MHz内的数据的光信号由光发射机1发射。该信号包含320信道，每个信道大约需要25KHz的带宽。这个信号在EAM内被检测并且产生一个电数据信号25，作为无线电信号28由天线6发射。包含在无线电信号内的数据基本上与包含光信号内的数据相同。蜂窝电话机接收该无线电信号并且使用滤波装置提取该单个蜂窝电话机可用的25KHz信道。蜂窝电话机发送占用25KHz频带的信号，该信号包含在频带880MHz至888MHz内。天线6接收包含在880MHz至888MHz频带内的无线电数据信号，它是经过所述天线与通信网络通信的所有蜂窝电话机传输的组合。天线变换所述接收的无线电数据信号29为电数据信号26，后者用于调制发送的光信号的光载频24a，产生光信号27，它包含在880-888MHz频带和925-933MHz频带中的数据这个数据沿着光纤传播并且在光检测器8接收。
同时从电接点提取电信号或输入第二电信号给该电接点是可能的。在EAM中存在输入和输出电信号导致信号相互混频。这可导致下行和上行光信号的失真并且限制EAM的性能。图4表示在具有MQW激活中心层的合适的EAM中具有偏压15的光纤至光纤传输的变化，该中心层具有如上所述的一个成分。这个传输函数对偏压16的一次导数影响上行衰减，这个传输函数对偏压17的二次导数影响上行---下行混频，而这个传输函数对偏压18的三次导数影响上行信号的失真。图5表示由于偏压改变下行链路19和上行链路20的典型RF插入衰耗特性，使用具有波长1560nm的4Mw DFB激光器作为发射器，可使上行和下行衰耗在-1.4V的反偏置点相等，显而易见是不需要的，在这种情况插入衰耗≈42dB与使用的激光检测器模块(无调制器)的插入衰耗39dB相当。图5还表示上行载波与三次交调21的比率，它受调制器传输函数18的三次导数的影响。在0.9V和-2.0V之间的偏压看到的21中的最大值大致对应于18中的最小值。可以看到，对于在这个例子中使用的EAM，上行失真的作用(受18的影响)比上行-下行混合的作用(受17的影响)更重要，因此在这个例子中控制调制器偏压以便使上行信号的失真最小是有利的。应该懂得，如果使用不同的EAM，对于偏压15有不同的传输特性，而且这将导致对于偏压(16、17和18)的那个函数的不同导数。这些导数的特性将确定对终端的性能它们的那一个具有最大的作用和那个导数应该通过变化加上偏压的最佳终端性能的偏压进行控制。
很早就认识到使用模拟光网络从中心地点传递无线电信号给许多天线站点的优点。在电信方面，这些无线电信号可用于固定无线电接入、无绳或移动网络，但是应用相同的原理。使用高带宽、低衰耗特性的光纤，可以集中地执行所有高频和信号处理功能，而且该信号可以直接在载波频率经过光网络传送。则远端站变得非常简单，只要求光电转换、滤波和线性放大。复杂的功能从远端站点移开允许采用具有低功耗的便宜的、可靠的、小型和轻的无线电接入点。与低维护结合的安装容易提供支持这类系统结构的有力的理由。这类系统的主要电信应用区是短距离和高容量的无线系统，小型、便宜和低功率收发信机单元的优点提供最大的好处。
虽然在前面的段落中叙述的一般无线电光纤系统结构导致在无线电接入点的低功耗和少的部件量，甚至更希望具有零功耗。这个完全无源无线电接入点使得安装非常直接了当，而且提供极好的可靠性，导致实际上无维护操作。在这个例子中，我们表示了电吸收调制器可用作在这样的无线电接入点中的单个部件，不要求放大器或电源有效地起着小型网孔(微微网孔)的无源收发信机的作用。
如上所叙述的，EAM可起着下行路径的光检测器和该上行路径的剩余下行光的调制器的作用。上面已经叙述了使用频分双工(FDD)安排、表示检测及调制功能的全双工链路的可行性。在这个例子中我们表示了对于短距离(微微蜂窝)无线电系统这个器件在没有直流偏置时也满意地工作。在这个结构中，设想微微网孔提供对未来高容量无线业务(例如HIPERLAN标准，它提供10Mb/s以上的数据速率)的无线电覆盖给不大于一个办公室或房间的体积，虽然如在下面将看到的，微微网孔已应用到室外和室内但是“无房间”(例如中央大厅、站、大型运动场、广场等)应用，在这里必须服务较大的体积。目前，这些未来高容量无线电系统仍然处于研究阶段。因此，为此工作，使用商用的2.4GHz扩频无线电LAN演示无源收发信机的概念，以大约3Mb/s的数据速率提供无线以太网。在这个数据速率，移动视频接入是可能的并且实现了，而且接入因特网显然是没有问题的。
在室内设计和安装在这个实验中使用的电吸收包括调制器，并且包括在低容量隐埋异质结构安排中的多个量子陷阱吸附层，如在1996年J Lightwave Tech第14卷第9期2035-2043页Moodie等人所述的。InGaP/InP材料系统用于在约1550nm波长工作。具有370μm长度的芯片安装在具有光纤引出线的高频封装中，并且在零偏置时只有5dB的总的光纤-光纤衰耗。当作为调制器工作的封装器件的3dBe带宽是14GHz，虽然对于这个实验我们只要求约2.5GHz的窄带响应。
图8示意地表示实验的安排。无线电modem包括在中心局的BreezeNet(TM)接入点(AP)和用于连接位于微微网孔中的膝上计算机的BreezeNet(TM)站适配器(SA)。这些modem工作在IMS频段(2.4-2.48GHz)并且使用跳频扩频提供对干扰源的良好的抗扰度。如上所述，虽然光链路不限于这个安排，该系统提供半双工传输。AP具有两个天线用于空间分集，它们很容易拆卸，以便连接到光链路。
对于下行链路，从AP的RF输出连接到商用的模拟激光器。来自这个激光器的光信号通过一个极化控制器(PC)并且经过该光链路到位于远地的微微网孔中的EAM。这个方向，EAM起着一个光电二极管的作用，然后得到的RF功率使用天线辐射入自由空间到接到膝上计算机的SA。
对于上行路径，从SA的RF输出辐射入自由空间到接到EAM的天线。然后这些RF信号调制通过EAM的剩余光功率，并且经过该光链路发回给中心局。上行信号使用商用光电二极管检测，然后输入给AP的接收机部分。设计激光器和光电二极管用于模拟微波链路。
结果在这个实验中使用的微微网孔是具有6m×3.5m尺寸的办公室。无源无线电接入点(以调制器的RF输出馈送)的天线包括具有8dBi增益的简单的微带接线设计。这是具有约70度的波束宽度的弓型连接线式样。配置该SA使用用于发送方向的一个天线(2dBi无定向)和用于接收方向的一个分开的天线(8dBi微带连接线)。这个安排具有提供该链路的更好的功率平衡(见下面)而且限制发送功率低于20dBm以保证符合在欧洲对无线电LAN系统的EIRP要求的组合的好处。
在接到无线电系统之前，使用信号源和2.5GHz频率的分析器执行功率预算测量。表1表示在天线隔开6m时整个系统的重要点的RF功率电平。在这个间隔，自由空间路径衰耗为50dB，它比在假定无反射时计算的衰耗小6dB。下行路径(激光器到电吸收调制器)的光链路RF衰耗为40dB，它比在使用光电二极管代替EAM时测量的衰耗只差5dB。上行(电吸收调制器到激光器)光链路RF衰耗为35dB。如果适当地偏置EAM可取得平衡的光链路衰耗，但是对于在这个波长的无源操作，下行链路衰耗高于上行链路衰耗，因为在零偏置时EAM不是有效的光检测器。但是，整个无线电-光纤链路(考虑无线电链路衰耗)大体上是平衡的，因为在SA选择每个方向的合适的天线增益。实际上，在整个链路中，下行链路衰耗为80dB，上行链路衰耗为75dB。
表1．整个系统的射频功率电平(见图17)无线电系统连接到光链路和连接到本地以太网络。利用放置在办公室一端的无源无线电接入点天线，全速率传输是可能的，而且SA天线自由的在微微网孔内漫游。BreezeNet(TM)无线电modem的接收机灵敏度在3Mb/s的全速率工作时为-64dBm，在2Mb/s工作时为-72dBm，而在最低速率1Mb/s工作时为-82dBm。从表1可看出，在微微网孔内3Mb/s的功率要求容易满足。基于-58dBm(上行极限)的接收机功率和上面给出的接收机灵敏度的范围计算建议在这个系统内可取得大约12m(3Mb/s)、30m(2Mb/s)和95m(1Mb/s)的(无障碍)网孔大小。假定我们工作在每秒1Mb的数据速率，根据+17dBm的发送功率和-82dBm的接收机灵敏度在每个方向的总的可用富余量为99dB。因此在微微网孔内的剩余富余量为19dB(下行链路)和24dB(上行链路)。如果我们进行简单的假设，路径衰耗随着距离的平方变化(自由空间传播)，则这个富余量转换为下行链路为27米的范围和上行链路为48米。
因为其半双工、跳频扩频设计，为这个工作选择无线电系统来演示‘无源微微网孔’的概念非常适合于这个目的，该跳频扩频设计是指在任何一个时间只存在一个频率的载波。在零偏置操作该EAM导致非线性操作，特另在上行路径，将引入在多载波系统如GSM中的交调失真。如果不要求无源操作，一个小的偏置约1V或更少足以移动到调制特性的线性部分，在该部分交调失真是可接受的。由于EAM的光电流约为1mA，总的直流功率要求仅仅为1mW，因此可以以小电池或甚至太阳能电池或者放置在或与基站或其天线相邻的电池组来满足。而且，设计EAM在零偏置时工作在线性状态是可能的，因此仍可取得无源操作。例如，可使用具有内置偏置的MQW调制器，诸如在EP-B-0416879中叙述的调制器。
为了演示在这个工作后面的概念，在开始光链路长度只有30m，虽然更大的长度是可行的。在这种情况系的主要考虑是光衰耗，它特别影响上行路径。每1dB的光衰耗转换为4dB的上行电衰耗，这意味着对于6m微微网孔在3Mb/s的6dB的功率余量等于光衰耗中的1.5dB的余量。假定0.2dB/km的光衰耗，这给出7.5km的光纤长度。对在6m微微网孔中1Mb/s工作，30km的光纤长度是可能的。图表示了根据这个光衰耗的假定对于每个系统数据速率在光纤长度与无线电链路长度之间的折衷。
EAM接收机的最大衰耗将确定是否大规模地采用这类的系统。本器件封装很贵，主要是由于劳动集中的光纤引出过程。允许光纤引出端无源放置的综合模式变换器将大大地减少封装费用。合适的模式变换器在WO95/23445中叙述。使用只需一个引出端附件的反射调制器，进一步地减少费用是可能的。特别有意义的反射调制器在WO91/19219中叙述。
有几种选择可改进接收机的信噪比，由此来增加无线电的作用范围。下面介绍一些可做的潜在的改进，并评估其总的可行性和效果。
下行链路外部调制器不是采用直接地对激光源调制，使用诸如铌酸锂Mach Zeander调制器的外部调制器是可能的。这将给出约20dB的信噪比增加，这是范围增加系数10，其理由是能够以RF调制的激光器一般是相当低的功率，而如果使用外部调制器，只要求激光器操作CW和例如在前端可发射50mW。不是使用铌酸锂调制器，可使用另一个电吸收调制器，但是铌酸锂的优点是大带宽、低插入衰耗器件相对容易获得。利用高发射功率，需要考虑在微微网孔中的电吸收调制器饱和的问题。人们或者可使用块吸附层的调制器，如可从NEC公司买到的调制器，或者可使用具有高饱和功率的MQW器件，例如使用由铟铝砷构成的具有铟镓砷磷陷阱的势垒的器件。
更有效的激光器作为使用外部调制器和高功率源的替代方案，人们可继续有激光器的直接调制，但是使用比在我们对数据的实验中使用的更有效的器件。获得10dB的信噪比的增加、3.2的范围增加系数是可能的。
较高的RF发射功率利用激光器的直接调制，这是受激光器的损坏阈值限制，但是即使这样可给出3dB信噪比的增加或1.4的范围增加系数。很清楚，使用外部调制器可允许发射较高的RF功率电平。
光放大这里的限制因素是电吸收调制器的饱和。而且，通过使用光纤放大器或半导体放大器所取得的光放大将增加复杂性。无论如何，如果使用了，人们将期望信噪比增加6dB，这等于作用范围增加系数2。
例子在前端使用掺铒光纤放大器提高在下行链路上发射的光信号电平到15mW。以这个功率电平在室外传播中进行实验。使用相同的天线和远地终端。结果示于图18中。可看出，使用的最大的距离为75米，在这个距离远地终端的功率电平是-78dBm。
在电吸收调制器的较高天线增益这里的问题是人们如何直接地对待增益。显然能够使用高定向天线，例如具有18dB增益的天线是可得到的，但是它们一般很大而且具有很窄的波束宽度。在目前的实验中我们已使用不大于香烟盒的天线，具有8dB的增益和70°波束宽度。以极端定向性的代价，人们可得到10dB信噪比的增加，即3.2的作用范围增加系数。
上行链路更有效的光检测器利用更有效的光检测器可得到6dB的信噪比的增加，即2的作用范围增加系数。
较高光功率如上所指出的，使用更有效的激光器或外部激光器或光放大器可增加下行链路的光功率，因此也增加上行链路的光功率，但是这受到电吸收调制器的饱和阈值的限制。无论如何，可得到有效的6dB的信噪比的增加，2的作用范围增加系数。
光预放大器这里的限制因素是光电二极管的饱和。很明显，复杂性将增加，但是这将例如通过使用在美国专利5446751中叙述的那类型的光检测器使最小。另一种方案，在上行链路路径中可包括一个光放大器，或者光纤放大器或者半导体激光器放大器。这可得到10dB的信噪比的增加或3.2的作用范围增加系数。
RF预放大器实际上，在BreezeNet中的RF系统是高度优化的。因此改进的范围很小。任何改进将以潜在地重大额外复杂性为代价。最大允许的辐射功率的限制在这里也是最大的。
在站适配器的高天线增益再次，除了这里对最大允许的辐射功率的限制是相当之外，在方向性与增益直接有一个折衷。可能不能增加。
可看到，虽然一些选择容易实现，但是它们对系统的无线电范围明显地改进了。因此在不求助于昂贵或不实际的措施的情况下，1与200米直接的无线电范围是可能的。
如果发射机1包括分别在不同的波长λ1和λ2发射光的两个激光器激光器1和激光器2，这里λ1＜λ2(例如λ1=1.3μ而λ2=1.55μ)，则可取得图1和2所示的系统中的改进的性能。理想的是，使用从激光器1来的光传递下行链路信号，而使用从激光器2来的光传递上行链路信号。来自激光器1的光在发射机1进行调制和在调制器4检测。可选择λ1足够地短，即使在调制器未偏置时，在这个波长只有很少量的光从调制器的光输出部分射出。这导致在低反向偏置电压(包括无偏置的情况)时改进的下行链路RF插入衰耗超出在图5中所示的衰耗。从激光器2来的光不在发射机2调制。它在调制器4调制，而在接收机8检测上行链路信号。可选择波长λ2，使得下行链路RF插入衰耗和上行链路载波交调率最大。
上行链路-下行链路混合可在全双工系统的调制器中出现，因为同时存在着对应于上行链路和下行链路信号的电信号，由于这些信号是频率双工的，上行链路-下行链路混合只可能通过调制器调制对电压的非线性和检测对电压特性出现。在该调制器，下行链路电信号典型地是比所加的上行链路电信号弱几十dB。因此，上行链路-下行链路混合在下行链路中比在上行链路中是更严重的问题。可选择波长λ1，使得在调制器中在λ1对电压的光检测响应的偏差最小。因此，因为所加的上行链路信号，下行链路信号失真很小。因此双波长的方法可减少下行链路中上行链路-下行链路混合。虽然只参照本申请较早的图叙述这个方法，但是本领域的技术人员认识到，它可应用到本发明的大多数的实施例/应用。
对于许多情况，下行链路的容量比上行链路的容量更加重要，例如，对于远地视频接入或其它多媒体应用。相反，有其它的应用，例如像远地视频监视，只要求小的下行链路容量，但是大的上行链路容量是重要的。因此该应用的精确特性可确定从上述选择表进行的选择。
另外，本发明的终端可在进一步配置中在通信系统中使用。图2表示经过带通滤波器9a和9b接到电输出接口10和电输入接口11的电接点5。选择带通滤波器，使得电数据信号出现在电输出接口10，基本上没有与电数据信号26的相互混合，而且电数据信号26出现在电输出接口11，基本上没有与电数据信号25的相互混合。例如，在电缆电视分配网络中，其中多个电视信号在10MHz至600MHz频率范围内下行发送，而控制信号在100-200KHz频率范围内上行发送，带通滤波器9a基本上阻止低于10MHz或高于600MHz的所有信号，同时基本上允许在10MHz至600MHz范围内的所有信号。类似地，带通滤波器9a基本上阻止低于10MHz或高于200MHz的所有信号，同时基本上允许在100KHz至200KHz范围内的所有信号。很清楚在一些情况下，取决于通信网络或接到接口10及11的设备的特性，可能无需滤波器9a或9b。
电气接口可接到很多合适的设备，包括一对天线、另一个光发射机和接收机，一个电气发射机和接收机(以便在大楼或多个房间中通过LAN发送信号)或用户住处设备(CPE)，诸如用于广播有线电视业务或交互式多媒体业务如点播电视的置顶盒。这个表不是穷举的，不应该理解为对本发明范围的限制。对于很多这样的应用，诸如置顶盒或其它CPE，有一个准备好的电源，因此在使用加电的而不是无源的终端是有利的。
对于串联连接的多个终端这是可能的，如在图6所示的。
上面的叙述只是涉及模拟信号。为了发送数字信号，必须使用在前端具有光发射机和接收机和在远地终端具有电气接口的调制解调器(modem)。Modem是一个调制器-解调器，它使数字信号解调为模拟信号，而不丢失在模拟通信网络上发送的、由该数字信号传递的信息的任何重要部分，然后解调、重构原始的数字信号。图7表示光通信网络，以两个modem构成，以便可发送那个数字信号。
例如从LAN来的电数字数据信号通过modem输入30a输入modem并且调制为没有明显信息丢失的模拟电数据流。模拟光数据流24a由光发射机沿着光纤3发送，在电接点5在产生模拟电数据流25的EAM内检测，通过带通滤波器9a到电输出接口10，因此到modem23，在这里解调模拟电数据流，以便基本上重建原始数字数据流。然后基本上重建的数字数据流经过modem输出31b例如输出给第二LAN。
从第二LAN来的数字数据流通过modem输入31a进入modem23，解调为模拟电数据流26，基本上无信息丢失，然后经过电输入接口11和带通滤波器9b传送到电接点5。然后输入的光载波24a由EAM调制，建立模拟光数据流27a，沿着光纤3发送给光接收机8。模拟光数据流变换为电气域并且馈送给modem22,modem22解调该信号，以便从第二LAN基本上建立数字数据流，然后经过modem输出30b输出。而且，在一定的环境下，可省去带通滤波器9a、9b之一或二者。
可解调模拟数据信号的频率由激光器调制带宽或者EAM的调制或检测带宽的低值限定。在上面所述的例子中，激光器的调制带宽为≈6GHz,EAM的检测和调制带宽≈14GHz，所以在这种情况下，网络的最大传输性能由激光器的调制带宽限定。如果使用modem以便发送数字信号，则modem的调制速度是该系统的限制因素，除非它大于激光器或调制器的最低调制速度。
光信号可由光纤发送和检测的最大距离由信号的衰耗限定。对于具有4mW输出功率的上述的DFB激光器，光发射机1与光接收机8直接的最大距离为接近50公里。因此如果上述激光器使用在简单的网络中，诸如在图1和2中的网络，远地终端可位于距离基站25公里。这个最大的传送距离可使用光纤或半导体的光放大器以增加光信号电平进行延长。使用较高的功率源显然也可增加最大传输距离和范围。
现在叙述上面提出的使用各种替代方案的另外例子。
例子2图8中示出实验的光结构。在远地终端使用一个低插入衰耗的EA调制器模块。实际的低费用/低功率系统很可能在每个终端使用EA调制器，因此完全不需要模拟激光器发射机。图9表示只使用EA调制器收发信机的两个可能的网络结构。在图9a中，几条点对点力量共用一个公共CW激光器光(高)功率源。在每条链路中，远地收发信机EAM#2接到发射机EAM#1扣接收机EAM#3。在图9b中，多个EA收发信机共用由两个CW激光器在两端加电的光总线(即所有收发信机共用相同RF频谱)。
在我们的实验中，上变频为1.347GHz的120Mb/s QPSK modem信号与来自卫星的Astra(TM)组的一个极化的下变频电视信道组合。然后组合的信号加到商用模拟DFB激光器模块，它在λ=1.56μm发射+6dBm的光功率。在25km的阶跃折射率光纤上传输之后，在远地EA调制器收发信机中检测光信号。中心在140MHz的另一个120Mb/s modem信号经过双工器/多路复用器加到该调制器，并且叠加在到商用光检测器接收机模块的返回路径的光信号上。用于隔离两条路径的RF多路复用器由Wenzel叙述的那类型互补带通/带阻微带滤波器(1968年IEEE Trans.Microw Theory & Tech.MTT-16 147-157页)与五阶互补低通/高通集总滤波器(见Mathei.G.L等人的文章“微波滤波器、阻抗匹配网络与耦合结构”，McGraw Hill,1964年)构成的，在下行链路路径中得到上行链路信号的＞80dB衰耗。
在开始对上行链路中的最小三阶交调设定调制器偏置(Vb=0.98V)。在这个偏置，除光纤衰耗外，电插入衰耗为衰耗下行链路=43db和衰耗上行链路=41dB，而直流电功率消耗＜1Mw。而下行链路RF插入衰耗按照单向光衰耗的平方变化，上行链路RF插入衰耗按照单向光衰耗的四次方变化。因此，是上行链路定义最大链路长度/插入衰耗。
在开始对没有视频信号的两个数据流进行误码率(BER)测量，使用两个方法在第一种方法中，使用在图8中A点的光衰耗变化光插入衰耗。然后调节电增益以保持到modem解调器的恒定输入信号。在第二种方法中，在解调器激励不同的比特能量/噪声比之前保持光插入衰耗不变并且插入可变的噪声源。
图10表示对于OdBm的RF输入电平BER以接收电功率的函数画出的两条链路的测量BER。对于这个调制深度在上行链路中10-8的BER的最小接收功率为-27dBm，而且可看到，两条链路相差7.4dB的灵敏度，上行链路更灵敏(但是受到两倍的光纤衰耗的影响)。它可表示，这个差等于EA调制器的光插入衰耗加上在(零光纤长度)RF插入衰耗差的一半。在图11中画出BER相对Eb/No以及modem的背对背(电)测量值的曲线。这些曲线清楚地表示没有与使用这个配置的模拟EA收发信机相关的功率损失(上行链路表示小的改进)。
最后，BER测量由QPSK信号与出现的Astra FM电视信号构成。图12中示出加到激光器发射机的复合RF频谱。Modem QPSK信号很明显在1.347GHz。而且可看到在1.75GHz和2GHz之间的Astra信号中的数字电视信道。电吸收调制器偏置电压增加到-3.65V，而QPSK信号减少到-5dBm，以便保证各个信号之间的最小干扰。即使在这个减少的RF功率电平，在25km的双向链路中取得BER＜10-10，而对电视信号没有显著的视觉降低。
例子3在例子2中，我们表示了单个电吸收调制器(EAM)如何作为一个低成本器件可用在“星”型网络结构中传递高数据流信道与多信道FM和数字电视。在这个例子中，我们提供使用用于单光纤双向光总线拓扑操作的EA调制器。光总线由两个CW激光器供电，因而不使用昂贵的高速激光器。潜在地，CW激光器源的费用可在放在接入节点的用户之间共享。而且，由于所有节点串联连接，该总线必须承受一定程度的冲击。对于这个应用EAM是理想的选择在一个节点的电源故障(偏置=0伏)，使EAM工作在虚拟透明的光状态，因此使其余的网络接触。
实验图13表示实验建立。使用两个EA调制器(EAM1和EAM2)作为收发信机共用在两端由两个CW光源(DFB1和DFB2)加电的公共光总线。发射的光功率在EAM1和EAM2输入端口分别为+6dBm(λ1=1560nm)和+4dBm(λ2=1550nm)。调谐极化控制器(PC n01、2、3)，以便保证两个EA调制器的TM模式工作。
对于数据路径，使用两个120Mb/s QPSK数据信道第一modem信号上变频为1.347GHz的中心频率(信道1)，另一个modem信号中心在140MHz(信道2)。EAM1以信道1(-3dBm RF驱动功率)调制λ1，同时在λ2从EAM2检测信道2。在经过25km的阶跃折射率光纤传输之后，由EAM2经过双工器/多路复用器执行在λ1的同时信道检测和在的信道2的调制(-3dBm输入RF功率)。RF多路复用器与例子2中叙述的多路复用器相同，每个节点提供信道1和信道2之间＞80Dbs衰耗。
为了保证接收的QPSK信号的最小失真，对于EAM1和EAM2分别设定调制器偏置电压为Vb=-2.14V和Vb=-3.68V。在这些偏置电压，对于EAM1和EAM2光插入衰耗分别为12dB和10dB。除光纤衰耗外，EAM1至EAM2的电插入衰耗为42dB，而在反方向为44dB。EAM的电功率衰耗小于1mW。在每个接入节点，调节电放大倍数，以便保持恒定信号电平到modem解调器中(-35dBm)。最后，使用噪声与干扰测试集执行对于Eb/No(比特能量/噪声比)的BER测量。
结果与讨论图14表示测量的BER曲线。使用在1.34GHz的第一上变频器回到下变频器的输出(点)进行背对背测量。在这条链路上观察无差错传输。但是，对于在EAM2上小于-3.68V的反偏置，可观察功率损失。在图16中，我们画出了对于给定的Eb/No比(Eb/No保持在18dB)在EAM2输出(信道1)的测量的BER对Vb2的曲线。在两条曲线中，在Vbp=-3.68V出现一个突然的断点。对于|Vb2｜＜｜Vbp｜，直流特性的响应斜率大于｜Vb2｜＞｜Vbp｜，而且测量的BER突然显著地降低。在图16中表示了更明显的信号降低，该图表示对于两个偏置集在信道1上在EAM2得到的RF频谱。
对于Vb2＞-3.64V，在接收信号上可看到失真。我们相信，这个失真是由于两个影响的累加存在由突然降低非线性产生的信道2的第八和第九次谐波，和存在反向传播光信号，后者导致EAM2光电流增加。点DEB2或信道2关断时，这变确认为从图15a变化为图15b的观察的RF频谱。
最后，为了进一步表征在总线结构中EA调制器连接，我们改变该建立，以便我们能够调查EA调制器传送的数据流的变化。在新的建立中，使用EAM1只调制信道2。然后在25km的光纤传输之后使用相同的RF多路复用器、相同光激光器源和保持偏置恒定在EAM2恢复两条信道。如图16所示的，取得无差错性能。但是，有2dB损失，这是由于在EAM1产生光谐波和经过该光纤传输。
总线优化我们期望进一步优化该系统使这个损失消失。例如，信道2选择较高的载频将更适合于这个应用(1.1GHz而不是140GHz)。而且，Vb1偏置优化有助于减少这个损失。然而对偏置调节有一个限制，它从EA调制器的好的光检测与高的调制效率之间的折衷产生的。
本领域技术人员清楚，本发明的有广泛的应用。
其中不同的码用于每个通信方向的码分多路复用(例如码分双工)可至少有效地用于本发明的无源(和偏置的)微微网孔和微网孔实施例中。CDM也允许由单根光纤服务多个基站或远地节点。
目前，EA调制器一般具有相当低的饱和阈值(或低功率处理能力)。通过使用(无源)分离器(例如光纤耦合器)分离中央控制站的输出，能够在几个调制器之间共享单个强光源。很清楚，调制器可以都靠近放置，或许覆盖单个微网孔，或者它们可以族分组或者在宽区域内分散开。
室内应用办公室无线办公室是数据通信管理者长期以来梦寐以求的，主要是因为由于办公室移动重新接线的费用和复杂性可能是很高。用户太清楚无电缆工作的好处-较大的移动性和不担心难看的电缆套管。不幸地，目前的无线系统的低性能和高费用阻止它们在办公室中广泛应用，虽然因为技术的成熟这种情况开始改变。在几年的时间中基于HIPERLAN标准的无线系统(使用5.2GHz传输)将提供比目前的系统高得多的数据速率。而且期望费用合理地低，因为由于广泛采用这个标准带来大的市场。在办公室中无线话音通信也很吸引人。基于诸如DECT(数字增强无绳通信)标准的无绳PBX系统因为内置漫游能力允许高度的移动性。蜂窝无线电系统诸如DCS1800也可用于在改变速率接近固定线路的速率在办公室环境内提供话音通信。
真正的无线办公室将使用蜂窝与无绳电话机和无线LAN系统的组合。每个这样的系统要求它自己的无线电基本单元，它必须仔细地计划以便优化位置和功率。相反，无源微微网孔系统应能够从单个未加电的无线电基本单元提供所有这些业务。一旦光纤基础结构是适当的，无论在何时及何地他们要求，都可连接无源微微网孔无线电基本单元。这在使用的灵活性和简易方面有很多优点。这些无线电基本单元的未来考验方面也是很强的销售点。
库存和零售无线LAN已经找到库存应用的适当位置的市场，没有尾电缆很清楚是重要的考虑。因此对于无源微微网孔这是理想的应用，它能够提供能够与话音通信的任何附加要求综合的未来考验业务。在零售部门，由无线系统提供的灵活性已开始意识到。例如，在存储布局改变时销售设备的电子点可容易地在附近移动。而且，无源微微网孔处于好的位置以提供在综合系统内这个无线连接性，或许未来考验是关键的考虑。
机场中央大厅机场中央大厅是目前微微网孔的一个很好的例子，一个高需求的小热点。无源微微网孔的全业务和未来考验能力也是理想地适合于这个应用。在不久的未来，机场主管部门考虑尝试对通过机场的‘盯梢’旅行者使用无线电标记和改善安全。在这里‘无源微微网孔’还可起一个作用，这个新的无线电系统可加到由该无线电基本单元传递的其它系统。
最有吸引力的应用之一是在蜂窝无线电最中，特别用于微微蜂窝和微蜂窝。常规的蜂窝无线电基站包括调谐RF功率放大器，它限制可由每个基站处理的波长。对移动能力分配新的波长要求替换/增加放大器等，这很明显相对地慢而且昂贵。另外，这样的基站简易相当显著的功耗，在意味着必须提供大的主电源，具有后备电池弥补电源故障。这些限制的组合影响是对于这样基站的小体积和重量是相对地高，严重地限制基站可放置的站点。
虽然已知的无线电以光纤替代这个常规方法潜在地克服固定波长的问题，而且显著地降低了基站要求的小体积和重量，仍然有提供电源和后备电源的问题。
本发明使得基站电源消耗显著地减少和在很多情况下完全不需要。因此，进一步减少基站要求的小尺寸和体积变得可能了。利用得到的更大的自由度来设置基站，新的结构变得可能了。这对于考虑需要结构的容量变得更有意义，国家实际情况和期望的需要电平由中心局在无源基站之间周围转换容量。
在峰值期间铁路车站可提供额外的容量，然后容量在主要工作小时可转换到商业或商务区。运动场或其它娱乐设施可根据需要和在需要时提供容量。体育场是要求高容量的室外应用的一个好例子。它也是说明动态容量分配或按需容量概念的一个好例子，利用无源微微网孔系统是可能的。典型的体育场用于几乎时间的一些百分比用于主要事件。常规的系统需要提供完全装备的基站满足峰值需求，这占用了宝贵的资源。无源微微网孔系统能够在动态的基础上转换容量到需要的地方。因此在进行足球比赛时，无意微微网孔基本单元连接到足够的网络容量以满足半时间峰值需求，而且当该运动场空闲时，相同的网络容量可用于其它地点。
这个按需容量概念可大规模地使用，例如在大城市中和周围。在白天期间，该容量可转移给该城市，而在晚上相同的容量可分散在郊区，换句话说，容量可跟随人们。这类方案可唯一地以经济的费用满足高固定容量的需求。与各种非优化的例子的分配范围一样，在很宽的分布站点之间转换容量是可能的。而且，使用光放大，特别在从基站的返回路径(为了避免调制器饱和)中是开展这些系统的范围的一种容易的方式，无需从无源基站方法移开。在这些应用中，昂贵的、体积大的和相对敏感的RF设备可放置在良好环境中的中心局。
另外，本发明允许单个基站服务几个系统(GSM,DECT等)。使用FDM，能够使用一个基站例如服务GSM,DECT和工作在约2.5GHz的目前无线电LAN系统的组合，GSM使用大约900MHz的频率，DECT工作在约1900MHz。如果所有三个信号组合起来，在光纤上以光传递给基站并且从这里在三个空间上辐射，只有GSM手机对GSM信号响应，因为天线和输入级是高频选择的，因此拒绝DECT和无线电LAN信号。类似地，无线电LAN和DECT的相关接收机只对它们的信号响应。中央控制站包含连接到它们相应网络的无线电modem。这些modem提供发送给无线电基本单元的无线电信号。每个无线电modem与多个系统例如GSM、DECT和无线电LAN相关，它们的信号进行组合用于向前传输。这在土9中示意出。在该图左侧的中央控制站表示各种无线电modem和包括用于形成标准的modem。该微微网孔可以是一个办公室或大街或机场集散站，表示站的范围，所有这些站可同时工作，而无系统间干扰。
室外应用固定无线电接入固定无线电接入也称为无线本地环路，被认为是提供业务的一个经济的方式，特别对于试图从在职经营者得到市场股份的其它许可的经营者。从BT的观点，这对于合资公司是有吸引力的选择。无意微微网孔系统可在这类应用中使用，只要范围不是太大。因而光纤延伸到无线电分配点(DP)的结构可看成具有多达200米范围安装在路边电杆上的无线电基本单元，200米的范围是对于进一步优化的无源微微网孔预测的范围。这个安排不需要进入用户住处的下线，而且还避免在敌方环境下使用有源电子设备引起的问题。这些无线电DP在同一时间也可起着无绳或蜂窝系统基站的作用，主要收益可获得有利于这个技术的经济性。
光纤到家经常称为真正广播接入网的最终目标，而且可能是长期选择的接入媒介。无源微微网孔在这个结构中还起着一个重要的作用。一旦光纤安装在家中，无源微微网孔基本单元可用于避免进一步接线。很清楚这是一个希望的目标。基本单元可安装在屋顶上，例如提供在家中的无线通信。
微网孔微蜂窝系统以不断增加的速度用来满足对蜂窝网络的容量需求。这些系统具有几百米的典型范围，并且用在密集的市区环境，在该环境基站低于屋顶高度。它们辐射低规律电平和典型的覆盖区问城市的大街。为了避免快速运动汽车的转换问题，它们将使用在具有‘伞’宏网孔的系列安排中，宏网孔用于覆盖这个不测事件。小的、轻的、费用低和不加电的基站的前景很明显对于这个应用是有吸引力的。这特别是真实的，因为为基站租用大楼空间的费用是很贵的并且越来越贵，所以大楼的所有者开始对蜂窝经营者实现他们的价值。
室外无源微微网孔的例子具有75米的范围，与无优化建立相同。利用这样的范围应用提供在无线电“黑点”中有效的无线电覆盖是最可行的。无源微微网孔基站可放置在高层办公楼区(如典型地可在大城市的金融街找到的)或者在道路或铁路隧道中的需要地点。这个方法似乎特别适合，由于提供在地下铁路车站的站台提供局部的无线电覆盖。很清楚，对于办公室大楼和购物中心等，根据本发明的微微蜂窝的方法是吸引人的。
温度灵敏度本器件对温度是敏感的。对于室内应用这是不重要的，但是对于室外应用是非常关心的。目前优选的解决方案涉及光源，它可以是宽带的(使得改变到EAM工作波长落入该光源带宽内)或使用控制环跟踪EAM工作波长(在无源微微网孔环路形式中这是容易实现的)。代替EAM，使用非对称的Fabry Perot调制器(例如由磷化铟或类似物构成的调制器)是可能的。在这种情况下，调谐在谐振峰与非峰值之间的调制器(典型地通过变化FP空腔内的材料的折射指数)进行调制。在反射中使用这样的器件，其不对称性是由于具有不同反射率的两个反射器。
如在本说明书的开始所指出的，在各个方面本发明可应用在具有几百MHz至毫米波波段频率的无线电和微波系统。例如本发明可应用在使用5.5GHz的HIPERLAN标准，以及60GHz的无线电LAN(例如120Mb/s)。本发明同样可应用在相阵和其它雷达，例如用在军事和其它飞机上的馈送天线。另外，从上面的叙述已清楚，在一些方面本发明可应用在低得多的频率，例如基带。
权利要求
1．在光通信系统中的第一节点与一个或多个另外的节点之间通信的方法，该方法包括1)在第一节点经过光纤链路接收从第一另外节点发送的光信号；2)在第一节点使用电光器件检测该光信号和因此产生代表由该光信号传递的信息的电信号；以及3)使用所述的电光器件将进行调制的信息叠加在接收的光信号上，而且馈送这样调制的光信号到光纤链路中，以便将它发送给第二另外的节点；其中步骤2)和步骤3)以相同直流工作条件的电光器件进行。
2．根据权利要求1的方法，其中步骤2)和步骤3)同时地进行。
3．根据权利要求1或2的方法，其中所述第一另外节点和所述第二另外节点是单个节点。
4．根据权利要求1至3的任一个权利要求方法，其中该电光器件是电吸收调制器。
5．根据前面权利要求的任一个权利要求的方法，其中所述电信号是射频或微波信号。
6．根据权利要求5的方法，其中该电信号加到天线。
7．根据前面权利要求的任一个权利要求的方法，其中在步骤3)中所述进行调制的信息是RF或微波信号。
8．根据权利要求7的方法，其中所述进行调制的信息是从天线提供的RF或微波信号。
9．根据从属权利要求6的权利要求8的方法，其中权利要求6的天线和权利要求8的天线由单个天线构成。
10．根据权利要求5至9的任一个权利要求的方法，其中步骤2)和步骤3)是在无线电或微波基站和分配点中进行。
11．根据权利要求10的方法，其中使用中的基站支持GSM和DECT系统。
12．在光通信系统中使用的一种终端，该终端包括一个光调制器，具有一个光输入端口、一个光输出端口和用于在该调制器施加电控制信号的接点；该终端具有一个光输入端口，接到该光网络，从该网络接收光输入而且将它馈送到该调制器的输入端口；一个光输出端口，接到该光网络，从该调制器的输出端口传送光信号到该网络；接到该调制器的电接点的电输入装置，允许施加电输入信号到该调制器，使得从该调制器的输入端口接收的光输入从由该调制器叠加的调制的该调制器的输出端口输出；和电输出装置，接到该调制器的电接点，输出由该调制器产生的电信号作为在该调制器的输入光端口由光输入信号的该调制器接收的结果。
13．根据权利要求12的终端，还包括以这样的电平偏置该调制器的电源在该电平到该调制器的电输入信号和作为在该调制器的输入光端口由光输入信号的该调制器接收的结果由该调制器产生的电信号之间的干扰最小。
14．根据权利要求12或13的终端，其中该终端的电接点接到天线，另一个通信网络，modem或一项用户住处设备。
15．根据权利要求12至14的任一个权利要求的终端，其中该调制器是一个电吸收调制器。
16．根据权利要求12至15的任一个权利要求的终端，其中该终端是远离基站或中心局放置。
17．以远地终端为特征的一种光通信网络，其特征在于所述终端包括一个电光器件，该电光器件(1)检测来自该光通信网络的第一部分的输入光信号，而同时(2)特征所述输入光信号，所述光输入信号发送给该光通信网络的另一部分。
18．根据权利要求17的光通信网络，其特征在于该光信号是模拟信号。
19．根据权利要求17或18的光通信网络，其特征在于该光通信网络使用频分多路复用系统。
20．一个终端的光通信网络，包括根据权利要求12至16的任一个权利要求的终端。
21．一个终端的光通信网络，包括根据权利要求12至16的任一个权利要求的串联连接的多个终端。
22．一种操作光通信网络的方法，该方法的特征在于光信号通过控制单个电光器件同时地分别接收和特征。
23．一种无线电或微波点或者基站，包括一个光调制器，具有一个光输入端口，一个光输出端口和用于施加电控制信号到该调制器的电接点；第一天线装置，用于接收无线电频率或微波信号的自由空间传输；第二天线装置，用于接收无线电频率或微波信号的自由空间传输；一个光输入端口，接到光纤以接收光输入和将它馈送给该调制器的输入端口；一个光输出端口，接到输出光纤，从该调制器的输出端口向它传送光信号；其中所述第一天线装置可操作地连接到该调制器的电接点，允许施加由第一天线装置接收的射频或微波信号到该调制器的电接点，使得在该调制器的输入端口接收的光输入从传递由该调制器叠加的特征的该调制器的输出端口输出；和其中第二天线装置可操作地连接到该调制器的电接点，输出由调制器产生的作为由在该调制器的光输入端口的光输入信号的接收的结果的射频或微波信号。
24．根据权利要求23的基站，其中第一和第二天线装置由单个天线提供。
25．根据权利要求23或24的基站，其中该调制器的光输入端口和光输出端口是公共的，安排该调制器工作在反射模式。
26．根据权利要求23至25的任一个权利要求的基站，其中该基站的光输入端口和光输出端口是公共的，允许连接到单条光纤，在使用时在该光纤上双向传送光信号。
27．根据权利要求23至25的任一个权利要求的基站，其中该光调制器是一个电吸收调制器。
28．根据权利要求23至27的任一个权利要求的基站，其中该基站的光输入端口和输出端口可操作地分别连接到光纤，从该光纤接收光输入和向它输出光信号。
29．根据权利要求28的基站，其中该光纤馈电可操作地连接到光信号源，光信号源被构成提供光信号，该光信号由该调制器检测，而且包括RF或适合于由所述第二天线装置辐射的微波分量。
30．根据权利要求29的基站，其中该光信号源提供第一波长λ1的所述光信号，还提供具有调制器可特征的波长λ2的光载波，λ1短于λ2。
31．根据权利要求28至30的任一个权利要求的基站，其中该基站为至少两个系统例如为至少两个DECT、GSM和无线电LAN提供RF或微波信号。
32．一种无线电传输系统的天线设施，该设施包括天线装置，用于发送和接收射频信号；光输入和光输出端口；一个光调制器，安排在光输入端口和光输出端口之间的光路径中而且可操作地连接到该天线装置以及安排用于从它接收RF信号和将相应特征叠加到经过所述输入端口接收的光上而且传送给所述输出端口；和光检测装置，安排用于经过所述输入端口接收光信号和可操作地接到该天线装置，使得在所述光信号中出现的燃放特征耦合到所述天线装置，然后它从该天线装置辐射。
33．根据权利要求32的设施，该天线用于接收和发送。
34．根据权利要求32的设施，其中该天线装置包括至少两个天线。
35．根据权利要求34的设施，其中提供不同的天线用于接收和发送。
36．根据权利要求32至35的任一个权利要求的设施，其中该调制器是一个电吸收调制器。
37．根据权利要求32至36的任一个权利要求的设施，其中该终端远离基站或中心局设置，在使用时它经过链接该终端到基站或局的光纤从该中心局接收射频信号，该射频信号随后从该终端的天线装置辐射。
38．一种蜂窝无线电系统，包括根据权利要求32至37的任一个权利要求的多个天线设施。
39．一种蜂窝无线电系统，包括根据权利要求23至31的任一个权利要求的第一多个基站；根据权利要求23至31的任一个权利要求的第二多个基站；第一和第二多个服务区地理区域；光源装置，包括一个光载波发生器和将射频信号叠加在所述光载波上的装置；第一组一条或多条光纤链路，提供该光载波和叠加的射频信号给所述第一多个基站；第二组一条或多条光纤链路，提供该光载波和叠加的射频信号给所述第二多个基站；转换装置，在第一和第二组光纤链路之间和因此在所述第一和所述第二多个基站之间选择地转换所述载波；其中通过根据在相关的多个基站需要的实际或预测的电平在所述第一和第二组光纤链路之间转换，该光源装置在第一和第二多个基站之间共享。
40．根据权利要求39的系统，其中第一多个基站服务一个或几个站点或地理区域，在该区域在一天的第一时间该相关蜂窝无线电业务电平趋向于最大，和其中第二多个基站服务一个或几个站点或地理区域，在该区域在不同于所述一天的第一时间的第二时间该相关蜂窝无线电业务电平趋向于最大。
全文摘要
操作光通信网络以及在所述光通信网络中的终端的方法可同时地接收和特征光信号。该终端包括一个光调制器,通过变化加到它的偏置电压进行控制。
文档编号H04B10/2575GK1225766SQ9719655
公开日1999年8月11日 申请日期1997年7月21日 优先权日1996年7月19日
发明者L·D·维斯特布罗克, D·G·莫迪 申请人:英国电讯公司