[发明专利]基于超连续谱的毫米波WDM-ROF系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及一种基于超连续谱的毫米波波分复用-光无线复合(WDM-ROF)系统和方法。

背景技术

近年来利用光纤通信技术建设的大型骨干网络已经在全世界范围内分布，实现了大容量信息的长距离传输。为了满足移动性、灵活性、大容量和低损耗信号传输的要求，一种将无线接入技术和光纤接入技术结合的新型接入技术-光无线复合(Radio Over Fiber，ROF)技术被提出来。ROF技术是以光纤为传输媒介、光波为载波、微波为调制波进行信息传输的一种技术，也就是在光纤上传递带有信息的射频信号，并把这种射频信号通过天线辐射的形式向用户传播的技术。

现有的基于ROF的光无线通信系统包括：中心站(Center Station，CS)、基站(Base Station，BS)和链接两者的光纤链路。其中，光纤链路包括基站至中心站的上行光链路和中心站至基站的下行光链路。由于无线信号在空气信道中的频率衰减特性，为了满足覆盖范围的需要，该系统中的每个BS需连接多个天线，这就会增加系统的负荷及基站的维护费用；因此，现有的基于ROF的光无线通信系统中，CS集中了大量的数据处理、控制管理、无线载波的产生和调制等功能；BS只需要具备光/电信号的转换、射频信号放大及简单的无线信号收发等功能。现有的基于ROF的光无线通信系统中，在某个时间段光纤链路的一根光纤上仅仅传输一条信道的信号，浪费了光信道资源，限制了传输的信息量；另外，考虑到射频信号所承载的带宽及在空气信道中的衰减，应选择毫米波波段的射频信号作为副载波，毫米波波段的射频信号的频率范围在40GHz到100GHz之间，但由于工艺技术的限制，无法利用较低的成本产生60GHz以上的高频射频信号，也就无法真正实现毫米波作为副载波的无线传输方式。

为了解决现有的基于ROF的光无线通信系统的浪费光信道资源的问题，WDM-ROF系统应运而生。WDM-ROF系统就是在现有的基于ROF的光无线通信系统的基础上，光纤链路采用波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技术，在同一时间在BS和CS间形成多个信道，增加信道的容量，提高了传输的信息量，解决了现有的基于ROF的光无线通信系统的浪费光信道资源的问题。

图1为现有的WDM-ROF系统的结构示意图。现结合图1，对现有的WDM-ROF系统的结构进行说明，具体如下：

现有的WDM-ROF系统包括：发送模块10、链路模块11和接收模块12。

发送模块10用于产生光信号，将产生的携带信息的高速数据信号加载到光信号上，并对携带信息的高速数据信号的光信号进行相位和强度调制，输出调制后的光信号至链路模块11。其中，发送模块10包括M个光源和与每一光源连接的M个调制单元，其中，光源采用激光器100，每一调制单元包括相位调制器101、信号驱动器102、强度调制器103和射频源104。激光器100用于产生窄谱光信号，且每两个激光器100的中心波长的间隔大于等于WDM所要求的间隔；射频源104用于产生高频率的射频信号；信号驱动器102用于产生携带信息的高速数据信号；相位调制器101通过调整偏压实现信号驱动器102产生的携带信息的高速数据信号对激光器100产生的光信号的相位调制；强度调制器103利用射频源104输出的高频率的射频信号，对相位调制器101输出的调制到光信号上的携带信息的高速数据信号进行强度调制，将调制后的携带信息的高速数据信号输出至链路模块11。发送模块10的每个强度调制器103输出的调制后的光信号可作为一个光信道，其上携带有需要传输的信息。M为该系统产生的光信道的个数，M取正整数。

链路模块11利用WDM技术，将发送模块10输出的M个光信号通过光纤传输至接收模块12。其中，链路模块11包括：复用器110、光纤111和解复用器112。复用器110利用WDM技术，将强度调制器103输出的M个调制后的光信号复用到一条光链路中；连接复用器110和解复用器112的光纤111用于传递复用的M个光信号；解复用器112将接收到的光信号解复用获得M个独立的光信号，输出至接收模块12。