[发明专利]使用扩频法的光纤通信

说明书

本发明涉及一种在光纤网中使用扩频法的方法，并特别涉及一种使用扩频法的光纤网。

在使用时分多址(TDMA)的局域网(LANs)中遇到的一个问题是：当在同一网络中的用户量大到几百个的时候，必须提高比特率以向所有用户提供足够的带宽。这就必须在网络中的任何地方都使用以相当高的速率运行的电子电路，即使是网络中单个节点或终端所使用的实际带宽非常小。

缓解此问题的一个办法是在光纤网中使用波分复用(WDM)，但由于这样通常意味着必须采用可调激光器、可调滤波器和波长稳定，所以费用会很高。已经提出的另一个解决办法是在光学领域(optical domain)中使用某种形式的扩频技术，见J.光波技术Vol.11，No.5/6，May/June1993，pp.854-864中M.E Marhic的“相干光CDMA网络”，授予J.Foucard的题为“Système de transmission multiaccès integral simultanésur ligne de transmission par fibres optiques”的公开的欧洲专利申请0 027 413，它对应于美国专利4,335,463，授予G.J.Foschini和G.Vannucci的题为“光波通信系统”的公开的欧洲专利申请0 240124，授予P.Chua等人的题为“用于通信网络的光学协议”的美国专利5,519,526。这也称作码分多址(CDMA)。这里有几个与所提出的解决办法有关的问题。正如在引用的Marhic的论文和引用的美国专利中公开的解决办法一样，它们通常要求使用短脉冲和/或专用装置以进行光谱编码和解码。这些都不是标准元件，因而会很贵。在引用的欧洲专利申请0 240 124中提出的另一个解决办法仍然需要可调滤波器以锁定发射激光器的波长。

大多数现有的详细描述光纤通信中使用CDMA或扩频技术的文章和专利使用的是光谱的扩展。这通常意味着解扩也要光学地进行。考虑到元件的因素，这是非常困难且昂贵的。然而，在引用的欧洲专利申请0 027413中公开了一种在电学领域(electrical domain)中进行扩展的系统，但其中信号在基带保存，不需要任何副载波和/或控制信道。

在引用的欧洲专利申请0 240 124中，扩展就这样在光学领域中进行，而且尽管在发射机中没有波长控制，但在接收机中需要扫描可调滤波器以锁定输入信号并建立连接。

在引用的美国专利5,519,526中使用了光信号的光谱编码，它需要使用非常短的脉冲(以获得足够的光谱宽度)和一个可重新组合的相板(a reconfigurable phase plate)(用于光谱编码)。这在实际中不是容易或便宜的。

日本专利申请JP 5/268658公开了一种用于在使用CDMA的移动电话网中的交换台和多个基站之间进行传输的系统。来自交换台的电RF信号转换成光的形式并且在光纤上发送到基站的天线。

在公开的英国专利申请GB 2 125 253中公开了一种使用码分多址扩频技术的数据通信系统。信息调制到准随机比特流上。所使用的调制技术还称作伪噪声调制，而且在发射机侧，调制的RF载波在调制器中经过不规则倒相。该倒相由来自码发生器的信号控制，其中该发生器特别为每个目的地(destination)产生伪随机比特序列。调制数据叠加到这个比特序列上。最终的波形应用到平衡调制器，它对于一个0比特保留未变化的RF载波而对于一个1比特产生倒相。该平衡调制器是一个可馈给光缆的线性激励器(liner driver)。

本发明的一个目的是提供一种经光纤网传送电数字信号的方法，其中该光纤网采用的CDMA允许使用标准的且基本上不很贵的装配元件，如可调激光器或滤波器。

本发明的另一个目的是提供一种光纤网，它适合于作为LAN而采用，并且能够通过使用标准的且基本上不很贵的装配元件来实施。

本发明的另一个目的是提供一种光纤网，其中用于建立连接的数据信道易于实施。

本发明的另一个目的是提供一种光纤网，它能够以允许较小或较大容量的灵活方式而构建。

这样，可在诸如LAN的光纤传输中使用诸如CDMA的扩频调制，其中该调制是在转换成光信号之前的射频上进行的，而不是直接在光频进行扩展。TDMA调制的控制信道被使用并且使用一个或多个CDMA调制或类似调制的数据信道。