[发明专利]基于PON/RoF的全双工有线/无线混合接入方法和系统

摘要

本发明公开一种基于PON/RoF的全双工有线/无线混合接入方法和系统。射频本振通过光调制器调制光波产生两个边带，一个边带偏振分离为正交B1、B2支路，另一个边带分为B3、B4支路，B1承载下行数据信号，调整B3偏振与B1平行，B1、B2和B3耦合产生融合光信号，由光纤传输至基站，B4预留为上行链路信号解调的光本振。基站无线接入方案通过偏振分束器分离得四倍频的光毫米波信号和上行载波B2；有线接入方案通过波长间插光滤波器分离出同频B1、B2支路和上行载波B3，B1与B2实现下行数据的相干解调。预留的上行光载波分别承载上行的有线或无线信号后由光纤传输至中心站并解调，完成全双工RoF链路。

主权项

一种基于PON/RoF的全双工有线/无线混合接入方法，用于实现基站的有线/无线选择性接入，完成基于正交偏振态的有线/无线融合光信号在中心站和基站之间的传输，增加基站接入方式的灵活性和频谱利用率，降低成本，其特征在于，其包括下述步骤：在中心站的下行链路发射端中，频率为f0的激光器发出光波入射至铌酸锂马赫‑曾德调制器，根据铌酸锂马赫‑曾德调制器的非线性特性，频率为fRF的本振信号驱动其产生频率间隔为4fRF的两个二阶边带，马赫‑曾德干涉仪实现两路边带分离，其中频率为f0+2fRF的二阶边带经偏振分束器分为偏振正交的B1和B2支路，B1实现下行数据的加载，频率为f0‑2fRF的二阶边带由光耦合器分成B3和B4两部分，B3通过偏振控制器调整偏振方向与B1平行，然后包含两个频率成分和不同偏振态的三路光波通过光耦合器耦合成为下行链路的融合光信号，同时中心站将B4预留为上行链路信号的解调本振；下行链路信号经过掺铒光纤放大器放大，经单模光纤传输至基站，同频的B1与B2支路虽然只有一路进行了信号调制，但由于两者偏振正交，因此在传输中互不干扰，完整的将信息传达至基站；在基站中的下行链路无线接入端中，偏振分束器将下行链路传输的融合光信号分离为光载毫米波信号和上行链路光载波B2，二者偏振正交，其中光载毫米波信号由B1和B3构成，携带下行数据信息，光载毫米波信号经光电转换为频率为fD＝4fRF的电毫米波信号后由天线发射至用户端，实现下行链路无线接入；在下行链路有线接入端中，基站的波长间插滤波器将经下行链路传输的融合光信号分为频率为f0+2fRF和f0‑2fRF两部分，其中频率为f0+2fRF的光波包含正交偏振的同频波B1与B2，由偏振分束器分离并进行相干解调得到下行的有线接入信号，而频率为f0‑2fRF的光波即B3预留为上行链路的光载波；在无线接入上行链路中，无线接入上行链路发射端将基站天线接收的无线用户发射的频率为fU的电毫米波信号，通过马赫‑曾德调制器单边带调制到预留的上行链路光载波B2上，由光带通滤波器将承载上行数据信号的调制边带B5滤出并经上行光纤链路传输至中心站，同时实现了毫米波电信号在光域中转换为基带光信号；中心站中无线接入上行链路的接收端，预留载波B4作为本振，如果B4和B5频率相同，则进行光域的相干解调得上行链路的基带信号；如果B4和B5频率不同，由低速光电探测器进行光电转换，产生频率为二者之差的拍频电信号，然后电域相干解调得到无线上行基带信号；在有线接入上行链路中，基站中的有线接入上行链路发射端将上行链路的基带信号调制到预留的光载波B3上，并由上行链路传输至中心站，中心站中的有线接入上行链路接收端利用预留本振B4对上行链路信号进行光域相干解调，得到有线上行基带信号；上述上行链路和下行链路能够实现信号的全双工传输，构成了全双工链路。