超宽带光载无线系统及其关键技术

基于微波光子技术的超宽带光载无线（RoF）系统是未来低成本、高性能超宽带无线接入网络的重要解决方案,前人已有许多研究成果。基于已有研究成果,文章设计了基于全光矢量调制技术的光载无线（RoF）系统,使信号的频谱效率进一步提高;基于毫米波相移键控调制的全双工光载无线系统,可以大大简化基站的结构和光纤的铺设;多业务混合传送的光载无线系统,可以同时承载有线和多个无线信号的业务。文章还展示了一种基于RoF的高清视频传输平台。     

基于两个平行马赫-增德尔调制器的光载无线传输系统

为提高光载无线(radio over fiber,RoF) 传输系统中的光波信号的利用率,本文提出了一种基于两个平行马赫-增德尔调制器 (Mach-Zehnder modulator,MZM) 的RoF传输系统。两个平行MZM经射频(radio frequency,RF) 信号调制后,产生5个光边带信号,分别是正负一阶光边带、正负二阶光边带和光载波。其中正负二阶光边带使用基带数据进行调制,经光电检测器(photodiode,PD) 拍频后产生已调数据的毫米波信号,再由天线发射出去。正二阶边带和光载波经PD拍频后产生未调制数据的毫米波,该毫米波用于接收端解调的本振信号(local oscillator,LO) 。负二阶边带信号用于上行链路的光载波。在本系统中,5个光边带信号都被充分利用,提高了光信号的利用效率。此外,还分析了该系统通过色散介质的传输特性,为RoF通信系统提供了一种实用化的解决方案。     

基于三频光外差法产生毫米波的研究

将三频光外差法运用到光纤无线系统(Radio-over-Fiber)中,研究了一种采用三频光外差法产生毫米波的RoF系统.在中心站产生三路不同波长的窄线宽光波,其中两路光波分别由光调制器调制上数据信号,另外一路作为本振光.经光纤传输后,再通过基站光探测器的探测混频产生两个不同频率的毫米波信号.结果表明,采用三束波长为1549.68nm、1549.52nm和1550nm的光波可产生两路分别携带10Gb/s下行基带数字信号的频率为40GHz和60GHz的毫米波,并实现基带信号在单模光纤中 20□的传输.     

一种12倍频全双工RoF系统

为提高光载无线(RoF)通信系统倍频系数,提出了一种基于集成双平行马赫曾德尔调制器(MZM)和抑制载波光双边带调制的12倍频光生毫米波方案。理论分析了光生毫米波信号产生机理,讨论了相关参数对光生毫米波信号的影响,理论分析与仿真结果基本吻合。在此基础上设计了一种基于该方案的全双工RoF系统,通过调整基站(BS)线偏振器(Pol)偏振角度即可恢复出下行数据和上行载波。仿真结果表明,在误码率(BER)为10-9时,传输90km后上行链路功率代价为0.86dB,相同条件下下行链路功率代价仅为0.47dB。     

OFM光生毫米波RoF系统的Optisystem实验仿真

光生毫米波技术是实现光纤无线(RoF)系统的一个关键因素,光学倍频法(OFM)是一种经济的光生毫米波方法.文章采用优秀的Optisystem光通信仿真软件,首先对OFM光生毫米波技术进行了实验分析;然后构建了加载NRZ强度和DPSK相位调制数据格式的RoF系统,对其传输性能进行了实验验证.结果表明:借助OFM光生毫米波技术实现超宽带无线接入的有效性.     

基于相位调制器倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信系统

提出并实验研究了一种基于光相位调制器(PM)倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信(RoF)系统。在中心站,通过28GHz射频(RF)信号驱动PM产生了56GHz光毫米波,并将下行的2.8Gb/s开关键控(OOK)信号调制到该光载波上,然后经过20km标准单模光纤(SSMF)传输至基站,最后由天线进行发射。用户终端接收后,采用相干解调恢复出基带信号。实验结果表明,56GHz光载毫米波信号经SSMF传输20km后其功率代价小于1dB,通过无线方式传输1.1m后其功率代价小于2.5dB。     

基于相位调制器产生光毫米波的全双工光纤无线通信系统

提出并实验研究了一种基于相位调制器产生光毫米波信号的全双工光纤无线通信(RoF)系统。在中心站采用相位调制器结合滤波的方法产生重复频率为40GHz的载波抑制双边带毫米波信号,利用交叉复用器分离开毫米波信号的上下边带,其中的一个边带强度调制数据速率为2.5Gbit/s的下行基带信号,另一个边带被发送到基站调制上行传输的基带数据。该系统抗色散效果好,在经过40km标准单模光纤上/下行传输数据速率2.5Gbit/s的基带信号后,双向的传输功率代价都小于0.5dBm。在光纤无线通信系统中采用相位调制器结合滤波的方法产生光毫米波,同时基于波长重用技术再生上行光载波信号,可以简化中心站和基站配置,节约系统成本。     

A novel radio-over-fiber system with optical carrier suppressed-differential phase shift keying (OCS-DPSK) mm-wave generation

提出了一种产生载波抑制-差分相移键控(OCS-DPSK)光载毫米波的光纤无线系统.建立了OCS-DPSK光载毫米波的产生和传输链路模型,分析了光纤色散的影响,并通过仿真实验验证了系统的可行性.实验结果表明,重复频率为30GHz的OCS-DPSK光载毫米波调制2.5Gb/s基带信号经80km光纤传输后,眼图清晰可见,功率代价为3.7dB.     

一种集成无线和有线信号的混合接入系统研究

为了满足不同高带宽业务的需求,提出一种同时传输有线和无线信号的混合接入网系统。在下行链路中,无线信号以相位调制格式在光载波上传输,有线信号以强度调制格式重调制在光载波上,在ONU(光网络单元)采用不同的解调方案进行解调接收;在上行链路中,通过载波重用技术再调制有线基带信号并将其传输至OLT(光线路终端),简化了系统的器件配置。利用光学软件Optisystem验证了系统的可靠性和有效性。仿真结果显示,无线链路信号和有线基带信号经过正交调制传输后,在用户端仍能得到较好效果的眼图,说明它们能被准确地接收。采用载波重用技术的上行基带信号也能被OLT准确地接收。     

RoF系统中抑制马赫曾德尔调制器非线性的研究

为了降低MZM对模拟信号产生的非线性影响,提出了一种基于RoF系统的以三角波作为副载波的信号传输方案.该方案采用线性度高的三角波携带基带数据并经过MZM调制.调制后的光信号可以在RoF系统的接收端通过直接检测得到余弦形式射频信号,该射频信号几乎不存在由于MZM的非线性调制引起的边带分量.仿真分析了在直接调制和间接调制的...