[发明专利]一种太赫兹无线光纤扩展装置及其实时传输系统

说明书

本发明涉及一种太赫兹无线光纤扩展装置及其实时传输系统，包括第二半导体激光器，光外差太赫兹信号生成模块，用于在发射链路中接收光纤中的第一偏振复用光信号，将第一光本振信号和第一偏振复用光信号分别偏振分束为两路正交的偏振态信号，以光外差方式生成两路用于无线传输的太赫兹信号；中频信号调制模块，用于在接收链路中将经无线传输后的两路太赫兹信号下变频为两路中频信号，并产生第二光载波信号，将两路中频信号分别调制到第二光载波信号的两个正交的偏振态信号上并合束，生成第二偏振复用光信号，送入光纤传输。实现光纤链路与太赫兹无线链路无缝互连，避免了大工作带宽电混频器以及高频本振源的使用，增强了生成载波频率的灵活性。

技术领域

本发明涉及光子太赫兹无线通信技术领域，特别是一种太赫兹无线光纤扩展装置及其实时传输系统。

背景技术

随着B5G/6G通信技术的快速发展，未来通信网络对于传输速率、数据容量等需求日益增加。不仅以每秒太比特的数据传输速率为目标，同时力求扩大网络架构覆盖范围以及支持多种应用场景，这就对下一代接入技术的发展提出了更高要求。

传统光纤通信以其超宽频谱带宽、低损耗、受电磁干扰小等特性，是建立超大容量、超长距离、超高速率和超广覆盖范围的数据传输网络的不二之选。然而，部分农村及偏远地区面临着环境恶劣、地形险峻等问题，导致其光纤部署实现难度巨大且成本昂贵，往往无法实现。为解决这一问题，提出了光纤无线融合技术。光纤无线融合技术集成了无线通信的便捷性和光纤链路的大容量超长距离等优势，通过将无线链路与光纤链路连接，扩展了光纤通信网络覆盖范围，可以有效解决部分地区光纤部署困难问题。考虑到目前常用的60GHz低频段资源已严重不足，无法满足更高传输速率及更大带宽的需求，因此还需要开发与光纤链路传输能力相匹配的无线链路。

太赫兹无线通信，即载波频段在0.1THz-10THz的无线通信，因具有更高载频和更大带宽，有望通过提供数百Gb/s甚至Tb/s的链路吞吐量，使无线传输具有可比拟光纤的传输能力，为光纤与太赫兹无线链路无缝连接的传输系统实现提供了可能性，目前已得到了学术界的深入研究。最近，一系列实验验证了光纤和太赫兹无线链路无缝连接传输系统的可行性。其中，同时采用高阶QAM调制，多种多维复用技术，并结合先进的离线数字信号处理技术，最大可实现大于1Tb/s的传输容量。然而根据所报道的实验，一方面，现有光纤太赫兹无线融合系统基本采用离线信号处理方案，其信号处理与传输并非同步进行，因此很难应用到实际通信场景中，同时极少数实时传输方案所能达到的传输速率较离线方案大大降低；另外一方面，目前绝大部分方案基于全电方式实现太赫兹无线信号的产生与接收，其中在发射链路中太赫兹载波一般由射频本振倍频而来，这对本振源、混频器等电子器件工作范围要求较高，可生成的太赫兹载波频率上限及灵活性也受到了限制。因此，有必要针对上述问题探索太赫兹无线技术与光纤网络无缝互连的新型系统架构。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种太赫兹无线光纤扩展装置及其实时传输系统，解决了全电方式对器件工作范围要求高导致生成的太赫兹载波频率上限及灵活性受限，以及现有光纤太赫兹无线传输系统中缺少实时传输方案的问题。

本发明提供一种太赫兹无线光纤扩展装置，包括：

第二半导体激光器，用于产生第一光本振信号和第二光载波信号；

光外差太赫兹信号生成模块，用于在发射链路中接收光纤中的第一偏振复用光信号，将所述第一光本振信号和所述第一偏振复用光信号分别偏振分束为两路正交的偏振态信号，以光外差方式生成两路用于无线传输的太赫兹信号；

以及中频信号调制模块，用于在接收链路中将接收的经无线传输后的两路太赫兹信号下变频为两路中频信号，将所述两路中频信号分别调制到所述第二光载波信号的两个正交的偏振态信号上并合束，生成第二偏振复用光信号，送入光纤传输。

进一步的，所述光外差太赫兹信号生成模块包括：

光衰减器，所述光衰减器输入端连接光纤，用于实时控制所述第一偏振复用光信号的传输光功率；