[发明专利]一种光纤无线一体化系统

说明书

技术领域

本发明实施方式属于光纤通信技术领域，特别是一种光纤无线一体化系统。

背景技术

光纤通信系统可以提供超大容量、超长距离、超高速率的数据传输。当遇到自然灾难(如地震、海啸)时，光纤的一部分会断掉。由于条件的限制，很难立即重新铺设光纤，因此如何提供应急服务是一个很重要的问题。为了实现高速光纤无线系统，无线链路需要支持几吉比特甚至几十吉比特的数据传输速率。幸运地，由于采用了很宽的带宽和很高的频率，毫米波频段无线投递可以支持几吉比特的数据传输速率。

一些光纤无线一体系统的方案已经被提出，并且通过采取相干检测和数学信号处理技术展现了良好的性能。然而，由于毫米波信号在接收机中是在电域完成解调的。一方面，在如此高的频率，RF传输距离受限，另一方面，由于电子瓶颈的存在，随着比特率和毫米波频率的提高，在电域检测这些调制的几十吉比特的信号变得更加复杂。光在光纤中传输时，会受到色散(CD)和偏振模色散(PMD)的影响，而且光纤无线一体化系统中，当信号经过MIMO无线链路时衰减很快，还会受到多径效应的影响，转换到光域后会导致CD和PMD更加严重。

发明内容

本发明实施方式提出一种光纤无线一体化系统，引入OFDM技术，实现一种基于PM-OFDM的光纤无线一体化的应急通信解决方案，对CD和PMD具有更强的抵抗能力。

一种光纤无线一体化系统，该系统包括：

光基带信号生成模块，位于发射端中心站，用于生成第一本振光信号，接收正交频分复用(OFDM)信号，将OFDM信号调制到第一本振光信号之上并执行偏振复用(PM)操作，以形成PM-OFDM的第一光基带信号，通过光纤将所述PM-OFDM的第一光基带信号发送到毫米波无线信号生成模块；

毫米波无线信号生成模块，位于发射端基站，用于生成第二本振光信号，并对所述PM-OFDM的第一光基带信号和所述第二本振光信号执行外差拍频相干检测，以得到毫米波无线信号，并通过无线方式发送所述毫米波无线信号；

电光转换模块，位于接收端基站，用于生成第三本振光信号，并将接收到的所述毫米波无线信号调制到第三本振光信号之上，以形成PM-OFDM的第二光基带信号，并通过光纤将所述PM-OFDM的第二光基带信号发送到光信号检测模块；

光信号检测模块，位于接收端中心站，用于生成第四本振光信号，对所述PM-OFDM的第二光基带信号和第四本振光信号进行零差相干检测，以获取所述OFDM信号。

优选地，光基带信号生成模块包括：

用于生成第一本振光信号的外腔激光器(ECL)；

I/Q调制器；

掺铒光纤放大器；

偏振复用器。

优选地，所述I/Q调制器由OFDM信号发射端产生的两路电信号驱动，而且所述I/Q调制器包括两个马赫增德尔调制器(MZM)和一个90度相移器。

优选地，所述偏振复用器包括光耦合器和光延迟线(DL)。

优选地，所述毫米波无线信号生成模块包括：

两个偏振分束器(PBS)；

两个光耦合器(OC)；

两个光电探测器(PD)；

用于生成第二本振光信号的外腔激光器；

两根发射天线。

优选地，所述电光转换模块包括：

两根接收天线；

用于生成第三本振光信号的外腔激光器；

光耦合器；

两个强度调制器；

可调谐光滤波器。

优选地，所述光信号检测模块包括：

用于生成第四本振光信号的外腔激光器；

偏振分集90度混合器；

四个平衡光电探测器；

低通滤波器；

数字存储示波器；

离线数字信号处理器。

由此可见，本发明将OFDM技术引入光纤无线一体化系统中，提出一种基于PM-OFDM的光纤无线一体化的应急通信解决方案。本发明可以显著降低色散和偏振模色散的影响，尤其适用于应急通信系统。

附图说明

图1为本发明光纤无线一体化系统的模块结构图；

图2为本发明光纤无线一体化系统的示范性结构图；

图3为OFDM发射端示意图；

图4为离线DSP处理的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

首先对本发明涉及的相关术语进行说明。