使用ossb調製的光傳輸系統及其信號傳輸方法
2023-06-30 00:08:01 3
專利名稱：使用ossb調製的光傳輸系統及其信號傳輸方法
技術領域：
本發明涉及一種光傳輸系統和信號傳輸方法，更特別地，涉及一種具有用於數據信號傳輸的簡化的光信號解調裝置的光傳輸系統及其信號傳輸方法。
背景技術：
廣泛用於傳輸超過幾G赫茲的超高頻率信號的ROF(Radio Over Fiber，光纖無線)光傳輸系統通常配置為如圖1所示。參照圖1，傳統ROF光傳輸系統包括發射器10，具有RF調製器11和光傳輸單元12；光纖傳輸路徑15，用於將發射器10的輸出光信號傳輸到接收端；以及接收器20，具有光接收單元21和RF解調器22。
發射器10的RF調製器11將基帶信號調製為RF(射頻)信號；光傳輸單元12將經過調製的RF信號轉換為模擬光信號然後輸出。
通常，模擬光調製方法可以分為直接調製方法和間接調製方法，其中直接調製方法用於通過直接改變用作光源的雷射二極體的輸入電流來調製光信號的功率；間接調製方法用於通過使用外部光調製器例如EAM(Electro-Absorption Modulator，電吸收調製器)或者MZM(Mach-Zehnder調製器)，來調製雷射二極體輸出的具有某一強度的光信號。這裡，考慮到雷射二極體的頻率特性的限制以及當信號由雷射二極體調製時在信號中產生的雜音(chirping)(非線性因素)，在不小於10G赫茲的可用頻率中使用間接調製方法。
接收器20的光接收單元21將通過光纖傳輸路徑15接收的光信號轉換成電RF信號；RF解調器22將轉換後的RF信號解調為基帶信號。對於這種信號處理，接收器20基本上配備有頻率合成器和用於RF信號降頻轉換(down-conversion)的混頻器(mixer)。
為了更好地理解圖1所示的ROF光傳輸系統，圖2示出了一種波形。參照圖2，發射器10的RF調製器11接收基帶數據信號S1並且轉換載波以生成RF信號S2。此時，輸入到RF調製器11的基帶數據信號S1被升頻轉換(up-converted)為由預定本地振蕩器生成的載波頻帶中的信號。該經過調製的RF信號S2被再次輸入到光傳輸單元12，然後通過直接調製方法或者間接調製方法進行光調製，再作為經過調製的光信號S3輸出。
經過調製的光信號S3具有這樣的構成包含RF信號的頻譜和頻率區間，其中所述頻率區間以光載波WOPT為中心，兩側對應於RF信號的載波頻率WRF。在光接收單元21的光電二極體進行光電轉換期間，在兩邊帶中形成的RF信號頻譜相互混合而生成RF信號S4。最後，從光電二極體中輸出的RF電信號經過RF解調器22而被轉換為基帶信號S5。這裡，RF解調器22的解調過程可以按照RF調製器1的調製方法以多種方式執行，並且通常是以這種方式執行的將從本地振蕩器輸出的信號和從光電二極體輸出的RF信號混合併且降頻轉換為中頻或者基帶，然後處理他們。
如上所述，傳統超高頻率的ROF光傳輸系統應該配備有高頻本地振蕩器；PLL(鎖相迴路)，用於補償本地振蕩器的相位；以及混頻器，用於將信號降頻轉換為中頻或者基帶從而還原基帶數據信號。但是，執行上述在高頻中運作的RF模塊並不容易，並且還成為使系統配置變複雜的因素。
發明內容
技術問題考慮到上述問題設計了本發明，因此本發明的目的在於提供一種使用OSSB(光信號邊帶)調製的光傳輸系統及其信號傳輸方法，該系統可以通過使用經調製的光信號的邊帶來發送/接收數據信號從而簡化解調器。
技術方案為了實現上述目的，本發明提供了一種光傳輸系統，其包括發射器，具有用於根據輸入數據信號選擇在上邊帶或下邊帶中生成OSSB信號的OSSB調製光傳輸單元；光傳輸介質，用於傳輸從發射器中輸出的光信號；以及接收器，配備在光傳輸介質的接收端並且包含和光接收單元，其中該光學濾波器用於選擇性地僅通過從所述發射器傳輸的所述光信號的特定邊帶並且輸出與其相對應的數字光信號，該光接收單元用於將從光學濾波器輸出的光信號進行光電轉換以還原所述數據信號。
輸入到發射器的所述數據信號可以對應於基帶信號或者RF調製信號。
OSSB調製光傳輸單元優選包括任何使用振幅調製器、相位調製器、雙電極MZM(Mach-Zehnder調製器)和Sagnac幹涉儀的組合的任何OSSB調製器。
所述光學濾波器可以是光纖光柵濾波器、Fabry-Perot濾波器、膜濾波器或聲光濾波器。
所述光傳輸介質可以對應於光纖或者自由空間。
在本發明的另一方面中，還提供了一種信號傳輸方法，其包括(a)根據輸入數據信號選擇在上邊帶或下邊帶中生成經OSSB-調製的光信號，然後將所述光信號傳輸到接收端；(b)選擇性地過濾所接收的光信號的特定邊帶以輸出與其相對應的數字光信號；以及(c)將數字光信號進行光電轉換以還原所述數據信號。
在步驟(a)中，所述輸入數據信號可以對應於基帶信號或者RF-調製信號。
在步驟(a)中，優選由使用振幅調製器、相位調製器、雙電極MZM和Sagnac幹涉儀的組合的任何OSSB調製器來執行OSSB調製。
在步驟(b)中，優選由光纖光柵濾波器、Fabry-Perot濾波器、膜濾波器和聲光濾波器來執行過濾。
在步驟(a)中，光傳輸介質可以對應於光纖或者自由空間。
在下面的詳細描述中，將結合附圖更加完整的說明本發明優選實施例的上述和其它特徵、方案，和優點。在附圖中圖1示出根據現有技術的光傳輸系統的配置；圖2示出對應於圖1所示的每個信號的波形；圖3示出根據本發明優選實施例的光傳輸系統的配置；圖4示出對應於圖3所示的每個信號的波形。
具體實施例方式
將參照附圖具體描述本發明。所使用的術語不應該被限制為通常和字典的含義，而應該在允許發明人定義適合最佳解釋的術語的原則的基礎上，以本發明的含義和概念為基礎。因此，這裡對本發明範圍的描述應該理解為在不脫離本發明的精神和範圍內可以對其做出修改和其他變化。
圖3示出根據本發明優選實施例的光傳輸系統的配置。
參照圖3，本發明的光傳輸系統包括發射器100，具有OSSB調製光傳輸單元102；光傳輸介質150，用於傳送光信號；以及接收器200，具有光學濾波器201和數字光接收單元202。
待輸入至發射器100並且隨後被OSSB調製的數據信號可以是RF信號和基帶信號。在輸入基帶信號的情況下，發射器100還配備有用於將基帶信號調製為RF信號的RF調製器101。
OSSB調製光傳輸單元102對數據信號進行OSSB-調製，然後輸出光信號。這裡，作為用於OSSB調製的裝置，優選採用任何使用振幅調製器(amplitude modulator)、相位調製器、雙電極MZM和Sagnac幹涉儀的組合的OSSB調製器，並且還可以採用使用光學濾波器201的OSSB調製器。
OSSB調製光傳輸單元102根據輸入數據信號選擇在上邊帶或者下邊帶中輸出OSSB信號。也就是說，根據數據信號，在某一時間範圍內生成具有上邊帶的OSSB信號而在另一時間範圍內生成具有下邊帶的OSSB信號。更具體地，如果例如將雙電極MZM用作OSSB調製裝置，則每當輸入到雙電極MZM的兩個電極的RF信號具有p/2或者-p/2的相位差時，光載波的一個邊帶被選擇性地移除以便生成具有另一邊帶的OSSB信號。這裡，如果施加在兩個電極上的RF信號載波的相位差根據數據信號的輸入而變成p/2或者-p/2，則根據輸入數據信號，在某一時間範圍內生成具有上邊帶的OSSB信號而在另一時間範圍內生成具有下邊帶的OSSB信號。
優選地，從OSSB調製光傳輸單元102輸出的經過調製的光信號沿著與光纖傳輸路徑相對應的光傳輸介質150傳播，然後被傳輸到接收端。這裡，光傳輸介質150不限於光纖，還可以是自由空間。
位於光傳輸介質150接收端的接收器200配備有光學濾波器201和數字光接收單元202。
當輸入經過OSSB調製的光信號時，光學濾波器201選擇性地使一個邊帶通過並且截取光載波和另一邊帶，以便生成對應於光信號的邊帶頻譜的數字光信號。例如，如果光學濾波器201具有僅通過上邊帶頻率範圍而不通過光載波和下邊帶頻率範圍的頻率特性，則光學濾波器201僅在上邊帶的時間範圍內輸出高信號而在另一時間範圍內輸出低信號。優選使用光纖光柵濾波器(fiber grating filter)、Fabry-Perot濾波器、膜濾波器(film filter)以及聲光濾波器(sound-optic filter)中的任一種作為這種光學濾波器201。
在光學濾波器201中生成的數字光信號優選輸入到具有光電二極體的數字光接收單元202並被轉換為數字電信號以便還原為數據信號。
現在，參考圖4的波形描述根據本發明的優選實施例，通過光傳輸系統執行數字傳輸的過程。
發射器100的RF調製器101接收基帶數據信號D1並且調製載波以生成RF信號。此時，輸入到RF調製器101的基帶數據信號D1被升頻轉換為由預定本地振蕩器(未示出)生成的載波頻帶中的信號。
該經過調製的RF數據信號再次由OSSB調製光傳輸單元102轉換為OSSB信號D2，然後被傳輸到接收端。OSSB調製光接收單元102根據RF數據信號選擇在上邊帶或下邊帶中生成OSSB信號。因此，在OSSB調製光傳輸單元102的輸出端，OSSB信號D2被輸出，該OSSB信號D2具有對應於輸入數據信號D1的上邊帶和下邊帶的頻譜分布。
沿著光傳輸介質150傳輸OSSB信號D2(是經過調製的光信號)，然後輸入到接收器200的光學濾波器201。對於輸入OSSB信號D2，光學濾波器201選擇性地過濾一個邊帶，並且截取光載波和另一邊帶而輸出數字光信號D3。因此，按照過濾後的OSSB信號的邊帶分布，從光學濾波器201輸出的數字光信號D3具有與數據信號D1大體對應的數字值。
最後，在光學濾波器201中生成的數字光信號D3被輸入到數字光接收單元202然後光電地轉換為數字電信號D4以便被還原為數據信號D1。
已經詳細描述了本發明。但是，應該理解的是，在指出本發明的優選實施例時，詳細的描述和具體的實例僅以示例的方式給出，這是因為對於本領域技術人員，根據具體描述，在本發明的精神和範圍內的各種變化和修改將變得明顯。
工業應用性根據本發明，不需要各種用於數據信號解調的RF模塊，因此光傳輸系統可以具有簡單的配置並且方便地執行。
因此，在本發明應用於超過幾G赫茲的極高頻率ROF系統的情況下，不會出現由於多種RF模塊造成的信號損失，由此得到優良的傳輸特性。
權利要求
1.一種光傳輸系統，包括發射器，具有用於根據輸入數據信號選擇在上邊帶或下邊帶中生成OSSB信號的OSSB(光信號邊帶)調製光傳輸單元；光傳輸介質，用於傳輸從所述發射器輸出的光信號；以及接收器，配備在所述光傳輸介質的接收端並且包括光學濾波器，用於選擇性地僅通過從所述發射器傳輸的所述光信號的特定邊帶並且輸出與其相對應的數字光信號；以及光接收單元，用於將從光學濾波器輸出的光信號進行光電轉換以還原所述數據信號。
2.根據權利要求1所述的光傳輸系統，其中輸入到所述發射器的所述數據信號是基帶信號或者RF調製(射頻調製)信號。
3.根據權利要求1所述的光傳輸系統，其中所述OSSB調製光傳輸單元包括使用振幅調製器、相位調製器、雙電極MZM(Mach-Zehnder調製器)和Sagnac幹涉儀的組合的任何OSSB調製器。
4.根據權利要求1所述的光傳輸系統，其中所述光學濾波器是光纖光柵濾波器、Fabry-Perot濾波器、膜濾波器和聲光濾波器中的任一種。
5.根據權利要求1到4中任一項所述的光傳輸系統，其中所述光傳輸介質是光纖或者自由空間。
6.一種信號傳輸方法，包括(a)根據輸入數據信號選擇在上邊帶或下邊帶中生成OSSB調製的光信號，然後將所述光信號傳輸到接收端；(b)選擇性地過濾所接收的光信號的特定邊帶以輸出與其相對應的數字光信號；以及(c)將數字光信號進行光電轉換以還原所述數據信號。
7.根據權利要求6所述的信號傳輸方法，其中，在步驟(a)中，所述輸入數據信號是基帶信號或者RF調製信號。
8.根據權利要求6所述的信號傳輸方法，其中，在步驟(a)中，由使用振幅調製器、相位調製器、雙電極MZM和Sagnac幹涉儀的組合的任何OSSB調製器來執行OSSB調製。
9.根據權利要求6所述的信號傳輸方法，其中，在步驟(b)中，由光纖光柵濾波器、Fabry-Perot濾波器、膜濾波器和聲光濾波器中的任一種濾波器來執行過濾。
10.根據權利要求6到9中任一項所述的信號傳輸方法，其中，在步驟(a)中，光傳輸介質是光纖或者自由空間。
全文摘要
公開了一種光傳輸系統，其使用OSSB(光信號邊帶)調製來執行光傳輸。該光傳輸系統包括具有OSSB調製光傳輸單元的發射器，其中所述OSSB調製光傳輸單元用於根據輸入數據信號選擇在上邊帶或下邊帶中生成OSSB信號；光傳輸介質，用於傳輸從所述發射器中輸出的光信號；以及接收器，配備在所述光傳輸介質的接收端並且包括光學濾波器和光接收單元，其中所述光學濾波器用於選擇性地僅通過從所述發射器傳輸的所述光信號的特定邊帶並且輸出與其相對應的數字光信號，所述光接收單元用於將從光學濾波器輸出的光信號進行光電轉換以還原數據信號。
文檔編號H04B10/2575GK101019351SQ200580030981
公開日2007年8月15日 申請日期2005年6月30日 優先權日2004年9月16日
發明者李義洙, 金紀熱 申請人:Ls電線有限公司