陳笑梅

(湖南師范大學(xué)期刊社,中國 長沙 410081)

混合網(wǎng)絡(luò)即有線業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和無線業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的混合，就現(xiàn)在來看我們希望能夠利用ROF系統(tǒng)的高帶寬、抗干擾性能好、低損耗等優(yōu)點來同時傳輸有線業(yè)務(wù)和無線業(yè)務(wù)．但最近幾年，由于大量的已鋪設(shè)光纖未得到充分的利用，電信業(yè)務(wù)在長距離骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)方面的發(fā)展速度緩慢．所以隨著對超高速、實惠并能提供交互式多媒體服務(wù)的通信方式需求的增長，寬帶移動通信吸引了人們極大的研究興趣，遍及全球的用戶、政府部門、電纜經(jīng)營商和電信服務(wù)提供商對寬帶接入網(wǎng)的關(guān)注日益增加．

為了充分利用光纖的巨大帶寬以降低成本并結(jié)合無線通信技術(shù)的靈活性，無線網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)的融合理所當(dāng)然的成為一種既能增加接入網(wǎng)容量和移動性，又能降低運營成本的潛在解決方案．國際上對“可移動超大容量超高速”的光纖傳輸無線信號(ROF)通信系統(tǒng)的研究工作越來越給予極大的關(guān)注[1-5]．ROF的概念融合了2種常規(guī)技術(shù)——無線射頻技術(shù)和光纖有線傳輸技術(shù)．光纖鏈路提供長距離的傳輸，終端和終端用戶之間的通信由無線射頻來完成．ROF 技術(shù)充分結(jié)合光纖和高頻無線電波傳輸?shù)奶攸c, 能實現(xiàn)大容量、低成本的射頻信號有線傳輸和超過1 Gbit/s 的超寬帶無線接入, 并具有覆蓋面廣、易于動態(tài)管理和維護等特點, 未來在超寬帶蜂窩網(wǎng)絡(luò)、室內(nèi)無線局域網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、視頻分布式系統(tǒng)、智能交通通信和控制等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景[6-9]．

1 新的有線、無線混合網(wǎng)絡(luò)原理

本文作者提出一種基于MZM調(diào)制器的載波抑制生成的毫米波的方式實現(xiàn)混合網(wǎng)絡(luò)，見圖1．首先利用光源CW產(chǎn)生連續(xù)的光信號，其光功率譜見圖上．然后我們采用分路器將光信號分為2路，一路去調(diào)制有線信號，一路去調(diào)制無線信號．有線信號鏈路我們采用強度調(diào)制方式(IM),見圖1經(jīng)過有線信號調(diào)制后功率譜形狀沒有發(fā)生改變，事實上其實只有分布中心頻率不變，形狀還是會發(fā)生改變的．而對于無線信號鏈路則要復(fù)雜許多，因為這里我們采用的是雙臂的MZM，而且調(diào)制方式采用的是偶邊帶抑制調(diào)制．經(jīng)過偶邊帶抑制的信號再通過分路器分為2個信號，一路通過濾波器濾出一階右邊帶，然后與無線信號進行AM調(diào)制；另外一路只需濾出一階左邊帶，2個鏈路各自信號處理完后利用耦合器將光信號耦合.由于平常的數(shù)字基帶信號的頻率都比較低,所以調(diào)制到載波中心頻率的有線信號和調(diào)制到一階右邊帶的無線信號是不會發(fā)生功率分量混疊而產(chǎn)生干擾的．但是由于數(shù)字基帶信號的功率分布在整個頻域，雖然只有主瓣處分量最大，但是由于偶邊帶調(diào)制后其功率分量在一階邊帶也不是很大，這樣可能會影響到無線信號最后的解調(diào)，因此我們將其通過濾波器只取主瓣處．這樣就可能導(dǎo)致有線信號由于部分功率丟失導(dǎo)致解調(diào)效果不是特別好，但是由于其它從瓣分量較少，不會有太大影響．考慮完這些后我們利用光纖將調(diào)制信號傳至基站(BS)，在基站處理信號然后將其傳輸給用戶，對于有線鏈路我們直接拍頻后就可以將信號傳輸給用戶，對于無線鏈路顯然拍頻后還是要將電毫米波信號通過天線發(fā)射出去，但是之前可能會通過功率放大器．

圖1 混合網(wǎng)絡(luò)原理

2 仿真結(jié)果分析

利用MZM調(diào)制器載波抑制方式實現(xiàn)有線和無線業(yè)務(wù)同時傳輸?shù)母鼽c的功率譜見圖2.圖2詳細(xì)地列出了各標(biāo)記點的功率譜，無線鏈路MZM調(diào)制器的參數(shù)的設(shè)置按照前面的分析設(shè)置實現(xiàn)偶邊帶抑制調(diào)制．

(A)載波；(B)MZM調(diào)制器調(diào)制后；(C)無線信號調(diào)制到一階右邊帶后；(D)一階左邊帶(E)有線信號強度調(diào)制后；(F)光纖傳輸前；(G)光纖傳輸后；(H)有線鏈路光電轉(zhuǎn)換前；(I)無線鏈路光電轉(zhuǎn)換前(J)提取的一階左邊帶(K)電毫米波；(L)上行鏈路到達(dá)中心站圖2 利用MZM調(diào)制器載波抑制方式實現(xiàn)有線和無線業(yè)務(wù)同時傳輸?shù)母鼽c的功率譜

上面都是第一種方案中標(biāo)記的各點的功率譜，通過觀察發(fā)現(xiàn)各點的功率分布，論證了這個系統(tǒng)是可行的．

3 結(jié)論

作者主要研究了一種配置簡單而且有效的能夠同時傳輸有線和無線業(yè)務(wù)的光纖無線(ROF)通信系統(tǒng)．實現(xiàn)同時傳輸?shù)年P(guān)鍵是在同一個光載波上調(diào)制2個信號而且要保證兩者的功率分量不發(fā)生混疊，這種方案既可以實現(xiàn)同時傳輸?shù)囊?，而且實現(xiàn)了無源基站，大大簡化了基站，在現(xiàn)在看來還是有很大的應(yīng)用空間的．

參考文獻：

[1] KAMISAK T, KURI T, KITAYAMA K. Simultaneous modulation and fiber-optic transmission of 10-Gb/s baseband and 60-GHz-band radio signals on a single wavelength[J].IEEE Trans Microw Theory Tech, 2001, 49(10):2 013-2 017.

[2] JIA Z, YU J, CHOWDHURY A,etal. Simultaneous generation of independent wired and wireless services using a single modulator in millimeter-wave-band radio-over-fiber systems[J]. IEEE Photon Technol Lett, 2007, 19(20):1 691-1 693.

[3] KURI T, KITAYAMA K, ST?HR A,etal. Fiber-opticmillimeter-wave downlink system using 60-GHz-band external modulation[J]. Lightwave Technol, 1999, 17：799-806.

[4] SMITH G H， NOVAK D， AHMED Z． Technique for optical SSB generation to overcome fiber dispersion penalties in fiber-radio systems[J]． Electron Lett， 1997， 33(1)：74-75．

[5] HOFSTETTER R， SCHMUCK H， HEIDEMANN R． Dispersion effects in optical millimeter-wave systems using self-heterodyne method for transport and generation[J]． IEEE Trans Microwave Theory Technol， 1995， 43(9)：2 263-2 269．

[6] SMITH G H, NOVAK D, LIM C,etal. Full-duplex broadband millimeter-wave optical transport system for fiber-wireless access[J]. Electron Lett, 1997, 33(13):1 159-1 160.

[7] KAWANISHI T， YOSHIARA K， OIKAWA S,etal． Integrated reciprocating optical modulator for optical high-order sideband generation[J]． Japanese J Appl Phys， 2004， 43(8B)：5 791-5 794．

[8] LEVINSON O， HOROWITZ M． Generation of complex microwave and millimeter-wave pulses using dispersion and Kerr effect in optical fiber systems[J]． J Lightwave Technol， 2003， 21(5)：1 179-1 187．

[9] JIA Z， YU J， CHANG G K． All-optical 16×2.5 Gb/s WDM signal simultaneous up-conversion based on XPM in an NOLM in ROF systems[J]． IEEE Photon Technol Lett， 2005, 17(12):2 724-2 726.