基于副載波復用的波分復用無源光網絡系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光纖通信技術領域，具體涉及基于副載波復用的波分復用無源光網絡系統。
【背景技術】
[0002]在光纖通信系統中，在發送端使用波分復用器，以光波作為載體，在同一根光纖內同時傳輸多個不同波長的光載波信號，每個波長的光波都可以單獨攜帶語音、數據和圖像信號，能使得單根光纖的傳輸容量倍增；在接收端使用波分解復用器，將各波長的光載波分離，并做進一步處理和恢復，各個用戶可以一直使用所分配的波長發送或者接收數據。該方法的優點在于可以向各個用戶發送大量數據，通信的安全性能良好，缺點在于光纖帶寬有限，系統成本較高。副載波復用技術是已經在無線電、衛星和有線電視廣泛使用的物理層傳輸，一般應用在相對較低的數據速率，并且提供低成本和較高帶寬效率的。有待于提出一種應用于低速、大數據傳輸領域，具有頻帶寬、成本低優勢的光網絡系統。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供基于副載波復用的波分復用無源光網絡系統，解決現有光網絡系統處理低速、大數據時出現的頻帶窄、成本高的問題。
[0004]本實用新型通過以下技術方案解決上述問題:
[0005]基于副載波復用的波分復用無源光網絡系統，由發送裝置、光纖鏈路以及接收裝置組成；所述發送裝置由至少1個副載波復用器、至少1個光強度調制器頂、1個波分復用器以及一個光載波發生器組成；所述副載波復用器與光強度調制器頂的數量相同；所述各副載波復用器的輸出端與相應的光強度調制器頂的一路輸入端相連；所述各光強度調制器頂的另一路輸入端分別與光載波發生器的輸出端口相連，所述各光強度調制器IM的輸出端分別與波分復用器的1路輸入端相連；所述波分復用器的輸出端通過光纖鏈路與接收裝置相連；所述接收裝置由1個波分解復用器、至少1個光電檢測器ro以及至少1個副載波解復用器組成；所述光電檢測器ro與副載波解復用器的數量相同；所述波分解復用器的輸入端通過光纖鏈路與發送裝置相連；所述波分解復用器的各輸出端分別與1個光電檢測器ro的輸入端相連；所述各光電檢測器ro的輸出端分別與對應的副載波解復用器的輸入端相連。
[0006]上述方案中，所述各副載波復用器電路連接完全相同；所述各副載波復用器均由至少1個發送端乘法器、至少1個加法器以及1個發送端本地振蕩器組成；所述各發送端乘法器的一路輸入端與發送端外部用戶的1個輸出端口相連，所述發送端乘法器與發送端外部用戶輸出端口數量相同，所述各發送端乘法器的另一路輸入端與發送端本地振蕩器的1個輸出端口相連，所述發送端乘法器與發送端本地振蕩器的1個輸出端口數量相同；所述加法器在數量上比發送端乘法器少1，各路發送端乘法器的輸出端電信號通過各加法器依次累加，累加結果輸出至與所述副載波復用器對應的光強度調制器IM的一路輸入端。
[0007]上述方案中，所述光載波發生器產生至少1路光信號，其路數與光強度調制器頂的數量相同；所述光載波發生器由1個放大自發輻射光源ASE、至少1個環形器以及至少1個光纖光柵串聯而成；所述環形器與光纖光柵數量相同。
[0008]上述方案中，所述各副載波解復用器電路連接完全相同；所述各副載波解復用器均由1個分路器、至少1個帶通濾波器BPF、至少1個接收端乘法器以及1個接收端本地振蕩器組成；所述帶通濾波器BPF與接收端乘法器的數量相同；
[0009]所述分路器的輸入端連接于與其所在的副載波解復用器對應的光電檢測器ro的輸出端，分路器的至少1個輸出端口分別連接至與之對應的帶通濾波器BPF的輸入端，所述分路器的輸出端口與帶通濾波器BPF的數量相同；所述帶通濾波器BPF的輸出端連接至與之對應的接收端乘法器的一路輸入端；所述接收端本地振蕩器產生至少1個副載波，gij載波與接收端乘法器的數量相同，各副載波分別輸出至與之對應的接收端乘法器的另一路輸入端；所述各輸出端乘法器的輸出端與接收端外部用戶相連。
[0010]上述方案中，所述副載波復用器的數量范圍為8至256。
[0011]上述方案中，在所述各副載波復用器中，發送端乘法器的數量范圍為8至104。
[0012]本實用新型的優點與效果是:
[0013]在發送裝置設置至少1個副載波復用器，在每個副載波復用器中，運用至少1個發送端數據分別調制發送端本地振蕩器產生的至少1個副載波，將已調制、累加后的電信號進行光電轉換，在通過波分復用器進行波分復用，副載波復用結合波分復用，副載波復用器和發送端乘法器在數量上還具有靈活的可擴展性；對應地，在接收裝置設置波分解復用器和副載波解復用器，還原發送端數據。本實用新型能在保證傳輸質量的前提下進行擴展，即簡單地增加副載波復用器電路或者發送端乘法器和加法器，既能增大頻帶寬度，成本也低廉。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構原理框圖。
[0015]圖2為本實用新型發送裝置的電路圖。
[0016]圖3為本實用新型接收裝置的電路圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合實施例對本實用新型作進一步說明，但本實用新型并不局限于這些實施例。
[0018]基于副載波復用的波分復用無源光網絡系統，如圖1所示，由發送裝置、光纖鏈路以及接收裝置組成；發送裝置由L(L彡1)個副載波復用器，L(L彡1)個光強度調制器頂、1個波分復用器以及一個光載波發生器組成；副載波復用器與光強度調制器頂的數量相同；各副載波復用器的輸出端與相應的光強度調制器頂的一路輸入端相連；各光強度調制器IM的另一路輸入端分別與光載波發生器的輸出端口相連，各光強度調制器IM的輸出端分別與波分復用器的L(L多1)路輸入端相連；波分復用器的輸出端通過光纖鏈路與接收裝置相連；接收裝置由1個波分解復用器、至少L(L彡1)個光電檢測器以及至少L(L彡1)個副載波解復用器組成；光電檢測器ro與副載波解復用器的數量相同；波分解復用器的輸入端通過光纖鏈路與發送裝置相連；波分解復用器的各輸出端分別與L(L多1)個光電檢測器ro的輸入端相連；各光電檢測器ro的輸出端分別與對應的副載波解復用器的輸入端相連。
[0019]副載波復用SCM的優點在于能使數字信號與模擬信號兼容，且對器件要求低，尤其是在射頻復用方面，在接收端可以運用成熟的微波技術進行濾波、分路，因而對激光器的線寬與頻率穩定度要求不高，也不需要光學濾波器。從性能考慮，SCM接收裝置工作于固定電中頻，其帶寬是一路信號的帶寬，而分時復用的接收端的帶寬是總碼數的帶寬，信噪比與帶寬成反比，因此，SCM的接收裝置具有良好的信噪比。若增加一路復用頻道，對于SCM系統，只要在發送裝置和接收裝置各增加一套電子設備即可，而對于相干光纖通信，需要增加一套復雜的光學設備，難度系數高，因此，SCM系統在多路傳輸中更靈活、插入業務更方便。應用混合SCM技術容易實現寬帶傳輸，能同時傳輸低速數據、高速數據以及模擬視頻信號。
[0020]本實用新型的發送裝置用于對n(n ^ 1)個發送端外部用戶產生的外部數據1至η分別調制各自的副載波Π至fn，然后將各路副載波合起來直接進行光強度調制，即在進行L(L ^ 1)路副載波復用之后進行波分復用，將多個基帶信號調制不同頻率的電載波，進行電的頻分復用，再將頻分復用的群信號，對一個激光光源即光載波進行調制；在接收端，光電檢測器ro檢測電頻分復用的群信號，運用電學方法將各路副載波分開，將分開后的各副載波變頻到較低頻率的頻段上進行解調，恢復原來傳輸的外部數據1至η。
[0021]在本實用新型的發送裝置中，各副載波復用器電路連接完全相同；各副載波復用器均由η(η ^ 1)個發送端乘法器、η-1 (η ^ 1)個加法器以及1個發送端本地振蕩器組成；各發送端乘法器的一路輸入端與發送端外部用戶的η (η多1)個輸出端口相連，發送端乘法器與發送端外部用戶輸出端口數量相同，各發送端乘法器的另一路輸入端與發送端本地振蕩器的η(η ^ 1)個輸出端口相連，發送端乘法器與發送端本地振蕩器的η(η ^ 1)個輸出端口數量相同；加法器在數量上比發送端乘法器少1，各路發送端乘法器的輸出端通過η-1 (η ^ 1)個加法器依次累加，累加結果輸出至與所述副載波復用器對應的光強度調制器ΙΜ的一路輸入端；光載波發生器產生L(L ^ 1)路光信號，其路數與光強度調制器頂的數量相同；光載波發生器由1個放大自發輻射光源ASE、L(L彡1)個環形器以及L(L彡1)個光纖光柵串聯而成；環形器與光纖光柵數量相同，如圖2所示。
[0022]發送端外部用戶輸出的外部數據1至n(n多1)為基帶信號，用于調制發送端本地振蕩器產生的不同頻率的副載波Π至fn，之后，將各個攜帶外部數據1至n(n彡1)的副載波fl至fn通過η-1 (η彡1)個加法器進行累加，調制到光波上。副載波fl至fn是一種電子通信信號載波，攜帶在基帶信號上，兩個信號均能同時有效地傳播。本實用新型使用L(L多1)個副載波解復用器，將副載波再次復用，將各副載波解復用器中加法器的輸出端信號分別調制到光波上。由于各副載波復用器處理的外部數據可以相同，也可以不同，因此既能增大帶寬，又能提高帶寬效率。
[0023]光強度調制器頂通常分為光學介質調制、純光學調制，使光的參量，如振幅、頻率、相位、偏振狀態和傳播方向隨著副載波復用器的輸出信號發生變化的過程，即通過光學系統把待檢測的電量信息變換成便于接受的光學信息。將副載波復用器的輸出信號加到光強度調制器IM上時，光強度調制器頂的折射率發生變化，引起通過該晶體的光波特性發生變化。
[0024]波分復用器將各光強度調制器輸出的載有信息、波長不同的光信號匯聚到一根光纖里，各信號在功能上相互疊加，在頻譜上分開，其性能的好壞決定了整個系統的性能。光信號沿著光纖鏈路傳輸，可以在單根光纖上傳輸多路信號，每路信號由某種特定波長的光來傳送，為一個波長信道。光波是電磁波的一部分，光的頻率與波長具有單一對應關系，波分復用指光頻率的粗分，光信道相隔較遠，甚至處于光纖不同窗口。波分復用一般應用波分復用