CN101019351A - 使用ossb调制的光传输***及其信号传输方法 - Google Patents

使用ossb调制的光传输***及其信号传输方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种光传输***，其使用OSSB(光信号边带)调制来执行光传输。该光传输***包括具有OSSB调制光传输单元的发射器，其中所述OSSB调制光传输单元用于根据输入数据信号选择在上边带或下边带中生成OSSB信号；光传输介质，用于传输从所述发射器中输出的光信号；以及接收器，配备在所述光传输介质的接收端并且包括光学滤波器和光接收单元，其中所述光学滤波器用于选择性地仅通过从所述发射器传输的所述光信号的特定边带并且输出与其相对应的数字光信号，所述光接收单元用于将从光学滤波器输出的光信号进行光电转换以还原数据信号。

Description

使用OSSB调制的光传输***及其信号传输方法
技术领域
本发明涉及一种光传输***和信号传输方法，更特别地，涉及一种具有用于数据信号传输的简化的光信号解调装置的光传输***及其信号传输方法。
背景技术
广泛用于传输超过几G赫兹的超高频率信号的ROF(Radio Over Fiber，光纤无线)光传输***通常配置为如图1所示。参照图1，传统ROF光传输***包括：发射器10，具有RF调制器11和光传输单元12；光纤传输路径15，用于将发射器10的输出光信号传输到接收端；以及接收器20，具有光接收单元21和RF解调器22。
发射器10的RF调制器11将基带信号调制为RF(射频)信号；光传输单元12将经过调制的RF信号转换为模拟光信号然后输出。
通常，模拟光调制方法可以分为直接调制方法和间接调制方法，其中直接调制方法用于通过直接改变用作光源的激光二极管的输入电流来调制光信号的功率；间接调制方法用于通过使用外部光调制器例如EAM(Electro-Absorption Modulator，电吸收调制器)或者MZM(Mach-Zehnder调制器)，来调制激光二极管输出的具有某一强度的光信号。这里，考虑到激光二极管的频率特性的限制以及当信号由激光二极管调制时在信号中产生的杂音(chirping)(非线性因素)，在不小于10G赫兹的可用频率中使用间接调制方法。
接收器20的光接收单元21将通过光纤传输路径15接收的光信号转换成电RF信号；RF解调器22将转换后的RF信号解调为基带信号。对于这种信号处理，接收器20基本上配备有频率合成器和用于RF信号降频转换(down-conversion)的混频器(mixer)。
为了更好地理解图1所示的ROF光传输***，图2示出了一种波形。参照图2，发射器10的RF调制器11接收基带数据信号S1并且转换载波以生成RF信号S2。此时，输入到RF调制器11的基带数据信号S1被升频转换(up-converted)为由预定本地振荡器生成的载波频带中的信号。该经过调制的RF信号S2被再次输入到光传输单元12，然后通过直接调制方法或者间接调制方法进行光调制，再作为经过调制的光信号S3输出。
经过调制的光信号S3具有这样的构成：包含RF信号的频谱和频率区间，其中所述频率区间以光载波WOPT为中心，两侧对应于RF信号的载波频率WRF。在光接收单元21的光电二极管进行光电转换期间，在两边带中形成的RF信号频谱相互混合而生成RF信号S4。最后，从光电二极管中输出的RF电信号经过RF解调器22而被转换为基带信号S5。这里，RF解调器22的解调过程可以按照RF调制器1的调制方法以多种方式执行，并且通常是以这种方式执行的：将从本地振荡器输出的信号和从光电二极管输出的RF信号混合并且降频转换为中频或者基带，然后处理他们。
如上所述，传统超高频率的ROF光传输***应该配备有高频本地振荡器；PLL(锁相回路)，用于补偿本地振荡器的相位；以及混频器，用于将信号降频转换为中频或者基带从而还原基带数据信号。但是，执行上述在高频中运作的RF模块并不容易，并且还成为使***配置变复杂的因素。
发明内容
技术问题
考虑到上述问题设计了本发明，因此本发明的目的在于提供一种使用OSSB(光信号边带)调制的光传输***及其信号传输方法，该***可以通过使用经调制的光信号的边带来发送/接收数据信号从而简化解调器。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种光传输***，其包括发射器，具有用于根据输入数据信号选择在上边带或下边带中生成OSSB信号的OSSB调制光传输单元；光传输介质，用于传输从发射器中输出的光信号；以及接收器，配备在光传输介质的接收端并且包含和光接收单元，其中该光学滤波器用于选择性地仅通过从所述发射器传输的所述光信号的特定边带并且输出与其相对应的数字光信号，该光接收单元用于将从光学滤波器输出的光信号进行光电转换以还原所述数据信号。
输入到发射器的所述数据信号可以对应于基带信号或者RF调制信号。
OSSB调制光传输单元优选包括任何使用振幅调制器、相位调制器、双电极MZM(Mach-Zehnder调制器)和Sagnac干涉仪的组合的任何OSSB调制器。
所述光学滤波器可以是光纤光栅滤波器、Fabry-Perot滤波器、膜滤波器或声光滤波器。
所述光传输介质可以对应于光纤或者自由空间。
在本发明的另一方面中，还提供了一种信号传输方法，其包括：(a)根据输入数据信号选择在上边带或下边带中生成经OSSB-调制的光信号，然后将所述光信号传输到接收端；(b)选择性地过滤所接收的光信号的特定边带以输出与其相对应的数字光信号；以及(c)将数字光信号进行光电转换以还原所述数据信号。
在步骤(a)中，所述输入数据信号可以对应于基带信号或者RF-调制信号。
在步骤(a)中，优选由使用振幅调制器、相位调制器、双电极MZM和Sagnac干涉仪的组合的任何OSSB调制器来执行OSSB调制。
在步骤(b)中，优选由光纤光栅滤波器、Fabry-Perot滤波器、膜滤波器和声光滤波器来执行过滤。
在步骤(a)中，光传输介质可以对应于光纤或者自由空间。
附图说明
在下面的详细描述中，将结合附图更加完整的说明本发明优选实施例的上述和其它特征、方案，和优点。在附图中：
图1示出根据现有技术的光传输***的配置；
图2示出对应于图1所示的每个信号的波形；
图3示出根据本发明优选实施例的光传输***的配置；
图4示出对应于图3所示的每个信号的波形。
具体实施方式
将参照附图具体描述本发明。所使用的术语不应该被限制为通常和字典的含义，而应该在允许发明人定义适合最佳解释的术语的原则的基础上，以本发明的含义和概念为基础。因此，这里对本发明范围的描述应该理解为在不脱离本发明的精神和范围内可以对其做出修改和其他变化。
图3示出根据本发明优选实施例的光传输***的配置。
参照图3，本发明的光传输***包括：发射器100，具有OSSB调制光传输单元102；光传输介质150，用于传送光信号；以及接收器200，具有光学滤波器201和数字光接收单元202。
待输入至发射器100并且随后被OSSB调制的数据信号可以是RF信号和基带信号。在输入基带信号的情况下，发射器100还配备有用于将基带信号调制为RF信号的RF调制器101。
OSSB调制光传输单元102对数据信号进行OSSB-调制，然后输出光信号。这里，作为用于OSSB调制的装置，优选采用任何使用振幅调制器(amplitude modulator)、相位调制器、双电极MZM和Sagnac干涉仪的组合的OSSB调制器，并且还可以采用使用光学滤波器201的OSSB调制器。
OSSB调制光传输单元102根据输入数据信号选择在上边带或者下边带中输出OSSB信号。也就是说，根据数据信号，在某一时间范围内生成具有上边带的OSSB信号而在另一时间范围内生成具有下边带的OSSB信号。更具体地，如果例如将双电极MZM用作OSSB调制装置，则每当输入到双电极MZM的两个电极的RF信号具有p/2或者-p/2的相位差时，光载波的一个边带被选择性地移除以便生成具有另一边带的OSSB信号。这里，如果施加在两个电极上的RF信号载波的相位差根据数据信号的输入而变成p/2或者-p/2，则根据输入数据信号，在某一时间范围内生成具有上边带的OSSB信号而在另一时间范围内生成具有下边带的OSSB信号。
优选地，从OSSB调制光传输单元102输出的经过调制的光信号沿着与光纤传输路径相对应的光传输介质150传播，然后被传输到接收端。这里，光传输介质150不限于光纤，还可以是自由空间。
位于光传输介质150接收端的接收器200配备有光学滤波器201和数字光接收单元202。
当输入经过OSSB调制的光信号时，光学滤波器201选择性地使一个边带通过并且截取光载波和另一边带，以便生成对应于光信号的边带频谱的数字光信号。例如，如果光学滤波器201具有仅通过上边带频率范围而不通过光载波和下边带频率范围的频率特性，则光学滤波器201仅在上边带的时间范围内输出高信号而在另一时间范围内输出低信号。优选使用光纤光栅滤波器(fiber grating filter)、Fabry-Perot滤波器、膜滤波器(film filter)以及声光滤波器(sound-optic filter)中的任一种作为这种光学滤波器201。
在光学滤波器201中生成的数字光信号优选输入到具有光电二极管的数字光接收单元202并被转换为数字电信号以便还原为数据信号。
现在，参考图4的波形描述根据本发明的优选实施例，通过光传输***执行数字传输的过程。
发射器100的RF调制器101接收基带数据信号D1并且调制载波以生成RF信号。此时，输入到RF调制器101的基带数据信号D1被升频转换为由预定本地振荡器(未示出)生成的载波频带中的信号。
该经过调制的RF数据信号再次由OSSB调制光传输单元102转换为OSSB信号D2，然后被传输到接收端。OSSB调制光接收单元102根据RF数据信号选择在上边带或下边带中生成OSSB信号。因此，在OSSB调制光传输单元102的输出端，OSSB信号D2被输出，该OSSB信号D2具有对应于输入数据信号D1的上边带和下边带的频谱分布。
沿着光传输介质150传输OSSB信号D2(是经过调制的光信号)，然后输入到接收器200的光学滤波器201。对于输入OSSB信号D2，光学滤波器201选择性地过滤一个边带，并且截取光载波和另一边带而输出数字光信号D3。因此，按照过滤后的OSSB信号的边带分布，从光学滤波器201输出的数字光信号D3具有与数据信号D1大体对应的数字值。
最后，在光学滤波器201中生成的数字光信号D3被输入到数字光接收单元202然后光电地转换为数字电信号D4以便被还原为数据信号D1。
已经详细描述了本发明。但是，应该理解的是，在指出本发明的优选实施例时，详细的描述和具体的实例仅以示例的方式给出，这是因为对于本领域技术人员，根据具体描述，在本发明的精神和范围内的各种变化和修改将变得明显。
工业应用性
根据本发明，不需要各种用于数据信号解调的RF模块，因此光传输***可以具有简单的配置并且方便地执行。
因此，在本发明应用于超过几G赫兹的极高频率ROF***的情况下，不会出现由于多种RF模块造成的信号损失，由此得到优良的传输特性。

Claims (10)

1.一种光传输***，包括：
发射器，具有用于根据输入数据信号选择在上边带或下边带中生成OSSB信号的OSSB(光信号边带)调制光传输单元；
光传输介质，用于传输从所述发射器输出的光信号；以及
接收器，配备在所述光传输介质的接收端并且包括：
光学滤波器，用于选择性地仅通过从所述发射器传输的所述光信号的特定边带并且输出与其相对应的数字光信号；以及
光接收单元，用于将从光学滤波器输出的光信号进行光电转换以还原所述数据信号。
2.根据权利要求1所述的光传输***，
其中输入到所述发射器的所述数据信号是基带信号或者RF调制(射频调制)信号。
3.根据权利要求1所述的光传输***，
其中所述OSSB调制光传输单元包括使用振幅调制器、相位调制器、双电极MZM(Mach-Zehnder调制器)和Sagnac干涉仪的组合的任何OSSB调制器。
4.根据权利要求1所述的光传输***，
其中所述光学滤波器是光纤光栅滤波器、Fabry-Perot滤波器、膜滤波器和声光滤波器中的任一种。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的光传输***，
其中所述光传输介质是光纤或者自由空间。
6.一种信号传输方法，包括：
(a)根据输入数据信号选择在上边带或下边带中生成OSSB调制的光信号，然后将所述光信号传输到接收端；
(b)选择性地过滤所接收的光信号的特定边带以输出与其相对应的数字光信号；以及
(c)将数字光信号进行光电转换以还原所述数据信号。
7.根据权利要求6所述的信号传输方法，
其中，在步骤(a)中，所述输入数据信号是基带信号或者RF调制信号。
8.根据权利要求6所述的信号传输方法，
其中，在步骤(a)中，由使用振幅调制器、相位调制器、双电极MZM和Sagnac干涉仪的组合的任何OSSB调制器来执行OSSB调制。
9.根据权利要求6所述的信号传输方法，
其中，在步骤(b)中，由光纤光栅滤波器、Fabry-Perot滤波器、膜滤波器和声光滤波器中的任一种滤波器来执行过滤。
10.根据权利要求6到9中任一项所述的信号传输方法，
其中，在步骤(a)中，光传输介质是光纤或者自由空间。
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