CN102036134A - 基于正交频分复用的汇聚式光接入网***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于正交频分复用的汇聚式光接入网***和方法，该模光线路终端包含的激光器产生基本光载波，运用射频调制模块和光间差滤波器生成毫米波光载波和基带光载波，随后分别加载OFDM信号，利用耦合器将其合成输出，通过光分配网络传输至光网络单元；光网络单元将接收到的信号分离出毫米波成分，转换成电信号后通过天线组发射出去，余下信号进行光电转换、数模转换和信号处理，进一步传输给下一级单元，实现无线信号的汇聚接入。采用本发明的模型和方法，可以在实现在光接入网中的有线信号与无线信号汇聚接入，实现在同一场景中，基带OFDM信号、UWB(MB-OFDM)信号、WiMax/WiFi信号以及毫米波OFDM信号等多种方式作接入，增加接入网的普适性。

Description

基于正交频分复用的汇聚式光接入网***和方法

技术领域

本发明设计通信技术，特别涉及一种基于正交频分复用的汇聚式光接入网***和方法。

背景技术

随着科学技术的发展，人类社会正迈向一个信息化的时代。越来越多的信息数据需要通过网络进行传播，各种高流量的应用也涌现出来，例如IPTV、VoIP、视频会议等等。人们对于信息传输带宽的需求一直在以惊人的速度增长。而对于接入网而言，却仍然停留在兆比特量级的传输速率，无论是带宽还是灵活方面，均不能满足当今网络流量的飞速发展和用户的多样化需求，成为高速骨干网和本地网中的一个瓶颈。未来宽带接入光网络，不仅要为用户提供动态灵活的接入方式，而且要提高频谱效率，降低传输成本，满足用户不断增长的带宽需求。

目前应用广泛的光接入技术是时分复用无源光网络(Time DivisionMultiplexing-Passive Optical Network，TDM-PON)。在这种技术中，局端设备为光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)，远端设备为多个光网络单元(Optical Network Unit，ONU)，通过无缘的光分配网络(OpticalDistribution Network，ODN)将二者进行连接。数据下行时，OLT通过时分复用(TDM)的方式将数据以广播的方式传输至各个ONU，不同ONU通过协议获得自己对应时隙的数据，舍弃其他数据；数据上行时，则采用时分多址(TimeDivision Multiple Access，TDMA)方式，通过预先的协议，在不同时刻，各个的ONU分别发送各自数据至OLT中。目前商用TDM-PON技术主要是遵循ITU-TG.984标准的GPON技术，以及遵循IEEE802.3ah标准的EPON技术。但是，TDM-PON上下行时的时分复用方式，限制了单个用户的带宽，引起频带利用率不足和突发接收等问题；由于各光网络单元ONU到光线路终端OLT的距离不同，多个ONU设备发送的数据在OLT接收器上容易发生冲突，必须引入测距技术和突发控制技术；同时，为了保证OLT能正确接收ONU的突发数据，还需要引入实现快速光检测的突发光接收器件及能够快速恢复时钟信号的突发时钟数据恢复(BurstClock and Data Recovery，BCDR)器件。在扩展更高带宽时，基于电的突发接收技术实现起来很困难，不仅需要增加复杂的带宽管理算法，而且在时钟同步、快速光信号检测方面，对半导体和光电子行业提出了苛刻的要求。这些问题限制TDM-PON进一步的发展，难以适应网络的演进。

波分复用无源光网络(Wavelength Division Multiplexing-PassiveOptical Network，WDM-PON)为每个ONU均分配了一个独立的波长，可以为每个ONU提供更大的带宽，每个ONU都享有独立的速率，相较于TDM-PON所有ONU共享比特速率，大大提高了网络的精细度。此外，不同ONU信息加载在不同的波长上，很大程度增加了网络的安全性与集成性。WDM-PON的美中不足之处在于成本偏高，故离走向实用尚有距离。

近两年来，光域的正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)技术的出现，为光通信注入了新的活力。光正交频分复用技术是将无线通信中的OFDM技术引用到光上，将高速串行的比特信息动态的分配到各个频谱相互重叠的子载波上，同时各个子载波采用QAM等高级调制格式，有效地提升***的频谱效率。更为重要的是，光OFDM符号在每个子载波上的数据信号持续时间相对增加，加上循环前缀技术的采用，从而有力地克服了光纤链路中的色度色散与片振膜色散所带来的码间串扰。此外，OFDM是无线通信中必不可少的技术。若采用OFDM格式承载光信号，可以实现光纤接入与无线接入的无缝融合。

OFDM能有效提高光接入网的频谱效率。由于光OFDM信号各个子载波之间的正交性，它不仅允许各个子信道的频谱相互交叠，而且可以通过简单的星座映射算法，在各个子载波上实现xQAM、xPSK等高阶调制。因此，与其他方式相比，将光OFDM技术应用到光接入网中可以最大限度的利用频谱资源，提升频谱效率。

同时，光OFDM技术优良的抗色散性使光接入网向长距离接入网平滑演进。大于80千米的长距离接入网是近两年的一个研究热点，是是城域接入网与无源光网络接入相融合的产物，它可以有效简化网络结构，提升网络性能，降低网络成本。对于长距离接入，链路色散对***的影响无疑是首要解决的问题。而从理论上讲，光OFDM信号完全不受链路中的色度色散以及偏振模色散的影响。故采用OFDM接入可以实现光接入网向长距离接入网的平滑过渡。

众所周知，光纤接入网具有巨大的带宽潜能和良好的QoS性能，但是不具备移动性，无法满足用户终端多样化的需求；无线接入网有较高的灵活度和移动性，但是QoS性能较差。OFDM作为无线通信中的成熟技术，被广泛应用于WiMax/WiFi与UWB(Ultra-Wide Band，超宽带)框架中。如果把这两者融合，通过合理设计，集两者优点于一体，将可能实现既具有光纤接入网良好QoS，又能传输毫米波信号的综合***。

为了实现这个设想，我们设计出了基于正交频分复用的汇聚式光接入网***。该***就是基于OFDM光纤接入网的基础上，集成了毫米波频段的射频模块，通过射频切割的方法，并使用光间差复用器(Inter Leaver，IL)，在一个***中同时产生毫米波光载波与基频光载波，分别调制后耦合为单路混合信号，在光线路终端与光网络单元之间形成混合信号流，通过光纤进行长距离传输。最后在远端再次使用光间差复用器将有线与无线信号进行分离。这样就实现有线信号与无线信号的汇聚接入。

图1为普通毫米波传输***。现结合图1，对普通毫米波传输***进行说明，具体如下：

激光光源10用于产生毫米波在光纤中传输所需要的光载波；毫米波电域信号源11产生已经调制好的毫米波的电域信号；光载波和毫米波电域信号都被传入MZ调制器12；MZ调制器12将接收到的光载波分成两束分别在调制器内的两个波导臂上传播，然后利用毫米波电域信号中的信息改变调制器内的两个波导臂的调制电压以改变波导的折射率，改变两个波倒闭输出的两束光之间的相位差，输出已调好的毫米波光载信号。

光载信号由局端出发，通过光纤进行长距离的传输，传输至毫米波信号发射端的高速光电探测器13。

高速光电探测器13将接收到的毫米波光载信号进行光电转换，还原成毫米波电域信号，传入天线模块14；天线模块14将毫米波电域信号通过天线发射出去。

图2为普通正交频分复用光接入网***。现结合图2，对普通正交频分复用光接入网***的结构进行说明，具体如下：

普通OFDM接入网络***包括：光线路终端、光分配网络、L个光网络单元。L为大于或者等于1的整数。

光线路终端20用于产生光载波，将需要携带的信息以OFDM方式加载至光载波上，输出加载后的OFDM光信号至光分配网络21。其中，光线路终端20包括激光光源200、OFDM模块201，以及MZ调制器202。激光光源200产生一个单频率激光，作为光OFDM信号所需要的光载波，该光载波被接入至MZ调制器202的两个波导臂中。OFDM模块201中包含所需的数据源，该模块将数据进行OFDM变换，输出电域的OFDM信号，并输出到MZ调制器202作为调制电压改变两波导臂的折射率，从而改变相位差。MZ调制器202输出的信号为光OFDM信号。

光分配网络21将光局端输出的OFDM信号分配到远端的L个光网络单元22中。其中，L为大于或等于1的整数。

光网络单元22用于接收光OFDM信号，并转换、处理成所需电信号的数据。其中，光网络单元22包括高速光电探测器220、模/数转换器221、信号处理单元222高速光电探测器接收到光分配网络21传来的光OFDM，利用光电效应转换成电域的OFDM信号；模/数转换器221将该电域信号进行模数转换，成为基带数字信号；信号处理单元222则将OFDM数字信号转换成光线路终端20中OFDM模块201中的数据源信号。

上述普通毫米波传输***和普通正交频分复用接入光网***分别完成了毫米波在光纤***中的长距离传输和光OFDM格式的数据传输。但是当两种***需要在同一线路上应用时，则必须建立两套***，分别传输光载毫米波和光OFDM格式数据，这既增加了***综合管理的复杂性，也增加了光纤铺设、设备空间等资金成本。为了充分利用光纤的传输带宽潜力，将两条光纤传输融合为单光纤传输将可以克服上述弱点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于正交频分复用的汇聚式光接入网***，该***能够实现在同一场景中，基带OFDM信号、UWB(MB-OFDM)信号、WiMax/WiFi信号以及毫米波OFDM信号等多种方式作接入，增加接入网的普适性。

本发明的另一目的在于提供一种基于正交频分复用的汇聚式光接入网方法，该方法能够实现在同一场景中，基带OFDM信号、UWB(MB-OFDM)信号、WiMax/WiFi信号以及毫米波OFDM信号等多种方式作接入，增加接入网的普适性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样的：

该基于正交频分复用的汇聚式光接入网***包含三部分：光线路终端、光分配网络、N个光网络单元。

由光线路终端中的激光光源产生光源光波，通过MZ调制器用射频信号的射频切割后，形成多个频率成分的多载波；多载波随后被光间差复用器通过频率分离，获得独立的基带光载波和毫米波光载波两路信号，分别调制上需要通过毫米波和基带传输的OFDM信号，然后通过耦合器进行耦合，获得混合信号并发送出去。

光线路终端将耦合后的混合信号传输给N个光网络单元；其中N为大于或等于1的整数。

在光网络单元一侧，再由光间差复用器按照不同频率将毫米波光载信号和基带光载信号分离；毫米波光载信号被转换成电信号并经由天线发送；基带光载信号被转换成电信号，然后进入信号处理单元进行处理，分离出WiMax/WiFi信号、UWB信号、基带数据等，再将其通过天线发射或传输给下一步应用。

本发明的创新之处体现在所提供的接入网***和方法将UWB、毫米波、WiMax/WiFi、基带等多种接入方式汇聚为一体，物理层上统一采用OFDM技术承载信息，对多种接入方式进行识别，探测以及处理，实现无缝汇聚的光接入。

由上述的技术方案可见，本发明提供了一种基于正交频分复用的汇聚式光接入网***和方法。方案的优点再在于，光线路终端中的光间差复用器和射频调制模块的结合使用，使得毫米波光载信号与基带光载信号的产生位于同一个光线路终端上，便于设备的采购和安装管理；在局端只需要一个激光光源，降低设备成本；毫米波信号与光OFDM信号通过同一张光分配网络传输，节约了光纤布线的材料和人力设备、成本，简化了光分配网络的复杂度；提高了光纤***的频带利用率；在远端的光分配单元加入光间差复用器，实现两***在远端的集成，便于***的安装部署；针对不同场景灵活选择基带OFDM信号、UWB信号、WiMax/WiFi信号以及毫米波OFDM信号等多种接入方式，满足了光接入网终端多样化的需求，并很大程度地增加了接入网的普适性。

附图说明

图1普通毫米波传输***。

图2普通正交频分复用光接入网***。

图3为本发明基于正交频分复用的汇聚式光接入网***的结构示意图。

图4为本发明***中OFDM模块的结构示意图。

图5为本发明基于正交频分复用的汇聚式光接入网方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种基于正交频分复用的汇聚式光接入网***和方法，该模光线路终端包含的激光器产生基本光载波，运用射频调制模块和光间差滤波器生成毫米波光载波和基带光载波，随后分别加载OFDM信号，利用耦合器将其合成输出，通过光分配网络传输至光网络单元；光网络单元将接收到的信号分离出毫米波成分，通过天线组发射出去，余下信号进行数模转换和信号处理，进一步传输给下一级单元，从而实现无线信号的汇聚接入。

图3为本发明基于正交频分复用的汇聚式光接入网***的结构示意图；图4为本发明***中OFDM模块的结构示意图。现结合图3及图4，对本发明基于正交频分复用的汇聚式光接入网***的结构进行说明，具体如下：

为了表述清楚，先对本发明基于正交频分复用的汇聚式光接入网***进行定义，本发明的接入网***能够在光线路终端同时产生毫米波光载信号与基带光载信号，并合理混合，通过光分配网络传输至光线路终端，在终端中分离出毫米波光载信号，并通过天线发射出去，基带光载信号则进入相关模块进行数字处理；本发明图4所示的OFDM模块可以实现数据流的OFDM编码转换，将数据通过IFFT变换、数模转换等步骤，最后输出至MZ调制器，用来对光载波进行调制。

本发明基于正交频分复用的汇聚式光接入网***包括：光线路终端30、光分配网络31和N个光网络单元32。

其中，光线路终端30包括激光光源300、2个OFDM调制模块(图3未示出)、1个射频调制模块(图3未示出)、光间差复用器303和耦合器408。

光线路终端30中的激光光源300与射频调制模块之间的信号为光源光波，是整个***的光载波初始光源；射频调制模块中产生毫米波段的射频信号，随后用此信号通过MZ调制器301中将光源光波进行射频切割，形成具有多个频率成分的多载波信号；光间差复用器303接收多载波信号后，其进行频率分离处理，产生毫米波光载波和基带光载波两路信号；所述基带光载波的频率与光源光波具有相同的光频率；其中基带光载波的频率与光源光波具有相同的光频率，毫米波光载波是具有两个频率的信号，两个频率的差值就是毫米波载波的频率值，这两个频率对称分布在基带光载波频率的两侧；OFDM调制模块之一(由MZ调制器304和OFDM模块305组成)对毫米波数据源的数据进行OFDM处理，产生需要通过毫米波传输的OFDM信号，该信号随后在MZ调制器中被加载至毫米波光载波上，形成所需要传输的毫米波光载信号；OFDM调制模块之二(由MZ调制器306和OFDM模块307组成)对另外一数据源的数据进行OFDM处理，产生的需要通过光基带传输的OFDM信号，该信号随后在MZ调制器中北加载至基带光载波上，形成传输所需的基带光载信号；耦合器308将毫米波光载信号和基带光载信号两路独立光信号进行耦合，形成频率不重叠的混合信号，并将其输出至链路光纤，接入到光分配网络31。

光分配网络31接收位于局端的光线路终端的信号，并传递给位于远端的N个光网络单元32；光分配网络31并不限制结构，其结构可以是星型、总线型、环形、点对点等已有结构，也可以是未来出现的新结构。本发明重点在于光线路终端30以及光网络单元32的基于正交频分复用的汇聚式光接入网***和方法；N个光网络单元32的结构相同；N为大于或等于1的正整数。

每一个光网络单元单元32中包括1个光间差滤波器320、2个高速光电探测器(321和324)、1个天线模块322、3支天线(323、327、328)、1个模/数转换器325，1个信号处理单元326。

光间差滤波器320接收到光分配网络31传来的混合信号后，通过对信号进行频率的交错分离，得到独立的毫米波光载信号与基带光载信号，共两路；高速光电探测器之一321将毫米波光载信号转换成毫米波电域信号；毫米波电域信号通过天线模块322处理，并由天线之一323进行无线发射；高速光电探测器324之二将分离出的基带光载波信号转换成基带电域信号；模/数转换器325将基带电域信号转换成数字信号；信号处理单元326对数字信号进行处理，分离出WiMax/WiFi信号、UWB信号、基带数据；天线之二327将WiMax/WiFi信号发送出去；天线之三328将UWB信号发送出去；基带数据被输出供其他应用。

其中，两个OFDM调制模块各包括一个MZ调制器和一个OFDM模块。射频调制模块包括MZ调制器301和射频信号发生器302。其中，MZ调制器304和OFDM模块305组成OFDM调制模块之一，完成毫米波光载信号的调制；MZ调制器306和OFDM模块307组成OFDM调制模块之二，完成基带光载信号的调制。

MZ调制器将接收到的光载波分成两束分别在调制器内的两个波导臂上传播，然后利用光电效应及数据流信号中含有的信息改变调制器内的两个波导臂的调制电压以改变波导的折射率，改变两个波倒闭输出的两束光之间的相位差，输出已调好的信号。如果MZ调制器位于OFDM调制模块，则数据信号流指OFDM信号，输出信号为毫米波光载信号或基带光载信号；如果MZ调制器位于射频调制模块，则数据信号流指射频信号发生器产生的毫米波频率载波信号，输出信号为多载波信号。

射频信号发生器产生一个电域的正弦波，该正弦波用来作为毫米波信号的载波。因此，正弦信号的频率应该在30GHz-300GHz，以满足波长为毫米范围。

OFDM模块的结构如图4所示，包括以下部件：数据源40、串并变换模块41、数字处理模块42、并串变换模块43、两个数模转换模块44和软件上变频模块45。

数据源40产生需要传输的信号；

串并变换模块41将一路串行数据转换为M路并行数据；

数字处理模块42将M路串行信号进行逆快速傅里叶变换(IFFT)，即把M路数据调制到不同的正交子载波上；随后在形成的OFDM信号中加入循环前缀，用以克服信道的多径时延扩展造成的符号间干扰；加入训练序列，用作接收端作定时同步、信道估计和频偏估计等；

串并变换器43将M路并行信号转为两路数字信号；

数/模转换模块44将两路数字信号转换成两路模拟信号；

软件上变频模块45将两路模拟信号合并处理，输出OFDM信号。

图5为本发明基于正交频分复用的汇聚式光接入网方法的流程图。现结合图5，对本发明基于正交频分复用的汇聚式光接入网方法进行说明，具体如下，步骤包括：

步骤501：利用激光光源产生光源光波；随后在射频调制模块中，产生毫米波频段的射频信号，并将该信号加载至所述光源光波上，通过射频切割，形成含有多个频率成分的所述多载波信号；多载波信号含有激光光源的基本载波频率，以及两侧对称的两个边带载波频率，并且两边带频率差值为毫米波载波频率；对多载波进行频率分离处理，即用光间差复用器将多载波信号的激光光源频率成分与边带频率成分分离，分别获得毫米波光载波和基带光载波2路独立光信号；毫米波光载波被加载需要通过毫米波传输的无线OFDM信号，成为毫米波光载信号；基带光载波两路信号均被加载需要通过基带光信号传输的OFDM信号，成为基带光载信号；毫米波光载信号与所述基带光载信号随后被耦合器耦合为频率上分离的一路混合信号，接入光纤链路，并输出至光分配网络；

其中，射频信号为毫米波之频率电信号，即30GHz-300GHz的电信号；所述毫米波光载波上下两谐波频率差值对应了毫米波频率；基带光载波频率与光源光波频率相同；

该步骤中，产生毫米波光载波和基带光载波两路信号的方法包括：

步骤5011，将激光光源产生的光源光波传输至MZ调制器载波输入端，用作整个***的初始光源，其频率称为中心频率；并将射频信号发生器产生的射频信号传输至MZ调制器的调制信号端；射频信号的频率处于为毫米波段，范围是30GHz-300GHz；

步骤5012，在MZ调制器中用射频信号对光源光波进行载波切割，形成含有多个频率成分的多载波信号，该载波信号中包含一个与光源光波频率相同的中心频率载波，以及两个边带载波；两个边带载波的幅度相等；边带载波的频率差值为射频信号的频率；两个边带载波频率以中心频率载波为对称；

步骤5013，采用光间差复用器处理多载波信号，通过频率分离，将多载波中的中心频率载波和边带载波分别分离进入两路光纤中，形成两路独立的光载波，分别是毫米波光载波和基带光载波。

将毫米波光载波和基带光载波加入OFDM信号，并形成混合信号的实现方法，包含以下步骤：

步骤5014，将毫米波光载波传输进入一个OFDM调制模块的MZ调制器载波接入端；OFDM模块将需要通过毫米波传输的数据源数据处理为OFDM信号，并将需要通过毫米波传输的OFDM信号接入与毫米波光载波相连的MZ调制器信号端；

步骤5015，随后MZ调制器通过电压控制相位延迟效应，将OFDM信号以幅度调制方式加载至毫米波光载波上，形成毫米波光载信号；

步骤5016，将基带光载波传入另一个OFDM调制模块的MZ调制器载波接入端，OFDM模块将需要通过光基带传输的另一数据源数据处理为OFDM信号，并将需要通过该光载波传输的OFDM信号接入与此MZ调制器信号端；

步骤5017，随后MZ调制器通过电压控制相位延迟效应，将OFDM信号以幅度调制方式加载至基带光载波上，形成基带光载信号；

步骤5018，利用耦合器，将两路光纤中独立的不同频率成分的毫米波光载信号和基带光载信号耦合至一条光链路中，形成频率上不重叠的混合信号；随后将带有数据的混合信号输出至光分配网络，进行长距离的接入网传输。

步骤502，利用光分配网络，将位于局端的光线路终端输出的混合信号分配给位于远端的N个光网络单元。

该步骤中的光分配网络，并不限制结构，其结构可以是星型、总线型、环形、点对点等已有结构，也可以是未来出现的新结构。本发明重点在于光线路终端以及光网络单元的基于正交频分复用的汇聚式光接入网***和方法。其中，N是大于或等于1的正整数。

步骤503，用光间差复用器对接收到的混合信号进行频率分离，将混合信号中的光源频率成分和边带频率成分分至两路链路中，并分别成为毫米波光载信号和基带光载信号；毫米波光载信号送至天线发射，此时发出的无线信号仍含有两个频率的载波，载波差频仍然为毫米波信号载波频率；对基带光载信号进行数字处理，分离获得WiMax/WiFi信号、UWB信号和基带数据；将WiMax/WiFi信号和UWB信号分别送入天线发射；基带数据将传输给其他应用。

其中，毫米波通过本接入网***，在光网络单元分离、发送的步骤如下：

步骤5031，将接收到的混合信号接入光间差复用器(IL)，通过频率上的分离，以类似于A3步骤的方式处理，获得毫米波光载信号和基带光载信号两路独立的光信号，分别接入两路光纤链路；

步骤5032，毫米波光载信号被传入高速光电探测器，通过光电效应完成光电转换，形成毫米波电域信号，以便通过天线进行信号发射；

步骤5033，毫米波电域信号被传入天线模块处理，然后通过天线发送出去。

基带光载信号的分离和处理如以下步骤：

步骤5034，基带光载信号被传入高速光电探测器，通过光电效应完成光电转换，生成电域信号，以便对信号进行电域的处理；

步骤5035，将上一步生成的电信号接入模/数转换器，使模拟信号转换成数字信号，接入至信号处理单元；

步骤5036，生成的数字信号传入信号处理单元处理，首先进行快速傅里叶变换(FFT)，恢复后获得在光线路终端的数据源数据；然后根据不同目的将其中的信号的进行分离等处理，而后获得WiMax/WiFi信号、UWB信号和基带数据；其中的WiMax/WiFi信号和UWB信号分别送入两支天线，通过无线发送出去。基带数据则完成了长距离的光接入传输的任务，被进一步传输给其他设备使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种基于正交频分复用的汇聚式光接入网***，其特征在于，该***包括：光线路终端、光分配网络、N个光网络单元；

所述光线路终端包括1个激光光源、1个射频调制模块、2个OFDM调制模块、光间差复用器(IL)、耦合器；所述激光光源产生光源光波，为整个***的光载波初始光源；所述射频调制模块中，射频信号发生器中产生毫米波段的电域射频信号，随后用此信号通过MZ调制器中将光源光波进行射频切割，形成具有多个频率成分的多载波信号；所述光间差复用器(IL)收到多载波信号后，对其进行频率分离处理，产生毫米波光载波和基带光载波两路信号；所述基带光载波的频率与光源光波具有相同的光频率；所述毫米波光载波是具有两个频率的信号，两个频率的差值就是毫米波载波的频率值，这两个频率对称分布在基带光载波频率的两侧；所述OFDM调制模块之一中的OFDM模块对一个数据源的数据进行OFDM变换处理，产生需要通过毫米波传输的OFDM信号，该信号随后在MZ调制器中被加载至毫米波光载波上，形成传输所需的毫米波光载信号；所述OFDM调制模块之二中的OFDM模块对另外一数据源的数据进行OFDM变换处理，产生的需要通过光基带传输的OFDM信号，该信号随后在MZ调制器中北加载至基带光载波上，形成传输所需的基带光载信号；所述耦合器将毫米波光载信号和基带光载信号两路独立光信号进行耦合，形成频率不重叠的混合信号，并将其输出至链路光纤，接入到所述光分配网络；

所述光分配网络接收所述光线路终端输出的混合信号，并传递给N个所述的光网络单元，所述N个光网络单元的结构相同；其中，N为大于或等于1的整数；

所述光网络单元，每一个单元中包括1个光间差滤波器、2个高速光电探测器、1个天线模块、3支天线、1个模/数转换器，1个信号处理单元；所述光间 差滤波器收到光分配网络传来的混合信号后，通过对信号进行频率的交错分离，获得独立的毫米波光载信号与基带光载信号，共两路；所述高速光电探测器之一将毫米波光载信号转换成毫米波电域信号；所述毫米波电域信号通过所述天线模块处理，并由所述天线之一进行无线发射；所述高速光电探测器之二将分离出的基带光载波信号转换成基带电域信号；所述模/数转换器将基带电域信号转换成数字信号；所述信号处理单元对数字信号进行快速傅里叶变换(FFT)，更具数据流的目的区分并输出WiMax/WiFi信号、UWB信号、基带数据；所述天线之二将WiMax/WiFi信号无线发送出去；所述天线之三将UWB信号无线发送出去；所述基带数据被输出供其他应用。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述OFDM调制模块包括：1个OFDM模块和1个MZ调制器(马赫-曾德尔调制器)；

所述OFDM模块，包含数据源，将原始数据进行电域的正交频分复用(OFDM)处理，提供电域OFDM数据信号；

所述MZ调制器将接收到的光载波分成两束分别在调制器内的两个波导臂上传播，然后利用所述电域OFDM信号中的信息改变调制器内的两个波导臂的调制电压以改变波导的折射率，改变两个波倒闭输出的两束光之间的相位差，输出已调好的光载信号；在本专利中，所述MZ调制器对应的光载波为所述基带光载波、所述毫米波光载波，此二者通过OFDM信号加载的输出分别是所述基带光载信号、所述毫米波光载信号。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述射频调制模块包括：一个射频信号发生器和一个MZ调制器；

所述射频信号发生器，生成毫米波频段的电域载频信号，频率范围由30GHz-300GHz，该射频信号为形成光域毫米波载频所用； 

所述MZ调制器将接收到的光源光波分成两束分别在调制器内的两个波导臂上传播，然后利用所述毫米波频率电域载频信号改变调制器内的两个波导臂的调制电压以改变波导的折射率，改变两个波倒闭输出的两束光之间的相位差，输出含有多个频率成分的多载波，即完成对光源光波进行射频切割。

4.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述OFDM模块包括：数据源、串并变换模块、数字处理模块、并串变换模块、两个数模转换模块和软件上变频模块；

所述数据源产生需要传输的信号；

所述串并变换模块将一路串行数据流转换为M路并行数据，形成多路信号，输出至数字处理模块；

所述数字处理模块将M路串行信号进行逆快速傅里叶变换(IFFT)，即把M路数据调制到不同的正交子载波上；随后在形成的OFDM信号中加入循环前缀，用以克服信道的多径时延扩展造成的符号间干扰；加入训练序列，用作接收端作定时同步、信道估计和频偏估计等；

所述串并变换器将M路并行数字信号转为两路数字信号；

所述数模转换模块将两路数字信号转换成两路模拟信号；

所述软件上变频模块将两路模拟信号合并处理，输出OFDM信号至MZ调制器进行调制。

5.一种基于正交频分复用的汇聚式光接入网方法，其特征在于，该方法包括：

A、利用激光光源产生光源光波；随后在射频调制模块中，产生毫米波频段的射频信号，并将该信号加载至所述光源光波上，通过射频切割，形成含有多 个频率成分的所述多载波信号；所述多载波信号含有激光光源的基本载波频率，以及两侧对称的两个边带载波频率，并且两边带频率差值为毫米波载波频率；对所述多载波进行频率分离处理，即用光间差复用器将多载波信号的激光光源频率成分与边带频率成分分离，分别获得毫米波光载波和基带光载波2路独立光信号；所述毫米波光载波被加载需要通过毫米波传输的无线OFDM信号，成为毫米波光载信号；所述基带光载波两路信号均被加载需要通过基带光信号传输的OFDM信号，成为基带光载信号；所述毫米波光载信号与所述基带光载信号随后被耦合器耦合为频率上分离的一路混合信号，接入光纤链路，并输出至光分配网络；所述射频信号为毫米波之频率电信号，即30GHz-300GHz的电信号；所述毫米波光载波上下两谐波频率差值对应了毫米波频率；所述基带光载波频率与光源光波频率相同；

B、利用光分配网络，将位于局端的光线路终端输出的混合信号分配给位于远端的N个光网络单元；N为大于或等于1的整数；

C、用光间差复用器对接收到的混合信号进行频率分离，将所述混合信号中的光源频率成分和边带频率成分分至两路链路中，并分别成为毫米波光载信号和基带光载信号；所述毫米波光载信号送至天线发射，此时发出的无线信号仍含有两个频率的载波，载波差频仍然为毫米波信号载波频率；对所述基带光载信号进行数字处理，分离获得WiMax/WiFi信号、UWB信号和基带数据；将所述WiMax/WiFi信号和UWB信号分别送入天线发射；基带数据将传输给其他应用。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A所述产生毫米波光载信号和基带光载信号的混合信号包括：

A1、将激光光源产生的光源光波传输至MZ调制器载波输入端，用作整个***的初始光源，其频率称为中心频率；并将射频信号发生器产生的射频信号传 输至MZ调制器的调制信号端；射频信号的频率处于为毫米波段，范围是30GHz-300GHz；

A2、在MZ调制器中用射频信号对光源光波进行载波切割，形成含有多个频率成分的多载波信号，该载波信号中包含一个与光源光波频率相同的中心频率载波，以及两个边带载波；两个边带载波的幅度相等；边带载波的频率差值为射频信号的频率；两个边带载波频率以中心频率载波为对称；

A3、采用光间差复用器处理多载波信号，通过频率分离，将多载波中的中心频率载波和边带载波分别分离进入两路光纤中，形成两路独立的光载波，分别是毫米波光载波和基带光载波；

A4、将毫米波光载波传输进入一个OFDM调制模块的MZ调制器载波接入端；OFDM模块将需要通过毫米波传输的数据源数据处理为OFDM信号，并将需要通过毫米波传输的OFDM信号接入与毫米波光载波相连的MZ调制器信号端；

A5、随后MZ调制器通过电压控制相位延迟效应，将OFDM信号以幅度调制方式加载至毫米波光载波上，形成毫米波光载信号；

A6、将基带光载波传入另一个OFDM调制模块的MZ调制器载波接入端，OFDM模块将需要通过光基带传输的另一数据源数据处理为OFDM信号，并将需要通过该光载波传输的OFDM信号接入与此MZ调制器信号端；

A7、随后MZ调制器通过电压控制相位延迟效应，将OFDM信号以幅度调制方式加载至基带光载波上，形成基带光载信号；

A8、利用耦合器，将两路光纤中独立的不同频率成分的毫米波光载信号和基带光载信号耦合至一条光链路中，形成频率上不重叠的混合信号；随后将带有数据的混合信号输出至光分配网络，进行长距离的接入网传输。 

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤C所述分离混合信号，将分离出的毫米波光载波和基带光载波分别处理发送的方法包括：

C1、将接收到的混合信号接入光间差复用器(IL)，通过频率上的分离，以类似于A3步骤的方式处理，获得毫米波光载信号和基带光载信号两路独立的光信号，分别接入两路光纤链路；

C2、毫米波光载信号被传入高速光电探测器，通过光电效应完成光电转换，形成毫米波电域信号，以便通过天线进行信号发射；

C3、毫米波电域信号被传入天线模块处理，然后通过天线发送出去。

基带光载信号的分离和处理如以下步骤：

C4、基带光载信号被传入高速光电探测器，通过光电效应完成光电转换，生成电域信号，以便对信号进行电域的处理；

C5、将上一步生成的电信号接入模/数转换器，使模拟信号转换成数字信号，接入至信号处理单元；

C6、生成的数字信号传入信号处理单元处理，首先进行快速傅里叶变换(FFT)，恢复后获得在光线路终端的数据源数据；然后根据不同目的将其中的信号的进行分离等处理，而后获得WiMax/WiFi信号、UWB信号和基带数据；其中的WiMax/WiFi信号和UWB信号分别送入两支天线，通过无线发送出去；基带数据则完成了长距离的光接入传输的任务，被进一步传输给其他设备使用。 

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