基于副载波复用的波分复用无源光网络系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤通信技术领域，具体涉及基于副载波复用的波分复用无源光网络系统。
【背景技术】
[0002]在光纤通信系统中，在发送端使用波分复用器，以光波作为载体，在同一根光纤内同时传输多个不同波长的光载波信号，每个波长的光波都可以单独携带语音、数据和图像信号，能使得单根光纤的传输容量倍增；在接收端使用波分解复用器，将各波长的光载波分离，并做进一步处理和恢复，各个用户可以一直使用所分配的波长发送或者接收数据。该方法的优点在于可以向各个用户发送大量数据，通信的安全性能良好，缺点在于光纤带宽有限，系统成本较高。副载波复用技术是已经在无线电、卫星和有线电视广泛使用的物理层传输，一般应用在相对较低的数据速率，并且提供低成本和较高带宽效率的。有待于提出一种应用于低速、大数据传输领域，具有频带宽、成本低优势的光网络系统。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，解决现有光网络系统处理低速、大数据时出现的频带窄、成本高的问题。
[0004]本实用新型通过以下技术方案解决上述问题:
[0005]基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，由发送装置、光纤链路以及接收装置组成；所述发送装置由至少1个副载波复用器、至少1个光强度调制器頂、1个波分复用器以及一个光载波发生器组成；所述副载波复用器与光强度调制器頂的数量相同；所述各副载波复用器的输出端与相应的光强度调制器頂的一路输入端相连；所述各光强度调制器頂的另一路输入端分别与光载波发生器的输出端口相连，所述各光强度调制器IM的输出端分别与波分复用器的1路输入端相连；所述波分复用器的输出端通过光纤链路与接收装置相连；所述接收装置由1个波分解复用器、至少1个光电检测器ro以及至少1个副载波解复用器组成；所述光电检测器ro与副载波解复用器的数量相同；所述波分解复用器的输入端通过光纤链路与发送装置相连；所述波分解复用器的各输出端分别与1个光电检测器ro的输入端相连；所述各光电检测器ro的输出端分别与对应的副载波解复用器的输入端相连。
[0006]上述方案中，所述各副载波复用器电路连接完全相同；所述各副载波复用器均由至少1个发送端乘法器、至少1个加法器以及1个发送端本地振荡器组成；所述各发送端乘法器的一路输入端与发送端外部用户的1个输出端口相连，所述发送端乘法器与发送端外部用户输出端口数量相同，所述各发送端乘法器的另一路输入端与发送端本地振荡器的1个输出端口相连，所述发送端乘法器与发送端本地振荡器的1个输出端口数量相同；所述加法器在数量上比发送端乘法器少1，各路发送端乘法器的输出端电信号通过各加法器依次累加，累加结果输出至与所述副载波复用器对应的光强度调制器IM的一路输入端。
[0007]上述方案中，所述光载波发生器产生至少1路光信号，其路数与光强度调制器頂的数量相同；所述光载波发生器由1个放大自发辐射光源ASE、至少1个环形器以及至少1个光纤光栅串联而成；所述环形器与光纤光栅数量相同。
[0008]上述方案中，所述各副载波解复用器电路连接完全相同；所述各副载波解复用器均由1个分路器、至少1个带通滤波器BPF、至少1个接收端乘法器以及1个接收端本地振荡器组成；所述带通滤波器BPF与接收端乘法器的数量相同；
[0009]所述分路器的输入端连接于与其所在的副载波解复用器对应的光电检测器ro的输出端，分路器的至少1个输出端口分别连接至与之对应的带通滤波器BPF的输入端，所述分路器的输出端口与带通滤波器BPF的数量相同；所述带通滤波器BPF的输出端连接至与之对应的接收端乘法器的一路输入端；所述接收端本地振荡器产生至少1个副载波，gij载波与接收端乘法器的数量相同，各副载波分别输出至与之对应的接收端乘法器的另一路输入端；所述各输出端乘法器的输出端与接收端外部用户相连。
[0010]上述方案中，所述副载波复用器的数量范围为8至256。
[0011]上述方案中，在所述各副载波复用器中，发送端乘法器的数量范围为8至104。
[0012]本实用新型的优点与效果是:
[0013]在发送装置设置至少1个副载波复用器，在每个副载波复用器中，运用至少1个发送端数据分别调制发送端本地振荡器产生的至少1个副载波，将已调制、累加后的电信号进行光电转换，在通过波分复用器进行波分复用，副载波复用结合波分复用，副载波复用器和发送端乘法器在数量上还具有灵活的可扩展性；对应地，在接收装置设置波分解复用器和副载波解复用器，还原发送端数据。本实用新型能在保证传输质量的前提下进行扩展，即简单地增加副载波复用器电路或者发送端乘法器和加法器，既能增大频带宽度，成本也低廉。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构原理框图。
[0015]图2为本实用新型发送装置的电路图。
[0016]图3为本实用新型接收装置的电路图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。
[0018]基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，如图1所示，由发送装置、光纤链路以及接收装置组成；发送装置由L(L彡1)个副载波复用器，L(L彡1)个光强度调制器頂、1个波分复用器以及一个光载波发生器组成；副载波复用器与光强度调制器頂的数量相同；各副载波复用器的输出端与相应的光强度调制器頂的一路输入端相连；各光强度调制器IM的另一路输入端分别与光载波发生器的输出端口相连，各光强度调制器IM的输出端分别与波分复用器的L(L多1)路输入端相连；波分复用器的输出端通过光纤链路与接收装置相连；接收装置由1个波分解复用器、至少L(L彡1)个光电检测器以及至少L(L彡1)个副载波解复用器组成；光电检测器ro与副载波解复用器的数量相同；波分解复用器的输入端通过光纤链路与发送装置相连；波分解复用器的各输出端分别与L(L多1)个光电检测器ro的输入端相连；各光电检测器ro的输出端分别与对应的副载波解复用器的输入端相连。
[0019]副载波复用SCM的优点在于能使数字信号与模拟信号兼容，且对器件要求低，尤其是在射频复用方面，在接收端可以运用成熟的微波技术进行滤波、分路，因而对激光器的线宽与频率稳定度要求不高，也不需要光学滤波器。从性能考虑，SCM接收装置工作于固定电中频，其带宽是一路信号的带宽，而分时复用的接收端的带宽是总码数的带宽，信噪比与带宽成反比，因此，SCM的接收装置具有良好的信噪比。若增加一路复用频道，对于SCM系统，只要在发送装置和接收装置各增加一套电子设备即可，而对于相干光纤通信，需要增加一套复杂的光学设备，难度系数高，因此，SCM系统在多路传输中更灵活、插入业务更方便。应用混合SCM技术容易实现宽带传输，能同时传输低速数据、高速数据以及模拟视频信号。
[0020]本实用新型的发送装置用于对n(n ^ 1)个发送端外部用户产生的外部数据1至η分别调制各自的副载波Π至fn，然后将各路副载波合起来直接进行光强度调制，即在进行L(L ^ 1)路副载波复用之后进行波分复用，将多个基带信号调制不同频率的电载波，进行电的频分复用，再将频分复用的群信号，对一个激光光源即光载波进行调制；在接收端，光电检测器ro检测电频分复用的群信号，运用电学方法将各路副载波分开，将分开后的各副载波变频到较低频率的频段上进行解调，恢复原来传输的外部数据1至η。
[0021]在本实用新型的发送装置中，各副载波复用器电路连接完全相同；各副载波复用器均由η(η ^ 1)个发送端乘法器、η-1 (η ^ 1)个加法器以及1个发送端本地振荡器组成；各发送端乘法器的一路输入端与发送端外部用户的η (η多1)个输出端口相连，发送端乘法器与发送端外部用户输出端口数量相同，各发送端乘法器的另一路输入端与发送端本地振荡器的η(η ^ 1)个输出端口相连，发送端乘法器与发送端本地振荡器的η(η ^ 1)个输出端口数量相同；加法器在数量上比发送端乘法器少1，各路发送端乘法器的输出端通过η-1 (η ^ 1)个加法器依次累加，累加结果输出至与所述副载波复用器对应的光强度调制器ΙΜ的一路输入端；光载波发生器产生L(L ^ 1)路光信号，其路数与光强度调制器頂的数量相同；光载波发生器由1个放大自发辐射光源ASE、L(L彡1)个环形器以及L(L彡1)个光纤光栅串联而成；环形器与光纤光栅数量相同，如图2所示。
[0022]发送端外部用户输出的外部数据1至n(n多1)为基带信号，用于调制发送端本地振荡器产生的不同频率的副载波Π至fn，之后，将各个携带外部数据1至n(n彡1)的副载波fl至fn通过η-1 (η彡1)个加法器进行累加，调制到光波上。副载波fl至fn是一种电子通信信号载波，携带在基带信号上，两个信号均能同时有效地传播。本实用新型使用L(L多1)个副载波解复用器，将副载波再次复用，将各副载波解复用器中加法器的输出端信号分别调制到光波上。由于各副载波复用器处理的外部数据可以相同，也可以不同，因此既能增大带宽，又能提高带宽效率。
[0023]光强度调制器頂通常分为光学介质调制、纯光学调制，使光的参量，如振幅、频率、相位、偏振状态和传播方向随着副载波复用器的输出信号发生变化的过程，即通过光学系统把待检测的电量信息变换成便于接受的光学信息。将副载波复用器的输出信号加到光强度调制器IM上时，光强度调制器頂的折射率发生变化，引起通过该晶体的光波特性发生变化。
[0024]波分复用器将各光强度调制器输出的载有信息、波长不同的光信号汇聚到一根光纤里，各信号在功能上相互叠加，在频谱上分开，其性能的好坏决定了整个系统的性能。光信号沿着光纤链路传输，可以在单根光纤上传输多路信号，每路信号由某种特定波长的光来传送，为一个波长信道。光波是电磁波的一部分，光的频率与波长具有单一对应关系，波分复用指光频率的粗分，光信道相隔较远，甚至处于光纤不同窗口。波分复用一般应用波分复用