器和波分解复用器分别置于光纤两端，实现不同光波的耦合与分离。这两个器件的原理是相同的。波分复用器的主要类型有熔融拉锥型、介质膜型、光栅型和平面型四种，其主要特性指标为插入损耗和隔离度。通常，波分复用器的插入损耗低、通道带宽宽，隔离度高，偏振相关性小，波长的温度稳定性好。
[0025]光载波发生器产生L(L彡1)路光信号，波长分别为λ?，λ2至AL。光载波发生器产生光束，通过环形器1传输至光纤光栅FBG1，一部分光经光纤光纤光栅FBG1反射后通过环形器1输出波长分别为λ 1的光信号；另一部分光经环形器2传输至光纤光栅FBG2，其中一部分光经光纤光栅FBG2反射后通过环形器2输出波长分别为λ2的光信号；另一部分则继续经环形器L(L彡1)传输至光纤光栅FBGL(L彡1)，最后由光纤光栅FBGL(L彡1)反射光，经环形器L(L多1)输出波长分别为XL的光信号。各光信号分别输入至与之对应的光强度调节器頂。
[0026]光纤链路是以光纤作为传输介质进行数据、信号传输的物理链路。光纤可以用来传输模拟信号和数字信号，单根光导纤维的数据传输速率能达几GB，在不使用中继器的情况下，传输距离能达几十公里。光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。传输介质是决定传输损耗的重要因素，决定了传输信号所需中继站的距离，光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点，光纤的频带可达到1.0GHz以上，一般图像的带宽只有8MHz，一个通道的图象用一芯光纤传输绰绰有余，在传输语音、控制信号或接点信号方面更为优势。光纤传输中的载波是光波，光波是频率极高的电磁波，远远比电波通讯中所使用的频率高，所以不受干扰。且光纤采用的玻璃材质，不导电，不会因断路、雷击等原因产生火花，因此安全性强，在易燃，易爆等场合特别适用。
[0027]接收装置用于接收发送装置发送出的光信号，进行耦合和分离，所含各组分与发送装置对应，分别为由1个波分解复用器、至少L(L彡1)个光电检测器ro以及至少L(L^l)个副载波解复用器。波分解复用器将从接收装置的波分复用器接收到的一束载有信息的光信号分成L(L多1)路，分别由光电检测器ro将光信号变换成电信号，并进行电路放大，还原成原信号后，再由波载波解复用器分离副载波和接收端数据，并将接收端数据输出至接收端外部用户。
[0028]波分解复用器与波分复用器原理相同，将从光纤链路接收到的一束模拟光信号分离成载有信息、波长不同的光信号，波分解复用器也具有插入损耗低、通道带宽宽，隔离度尚，偏振相关性小，波长的温度稳定性好的特点。
[0029]光电检测器ro用于检测光纤链路末端的光信号，并将之转换成相应的电信号，光纤链路末端的光信号经长距离传输变得很微弱，并伴有失真，因此对光电检测其ro的性能参数要求很高。光电检测器ro输出端的信号为已累加的调制副载波。光电检测其的性能好坏直接影响接收装置的灵敏度，选择合适的光电检测器是本实用新型有效传输的保证。
[0030]副载波解复用器，用于滤出副载波，抑制无用波。在接收装置中，各副载波解复用器电路连接完全相同；各副载波解复用器均由1个分路器、η (η ^ 1)个带通滤波器BPF、η (η彡1)个接收端乘法器以及1个接收端本地振荡器组成；带通滤波器BPF与接收端乘法器的数量相同；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n(n ^ 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，分路器的输出端口与带通滤波器BPF的数量相同；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；接收端本地振荡器产生η (η ^ 1)个副载波，副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；各输出端乘法器的输出端与接收端外部用户相连。光电检测器ro输出端的信号与发送装置中副载波复用器输出端的信号承载的信息相同。
[0031]在发送装置的各副载波复用器中，η (η ^ 1)个副载波分别被η(η ^ 1)个发送端数据调制后，再进行累加，在接收装置的副载波解复用器中，运用了分路器，用于将相应的光电检测器Η)输出的已累加的调制副载波分成η(η多1)路未累加的调制波电信号。接下来对各路未累加的调制波电信号进行解调处理，带通滤波器BPF滤除各副载波频率以外的其它电信号，留下已调制的原副载波，接收端乘法器用接收端本地振荡器产生的各副载波解调已调制的原副载波，得到各接收端数据，各接收端数据与各发送端数据相同。
[0032]上述L (L彡1)指至少1个，η (η彡1)指至少1个，η-1 (η彡1)指至少1个，在数量上与对应的η值相比少1。在本实用新型中，L和η具有扩展的灵活性，根据需求进行扩展，只需要简单增加副载波复用器电路或者发送端乘法器和加法器即可，扩展成本低，在保证传输质量的同时，还能提高频带宽度。综合考虑传输质量、频带宽度以及成本，L的最佳数值范围为8彡L彡256，η的最佳数值范围为8彡η彡104。
[0033]本实用新型工作过程:发送装置的L(L彡1)个副载波复用器的对η (η彡1)个发送端数据分别对发送端本地振荡器产生的电信号Π至fn进行调制和累加，每个副载波复用器输出的电信号均通过光强度调节器IM对光载波发生器产生的各光信号进行光强度调制，再由波分复用器将各光信号以模拟的方式汇聚到光纤链路中；接收装置接收到光线链路传输来的光信号后，进行波分解复用，将汇聚后的光信号分解成L(L多1)路光信号，再进行光电检测，将各路光信号转换成相应的电信号，再通过各路副载波解复用器进行分路、解累加以及解调，得到与原各发送端数据完全相同的接收端数据，并输出至接收端外部用户。
【主权项】
1.基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，其特征在于: 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个光电检测器的输入端相连；所述各光电检测器的输出端分别与对应的副载波解复用器的输入端相连。2.根据根据权利要求1所述的基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，其特征在于: 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頂的一路输入端。3.根据根据权利要求1所述的基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，其特征在于: 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。4.根据根据权利要求1所述的基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，其特征在于: 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； 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，副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。5.根据根据权利要求1-4中任意一项所述的基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，其特征在于:所述副载波复用器的数量范围为8至256。6.根据根据权利要求2-4中任意一项所述的基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，其特征在于: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。
【专利摘要】本实用新型公开了基于副载波复用的波分复用无源光网络系统，在发送设置L(L≥1)个副载波复用器，在每个副载波复用器中，运用n(n≥1)个发送端数据分别调制发送端本地振荡器产生的n(n≥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，L(L≥1)和n(n≥1)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。
【IPC分类】H04J14/02
【公开号】CN205081795
【申请号】CN201520908329
【发明人】李传起, 孔一卜, 陆叶, 张东闯, 蒋颜辉, 周省邦
【申请人】广西师范大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月13日