CN100349391C - 光发射系统及其光发射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括用于将光信号发射到光纤(3)的光发射装置(OT)和用于接收经由光纤(3)发射的光信号的光接收装置(OR)的光发射系统，其中该光发射装置(OT)特征在于，包括：分配器(25)，用于将具有不规则波形模式和处于射频频带中的主信号分成两路；变频器(27)、(28)，用于将所分成的一路主信号(1a)下变频为低于射频频带的频带中的低频带信号；混频器(26)，用于将所分成的另一路主信号(1b)与上述低频带信号合成；以及电/光转换器(2)，用于将通过混频器(26)与上述低频带信号合成的主信号(1)转换为光信号，并将其输出到光纤(3)，其中上述光接收装置(OR)特征在于，包括：光/电转换器(4)，用于将来自光纤(3)的光信号转换为电信号；以及高通滤波器(24)，用于从转换后的电信号中消除低频带信号。

Description

光发射系统及其光发射装置
技术领域
本发明涉及用于发射系统以便通过光纤发射利用诸如无线信号的模拟信号调制的光信号的光发射系统和光发射装置。
具体地，本发明涉及用于在利用用于诸如IMT-2000的移动通信系统的无线部分的射频信号(此后称作RF信号)对光信号进行幅度调制(AM)后发射该光信号的光发射系统。
背景技术
近年来，用于发射模拟信号而无需转换模拟状态的通信系统已开始被考虑。特别地，使用光纤的光模拟发射系统已受到热切关注。使用光纤，可以有效地实现宽带发射。这样的系统可应用于例如蜂窝电话网络或有线电视网络(CATV)中的中继系统。
在这种光发射系统中，经常使用所谓暗光纤(dark fiber)的已有光纤发射路径。暗光纤从网络出售商(系统提供者等)以规定的费用借给用户(通信企业等)。用户将分支光纤连接到暗光纤并构建它自己的网络。光纤通过熔接或通过诸如连接器的光部件的接合而相互连接。
顺便说明，光信号在光纤的接合部分处容易反射。所谓的多路反射是由重复反射引起的，即使反射部件只有极少数量。如果引起了这种反射，由于因噪声成分混入到发射光束中而引起的发射质量的衰退，则需要某种或另一种应对手段。
在日本专利申请KOKAI公开第6-104843号(对比文件1)中，描述了一种装置，其中该装置可通过以借助于利用低频对激光输出束的频率进行调制而对激光输出束的频谱进行扩频来排出包括在射频输出中信息带之外的噪声和失真的方式抑制光信号的相干性来抑制信号质量中的衰退。
如上所述，虽然公开了用于通过将低频信号叠加到发射主信号之上而防止信号质量中的衰退的技术，但该技术需要有信号发生器。因此，该技术需要进一步改进。具体地，在对比文件1中，尽管解释了使用具有随机波形的信号比使用简单正弦波要更有效，但其中并未描述具体的实现技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于简单而有效地抑制由多路反射引起的信号质量的衰退的光发射系统及其光发射装置。
根据本发明的一方面，提供了一种包括用于将光信号发射到光纤的光发射装置和用于接收经由光纤发射的光信号的光接收装置的光发射系统，其中该光发射装置特征在于，包括：分配器，用于将具有不规则波形模式和处于射频频带中的主信号分成两路；变频器，用于将所分成的一路主信号下变频为低于射频频带的频带中的低频带信号；混频器，用于将所分成的另一路主信号与上述低频带信号合成；以及电/光转换器，用于将通过混频器与上述低频带信号合成的主信号转换为光信号，并将其输出到光纤，其中上述光接收装置特征在于，包括：光/电转换器，用于将来自光纤的光信号转换为电信号；以及高通滤波器，用于从转换后的电信号中消除低频带信号。
通过采用这样的技术，将具有随机波形的低频带信号叠加到要发射的主信号上。从而，可有效抑制由多路反射所引起的不必要的波成分。通过对具有随机波形的主信号本身进行下变频，可生成低频带信号。只需要对主信号进行下变频，以例如将具有低频的正弦波与主信号的分支信号相乘，而不需要诸如随机波形发生器的复杂机构。
也就是说，在近年来的无线通信中，以码分复用(CDM)为代表的扩频系统被用作对主信号的调制系统。在本发明中，随着将焦点集中在基于扩频系统的主信号具有随机波形的事实上，将主信号变频为低频带信号并将其与主信号叠加。通过这样做，实现了对光信号的相干性的抑制。从而，可简单而有效地抑制由多路反射所引起的信号质量中的衰退。
根据本发明，可提供能够简单而有效地抑制由多路反射所引起的信号质量的衰退的光发射系统及其光发射装置。
本发明的其他优点将在下面的描述中列出，并可部分地从该描述中显而易见，或可通过对本发明的实现而获知。可依靠此后具体指出的手段和组合而实现和获得本发明的这些优点。
附图说明
并入本说明书中并构成本说明书一部分的附图例示了本发明的实施例，并与上面给出的概要描述和下面给出的实施例的详细描述一起作为对本发明原理的解释。
图1是示出关于本发明的光发射系统的实施例的系统图；
图2是示出关于本发明的光发射装置和光接收装置的实施例的功能方框图；
图3A和3B是示出要在图2上的发射装置OT中使用的低频的示意图；
图4是示出利用低频信号调制的主信号1的示意图；
图5是示出现有技术中在光纤处生成多个反射情况下的试验性频谱结果的图；
图6是示出本实施例中在光纤3处生成多个反射情况下的试验性频谱结果的图；
图7是为比较的目的示出现有技术中的光发射系统的系统图。
具体实施方式
图1是示出关于本发明的光发射系统的实施例的系统图。安装图1中的系统，用于例如辅助诸如蜂窝电话网络的移动通信系统并通过使用光纤3扩展基站40所形成的业务区域。这种系统称作光纤无线(ROF)系统。
图1中，基站40通过同轴电缆C连接到主站装置20。主站装置20通过同轴电缆C获得从基站40发射的RF信号的一部分。主站装置20通过光缆3连接到远程站装置30。从站装置50可安装在主站装置20和远程站装置30之间。RF信号具有用于移动通信系统的无线部分通信的频带，并例如由作为一个扩频调制系统的CDM的系统所调制。RF信号的波形模式随时间不规则地变化。
主站装置20和移动终端T1、T2属于基于IMT-2000的移动通信系统。基站40安装在例如具有良好视野的建筑物(建筑物100)的屋顶上，并形成无线区域。存在于该无线区域之内的移动终端T1通过分配给该系统的载波频带之内的无线信道连接到基站40。
如果高层建筑物(建筑物200)建造于建筑物100的附近，则来自基站40的RF信号不能到达建筑物200的紧邻侧，而有时形成死区。然后，可通过安装远程站装置30并打开基站40和该远程站装置30之间的信息通信路径来消除死区。此外，甚至将远程站装置30安装在建筑物之类中，且该装置用于消除死区。
图2是示出关于本发明的光发射装置和光接收装置的实施例的功能方框图。光发射装置OT安装在主站装置20中，而光接收装置OR安装在远程站装置30中。也就是说，图2示出了下行链路中的配置。在上行链路中，发射装置OT安装在远程站装置30中，而接收装置OR安装在主站装置20中。在普通环境下，由于在上行链路和下行链路中进行交互通信，所以主站装置20和远程站装置30都分别被提供了发射装置OT和接收装置OR。
在图2中，经扩频调制处理的RF信号从基站40(图1所示)引入到发射装置OT。此后，通过加标号1将RF信号称作主信号1。主信号1由分配器25分成两路。所分成的一路主信号1a由乘法器27与从正弦波振荡器28所生成的本地信号相乘。从而，主信号1a被下变频，且生成了具有反映主信号1的波形的随机模式的低频信号。如果主信号1a的频带是千兆赫频带，则该低频信号的频带优选地是几到几十兆赫频带。
该低频信号与所分成的另一路主信号1b进行频率合成。
因此，主信号1通过具有随机波形的低频信号施加了AM。通过LD模块2中的发光部件31，将调制后的主信号1转换为光信号，然后输出到光纤3。即，将通过主信号1施加了AM的光信号输出到光纤3。
该光信号通过光纤3接近接收装置OR，输入到光/电(O/E)转换单元4，并由O/E转换单元4的光接收部件32转换成电信号。该电信号输入到高通滤波器24。高通滤波器24消除该电信号中包括的低频成分。从而，再生了射频频带的主信号6。上述配置中的操作解释如下。
图3A和3B是示出用于图2上的发射装置OT中的低频的示意图。如果主信号1的频率被设为图3A中所示的f2，则在现有技术中使用具有低于主信号频率f2的恒定频率f1的低频信号。相反，在如图3B中所示的本实施例中，通过利用具有随机波形的信号调制低频信号，而使该低频具有某一程度的带宽。
图4是示出利用低频信号调制后的主信号1的示意图。在图4所示的实施例中，由于低频信号的频带具有某一程度的带宽，所以对利用低频信号调制过的主信号1的频带进行扩频。因此，抑制了光信号的相干性。
图5是示出现有技术中在光纤处生成多个反射情况下的试验性频谱结果的图。在图5中，使用具有简单正弦波波形的低频信号，在这种信号中，主信号1和反射光之间的相关度是相对高的。因此，差拍噪声的频谱变宽，且该频谱作为发射噪声，就象其本来应该是的那样。
图6是示出本实施例中在光纤3处生成多个反射情况下的试验性频谱结果的图。在图6中，使用从随机波形生成的低频。由于该低频的带宽比图5中低频的带宽要宽，所以主信号1和反射光之间的相关度变低。因此，对差拍噪声进行平均，如图6中所示，结果，抑制了不必要的波成分。
图7是为比较的目的示出现有技术中的光发射系统的系统图。该系统通过混频器22直接将从安装在光接收装置OT中的信号发生器29生成的信号与主信号1合成。由于需要复杂的调制电路从信号发生器29生成具有随机波形的信号，所以会出现诸如电路规模和费用方面的增加的不利影响。相反地，使用具有简单结构的信号发生器29，由于其很难生成随机波形，所以必须使用具有主信号1和反射光之间的高相关性的低频信号。因此，很难完全抑制不必要的波成分。
另一方面，在本实施例中，通过经由主信号1的下变频生成低频信号及将该低频信号与主信号1合成，来抑制差拍噪声。如果主信号1是由例如CDM系统调制的RF信号，则主信号1的波形理论上变成随机。因此，该低频信号的波形变得逻辑上不规则。因此，即使发生多个反射，有效抑制由多个反射所引起的不必要的波成分也变得可能。
此外，根据本实施例，可通过对主信号1进行下变频来获得随机波形。用于本实施例的所有电路，诸如信号发生器28、乘法器27和合成器26在配置上都是简单的，且不需要诸如调制器的复杂部件。因此，可提供能够简单而有效地抑制由多个反射引起的信号质量的衰退的光发射系统及其光发射装置。
本发明并不限于上面描述的实施例。在该实施例中，随机波形是通过对在下行链路中发射的主信号进行变频而获得的。除此之外，可通过使用在上行链路中接收的RF信号并对其进行下变频而获得具有随机波形的低频信号。

Claims (4)

1.一种光发射系统，特征在于，包括：用于将光信号发射到光纤(3)的光发射装置(OT)和用于接收经由光纤(3)发射的光信号的光接收装置(OR)，其中该光发射装置(OT)包括：
分配器(25)，用于将具有不规则波形模式和处于射频频带中的主信号分成两路；
变频器(27、28)，用于将所分成的一路主信号(1a)下变频为低于射频频带的频带中的低频带信号；
混频器(26)，用于将所分成的另一路主信号(1b)与上述低频带信号合成；以及
电/光转换器(2)，用于将通过混频器(26)与上述低频带信号合成的主信号(1)转换为光信号，并将其输出到光纤(3)，
其中上述光接收装置(OR)包括：
光/电转换器(4)，用于将来自光纤(3)的光信号转换为电信号；以及
高通滤波器(24)，用于从转换后的电信号中消除低频带信号。
2.根据权利要求1的光发射系统，特征在于，主信号(1)是用于使用扩频调制系统的移动通信系统的无线部分通信的信号。
3.一种用于光发射系统以便经由光纤(3)发射利用具有不规则波形模式并处于射频频带中的主信号(1)模拟调制后的光信号的光发射装置(OT)，包括：
分配器(25)，用于将该主信号分成两路；
变频器(27、28)，用于将所分成的一路主信号(1a)下变频为低于射频频带的频带中的低频带信号；
混频器(26)，用于将所分成的另一路主信号(1b)与上述低频带信号合成；以及
电/光转换器(2)，用于将通过混频器(26)与上述低频带信号合成的主信号(1)转换为光信号，并将其输出到光纤(3)。
4.根据权利要求3的光发射装置(OT)，特征在于，主信号(1)是用于使用扩频调制系统的移动通信系统的无线部分通信的信号。
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