CN102629887A

CN102629887A - 一种全双工光载无线(RoF)接入装置

Info

Publication number: CN102629887A
Application number: CN2012101405519A
Authority: CN
Inventors: 张崇富; 冯元; 陈晨; 邱昆
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: CN102629887B

Abstract

本发明公开了一种全双工光载无线(RoF)接入装置，在中心站利用光偏振复用将一个光载波的X和Y偏振态分别调制，其中X偏振态为下行中频数据信号提供载波；Y偏振态为基站提供光学产生毫米波本振源和上行传输信号光源。在基站，来自中心站的中频数据信号与基站所产生的毫米波本振源进行上变频后发送给无线用户，同时来自无线用户的毫米波信号与基站所产生的毫米波本振源进行下变频后，结合载波重利用传回中心站。本发明利用一个光载波实现信号的下行传输、毫米波本振源产生、光载波重利用和上行信号传输的功能，从而实现光载波频率充分利用，使基站无射频源和无光源，降低了全双工光载无线(RoF)接入系统的成本。

Description

一种全双工光载无线(RoF)接入装置

技术领域

本发明属于光纤无线通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种全双工光载无线(RoF)接入装置。

背景技术

无线化和宽带化是当今通信业乃至整个信息产业的热点。无线通信以其不受地理环境约束、支持用户移动、成本低廉等特点使得人们能够随时随地跟任何人进行通信。宽带化能够自由、便捷地提供高速率大容量的移动因特网接入、移动数字电视以及其它新兴移动多媒体综合业务。目前的无线通信系统主要采用频谱拥塞的低频段微波信号，很难突破带宽和传输速率的瓶颈，伴随着宽带业务的迅速发展，必然要求采用工作频率更高的无线信道，如60GHz毫米波无线信道。实现真正意义上的移动多媒体宽带通信业务。为了满足这一现实需求，光载无线(Radio Over Fiber，RoF)通信技术成为一种非常合适的解决方法，并且成为目前通信技术领域的一个热点。

RoF技术是利用光纤作为中心站(Central Station，CS)与各个基站(BaseStation，BS)之间的传输链路，在中心站CS将高速宽带信号调制在光载波上，利用光纤传输给远端的基站BS单元，在基站BS中，承载有宽带业务数据的光信号经过光电转换后变成毫米波无线信号并通过天线发射给用户终端。在RoF系统中，信号的调制、控制、交换等复杂的信号处理过程都集中在中心站，基站单元仅完成光-电转换和毫米波无线信号的收发，从而使基站成为简单的光信号-射频信号的转发单元，配置成本大大降低。这样既把昂贵的信号源和处理单元集中在中心站，让多个基站共享这些设备，实现资源的动态分配，降低基站的功耗和成本，又使各种无线业务能够透明的集中在中心站进行处理。与传统的无线系统相比，RoF有着更广的蜂窝覆盖、高带宽、低配置成本、低功耗、对调制格式和载波频率透明以及易于动态管理和维护等优点，能够实现超过G-bit/s的高速超宽带无线业务接入，是满足人们对宽带业务需求的具有竞争力的解决方案。

偏振复用(Polarization Multiplexing，PolMUX)技术自90年代初期被引入到光信号的数字传输系统中以来，成功的实现了超远距离传输。近来随着宽带光纤无线接入的研究，将偏振复用(PolMUX)应用于光载无线(RoF)通信系统中成为一种可选的通信传输方案，引起了人们的广泛关注。偏振复用(PolMUX)技术是利用光在单模光纤中传输时的偏振特性，用传输波长的两个独立且相互正交的偏振态分别传输两路信号。通过光分束器将X偏振方向和Y偏振方向两个正交偏振态分开，分别耦合进两根光纤中，因此独立的在每个偏振态上调制需要传输的信号，然后复用在一起通过光纤传输到目的端，在目的端用光分束器把光载波的X偏振方向和Y偏振方向两个正交偏振态分开，分别对X支路光信号和Y支路光信号进行解调接收，因此可以用单一波长光载波同时传输两路信号。偏振复用(PolM)技术采用单一波长光源，可以解决其他系统方案中不同光源的随机相位噪声的问题，更重要地是大大地提高了传输效率，增加了系统容量，降低了高带宽带来的非常严重的色散影响，是实现宽带光纤无线接入的关键技术之一。

在2010年03月24日公开，公开号为CN101677258，名称为“偏振复用信号的发送、接收方法、装置及偏振复用系统”的发明专利中，发明人提出了一种在传统数字光通信中偏振复用的发送、接收方法、装置以及整个偏振复用系统。很好的解决了现有传统光数字通信技术中均衡输出信号与输出端原始信号关系随机变化的问题，从而保证了接收端接收的偏振复用信号的正确性与完整性。但目前尚未见到利用偏振复用传送RoF系统的中频信号与远端基站本振源(Local Oscillator，LO)方案的报道与记载。

在2010年06月16日公开，公开号为CN101742738A，名称为“基于4倍频的基站无源全双工毫米波RoF链路实现方案”中，发明人提出了用频率为f_D的本振激励马赫-曾德调制器产生间隔为4f_D的光毫米波信号，在基站BS用时延差为1/f_D的马赫-曾德干涉仪分离出光载波和双频毫米波信号。虽然该方案中利用自拍频实现了上行链路信号的下变频，但是马赫-曾德干涉仪的时延差难以控制，使得分离光载波和双频毫米波信号变得难以实现。同样也有倍频方法所带来的信号带宽加大，传输过程中光纤色散严重，限制传输距离的问题。

在文献[Tabassam Ismail，Chin-Pang Liu，John E.Mitchell，Alwyn J.Seeds，“Transmission of Gb/s DPSK Millimeter-Wave Wireless Data Over Fiber UsingLow-Cost Uncooled Devices With Remote 40-GHz Local Oscillator Delivery，”J.Lightw.Technol.，vol.26，no.21，pp.3490-3496，Nov.1，2008.]中，作者提出了在RoF系统中把基带数据先调制在中频，然后再调制光源传输到基站，同时用独立的光源传输频率间隔为40GHz的光载波，在基站拍频得到40GHz的毫米波，为中频信号的上下变频提供本振源。这种方案提供了一种抗色散和基站简化途径，提高了信号传输距离，但是因为使用独立的光源为基站提供上下变频所需的本振源，无疑增加了中心站的配置成本。同时由于不同光源的相位随机变化，导致系统的随机相位噪声非常严重。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种全双工光载无线(RoF)接入装置，以解决双频毫米波信号传输色散严重，RoF传输业务方式单一以及远端基站本振源光学产生等问题。

为了方便阐述本发明内容，对一些专业术语进行描述：

RoF(Radio over Fiber)：光载无线；

CS(Central Station)：中心站；

BS(Base Station)：基站；

PBS(Polarization Beam Splitter)：偏振分束器；

PBC(Polarization Beam Combiner)：偏振合束器；

FBG(Fiber Bragg Grating)：光纤布拉格光栅；

EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)：掺铒光纤放大器；

DSB(Double Side Band)：双边带；

MZM(Mach-Zehnder Modulator)：马赫-曾德调制器；

LPF(Low Pass Filter)：低通滤波器；

BPF(Band Pass Filter)：带通滤波器。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案：

一种全双工光载无线(RoF)接入装置，包括：

其特征一在于，包括单波长激光器1，偏振分束器2(PBS)，混频器3，强度调制器4，MZM调制器5，二倍频器6，偏振合束器7(PBC)，光电探测器8，光环形器9，掺铒光纤放大器(EDFA)10，光纤11，光环形12，偏振分束器13，光电探测器14，低通滤波器(LPF)15，带通滤波器(BPF)16，光纤布拉格光栅(FBG)17，光电探测器18，分功率器19，混频器20，分功率器21，混频器22，强度调制器23，全双工收发天线组成；

其特征二在于，激光器发射的单波长光信号经过偏振分束器被分成X偏振方向和Y偏振方向两个正交的偏振态，其中X偏振方向用于基站下行数据的基带或者中频调制，因此大大减少光纤链路的色散影响，Y偏振方向用于为基站毫米波信号上下变频提供光学方法产生的本地振荡源；

其特征三在于，光载波的X偏振方向和Y偏振方向独立的被调制后，通过光偏振合束器重新耦合进一根光纤传输到基站；

其特征四在于，传输到基站的光信号再次被光偏振分束器分开成X偏振方向和Y偏振方向两个正交偏振态，其中X偏振方向通过光电探测器的光电直接检测，X偏振方向光信号转换成电基带信号或中频信号，直接传输给基带用户或中频无线用户，而Y偏振方向光信号通过光电探测器的拍频效应，得到毫米波载波，为毫米波信号上下变频提供低成本的光学产生的本地振荡源；

其特征五在于，在基站，Y偏振方向的双边带调制格式的中心载波在下行链路传输过程中未被调制上任何信号，因此用来为上行链路提供光载波，经过下变频而获得的上行中频数据通过调制器调制在Y偏振方向的双边带调制格式的中心载波上，达到了载波重利用的目的。因此既有下行信号的传输由CS到BS的下行传输，又有BS接收到的用户数据向CS上行传输，从而实现了毫米波RoF系统的全双工功能。

本发明的发明目的是这样实现的：

在本发明的方案中，针对下行链路，RoF的中心站由单波长激光器1发出频率为f的光载波，经过光偏振分束器2后被分成两个独立正交的偏振态，即X偏振方向和Y偏振方向，两个正交偏振态相差90°，然后分别被耦合进两个独立的调制器中；

其中X偏振方向光信号通过强度调制器4进行调制，频率为f₁的中频源信号和基带数据经过混频器3混频后激励强度调制器4，使混频器3出来的信号调制在X偏振方向光信号上；

同时，Y偏振方向光信号通过MZM调制器5，频率为f_R的射频源通过二倍频器6后激励所述MZM调制器5，产生光载波双边带调制(DSB)格式的光信号，得到两个一阶边带频率间隔为4f_R的双边带光载波，然后再将X偏振方向和Y偏振方向两个支路光信号经过偏振合束器7耦合在一起，经过掺铒光纤放大器(EDFA)10和光纤11后传输到BS；

来自中心站的偏振复用光信号到达BS后，经过光纤分束器13将来自中心站的偏振复用光信号再次分成X偏振方向和Y偏振方向的两个独立正交偏振态；

其中被分离开的X偏振方向光信号携带有下行用户所需的中频数据信息，X偏振方向光信号传输到光电探测器14进行光电转换，分别通过低通滤波器(LPF)15和带通滤波器(BPF)16后得到基带数据和中频信号，被LPF15分离出的基带信号供给有线接入用户使用，被BPF16分离出的中频信号经过分功率器19后分为两路：一路由全双工收发天线发射至中频用户；另一路与来自分功率器21的毫米波本振荡源经过混频器20后实现上变频，转换成毫米波无线信号由全双工收发天线发射出去，供无线接入用户使用。

被分离开的Y偏振方向光信号是DSB调制格式，并且两个一阶光载波频率间隔相差4f_R且没有携带任何数据信息。首先，Y偏振方向光信号被光纤布拉格光栅(FBG)17的滤波作用，FBG将双边带光信号的中心载波反射回来，作为上行链路的光载波重复利用，透射过来的两个一阶边带的Y偏振光信号通过一根保偏光纤传输到光电探测器18中，经过光电探测器18的拍频效应产生频率为4f_RHz的毫米波。由光电探测器18拍频产生的4f_R毫米波源被微波分功率器21分成两路，一路为基站毫米波无线信号上变频提供本地振荡源，另一路用于上行毫米波信号的下变频本地振荡源。针对上行链路，由用户单元发射过来的毫米波无线信号被全双工收发天线接收，与来自分功率器21的毫米波本地振荡微波源在混频器22里实现下变频变成基带信号，再把此基带信号用强度调制器23调制到由上述FBG17反射回来Y偏振方向光载波上，得到上行再调制光信号后通过光环形器12耦合进上行传输光纤链路中，传输回至CS，通过光环形器9将上行光信号选出，输入到光电探测器8中进行光电转换，得到上行基带信号送给中心站处理，从而完成整个通信过程。

附图说明

图1是一种全双工光载无线(RoF)接入装置一具体实施结构图；

图2是一种全双工光载无线(RoF)接入装置中下行链路信号交互一具体实施流程图；

图3是一种全双工光载无线(RoF)接入装置中上行链路信号交互一具体实施流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例

图1是一种全双工光载无线(RoF)接入装置一具体实施结构图；

在本实施例中，如图1所示，本发明一种全双工光载无线(RoF)接入装置包括中心站，光纤链路和基站组成。在中心站中主要有单波长激光器1，偏振分束器2，混频器3，强度调制器4，MZM调制器5，二倍频器6，偏振合束器7，光电探测器8，接收机组成。光纤链路主要由光环形器9，掺铒光纤放大器10，单模光纤11组成。在基站主要有光环形器12，偏振分束器13，光电探测器14，LPF15，BPF16，FBG17，光电探测器18，分功率器19，混频器20，分功率器21，，混频器22，强度调制器23，全双工收发天线组成。

如图1所示，在中心站端，单波长激光器1发出一束单波长激光，被偏振分束器2分成X偏振方向和Y方向两个正交偏振态，其中X偏振方向光载波被一根保偏光纤传输到强度调制器4，被中心频率为f₁的中频信号调制，此中频信号由频率为f₁的中频源与基带数据信号在混频3中混频得到。

同时，Y偏振方向的光载波传输到MZM调制器5，频率为f_R的射频源经过二倍频器6后得到频率为2f_R的射频激励，此射频激励MZM调制器5将Y偏振光信号调制成双边带(DSB)格式。然后，已调制的X偏振方向与已调制的Y偏振方向光信号被偏振合束器7重新耦合进光纤。偏振复用信号经过掺铒光纤放大器(EDFA)10和光纤11后进入到基站端；

在基站，针对下行传输链路，RoF系统中的下行链路是指信号从中心站到基站传输方向的链路，偏振复用信号首先被偏振分束器13再次分成X偏振方向和Y偏振方向两个正交偏振态，其中X偏振方向光信号被传输到光电探测器14中，经过光电探测器的直接检测，得到基带数据信号和中频数据信号，利用低通滤波器(LPF)15和带通滤波器(BPF)16分别将基带数据和中频信号滤出，由低通滤波器(LPF)15滤出的基带数据直接传输给基带用户使用，由带通滤波器(BPF)16滤出的中频信号被分功率器19分成两路，一路通过全双工收发天线发射出去，提供给中频无线接入用户使用，另一路传输进混频器20中。

被偏振分束器13分离出的Y偏振方向光信号通过光纤布拉格光栅(FBG)17，经过FBG17的透射和反射效应，将Y偏振方向的光分成两路，一路是由被FBG反射回来的双边带光的中心载波信号，此信号被耦合进强度调制器23，透射出FBG17的两个一阶边带光信号通过一根保偏光纤传输到光电探测器18中，经过光电探测器的拍频效应，得到频率为4f_R的毫米波本振源，所述毫米波本振源被分功率器21分成两路，其中一路被输入到混频器20中与中频信号进行上变频，使中频数据信号加载到频率为4f_R+f₁毫米波上，然后由全双工收发天线发射出去；另一路毫米波本振源被输入到混频器22与来自全双工收发天线的上行毫米波信号进行下变频。

在基站，针对上行传输链路，RoF系统中的上行链路是指信号从基站到中心站传输方向的链路，用户端发射过来的上行毫米波信号由全双工收发天线接收，进入混频器22中与所述的来自分功率器21的毫米波载波进行混频，实现毫米波信号的下变频并被下变频至基带数据信号，此基带数据信号进入到强度调制器23中，调制到来自FBG17的未携带任何数据Y偏振方向双边带DSB中心载波上，得到上行再调制光信号后经过光环形器12耦合进上行传输链路中，传输回至中心站，通过光环形器9将上行光信号选出，输入到光电探测器8中进行光电转换，得到上行基带信号送给中心站处理，从而完成整个通信过程。

本实施例中提供的所述系统结构中下行链路信号交互的流程具体可参考图2，图2是本发明实施例，基于偏振复用的有线无线融合RoF系统及本振信号远程传送下行链路信号交互流程图；

针对本RoF系统下行链路，RoF系统下行链路是指信号从中心站往基站传输方向的链路。

所述下行链路信号交互流程图包括：

S101：在中心站，单波长连续光源发出某一波长的光载波，由偏振控制器控制光源所发出光载波偏振方向，使其以合适角度入射到PBS。

此步骤中，由单波长激光器发出频率为f的光载波，其中这一束光载波有X偏振方向和Y偏振方向的两个正交偏振态，经过偏振分束器将这两个正交偏振态分开。被分开后被独立的调制，用作不同的用途。

S102：此步骤包括两个过程，两个过程同时进行，即S1021：所述X偏振态光载波被调制上中频数据信号；S1022：所述Y偏振态光载波被调制成双边带格式。

此步骤中，有两个独立且同时进行的过程，即S1021和S1022两个过程，在S1021中，所述步骤S101中被分离出的X偏振方向光信号进入强度调制器，被携带有数据的中频信号进行光强度调制，携带有数据的中频信号是通过一个频率为f₁的中频源与基带数据在混频器中混频后得到，其中f₁＝5GHz。与此同时，在S1022中被分离出的Y偏振方向光信号进入MZM调制器，所述MZM调制器被一个频率为f_R的射频源通过二倍频器后激励，激励源频率为2f_R，其中f_R＝5GHz，Y偏振方向光信号就由一个单波长载波得到了双边带调制格式的两个光载波，两个一阶边带光载波的频率间隔为4f_R。

S103：所述X偏振态和Y偏振态光信号被被分别调制后由PBC重新合束成一路光信号，耦合进单模光纤，经过EDFA的放大，传输到基站。

此步骤中，被强度调制器调制后的X偏振方向光信号与被MZM调制器调制后的Y偏振方向光信号通过光偏振合束器耦合在一起，重新合成一束光信号射入光纤中，由光纤信道传输到RoF系统的远端基站。其中X偏振方向携带有中频数据信息，Y偏振方向只有调制格式为双边带的光载波，两个一阶边带频率间隔为4f_RHz，没有携带数据信息。

S104：在基站，来自所述中心站的光信号首先经过偏振控制器精确调整后，被PBS重新分束成X偏振态和Y偏振态，然后分别送进光电探测器进行光电检测。

此步骤中，来自RoF中心站的偏振复用信号首先通过光偏振分束器，被重新分离成X偏振方向和Y偏振方向两个独立正交偏振态。

S105：此步骤也包括两个独立且同时进行的过程，即S1051和S1052。

其中S1051：所述X偏振态光信号经过直接光电检测后得到中频数据信号和基带数据信号，分别用电带通滤波器和电低通滤波器滤；S1052：所述Y偏振态光信号先经过FBG，透射光直接在光电探测器拍频得到60GHz毫米波本振源，由FBG反射的光载波用做上行重利用光载波。

在所述S1051过程中，所述被重新分离开的X偏振方向的光信号通过一根保偏光纤传输到光电探测器中进行光电转换，经过直接光电检测滤波后，得到基带数据信号和中心频率为f₁中频信号，基带信号直接送给基带用户接收机。中频信号被分功率器1分成两部分，一部分通过全双工收发天线发射出去，供中频用户接收。另一部分进入到混频器中，为下述中频信号和毫米波本振源混频做准备。在所述S1052过程中，Y偏振方向的光信号是双边带调制格式，首先通过一个FBG的反射和透射效应被分成两束光，其中透射出来一路是两个一阶边带光载波，并且两个频率相差4f_R，经过光电探测器的拍频效应，得到频率是4f_R的毫米波载波。所述FBG反射回来的一路是双边带光信号的中心载波，通过一个保偏光纤传输到强度调制器中，用作上行重利用光载波，其中f₁＝5GHz，f_R＝5GHz。

S106：所述5GHz中频数据信号与所述60GHz毫米波本振源通过混频器混频效应后，得到65GHz毫米波数据信号，由全双工收发天线发射出去，提供给无线用户使用。

此步骤中，由所述步骤1051中进入混频器的中频信号和所述步骤1052中进入混频器的频率为4f_R的毫米波载波在混频器中进行混频作用，将中心频率为f₁中频信号上变频到毫米波频段，得到的毫米波信号中心频率为4f_R+f₁，此毫米波信号经过全双工收发天线发射出去，交给毫米波频率用户使用，其中f₁＝5GHz，f_R＝5GHz。

本实施例中提供的所述系统结构中上行链路信号交互的流程具体可参考图3，图3是本发明实施例，基于偏振复用的有线无线融合RoF系统及本振信号远程传送上行链路信号交互流程图；

针对本RoF系统上行链路，RoF系统上行链路是指信号从基站往中心站传输方向的链路。

S107：在基站，由所述全双工收发天线，接收中心频率为60GHz的毫米波上行数据信号。

此步骤中毫米波用户端发射过来的上行毫米波信号，由全双工收发天线接收下来进入混频器，在混频器进行频率下变换。接收到的毫米波信号中心频率为60GHz，携带有上行数据信号。为了便于中心站处理信息，需要将上行数据下变频到基带，再调制到光载波上送回中心站。

S108：所述60GHz毫米波上行数据信号与所述步骤S1062中的60GHz毫米波本振源混频，得到上行基带数据。

此步骤中，由所述步骤S 107中接收到的60GHz上行毫米波数据信号与所述步骤S1052的60GHz毫米波载波进行混频，使得上行毫米波信号下变频成基带数据信息。

S109：所述上行基带数据，被强度调制器调制到所述步骤S1052中由FBG反射的光载波上。

此步骤中，所述基带数据被调制到所述步骤S1052中传输到强度调制器中的Y偏振方向光载波上，然后通过一个光环形器耦合进上行传输光纤链路中，传输到进行处理。

S110：在中心站，所述被调制有信号的光载波，通过光环行器输出，经过光电转换器得到上行基带数据，提供给中心站处理。

此步骤中，在中心站，通过光环形器接收到来自基站的上行光信号，此光信号上调制有上行基带数据。经过一个光电转换器后，光信号转换成电基带信号，交个中心站的接收机进行再处理，从而完成上行通信过程。

本发明的有益效果是：

1、在RoF系统的中心站只需要一个单波长激光器，并且没有使用任何光滤波器，大大节省了系统配置成本。

2、采用偏振复用技术，为RoF系统提供了一种新颖的传输方案，X偏振方向和Y偏振方向独立地传输信号，在增加了系统的传输容量，提高频谱利用率的同时也减少了信号间的干扰，增加了系统配置的灵活性。

3、在RoF系统中利用X偏振方向光载波传输中频信号，减小传输信号带宽，大大地降低了光纤传输链路的色散限制，提高了传输距离。

4、利用Y偏振方向的光信号实现双边带调制格式，在基站通过分离出中心载波和两个一阶边带之后，光电探测器的拍频得到毫米波载波，这种本振信号远程传送结构为基站上下变频提供了光学产生的本振源，省去了昂贵的电毫米波本振源，大大降低了基站的成本。同时被分离出的中心载波用作上行光载波，节约了基站的光源。

5、在RoF系统中利用X偏振方向光载波传输中频信号，在基站通过光电探测器直接检测之后得到基带数据信号和中频数据信号，中频数据信号经过上变频得到毫米波频段信号。由此实现三重业务的同时传送，即基带接入业务、中频接入业务、毫米波接入业务，实现了有线和无线的有机结合。

6、在基站端，中频信号上变频后成为中心频率为4f_R+f₁的下行毫米波信号，而用户发送过来的毫米波信号中心频率为4f_R，这样就有效的分开了下行毫米波信号和上行毫米波信号的频率，避免了频率干扰，实现了全双工收发天线上下行信号接收和发送的独立性。

7、由用户端发送过来的上行毫米波信号经过下变频后，通过调制器调制到没有携带数据信息的Y偏振方向双边带光波的中心载波上，传送回中心站处理，使得光载波被重利用，为基站节省了光源，实现了有线与无线相融合的全双工RoF系统。

Claims

1.一种全双工光载无线(RoF)接入装置，其特征在于，

包括：单波长激光器，偏振分束器，混频器，强度调制器，MZM调制器，二倍频器，偏振合束器，光电探测器，光环形器，掺铒光纤放大器，光纤，光环形，偏振分束器，光电探测器，低通滤波器，带通滤波器，光纤布拉格光栅，光电探测器，分功率器，混频器，分功率器，混频器，强度调制器和全双工收发天线；

在本发明的装置中，针对下行链路，RoF的中心站由单波长激光器发出频率为f的光载波，经过光偏振分束器后被分成两个独立正交的偏振态，即X偏振方向和Y偏振方向，两个正交偏振态相差90°，然后分别被耦合进两个独立的调制器中；

X偏振方向光信号通过强度调制器进行调制，频率为f₁的中频源信号和基带数据经过混频器混频后激励强度调制器，使混频器出来的信号调制在X偏振方向光信号上；

Y偏振方向光信号通过MZM调制器，频率为f_R的射频源通过二倍频器后激励MZM调制器，产生光载波双边带调制格式的光信号，得到两个一阶边带频率间隔为4f_R的双边带光载波，然后再将X偏振方向和Y偏振方向两个支路光信号经过偏振合束器耦合在一起，经过掺铒光纤放大器和光纤后传输到基站；

来自中心站的偏振复用光信号到达基站后，经过光纤分束器将来自中心站的偏振复用光信号分成X偏振方向和Y偏振方向的两个独立正交偏振态；

其中被分离开的X偏振方向光信号携带有下行用户所需的中频数据信息，X偏振方向光信号传输到光电探测器进行光电转换，分别通过低通滤波器和带通滤波器后得到基带数据和中频信号，被低通滤波器分离出的基带信号供给有线接入用户使用；被带通滤波器分离出的中频信号经过分功率器后分为两路：一路由全双工收发天线发射至中频用户，另一路与来自分功率器的毫米波本振荡源经过混频器后实现上变频，转换成毫米波无线信号由全双工收发天线发射出去，供无线接入用户使用；

被分离开的Y偏振方向光信号是双边带调制格式，并且两个一阶光载波频率间隔相差4f_R且没有携带任何数据信息，Y偏振方向光信号通过光纤布拉格光栅，光纤布拉格光栅将双边带光信号的中心载波反射回来，作为上行链路的光载波重复利用，透射过来的两个一阶边带的Y偏振光信号通过一根保偏光纤传输到光电探测器中，经过光电探测器的拍频效应产生频率为4f_RHz的毫米波；由光电探测器拍频产生的4f_R毫米波源被微波分功率器分成两路，一路为基站毫米波无线信号上变频提供本地振荡源，另一路用于上行毫米波信号的下变频本地振荡源；

针对上行链路，由用户单元发射过来的毫米波无线信号被全双工收发天线接收，与来自分功率器的毫米波本地振荡微波源在混频器里实现下变频变成基带信号，再把此基带信号用强度调制器调制到由上述光纤布拉格光栅反射回来Y偏振方向的光载波上，得到上行再调制光信号后通过光环形器耦合进上行传输光纤链路中，传输回至中心站；通过光环形器将上行光信号选出，输入到光电探测器中进行光电转换，得到上行基带信号送给中心站处理，从而完成整个通信过程。