CN103401612B - 基于ftth网络的光纤和无线混合接入系统及混合接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统及混合接入方法，涉及光纤接入领域，该混合接入系统包括GPON局端OLT设备和光配线单元，局端OLT设备通过光纤链路与光配线单元相连，该光纤链路同时传送数字基带信号和模拟无线信号，GPON局端OLT设备包括16个槽位，用于插PON接口盘和局端光载射频单元，当一个光纤链路方向有N个无线接入通道时，1≤N≤7，局端OLT设备使用N个局端光载射频单元，其中一个作为主用局端光载射频单元，其余N-1个作为级联用局端光载射频单元。本发明能复用PON的光纤资源，简化远端射频模块的设计，减小体积，降低功耗和成本，通过无线中继传送，使无线接入融入FTTH网络。

Description

基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统及混合接入方法

技术领域

本发明涉及光纤接入领域，特别是涉及一种基于FTTH（Fiber ToThe Home，光纤到户）网络的光纤和无线混合接入系统及混合接入方法。

背景技术

光纤接入从FTTC（Fiber To The Curb，光纤到路边）到FTTB（Fiber To The Building，光纤到楼），再到FTTH（Fiber To The Home，光纤到户），不断在向用户驻地靠近。FTTH基本成为新建小区的首选接入方式，这种被赋予为终极解决方案的接入方式，既继承了光纤传输通信容量大、损耗小、抗电磁干扰能力强的特点，又因为其全程光链路都采用无源器件而兼具有布放简单、维护方便的特点。但是，这种接入方式对于山地、湖泊、以及重要基础设施导致的光纤布防困难的地方，仍然存在一些覆盖盲区。

随着社会的发展，无线通信也在快速发展，无线接入从最初的宏基站、到后来的微基站（Microcell），再到微微基站（Picocell）和毫微微基站（Femtocell）等，也是不断在向用户驻地延伸。无线通信的业务驱动重心从最初的语音通话正向数据、视频业务快速转移，这种业务需求的变化导致基站建设呈现数量增加、逐渐向用户靠近的趋势。由于无线传送技术与生俱来的大气和无线信号的衰减问题，要进一步提升用户业务数据速率，就要求无线接入点离用户更近。

光纤接入是采用无源光网络器件及光纤布防，无线接入采用的是光纤连接的基站及回传设备，目前的光纤接入与无线接入存在重复建设、浪费光纤资源的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统及混合接入方法，不仅能够复用无源光网络中的光纤资源，而且能够简化远端射频模块的设计，减小远端射频模块的体积，降低远端射频模块的功耗，大幅降低运营商的建设成本，为数量巨大且靠近用户的微微基站布防创造条件，并在此基础上通过微波中继传送，解决光纤接入方式对于山地、湖泊等地形复杂的地区、以及有既有重要基础设施导致的光纤布放困难地方的接入盲区问题。

本发明提供一种基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统，包括GPON局端OLT设备和光配线单元，局端OLT设备通过光纤链路与光配线单元相连，该光纤链路同时传送数字基带信号和模拟无线信号，GPON局端OLT设备包括16个槽位，用于插PON接口盘和局端光载射频单元，当一个光纤链路方向有N个无线接入通道时，1≤N≤7，局端OLT设备使用N个局端光载射频单元，其中一个作为主用局端光载射频单元，其余N-1个作为级联用局端光载射频单元，主用局端光载射频单元级联PON接口盘中的一个PON口，主用局端光载射频单元通过光纤链路连接到光配线单元，级联用光载射频单元通过光跳线连接到主用局端光载射频单元的面板上；光配线单元包括FTTH网络中的ODN及合波器，ODN通过光纤与PON ONU相连；合波器通过光纤连接最多7个远端光载射频单元；局端光载射频单元对子框内的背板侧接口主要是高速以太网接口，主用局端光载射频单元的外部接口是波分复用光接口，该波分复用光接口通过光配线单元与远端光载射频单元相连；级联用局端光载射频单元的外部接口通过光跳线级联到主用局端光载射频单元的面板上；远端光载射频单元的数量与局端光载射频单元的数量相同，不同的远端光载射频单元使用不同的上下行波长进行射频光载传送，每个远端光载射频单元通过无线微波信道连接一个微波终端，每个微波终端通过以太网线与家庭网络相连，其中：

级联用局端光载射频单元，用于：将FTTH OLT设备背板侧的高速以太网数据变换为在光纤上传输的射频信号，不带局端合波单元，通过光跳线将该射频信号级联到主用局端光载射频单元；

主用局端光载射频单元，用于：将FTTH OLT设备背板侧的高速以太网数据变换为在光纤上传输的射频信号，带有局端合波单元，局端合波单元用于级联PON口的光信号和级联用局端光载射频单元的光信号，将多波长光信号复用到一根光纤链路上送出；

ODN，用于：完成光纤链路的连接分配；

合波器，用于：完成多波长光纤链路与多个单波长光链路的转换；

远端光载射频单元，用于：将光纤链路中承载的射频信号经过处理后通过其内部的天线发送出去，以及从其内部的天线接受无线信号，经处理后送到光纤链路上；

微波终端，用于：完成无线信号与以太网数据的转换；

PON接口盘—主用局端光载射频单元—光纤链路—合波器—ODN—PON ONU这条链路完成光纤接入，针对允许光纤布防的应用场景；级联用局端光载射频单元—主用局端光载射频单元—光纤链路—合波器—远端光载射频单元—微波终端这条链路完成无线接入，针对不适合光纤布防的应用场合，形成光纤和无线混合接入系统。

在上述技术方案的基础上，所述主用局端光载射频单元包括接口处理单元、数字调制单元、局端上变频单元、主控单元、局端频移键控FSK调制单元、局端FSK解调单元、局端合路单元、信号调整单元、局端激光器/光探测器组件、局端合波单元、补偿放大单元、局端分路单元、局端下变频单元和数字解调单元，主控单元分别与局端FSK调制单元、局端FSK解调单元相连，局端FSK调制单元与局端合路单元相连，局端FSK解调单元与局端分路单元相连，接口处理单元与数字调制单元相连，数字调制单元、局端上变频单元、局端合路单元、信号调整单元、局端激光器/光探测器组件、局端合波单元依次相连，同时局端激光器/光探测器组件、补偿放大单元、局端分路单元、局端下变频单元和数字解调单元依次相连，数字解调单元还与接口处理单元相连，其中：

主控单元，用于：产生局端监控数据；

局端FSK调制单元，用于：完成局端监控数据的FSK调制；

局端FSK解调单元，用于：完成局端监控信号的FSK解调；

接口处理单元，用于：完成局端信号背板接口处理；

数字调制单元，用于：完成数字信号的正交调制；

局端上变频单元，用于：向上调整局端信号的频率；

局端合路单元，用于：完成局端业务信号与局端监控信号的合并；

信号调整单元，用于：将下行信号调整到局端光调制单元的线性区域；

局端激光器/光探测器组件中的激光器完成局端信号的电/光变换，该组件中的光探测器完成局端信号的光/电变换；

补偿放大单元，用于：完成上行信号的调整、适配、补偿；

局端分路单元，用于：完成局端业务信号与局端监控信号的分离；

局端下变频单元，用于：向下调整局端信号的频率；

数字解调单元，用于：完成数字信号的解调；

局端合波单元用于：将PON口光信号、主用局端光载射频单元光信号、以及最多6个级联用局端光载射频单元光信号进行合波处理；

所述级联用局端光载射频单元在主用局端光载射频单元的基础上减少了局端合波单元，其余各单元的作用及连接关系不变。

在上述技术方案的基础上，所述远端光载射频单元包括远端天线、双工器、受控单元、远端FSK调制单元、远端FSK解调单元、低噪声放大器、远端下变频单元、远端合路单元、远端光调制单元、远端激光器/光探测器组件、远端分路单元、远端上变频单元、功率放大器，受控单元分别与远端FSK调制单元、远端FSK解调单元相连，远端FSK调制单元与远端合路单元相连，远端FSK解调单元与远端分路单元相连，远端天线与双工器相连，双工器与低噪声放大器相连，低噪声放大器、远端下变频单元、远端合路单元、远端激光器/光探测单元组件依次相连，远端激光器/光探测单元组件还与远端分路单元、远端上变频单元、功率放大器依次相连，功率放大器与双工器相连，其中：

远端天线，用于：完成微波信号的接收和发送；

双工器，用于：接收及发送信号，通过一个天线完成收发；

受控单元，用于：管理远端监控数据；

远端FSK调制单元，用于：完成远端监控数据的FSK调制；

远端FSK解调单元，用于：完成远端监控信号的FSK解调；

低噪声放大器，用于：将从天线接收的信号进行低噪声放大；

远端下变频单元，用于：向下调整远端信号的频率；

远端合路单元，用于：完成远端业务信号与远端监控信号的合并；

远端激光器/光探测器组件中的激光器完成远端信号的电/光变换，该组件中的光探测器完成远端信号的光/电变换；

远端分路单元，用于：完成远端业务信号与远端监控信号的分离；

远端上变频单元，用于：向上调整远端信号的频率；

功率放大器，用于：将微波信号进行功率放大。

在上述技术方案的基础上，所述微波终端包括依次相连的微波终端天线、室外单元和室内单元，室外单元一侧通过微波终端天线的无线信道与远端光载射频单元相连，室外单元另外一侧通过同轴电缆与室内单元相连，室内单元通过以太网线与家庭网络相连，其中：

微波终端天线，用于：发送和接收微波信号；

室外单元，用于：完成微波信号与中频信号的转换；

室内单元，用于：完成中频信号与以太网数据的转换。

本发明还提供一种应用上述光纤和无线混合接入系统的基于FTTH网络的光纤和无线混合接入方法，包括以下步骤：

下行方向的信号处理过程如下：

GPON局端OLT设备背板上的基带数据信号经接口处理单元的电平缓冲保护、主备倒换处理后，经过数字调制单元的数字压缩、编码调制、数模转换、滤波处理后成为频率为350MHz的模拟载波信号，该信号经局端上变频单元上调频率，变成频率为2GHz的射频信号；主控单元的局端监控数据通过局端FSK调制单元进行FSK调制，得到频率为433MHz的局端监控信号，局端合路单元将局端上变频单元输出的频率为2GHz的射频信号和局端FSK调制单元输出的频率为433MHz的局端监控信号进行合路处理，信号调整单元将合路后的信号调整到局端激光器/光探测器组件中的激光器的工作线性区域，局端激光器/光探测器组件中的激光器对调整后的信号进行电/光转换，转换为光载射频信号；级联用局端光载射频单元通过光跳线将该信号级联到主用局端光载射频单元；主用局端光载射频单元中的局端合波单元对该信号与原有PON接口盘输出的光信号进行合波，将不同波长的光信号复用到一根光纤上传送到光配线单元，光配线单元中的合波器将PON口光信号与光载射频信号分离，其中PON口光信号经ODN传送到PON ONU设备，而光载射频信号传送到远端光载射频单元；

远端光载射频单元中的远端激光器/光探测器组件中的光探测器接收光配线单元中的合波器发来的光载射频信号，并对该信号进行光/电变换，得到电信号，该电信号中含有频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的远端监控信号；远端分路单元将该电信号中频率为2GHz的射频信号与频率为433MHz的远端监控信号分离，频率为2GHz的射频信号经远端上变频单元上调频率后，变成频率为15GHz的射频信号，该频率为15GHz的射频信号经过功率放大器的射频滤波、功率放大处理，再经过双工器内部的收发通道的隔离处理后，从远端天线发送出去；频率为433MHz的远端监控信号经过远端FSK解调单元的FSK解调后得到远端监控数据，远端FSK解调单元将得到的远端监控数据发送到受控单元；

微波终端中的微波终端天线接收远端光载射频单元发来的频率为15GHz的射频信号，室外单元对该信号进行下变频处理，得到频率为140MHz的中频信号，室外单元中的微波终端监控数据经过振幅键控ASK调制为频率为5.5MHz的微波终端监控信号，室外单元将频率为140MHz的中频信号和频率为5.5MHz的微波终端监控信号通过中频电缆输送到室内单元中，室内单元再将频率为140MHz的中频信号经过变频、模数转换、解调解码变为原始以太网数据帧；室内单元同时对频率为5.5MHz的微波终端监控信号进行ASK解调，得到微波终端监控数据，将得到的微波终端监控数据发送到室内单元内部的监控单元；

上行方向的信号处理过程如下：

微波终端中的室内单元将原始以太网数据调制为频率为350MHz的载波信号，室内单元同时还对微波终端监控数据进行ASK调制，得到频率为10MHz的微波终端监控信号，将频率为350MHz的载波信号与频率为10MHz的微波终端监控信号一起经过中频电缆传给室外单元，室外单元进行上变频处理，得到频率为15GHz的微波信号，室外单元对该频率为15GHz的微波信号进行功率放大后，通过微波终端天线发射出去；

远端光载射频单元中的远端天线接收微波终端天线发来的信号，经过双工器内部的收发通道的隔离处理后，再经低噪声放大器放大，远端下变频单元将其变为频率为2GHz的射频信号，同时受控单元的远端监控数据经过远端FSK调制单元调制，变成频率为433MHz的远端监控信号；频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的远端监控信号经过远端合路单元合并处理后，再由远端激光器/光探测器组件中的激光器进行电/光变换，得到光载射频信号并发送到光配线单元中的合波器，合波器将光载射频信号与PON ONU设备经ODN发来的PON口光信号进行合波，传送到主用局端光载射频单元；

主用局端光载射频单元中的局端合波单元接收光配线单元中的合波器发来的光信号，并将该信号分解为多个波长的光信号，分别送到PON接口盘的PON口和级联用局端光载射频单元；局端激光器/光探测器组件中的光探测器对光信号进行光/电变换，得到电信号，补偿放大单元对该电信号进行补偿、放大处理，得到含有频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的局端监控信号的混合信号；局端分路单元对混合信号中的频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的局端监控信号进行分离，分离出的射频信号经局端下变频单元下调频率，变成频率为140MHz的模拟载波信号，该模拟载波信号经过数字解调单元的模数转换、编码解调后，成为基带数据信号，最后经接口处理单元的电平缓冲保护、主备倒换处理后进入系统背板；局端FSK解调单元对局端分路单元分离出的频率为433MHz的局端监控信号进行FSK解调，得到上行的局端监控数据，再将局端监控数据输出到主控单元。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明将光网络和无线网络完美结合，充分利用各自的优点，在局端将基带信号转换为射频信号，不仅能够复用无源光网络中的光纤资源，而且能够简化远端射频模块的设计，减小远端射频模块的体积，降低远端射频模块的功耗，大幅降低运营商的建设成本，为数量巨大且靠近用户的微微基站布防创造条件，并在此基础上通过无线中继传送，解决光纤接入方式对于山地、湖泊等地形复杂的地区、以及有既有重要基础设施导致的光纤布放困难地方的接入盲区问题，最终使无线系统融入OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）中，对光网络和无线网络进行统一管理。

附图说明

图1是本发明实施例中基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统的结构框图。

图2是本发明实施例中GPON局端OLT设备中主用局端光载射频单元的结构框图。

图3是本发明实施例中GPON局端OLT设备中级联用局端光载射频单元的结构框图。

图4是本发明实施例中远端光载射频单元的结构框图。

图5是本发明实施例中微波终端的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1所示，本发明实施例提供一种基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统，包括GPON（Gigabit-Capable Passive OpticalNetwork，吉比特无源光网络）局端OLT设备和光配线单元，局端OLT设备通过光纤链路与光配线单元相连，该光纤链路同时传送数字基带信号和模拟无线信号。GPON局端OLT设备包括16个槽位，用于插PON（Passive Optical Network，无源光网络）接口盘和局端光载射频单元，当一个光纤链路方向有N（1≤N≤7）个无线接入通道时，局端OLT设备就需要使用N个局端光载射频单元，其中一个作为主用局端光载射频单元，其余N-1个作为级联用局端光载射频单元。主用局端光载射频单元还可以级联PON接口盘中的一个PON口。图1中仅画出了2个局端光载射频单元和PON接口盘中的1个PON口，第一局端光载射频单元作为主用局端光载射频单元，通过光纤链路连接到光配线单元，第二局端光载射频单元作为级联用光载射频单元，它通过光跳线连接到主用局端光载射频单元的面板上。

光配线单元包括FTTH网络中的ODN（Optical DistributionNetwork，光分配网）及合波器，ODN通过光纤与PON ONU（OpticalNetwork Unit，光网络单元）相连；合波器通过光纤可以连接最多7个远端光载射频单元；局端光载射频单元对子框内的背板侧接口主要是高速以太网接口，主用局端光载射频单元的外部接口是波分复用光接口，该波分复用光接口通过光配线单元与远端光载射频单元相连；级联用局端光载射频单元的外部接口通过光跳线级联到主用局端光载射频单元的面板上。远端光载射频单元的数量与局端光载射频单元的数量相同，不同的远端光载射频单元使用不同的上下行波长进行射频光载传送。每个远端光载射频单元通过无线微波信道连接一个微波终端，每个微波终端通过以太网线与家庭网络相连，其中：

级联用局端光载射频单元，用于：将FTTH OLT设备背板侧的高速以太网数据变换为在光纤上传输的射频信号，不带局端合波单元，通过光跳线将该射频信号级联到主用局端光载射频单元；

主用局端光载射频单元，用于：将FTTH OLT设备背板侧的高速以太网数据变换为在光纤上传输的射频信号，带有局端合波单元，局端合波单元用于级联PON口的光信号和级联用局端光载射频单元的光信号，将多波长光信号复用到一根光纤链路上送出；

ODN，用于：完成光纤链路的连接分配；

合波器，用于：完成多波长光纤链路与多个单波长光链路的转换；

远端光载射频单元，用于：将光纤链路中承载的射频信号经过处理后通过其内部的天线发送出去，以及从其内部的天线接受无线信号，经处理后送到光纤链路上；

微波终端，用于：完成无线信号与以太网数据的转换。

图1中PON接口盘—主用局端光载射频单元—光纤链路—合波器—ODN—PON ONU这条链路完成光纤接入，针对允许光纤布防的应用场景；级联用局端光载射频单元—主用局端光载射频单元—光纤链路—合波器—远端光载射频单元—微波终端这条链路完成无线接入，针对不适合光纤布防的应用场合，这样就形成了一种光纤和无线混合接入系统。

参见图2所示，主用局端光载射频单元包括接口处理单元、数字调制单元、局端上变频单元、主控单元、局端FSK（Frequency ShiftKeying，频移键控）调制单元、局端FSK解调单元、局端合路单元、信号调整单元、局端激光器/光探测器组件、局端合波单元、补偿放大单元、局端分路单元、局端下变频单元和数字解调单元，主控单元分别与局端FSK调制单元、局端FSK解调单元相连，局端FSK调制单元与局端合路单元相连，局端FSK解调单元与局端分路单元相连，接口处理单元与数字调制单元相连，数字调制单元、局端上变频单元、局端合路单元、信号调整单元、局端激光器/光探测器组件、局端合波单元依次相连，同时局端激光器/光探测器组件、补偿放大单元、局端分路单元、局端下变频单元和数字解调单元依次相连，数字解调单元还与接口处理单元相连，其中：

主控单元，用于：产生局端监控数据；

局端FSK调制单元，用于：完成局端监控数据的FSK调制；

局端FSK解调单元，用于：完成局端监控信号的FSK解调；

接口处理单元，用于：完成局端信号背板接口处理；

数字调制单元，用于：完成数字信号的正交调制；

局端上变频单元，用于：向上调整局端信号的频率；

局端合路单元，用于：完成局端业务信号与局端监控信号的合并；

信号调整单元，用于：将下行信号调整到局端光调制单元的线性区域；

局端激光器/光探测器组件中的激光器完成局端信号的电/光变换，该组件中的光探测器完成局端信号的光/电变换；

补偿放大单元，用于：完成上行信号的调整、适配、补偿；

局端分路单元，用于：完成局端业务信号与局端监控信号的分离；

局端下变频单元，用于：向下调整局端信号的频率；

数字解调单元，用于：完成数字信号的解调。

局端合波单元用于：将PON口光信号、主用局端光载射频单元光信号、以及最多6个级联用局端光载射频单元光信号进行合波处理。

参见图3所示，级联用局端光载射频单元在主用局端光载射频单元的基础上减少了局端合波单元，其余各单元的作用及连接关系不变。

参见图4所示，远端光载射频单元包括远端天线、双工器、受控单元、远端FSK调制单元、远端FSK解调单元、低噪声放大器、远端下变频单元、远端合路单元、远端光调制单元、远端激光器/光探测器组件、远端分路单元、远端上变频单元、功率放大器，受控单元分别与远端FSK调制单元、远端FSK解调单元相连，远端FSK调制单元与远端合路单元相连，远端FSK解调单元与远端分路单元相连，远端天线与双工器相连，双工器与低噪声放大器相连，低噪声放大器、远端下变频单元、远端合路单元、远端激光器/光探测单元组件依次相连，远端激光器/光探测单元组件还与远端分路单元、远端上变频单元、功率放大器依次相连，功率放大器与双工器相连，其中：

远端天线，用于：完成微波信号的接收和发送；

双工器，用于：接收及发送信号，通过一个天线完成收发；

受控单元，用于：管理远端监控数据；

远端FSK调制单元，用于：完成远端监控数据的FSK调制；

远端FSK解调单元，用于：完成远端监控信号的FSK解调；

低噪声放大器，用于：将从天线接收的信号进行低噪声放大；

远端下变频单元，用于：向下调整远端信号的频率；

远端合路单元，用于：完成远端业务信号与远端监控信号的合并；

远端激光器/光探测器组件中的激光器完成远端信号的电/光变换，该组件中的光探测器完成远端信号的光/电变换；

远端分路单元，用于：完成远端业务信号与远端监控信号的分离；

远端上变频单元，用于：向上调整远端信号的频率；

功率放大器，用于：将微波信号进行功率放大。

参见图5所示，微波终端包括依次相连的微波终端天线、ODU（Outdoor Unit，室外单元）和IDU（Indoor Unit，室内单元），室外单元一侧通过微波终端天线的无线信道与远端光载射频单元相连，室外单元另外一侧通过同轴电缆与室内单元相连，室内单元通过以太网线与家庭网络相连，其中：

微波终端天线，用于：发送和接收微波信号；

室外单元，用于：完成微波信号与中频信号的转换；

室内单元，用于：完成中频信号与以太网数据的转换。

在上述光纤和无线混合接入系统的基础上，本发明实施例提供一种基于FTTH网络的光纤和无线混合接入方法，包括以下步骤：

下行方向的信号处理过程如下：

参见图2所示，GPON局端OLT设备背板上的基带数据信号经接口处理单元的电平缓冲保护、主备倒换处理后，经过数字调制单元的数字压缩、编码调制、数模转换、滤波处理后成为频率为350MHz的模拟载波信号，该信号经局端上变频单元上调频率，变成频率为2GHz的射频信号；主控单元的局端监控数据通过局端FSK调制单元进行FSK调制，得到频率为433MHz的局端监控信号，局端合路单元将局端上变频单元输出的频率为2GHz的射频信号和局端FSK调制单元输出的频率为433MHz的局端监控信号进行合路处理，信号调整单元将合路后的信号调整到局端激光器/光探测器组件中的激光器的工作线性区域，局端激光器/光探测器组件中的激光器对调整后的信号进行电/光转换，转换为光载射频信号。级联用局端光载射频单元通过光跳线将该信号级联到主用局端光载射频单元；主用局端光载射频单元中的局端合波单元对该信号与原有PON接口盘输出的光信号进行合波，将不同波长的光信号复用到一根光纤上传送到光配线单元，光配线单元中的合波器将PON口光信号与光载射频信号分离，其中PON口光信号经ODN传送到PON ONU设备，而光载射频信号传送到远端光载射频单元。

参见图4所示，远端光载射频单元中的远端激光器/光探测器组件中的光探测器接收光配线单元中的合波器发来的光载射频信号，并对该信号进行光/电变换，得到电信号，该电信号中含有频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的远端监控信号；远端分路单元将该电信号中频率为2GHz的射频信号与频率为433MHz的远端监控信号分离，频率为2GHz的射频信号经远端上变频单元上调频率后，变成频率为15GHz的射频信号，该频率为15GHz的射频信号经过功率放大器的射频滤波、功率放大处理，再经过双工器内部的收发通道的隔离处理后，从远端天线发送出去；频率为433MHz的远端监控信号经过远端FSK解调单元的FSK解调后得到远端监控数据，远端FSK解调单元将得到的远端监控数据发送到受控单元。

参见图5所示，微波终端中的微波终端天线接收远端光载射频单元发来的频率为15GHz的射频信号，室外单元对该信号进行下变频处理，得到频率为140MHz的中频信号，室外单元中的微波终端监控数据经过ASK（Amplitude Shift Keying，振幅键控）调制为频率为5.5MHz的微波终端监控信号，室外单元将频率为140MHz的中频信号和频率为5.5MHz的微波终端监控信号通过中频电缆输送到室内单元中，室内单元再将频率为140MHz的中频信号经过变频、模数转换、解调解码变为原始以太网数据帧；室内单元同时对频率为5.5MHz的微波终端监控信号进行ASK解调，得到微波终端监控数据，将得到的微波终端监控数据发送到室内单元内部的监控单元。

上行方向的信号处理过程如下：

参见图5所示，微波终端中的室内单元将原始以太网数据调制为频率为350MHz的载波信号，室内单元同时还对本地微波终端监控数据进行ASK调制，得到频率为10MHz的微波终端监控信号，将频率为350MHz的载波信号与频率为10MHz的微波终端监控信号一起经过中频电缆传给室外单元，室外单元进行上变频处理，得到频率为15GHz的微波信号，室外单元对该频率为15GHz的微波信号进行功率放大后，通过微波终端天线发射出去。

参见图4所示，远端光载射频单元中的远端天线接收微波终端天线发来的信号，经过双工器内部的收发通道的隔离处理后，再经低噪声放大器放大，远端下变频单元将其变为频率为2GHz的射频信号，同时受控单元的远端监控数据经过远端FSK调制单元调制，变成频率为433MHz的远端监控信号；频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的远端监控信号经过远端合路单元合并处理后，再由远端激光器/光探测器组件中的激光器进行电/光变换，得到光载射频信号并发送到光配线单元中的合波器，合波器将光载射频信号与PON ONU设备经ODN发来的PON口光信号进行合波，传送到主用局端光载射频单元。

参见图2所示，主用局端光载射频单元中的局端合波单元接收光配线单元中的合波器发来的光信号，并将该信号分解为多个波长的光信号，分别送到PON接口盘的PON口和级联用局端光载射频单元；局端激光器/光探测器组件中的光探测器对光信号进行光/电变换，得到电信号，补偿放大单元对该电信号进行补偿、放大处理，得到含有频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的局端监控信号的混合信号；局端分路单元对混合信号中的频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的局端监控信号进行分离，分离出的射频信号经局端下变频单元下调频率，变成频率为140MHz的模拟载波信号，该模拟载波信号经过数字解调单元的模数转换、编码解调后，成为基带数据信号，最后经接口处理单元的电平缓冲保护、主备倒换处理后进入系统背板；局端FSK解调单元对局端分路单元分离出的频率为433MHz的局端监控信号进行FSK解调，得到上行的局端监控数据，再将局端监控数据输出到主控单元。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型属在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统，包括GPON局端OLT设备和光配线单元，其特征在于：所述局端OLT设备通过光纤链路与光配线单元相连，该光纤链路同时传送数字基带信号和模拟无线信号，GPON局端OLT设备包括16个槽位，用于插PON接口盘和局端光载射频单元，当一个光纤链路方向有N个无线接入通道时，1≤N≤7，局端OLT设备使用N个局端光载射频单元，其中一个作为主用局端光载射频单元，其余N-1个作为级联用局端光载射频单元，主用局端光载射频单元级联PON接口盘中的一个PON口，主用局端光载射频单元通过光纤链路连接到光配线单元，级联用光载射频单元通过光跳线连接到主用局端光载射频单元的面板上；光配线单元包括FTTH网络中的ODN及合波器，ODN通过光纤与PON ONU相连；合波器通过光纤连接最多7个远端光载射频单元；局端光载射频单元对子框内的背板侧接口主要是高速以太网接口，主用局端光载射频单元的外部接口是波分复用光接口，该波分复用光接口通过光配线单元与远端光载射频单元相连；级联用局端光载射频单元的外部接口通过光跳线级联到主用局端光载射频单元的面板上；远端光载射频单元的数量与局端光载射频单元的数量相同，不同的远端光载射频单元使用不同的上下行波长进行射频光载传送，每个远端光载射频单元通过无线微波信道连接一个微波终端，每个微波终端通过以太网线与家庭网络相连，其中：

级联用局端光载射频单元，用于：将FTTH OLT设备背板侧的高速以太网数据变换为在光纤上传输的射频信号，不带局端合波单元，通过光跳线将该射频信号级联到主用局端光载射频单元；

主用局端光载射频单元，用于：将FTTH OLT设备背板侧的高速以太网数据变换为在光纤上传输的射频信号，带有局端合波单元，局端合波单元用于级联PON口的光信号和级联用局端光载射频单元的光信号，将多波长光信号复用到一根光纤链路上送出；

ODN，用于：完成光纤链路的连接分配；

合波器，用于：完成多波长光纤链路与多个单波长光链路的转换；

远端光载射频单元，用于：将光纤链路中承载的射频信号经过处理后通过其内部的天线发送出去，以及从其内部的天线接受无线信号，经处理后送到光纤链路上；

微波终端，用于：完成无线信号与以太网数据的转换；

PON接口盘—主用局端光载射频单元—光纤链路—合波器—ODN—PON ONU这条链路完成光纤接入，针对允许光纤布防的应用场景；级联用局端光载射频单元—主用局端光载射频单元—光纤链路—合波器—远端光载射频单元—微波终端这条链路完成无线接入，针对不适合光纤布防的应用场合，形成光纤和无线混合接入系统。

2.如权利要求1所述的基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统，其特征在于：所述主用局端光载射频单元包括接口处理单元、数字调制单元、局端上变频单元、主控单元、局端频移键控FSK调制单元、局端FSK解调单元、局端合路单元、信号调整单元、局端激光器/光探测器组件、局端合波单元、补偿放大单元、局端分路单元、局端下变频单元和数字解调单元，主控单元分别与局端FSK调制单元、局端FSK解调单元相连，局端FSK调制单元与局端合路单元相连，局端FSK解调单元与局端分路单元相连，接口处理单元与数字调制单元相连，数字调制单元、局端上变频单元、局端合路单元、信号调整单元、局端激光器/光探测器组件、局端合波单元依次相连，同时局端激光器/光探测器组件、补偿放大单元、局端分路单元、局端下变频单元和数字解调单元依次相连，数字解调单元还与接口处理单元相连，其中：

主控单元，用于：产生局端监控数据信号；

局端FSK调制单元，用于：完成局端监控数据的FSK调制；

局端FSK解调单元，用于：完成局端监控信号的FSK解调；

接口处理单元，用于：完成局端信号背板接口处理；

数字调制单元，用于：完成数字信号的正交调制；

局端上变频单元，用于：向上调整局端信号的频率；

局端合路单元，用于：完成局端业务信号与局端监控信号的合并；

信号调整单元，用于：将下行信号调整到局端光调制单元的线性区域；

局端激光器/光探测器组件中的激光器完成局端信号的电/光变换，该组件中的光探测器完成局端信号的光/电变换；

补偿放大单元，用于：完成上行信号的调整、适配、补偿；

局端分路单元，用于：完成局端业务信号与局端监控信号的分离；

局端下变频单元，用于：向下调整局端信号的频率；

数字解调单元，用于：完成数字信号的解调；

局端合波单元用于：将PON口光信号、主用局端光载射频单元光信号、以及最多6个级联用局端光载射频单元光信号进行合波处理；

所述级联用局端光载射频单元在主用局端光载射频单元的基础上减少了局端合波单元，其余各单元的作用及连接关系不变。

3.如权利要求2所述的基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统，其特征在于：所述远端光载射频单元包括远端天线、双工器、受控单元、远端FSK调制单元、远端FSK解调单元、低噪声放大器、远端下变频单元、远端合路单元、远端光调制单元、远端激光器/光探测器组件、远端分路单元、远端上变频单元、功率放大器，受控单元分别与远端FSK调制单元、远端FSK解调单元相连，远端FSK调制单元与远端合路单元相连，远端FSK解调单元与远端分路单元相连，远端天线与双工器相连，双工器与低噪声放大器相连，低噪声放大器、远端下变频单元、远端合路单元、远端激光器/光探测单元组件依次相连，远端激光器/光探测单元组件还与远端分路单元、远端上变频单元、功率放大器依次相连，功率放大器与双工器相连，其中：

远端天线，用于：完成微波信号的接收和发送；

双工器，用于：接收及发送信号，通过一个天线完成收发；

受控单元，用于：管理远端监控数据；

远端FSK调制单元，用于：完成远端监控数据的FSK调制；

远端FSK解调单元，用于：完成远端监控信号的FSK解调；

低噪声放大器，用于：将从天线接收的信号进行低噪声放大；

远端下变频单元，用于：向下调整远端信号的频率；

远端合路单元，用于：完成远端业务信号与远端监控信号的合并；

远端激光器/光探测器组件中的激光器完成远端信号的电/光变换，该组件中的光探测器完成远端信号的光/电变换；

远端分路单元，用于：完成远端业务信号与远端监控信号的分离；

远端上变频单元，用于：向上调整远端信号的频率；

功率放大器，用于：将微波信号进行功率放大。

4.如权利要求3所述的基于FTTH网络的光纤和无线混合接入系统，其特征在于：所述微波终端包括依次相连的微波终端天线、室外单元和室内单元，室外单元一侧通过微波终端天线的无线信道与远端光载射频单元相连，室外单元另外一侧通过同轴电缆与室内单元相连，室内单元通过以太网线与家庭网络相连，其中：

微波终端天线，用于：发送和接收微波信号；

室外单元，用于：完成微波信号与中频信号的转换；

室内单元，用于：完成中频信号与以太网数据的转换。

5.应用权利要求4所述光纤和无线混合接入系统的基于FTTH网络的光纤和无线混合接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

下行方向的信号处理过程如下：

GPON局端OLT设备背板上的基带数据信号经接口处理单元的电平缓冲保护、主备倒换处理后，经过数字调制单元的数字压缩、编码调制、数模转换、滤波处理后成为频率为350MHz的模拟载波信号，频率为350MHz的模拟载波信号经局端上变频单元上调频率，变成频率为2GHz的射频信号；主控单元的局端监控数据通过局端FSK调制单元进行FSK调制，得到频率为433MHz的局端监控信号，局端合路单元将局端上变频单元输出的频率为2GHz的射频信号和局端FSK调制单元输出的频率为433MHz的局端监控信号进行合路处理，信号调整单元将合路后的信号调整到局端激光器/光探测器组件中的激光器的工作线性区域，局端激光器/光探测器组件中的激光器对调整后的信号进行电/光转换，转换为光载射频信号；级联用局端光载射频单元通过光跳线将该光载射频信号级联到主用局端光载射频单元；主用局端光载射频单元中的局端合波单元对该光载射频信号与原有PON接口盘输出的光信号进行合波，将不同波长的光信号复用到一根光纤上传送到光配线单元，光配线单元中的合波器将PON口光信号与光载射频信号分离，其中PON口光信号经ODN传送到PONONU设备，而光载射频信号传送到远端光载射频单元；

远端光载射频单元中的远端激光器/光探测器组件中的光探测器接收光配线单元中的合波器发来的光载射频信号，并对该信号进行光/电变换，得到电信号，该电信号中含有频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的远端监控信号；远端分路单元将该电信号中频率为2GHz的射频信号与频率为433MHz的远端监控信号分离，频率为2GHz的射频信号经远端上变频单元上调频率后，变成频率为15GHz的射频信号，该频率为15GHz的射频信号经过功率放大器的射频滤波、功率放大处理，再经过双工器内部的收发通道的隔离处理后，从远端天线发送出去；频率为433MHz的远端监控信号经过远端FSK解调单元的FSK解调后得到远端监控数据，远端FSK解调单元将得到的远端监控数据发送到受控单元；

微波终端中的微波终端天线接收远端光载射频单元发来的频率为15GHz的射频信号，室外单元对该信号进行下变频处理，得到频率为140MHz的中频信号，室外单元中的微波终端监控数据经过振幅键控ASK调制为频率为5.5MHz的微波终端监控信号，室外单元将频率为140MHz的中频信号和频率为5.5MHz的微波终端监控信号通过中频电缆输送到室内单元中，室内单元再将频率为140MHz的中频信号经过变频、模数转换、解调解码变为原始以太网数据帧；室内单元同时对频率为5.5MHz的微波终端监控信号进行ASK解调，得到微波终端监控数据，将得到的微波终端监控数据发送到室内单元内部的监控单元；

上行方向的信号处理过程如下：

微波终端中的室内单元将原始以太网数据调制为频率为350MHz的载波信号，室内单元同时还对微波终端监控数据进行ASK调制，得到频率为10MHz的微波终端监控信号，将频率为350MHz的载波信号与频率为10MHz的微波终端监控信号一起经过中频电缆传给室外单元，室外单元进行上变频处理，得到频率为15GHz的微波信号，室外单元对该频率为15GHz的微波信号进行功率放大后，通过微波终端天线发射出去；

远端光载射频单元中的远端天线接收微波终端天线发来的信号，经过双工器内部的收发通道的隔离处理后，再经低噪声放大器放大，远端下变频单元将其变为频率为2GHz的射频信号，同时受控单元的远端监控数据经过远端FSK调制单元调制，变成频率为433MHz的远端监控信号；频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的远端监控信号经过远端合路单元合并处理后，再由远端激光器/光探测器组件中的激光器进行电/光变换，得到光载射频信号并发送到光配线单元中的合波器，合波器将光载射频信号与PON ONU设备经ODN发来的PON口光信号进行合波，传送到主用局端光载射频单元；

主用局端光载射频单元中的局端合波单元接收光配线单元中的合波器发来的光信号，并将该信号分解为多个波长的光信号，分别送到PON接口盘的PON口和级联用局端光载射频单元；局端激光器/光探测器组件中的光探测器对光信号进行光/电变换，得到电信号，补偿放大单元对该电信号进行补偿、放大处理，得到含有频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的局端监控信号的混合信号；局端分路单元对混合信号中的频率为2GHz的射频信号和频率为433MHz的局端监控信号进行分离，分离出的射频信号经局端下变频单元下调频率，变成频率为140MHz的模拟载波信号，该模拟载波信号经过数字解调单元的模数转换、编码解调后，成为基带数据信号，最后经接口处理单元的电平缓冲保护、主备倒换处理后进入系统背板；局端FSK解调单元对局端分路单元分离出的频率为433MHz的局端监控信号进行FSK解调，得到上行的局端监控数据，再将局端监控数据输出到主控单元。