CN115189715A - 一种基于直接扩谱时分复用的光传输装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于直接扩谱时分复用的光传输装置，包括：信号发射模块和信号接收模块；信号发射模块与信号接收模块之间通过光纤通信连接；信号发射模块用于接收外部的数据序列信号，编码为直接扩谱时分复用电信号，并调制为直接扩谱时分复用光信号然后输出；信号接收模块用于接收直接扩谱时分复用光信号，并依次进行光电转换、模拟解扩、模数转换、时钟恢复得到数据序列信号。本发明实现支持直接检测的直接扩谱调制；在接收端采用模拟域解扩去除传输引入损伤并提高灵敏度。通过时分复用协议对上下行方向码片交织配置以及动态测距实现字节交织传输，并且融合物联与控制数据，同时，支持实现低复杂度的接口，无需安装线速率的数字处理设备。

Description

一种基于直接扩谱时分复用的光传输装置及方法
技术领域
本发明属于光通信领域，尤其涉及一种基于直接扩谱时分复用的光传输装置及方法。
背景技术
近年来，光通信成为了数据接入网的首选研究对象，能满足数据业务日益增长的带宽要求，然而随着触觉互联网的提出，服务质量的需求除带宽外，增加了超低延时、高可靠性、高可用性以及高安全性。其中，在超低延时结合高数据率的需求下，只有全新的接入网架构才能上下行都满足100us的通信延时。同时，做为物联网接入技术，必须做到尽量简单，与待接入设备的控制功能匹配，也要能与传统数据接入技术融合。
通过扩频技术可以实现无调度延时复用，而且在多个领域有扩频与调度结合的应用，包括LoRa、NB-IoT、MC-CDMA、CDMA-PON。其中，商业物联网接入使用的有前三者，而最后一个技术有研究部署。LoRa可以使用啁啾扩频结合调度实现低功耗长距离的数据接入，NB-IoT可以使用OFDM的单载波多时隙或多载波单时隙完成高性能数据传输，MC-CDMA可以使用OFDM结合扩频提高性能，CDMA-PON可以使用多波长编码，解决光接入的冲突。LucaLeonardi在2019年Internet of Things Journal中题目为“RT-LoRa:A Medium AccessStrategy to Support Real-Time Flows Over LoRa-Based Networks for IndustrialIoT Applications”的文章中介绍了LoRa的优化，而LoRa的CLASS-A/B/C业务模式能通过调度满足实时性和功耗折中，做为功率受限设备后者极其重要。Huikang Li在2020年Internet of Things Journal中题目为“Enhancing the Performance of 802.15.4-Based Wireless Sensor Networks With NB-IoT”的文章中介绍了NB-IoT的优化，而NB-IoT的使用必须安装完整速率的OFDM模块，能保证动态性及高性能，无法保证低复杂度。You-Wei Chen在2017年Journal of Optical Communications and Networking中题目为“MC-CDMA Enhanced LR-PON Using Widely Wavelength Lockable FPLD with Low FacetReflectance”的文章中介绍了MC-CDMA的优化，而解扩需要先计算IFFT，提高复杂度，并且必须结合调度才能确定OFDM帧起始。Jing-Shiuan Lin在2016年Journal of LightwaveTechnology中题目为“Study of Multicode-Keying Incoherent Optical CDMA withoutThe Conventional Symbol-Synchronous Assumption”的文章中介绍了CDMA-PON的优化，必须使用多波长编码，提高器件复杂度，并且必须结合同步调度，减少冲突。
综上所述，如何降低接入系统复杂度，同时保持传输系统的实时性及减少功耗是当前需要解决的问题。
发明内容
本发明的技术目的是提供一种基于直接扩谱时分复用的光传输装置及方法，以解决如何降低接入系统复杂度并提高传输系统的实用性和效能性的技术问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种基于直接扩谱时分复用的光传输装置包括：信号发射模块和信号接收模块；
信号发射模块与信号接收模块之间通过光纤通信连接；
信号发射模块用于接收外部的数据序列信号，编码为直接扩谱时分复用电信号，并调制为直接扩谱时分复用光信号；
信号接收模块用于接收直接扩谱时分复用光信号，并依次进行光电转换、模拟解扩、模数转换、时钟恢复得到数据序列信号；
信号发射模块包括信号调制子模块，信号调制子模块为升余弦编码调制子模块或改进双二进制编码调制子模块，其中，升余弦编码调制子模块用于接收外部的数据序列信号，并依次进行信号扩谱、升余弦编码得到升余弦电信号，改进双二进制编码调制子模块用于接收外部的数据序列信号，并依次进行信号扩谱、正负分离、改进双二进制编码得到改进双二进制差分电信号。
进一步优选地，信号发射模块还包括电光转换子模块、第一光滤波器和光放大器；
电光转换子模块用于接收直接扩谱时分复用电信号，并调制为直接扩谱时分复用光信号；
第一光滤波器用于将直接扩谱时分复用光信号进行滤波；
光放大器用于将滤波后的直接扩谱时分复用光信号进行功率放大。
其中，升余弦编码调制子模块包括扩谱编码单元、扩谱序列单元和升余弦编码单元；
扩谱编码单元用于接收外部的数据序列信号和扩谱序列单元的正交伪随机序列信号对外部的数据序列信号实现扩谱编码，得到扩谱信号；
升余弦编码单元用于接收扩谱信号进行升余弦编码，得到升余弦电信号。
其中，改进双二进制编码调制子模块包括扩谱编码单元、扩谱序列单元、正负拆分单元、第一改进双二进制编码单元和第二改进双二进制编码单元；
扩谱编码单元用于接收外部的数据序列信号和扩谱序列单元的正交伪随机序列信号对外部的数据序列信号实现扩谱编码，得到扩谱信号；
正负拆分单元用于接收扩谱信号并进行拆分得到直接扩谱时分复用差分信号；
第一改进双二进制编码单元和第二改进双二进制编码单元分别用于接收直接扩谱时分复用差分信号中的一路信号，并进行改进双二进制编码，得到改进双二进制差分电信号。
其中，升余弦偏置信号使用的电光转换子模块包括电放大器和Vπ/2偏置马曾光调制器；
电放大器用于接收升余弦电信号并进行信号电放大；
Vπ/2偏置马曾光调制器用于接收电放大后的升余弦电信号，并进行调制得到升余弦偏置光信号。
其中，改进双二进制差分信号使用的电光转换子模块包括第一电放大器、第二电放大器、第一Vπ偏置马曾光调制器和第二Vπ偏置马曾光调制器；
第一电放大器和第二电放大器分别用于接收改进双二进制差分电信号的一路信号，并进行电放大；
第一Vπ偏置马曾光调制器和第二Vπ偏置马曾光调制器分别用于接收第一电放大器和第二电放大器输出的电放大后的改进双二进制差分电信号，然后转化为光信号，得到改进双二进制差分光信号。
具体地，信号接收模块包括第二光滤波器、光电探测器、模数转换器和数字信号处理子模块；
第二光滤波器与第一光滤波器用于模拟复用解复用器，实现最终光滤波；
光电探测器用于接收滤波后的直接扩谱时分复用光信号，并转换为电信号，对于差分的电信号需要实施减法运算；
模数转换器用于接收电信号，并转换为数字信号；
数字信号处理子模块用于对接收数字信号进行时钟恢复得到数据序列信号，并上传至客户端。
进一步优选地，还包括本地序列单元，本地序列单元用于提供正交伪随机序列信号，将光电探测器输出的电信号转换为解扩电信号并输送至模数转换器。
一种基于直接扩谱时分复用的光传输方法，应用于如上述任意一项的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，包括如下步骤：
S1：将正交伪随机序列信号乘以接收的数据序列信号实现扩谱编码，得到扩谱信号；
S2：基于扩谱信号，进行升余弦编码得到升余弦电信号；
或基于扩谱信号，依次进行正负分离、改进双二进制编码得到改进双二进制差分电信号；
S3：基于升余弦电信号依次通过电光转换和光偏置得到升余弦偏置光信号，并通过光纤传输；
或基于改进双二进制差分电信号通过电光转换得到改进双二进制差分光信号，并通过光纤传输；
S4：经光纤接收得到的升余弦偏置光信号或改进双二进制差分光信号，并依次进行光电转换、模拟解扩、模数转换、时钟恢复得到数据序列信号并上传至客户端。
其中，时分复用的下行传输各时隙使用统一码片，而上行传输使用交织码片，下行传输内容包括广播数据、组播数据以及测距请求而上行传输内容包括数据以及测距应答。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本发明通过直接扩谱下行传输使得目的节点能够与源节点时钟同步、相位同步，以及支持动态测距；
2)本发明通过时分复用的使用，下行时隙使用统一码片，上行时隙使用码片交织，从而取消上行传输保护间隔，减少调度冲突，实现双向字节交织传输，同时可以支持测距响应与数据的并行传输；
3)本发明在接收端采用模拟域解扩去除传输引入损伤并提高灵敏度，通过双向字节交织传输使得目的节点与源节点能够双向高实时性的传输数据，同时，能够保证目的节点接口的简单性，也即数字处理无需线速率设备，从而降低接入系统复杂度。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明的一种实施例的基于直接扩谱时分复用的光传输装置的结构示意图；
图2为本发明的一种实施例的改进双二进制差分光信号差分传输示意图；
图3为本发明的一种实施例的升余弦偏置光信号传输示意图；
图4为本发明的一种实施例的直接扩谱时分复用的上下行传输时序示意图；
图5为本发明的一种实施例的直接扩谱时分复用下行性能比较试验效果图；
图6为本发明的一种实施例的直接扩谱时分复用上行性能比较试验效果图；
图7为本发明的一种实施例的基于直接扩谱时分复用的光传输方法的流程示意图。
附图标记说明
1：信号调制子模块；2：电光转换子模块；31：第一光滤波器；32：第二光滤波器；4：光放大器；5：光电探测器；6：数字信号处理子模块；7：耦合器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，并获得其它的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基于直接扩谱时分复用的光传输装置及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1
参看图1，本实施例提供一种基于直接扩谱时分复用的光传输装置，包括信号发射模块和信号接收模块；信号发射模块与信号接收模块之间通过光纤通信连接；信号发射模块用于接收外部的数据序列信号，并编码为直接扩谱时分复用电信号，然后调制为直接扩谱时分复用光信号并输出；信号接收模块用于接收直接扩谱时分复用光信号，并依次进行光电转换、模拟解扩、模数转换、时钟恢复得到数据序列信号。
参看图1，现对本实施例的信号发射模块进行详细说明。具体地，信号发射模块包括：信号调制子模块1、电光转换子模块2、第一光滤波器31、耦合器7和光放大器4，其中，信号调制子模块1的可进行更换，本实施例中介绍升余弦编码调制子模块和改进双二进制编码调制子模块，上述两种信号调制子模块1互为替代关系，同时整个系统使用非归零码。
电光转换子模块2用于接收信号调制子模块1输出的直接扩谱时分复用电信号，并调制直接扩谱时分复用光信号的幅度及相位并输出。
第一光滤波器31用于接收直接扩谱时分复用光信号，并进行滤波，然后输出；第一滤波器将升余弦偏置光信号或者改进双二进制差分光信号光域成形。另外，接收端设有第二光滤波器32，与第一滤波器31共同用于模拟复用解复用器。
耦合器7用于接收滤波后的直接扩谱时分复用光信号实现多路光信号的合并。光放大器4用于接收合并后的直接扩谱时分复用光信号，并进行功率放大，然后输出。
具体地，参看图1和图2，当信号调制子模块1为改进双二进制编码调制子模块时，改进双二进制编码调制子模块接收外部的数据序列信号，并依次进行信号扩谱，正负分离，改进双二进制编码得到改进双二进制差分电信号并输出。其中，改进双二进制编码调制子模块包括扩谱编码单元、扩谱序列单元、正负拆分单元、第一改进双二进制编码单元和第二改进双二进制编码单元。
扩谱编码单元的输入端分别接收外部的数据序列信号和扩谱序列单元的正交伪随机序列信号如Go l d序列，以对外部的数据序列信号实现扩谱编码，得到扩谱信号。
扩谱编码单元的输出端与正负拆分单元的输入端信号连接，正负拆分单元接收扩谱信号并进行拆分得到直接扩谱时分复用差分信号。
正负拆分单元的输出端分别与第一改进双二进制编码单元的输入端和第二改进双二进制编码单元的输入端信号连接，上述两个改进双二进制编码单元分别接收直接扩谱时分复用差分信号中的一路信号，并进行改进双二进制编码，得到改进双二进制差分电信号。
由于采用改进双二进制编码调制子模块，其相对应的需要特定的电光转换子模块2，上述电光转换子模块2包括第一电放大器、第二电放大器、第一Vπ偏置马曾光调制器和第二Vπ偏置马曾光调制器。第一电放大器和第二电放大器分别与第一改进双二进制编码单元和第二改进双二进制编码单元信号连接，用于接收得到改进双二进制差分电信号的一路信号，并进行电放大并输出；
第一Vπ偏置马曾光调制器和第二Vπ偏置马曾光调制器分别与第一电放大器和第二电放大器信号连接，用于接收经电放大后的改进双二进制差分电信号，通过外调制激光器电信号转化为光信号并控制其幅度及相位，得到改进双二进制差分光信号并输出。由于Vπ偏置马曾光调制器具有零偏置功能，因此可以用正负相位调制光信号，以减小调制并输出的光信号的幅度。
参看图1和图3，当信号调制子模块1为升余弦编码调制子模块时，升余弦编码调制子模块用于接收外部的数据序列信号，并依次进行信号扩谱，升余弦编码得到升余弦电信号并输出；其中，升余弦编码调制子模块包括扩谱编码单元、扩谱序列单元和升余弦编码单元；
与改进双二进制编码调制子模块相同，升余弦编码调制子模块的扩谱编码单元用于接收外部的数据序列信号和扩谱序列单元的正交伪随机序列信号如Gold序列，以对外部的数据序列信号实现扩谱编码，得到扩谱信号。
升余弦编码单元的输入端与扩谱编码单元的输出端信号连接，以此接收扩谱信号进行升余弦编码，得到升余弦电信号。
由于采用升余弦编码调制子模块，其电光转换子模块2相应的作出调整。因此，此处的电光转换子模块2包括电放大器和Vπ/2偏置马曾光调制器。电放大器的一端与升余弦编码单元的输出端信号连接，用于接收升余弦电信号并进行信号放大，然后输出；Vπ/2偏置马曾光调制器与电放大器的另一端信号连接，以接收电放大后的升余弦电信号，并采用外调制激光器进行调制即通过幅度及相位调整，从而得到升余弦偏置光信号。由于Vπ/2偏置马曾光调制器具有正交偏置功能，可以输出正幅度的光信号。
综上，本实施例的信号发射模块已说明完毕，信号发射模块通过单模光纤以及带宽为12.5GHz的光滤波器互联进行光信号传输，信号接收模块进行信号接收，光滤波器即第一光滤波器31和第二光滤波器32。
参看图1，现对信号接收模块进行详细说明：
其中，信号接收模块包括第二光滤波器32、光电探测器5、模数转换器和数字信号处理子模块6。其中，第二光滤波器32与第一光滤波器31共同模拟复用解复用器；
光电探测器5用于接收第二光滤波器32输出的直接扩谱时分复用光信号，并转换为电信号并输出；该光探测器可以是光电二极管或者雪崩二极管APD。在检测之后，如果差分传输信号，需要相减获得正负拆分之前信号。
模数转换器与光电探测器5信号连接，用于接收光电探测器5的电信号，并转换为数字信号并输出；
数字信号处理子模块6用于接收数字信号，并进行时钟恢复得到数据序列信号后上传至客户端。时钟恢复还可用于对光探测器输出的模拟电信号进行模数转换的过程中，将所得的时钟用于控制模数转换的采样点。
较优地，还包括本地序列单元，本地序列单元用于提供正交伪随机序列信号，将光电探测器5输出的电信号转换为解扩电信号并输送至模数转换器。
现对本实施例的信号实际变化以及性能测试进行详细说明。
参看图2，应用改进双二进制编码调制子模块后，扩谱信号可以通过扩谱序列将原始信号扩谱得到，然后正负分离，在信道编码后差分发送传输，最终在接收端检测，并且减法恢复扩谱后信号，解扩后恢复原始信号。
参看图3，应用升余弦编码调制子模块后，扩谱信号可以通过扩谱序列将原始信号扩谱，然后光偏置，并在信道编码后发送传输，最终在接收端检测得到扩谱后信号，解扩后恢复原始信号。
参看图4，本实施例采用码片交织复用协议在传输过程区分上下行，在下行不同时隙使用统一码片，发送单播数据、广播数据以及测距请求，在上行不同时隙通过码片交织复用发送数据以及测距应答，从而去掉上行保护间隔，实现双向字节交织传输。下行每个目的使用一个时隙，并且有公共的广播时隙，从而支持目的的时钟、相位同步和测距请求传输，但所有时隙使用统一码片。上行每个目的使用一个时隙，并且可以并发返回测距应答，该测距应答使用广播时隙，但每个时隙使用不同码片。由于上行时隙的码片交织，同一个时隙重叠的码片加上测距应答顶多3个，因此，码间串扰只需抑制3个，可以使用短码片。最终，码片交织复用协议通过短码片使用确保链路的高利用率。
参看图5，直接扩谱时分复用的下行性能测试结果表明，改进双二进制差分传输的性能和升余弦差分传输相近，也与升余弦偏置传输相近。
参看图6，直接扩谱时分复用的上行性能测试结果表明，改进双二进制差分传输的性能和升余弦差分传输相近，也与升余弦偏置传输相近。
实施例2
参看图7，本实施例提供一种基于实施例1的一种基于直接扩谱时分复用的光传输方法，该方法采用如实施例1中任意一项要求的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，包括如下步骤：
S1：将正交伪随机序列信号输入至接收的数据序列信号实现扩谱编码，得到扩谱信号；
S2：基于扩谱信号，进行升余弦编码得到升余弦电信号；
或基于扩谱信号，依次进行正负分离，改进双二进制编码得到改进双二进制差分电信号；
S3：基于升余弦电信号通过电光转换得到升余弦偏置光信号，并通过光纤传输；
基于改进双二进制差分电信号通过电光转换得到改进双二进制差分光信号，并通过光纤传输；
S4：经光纤接收得到的升余弦偏置光信号或改进双二进制差分光信号，并依次进行光电转换、模拟解扩、模数转换、时钟恢复得到数据序列信号并上传至客户端。
现对本实施例进行说明：通过建立基于直接扩谱时分复用的光传输装置，实现高速信号高实时性光传输的，可概括为：信号发射模块、光纤、信号接收模块，信号发射模块通过光纤连接至信号接收模块，其中信号发射模块对待发送的数据序列采用的调制方式为直接扩谱时分复用调制。信号发射模块将待发送的数据序列(随机序列)经过预编码后成为直接扩谱时分复用电信号进入其内部的光调制器，随后进入其内部的光滤波器使信号在光域成形，随后成形的光信号在放大后通过20千米的单模光纤传输，而接收激光信号通过光滤波器最终形成待检测光信号。具体说明，光滤波器可以同时存在于发送端与接收端，用于模拟复用解复用器。
在信号接收模块，基于直接扩谱时分复用提高实时性的光信号被直接检测，随后经过时钟恢复，经解扩去除直检和传输非线性产生的失真，提交上层处理，如FEC解码。实际应用中，上述过程可采用任意波形生成器，激光器，电放大器，马曾调制器，参饵光纤放大器，光纤，可调光滤波器，直接检测光电管及采样存储示波器等器件实现。
综上，本实施例给出一种基于直接扩谱时分复用的光传输方法，支持光信号直接检测也即平方解调。本实施例采用直接扩谱调制方法，该调制方法通过在正交点也即Vπ/2或者零点也即Vπ偏置马曾光调制器，结合预编码，实现升余弦偏置传输编码和改进双二进制差分传输编码；在信号接收模块通过解扩对收到信号去除码间串扰、非线性失真，并减少数字处理复杂度。本实施例将直检的灵敏度逼近到光电检测能实现的范围，同时保持收发设备的实时性，适合于高实时性无源光接入。另外，字节交织传输可以降低信号处理复杂度，提高光接口集成度。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于直接扩谱时分复用的光传输装置，其特征在于，包括：信号发射模块和信号接收模块；
所述信号发射模块与所述信号接收模块之间通过光纤通信连接；
所述信号发射模块用于接收外部的数据序列信号，编码为直接扩谱时分复用电信号，并调制为直接扩谱时分复用光信号；
所述信号接收模块用于接收所述直接扩谱时分复用光信号，并依次进行光电转换、模拟解扩、模数转换、时钟恢复得到所述数据序列信号；
所述信号发射模块包括信号调制子模块，所述信号调制子模块为升余弦编码调制子模块或改进双二进制编码调制子模块，其中，所述升余弦编码调制子模块用于接收外部的数据序列信号，并依次进行信号扩谱、升余弦编码得到升余弦电信号，所述改进双二进制编码调制子模块用于接收外部的数据序列信号，并依次进行信号扩谱、正负分离、改进双二进制编码得到改进双二进制差分电信号。
2.根据权利要求1所述的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，其特征在于，所述信号发射模块还包括电光转换子模块、第一光滤波器和光放大器；
所述电光转换子模块用于将所述直接扩谱时分复用电信号调制为直接扩谱时分复用光信号；
所述第一光滤波器用于对所述直接扩谱时分复用光信号进行滤波；
所述光放大器用于对滤波后的所述直接扩谱时分复用光信号进行功率放大。
3.根据权利要求1所述的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，其特征在于，所述升余弦编码调制子模块包括扩谱编码单元、扩谱序列单元和升余弦编码单元；
所述扩谱编码单元用于接收外部的数据序列信号和所述扩谱序列单元的正交伪随机序列信号对外部的数据序列信号实现扩谱编码，得到扩谱信号；
所述升余弦编码单元用于接收所述扩谱信号进行升余弦编码，得到所述升余弦电信号。
4.根据权利要求1所述的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，其特征在于，所述改进双二进制编码调制子模块包括扩谱编码单元、扩谱序列单元、正负拆分单元、第一改进双二进制编码单元和第二改进双二进制编码单元；
所述扩谱编码单元用于接收外部的数据序列信号和所述扩谱序列单元的正交伪随机序列信号对外部的数据序列信号实现扩谱编码，得到扩谱信号；
所述正负拆分单元用于接收所述扩谱信号并进行拆分得到直接扩谱时分复用差分信号；
所述第一改进双二进制编码单元和所述第二改进双二进制编码单元分别用于对所述直接扩谱时分复用差分信号中的一路信号进行改进双二进制编码，得到所述改进双二进制差分电信号。
5.根据权利要求3所述的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，其特征在于，所述电光转换子模块包括电放大器和Vπ/2偏置马曾光调制器；
所述电放大器用于接收所述升余弦电信号并进行信号电放大；
所述Vπ/2偏置马曾光调制器用于接收电放大后的所述升余弦电信号，并进行调制得到升余弦偏置光信号。
6.根据权利要求4所述的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，其特征在于，所述电光转换子模块包括第一电放大器、第二电放大器、第一Vπ偏置马曾光调制器和第二Vπ偏置马曾光调制器；
所述第一电放大器和所述第二电放大器分别用于接收所述改进双二进制差分电信号的一路信号，并进行偏置放大；
所述第一Vπ偏置马曾光调制器和所述第二Vπ偏置马曾光调制器分别用于将所述第一电放大器和所述第二电放大器输出的电放大后的所述改进双二进制差分电信号转化为光信号，得到改进双二进制差分光信号。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，其特征在于，所述信号接收模块包括第二光滤波器、光电探测器、模数转换器和数字信号处理子模块；
所述第二光滤波器与第一光滤波器都用于模拟复用解复用器，实现最终光滤波；
所述光电探测器用于接收滤波后的所述直接扩谱时分复用光信号，并转换为电信号，对于差分的电信号需要实施减法运算；
所述模数转换器用于接收所述电信号，并转换为数字信号；
所述数字信号处理子模块用于对接收所述数字信号进行时钟恢复得到所述数据序列信号，并上传至客户端。
8.根据权利要求7所述的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，其特征在于，还包括本地序列单元，所述本地序列单元用于提供正交伪随机序列信号，将所述光电探测器输出的所述电信号转换为解扩电信号并输送至所述模数转换器。
9.一种基于直接扩谱时分复用的光传输方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8任意一项所述的基于直接扩谱时分复用的光传输装置，包括如下步骤：
S1：将正交伪随机序列信号乘以接收的数据序列信号实现扩谱编码，得到扩谱信号；
S2：基于所述扩谱信号，进行升余弦编码得到升余弦电信号；
或基于所述扩谱信号，依次进行正负分离、改进双二进制编码得到所述改进双二进制差分电信号；
S3：基于所述升余弦电信号依次通过电光转换和光偏置得到升余弦偏置光信号，并通过光纤传输；
或基于所述改进双二进制差分电信号通过电光转换得到改进双二进制差分光信号，并通过光纤传输；
S4：经光纤接收得到的所述升余弦偏置光信号或所述改进双二进制差分光信号，并依次进行光电转换、模拟解扩、模数转换、时钟恢复得到所述数据序列信号并上传至客户端。
10.根据权利要求9所述的直接扩谱时分复用的光传输方法，其特征在于，所述时分复用的下行传输各时隙使用统一码片，上行传输各时隙使用交织码片，下行传输的内容包括广播数据、组播数据以及测距请求，上行传输内容包括数据以及测距应答。
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