基于微波光子技術(shù)應(yīng)用的光載無線系統(tǒng)研究.pdf

1、光載無線（ROF）系統(tǒng)充分結(jié)合了光纖通信與無線通信二者的優(yōu)點，能夠提供高速率的無線接入。本文從微波光子學(xué)的角度出發(fā)，對ROF系統(tǒng)的多個單元技術(shù)進行了理論探討和實驗研究。論文主要工作如下： 1．基于馬赫澤德調(diào)制器（MZM）的光生毫米波技術(shù)及其無線多業(yè)務(wù)混合ROF系統(tǒng)應(yīng)用。 對MZM調(diào)制器進行模擬調(diào)制時的非線性特性進行了理論分析，提出并實現(xiàn)了一種基于單個MZM調(diào)制器和梳狀濾波器同時產(chǎn)生二倍頻微波和六倍頻毫米波的方法。實驗中，

2、5．8GHz的微波信號經(jīng)過帶寬為10GHz的電光調(diào)制器和25/50GHz的光梳狀濾波器，全光產(chǎn)生了11．2GHz的微波信號和34．8GHz的毫米波信號，并在34．8GHz毫米波上成功演示了1．25Gbit/s高速數(shù)據(jù)的光纖和無線傳輸?；谏鲜龇椒?，并與偏振復(fù)用技術(shù)相結(jié)合，提出了一種可以同時提供有線和無線多業(yè)務(wù)混合接入的ROF系統(tǒng)方案。 2．基于電光相位調(diào)制器（PM）的毫米波相位調(diào)制技術(shù)及其全雙工ROF系統(tǒng)應(yīng)用。 提出并實

3、現(xiàn)了一種基于電光相位調(diào)制器對光生毫米波進行相移鍵控（PSK/DPSK）調(diào)制的方法。實驗中，光生毫米波的上、下邊帶分別反向通過電光相位調(diào)制器，由于電光相位調(diào)制器的單向工作特性，上、下邊帶之間會產(chǎn)生受數(shù)字信號控制的相位差，光電檢測拍頻以后就得到了PSK調(diào)制的毫米波。結(jié)合上述調(diào)制方案，采用一個半反射光纖光柵和一個低插入損耗的強度調(diào)制器實現(xiàn)了一種無源基站的全雙工ROF系統(tǒng)，并進行了上行和下行的傳輸實驗。實驗中，實現(xiàn)了對32GHz的毫米波的相位調(diào)

4、制，承載1．25Gbit/s的下行數(shù)據(jù)，經(jīng)過20kin的光線傳輸，功率代價為0．8dB。上行鏈路1．25Gbit/s數(shù)據(jù)采用幅度調(diào)制，經(jīng)過20kin光纖傳輸，功率代價為0．2dB． 3．基于非線性光纖環(huán)鏡（NOLM）的超寬帶（UWB）脈沖產(chǎn)生技術(shù)。 理論分析了基于NOLM的光開關(guān)原理，提出并實現(xiàn)了基于NOLM全光產(chǎn)生UWB脈沖的方法。利用NOLM環(huán)的光開關(guān)效應(yīng)，產(chǎn)生時域重疊的正負高斯脈沖，然后通過光纖的色散作用將承載在不

5、同光波長上的正負脈沖進行適當(dāng)?shù)难訒r，最后通過光電探測效應(yīng)得到了不同形狀、不同極性，頻譜結(jié)構(gòu)符合美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）要求的UWB脈沖。上述方法可以實現(xiàn)UWB脈沖的脈沖極性調(diào)制和脈沖形狀調(diào)制。另外，在產(chǎn)生脈沖過程中用作色散介質(zhì)的單模光纖同時可以用于中心局到遠端結(jié)點之間UWB光脈沖的傳輸，在中心局采用一個波長可調(diào)諧的激光器則可以適用于不同傳輸距離的遠端結(jié)點。實驗得到的一階UWB脈沖其中心頻率為5．2GHz，10dB帶寬為8．7GHz（