基于单个调制器产生多路无线和有线信号的系统
技术领域
本发明属于光纤-无线通信技术领域，具体涉及基于单个调制器产生多路无线和有线信号的系统。
背景技术
近些年来，随着物联网、大数据、人工智能等各种高新技术的发展，各种新业务的产生需要大量的数据流量，通信网络的容量需求不断增大。毫米波频段可以支撑更大的带宽和更高的速率，扩大系统容量，因此移动通信的频段正向更高频率的毫米波段迈进。光纤通信传输频带宽、抗干扰性强、信号衰减小，已成为世界通信中主要传输方式。而光载无线通信（ROF）技术融合了无线通信和光纤通信的长处，具有带宽大、损耗低、灵活移动等诸多优势，是未来通信网络中极具前景的备选方案。
为了以经济高效的方式为用户提供超高宽带服务，研究者们正在推动无线和有线信号的融合，实现不同频段的无线和有线信号在同一个系统中进行传输。在他人的无线和有线融合方案中，有些方案系统需要多个调制器来调制不同频段信号，结构复杂。有些方案虽使用单个调制器产生了有线和无线信号，但存在有线和无线信号间相互干扰的问题，且因为采用双边带调制会受到光纤色散带来的走离效应影响。
发明内容
针对上述情况，本发明提供了一种可避免无线和有线信号间串扰、高效低耗的基于单个调制器产生多路无线和有线信号的系统。
本发明提供的基于单个调制器产生多路无线和有线信号的系统，只采用一个调制器，即可同时调制有线和无线信号，利用极化复用技术避免了无线和有线信号间的串扰，且我们的方案与其它类似方案更加高效的地方在于，使用功率耦合器将多路无线信号耦合，这样可同时传输多路无线信号。
本发明提供的基于单个调制器产生多路无线和有线信号系统，参见图1，具体包括：
两个本地振荡器LO、一个二倍频器，用于产生两个不同频率的毫米波载波；
两个I/Q混频器，用于进行上变频，将I/Q基带数据加载到毫米波载波上，实现无线信号的副载波复用；
三个电放大器，用于放大电信号；
一个功率耦合器，用于将两路无线信号耦合成一路；
一个激光器，用于产生光载波；
一个极化复用MZM调制器，该调制器是一个集成的光器件，包括一个偏振分束器、一个偏振光束耦合器和两个子强度调制器；用于将有线信号和经功率耦合器耦合后的无线信号分别调制在原始光载波和光毫米波副载波上，且让两种信号处于相互正交的偏振方向，以避免两种信号在光电二极管中的相互干扰；
一个光放大器，用于放大调制得到的混合光信号；
一个光滤波器，用于将双边带信号变为单边带信号，以消除双边带引起的光纤色散走离效应的影响；
一个光电探测器（PD），用于实现光信号的光电转换，即将光信号转化为电信号；
其中，由第一本振源、二倍频器、第一I/Q混频器、第二电放大器组成第一信号发生器1，由第一本振源和二倍频器产生所需要的无线频段电载波，通过第一I/Q混频器将I/Q基带信号搬频至无线频段，经第二电放大器放大；由第二本振源、第二I/Q混频器、第三电放大器组成第二信号发生器2；由第二本振源产生所需要的无线频段电载波，通过第二I/Q混频器将I/Q基带信号搬频至无线频段，经第三电放大器放大。
所述的基于单个调制器产生多路无线和有线信号的系统，其工作过程为：
由激光器产生单一频率激光，接入极化复用MZM调制器的光输入端，作为光载波；第一信号发生器和第二信号发生器出来的信号经功率耦合器耦合成一路，再经第一电放大器放大后和有线基带信号分别接入极化复用MZM调制器的两个电输入端，极化复用MZM调制器将两个信号分别调制到光的两个正交偏振态上；极化复用MZM调制器输出后的信号经过光放大器放大后通过光滤波器，将原双边带信号变为单边带信号，从而避免了两个边带受到光纤色散走离效应的影响，光纤传输后经过光电探测器，实现光信号的光电转换，即可得到电域的有线信号和无线信号。
本发明中，所述两个子强度调制器均工作在正交点。
本发明中，所述光放大器，可以采用掺铒光纤放大器；
本发明中，所述光滤波器，可以采用可调谐光纤滤波器、波分复用滤波器或光交织器等；
本发明基于单个调制器产生多路无线和有线信号，利用激光的两个正交偏振态分别调制有线和无线信号，使用光滤波器，将原双边带信号变为单边带信号，从而避免了两个边带受到光纤色散走离效应的影响。同时我们系统中使用功率耦合器，将多路无线信号耦合为一路，提高了系统效率，更是其他方案所不能比拟的。
附图说明
图1是本发明基于单个调制器产生多路无线和有线信号的系统结构图。
图2是本发明中信号发生器1的结构图。
图3是本发明中信号发生器2的结构图。
图中标号：1-激光器LD，2-功率耦合器，3-第一电放大器EA，4-极化复用MZM调制器，5-光放大器，6-光滤波器，7-单模光纤，8-光电探测器（PD），9- 第一本地振荡器LO，10-二倍频器，11-第一I/Q基带信号，12- 第一I/Q混频器，13-第二电放大器EA，14-第二本地振荡器LO，15-第二 I/Q基带信号，16-第二 I/Q混频器，17-第三电放大器EA。
具体实施方式
下面结合附图和具体实验实例，对本发明作具体说明：
图1为基于单个调制器产生多路无线和有线信号的方法及系统的结构图；
使用激光器1产生单一频率激光，接入极化复用MZM调制器4的光输入端，作为光载波。第一信号发生器和第二信号发生器出来后的信号经功率耦合器2耦合成一路，在经第一电放大器3放大后和有线基带信号分别接入极化复用MZM调制器4的两个电输入端，然后将两个信号分别调制到光的两个正交偏振态上。极化复用MZM调制器4输出后的信号经过光放大器5放大后利用光滤波器6，将原双边带信号变为单边带信号，从而避免了两个边带引起的光纤色散走离效应，单模光纤7传输后经过光电检测器（PD）8，实现光信号的光电转换，即可得到电域的有线信号和无线信号。
第一信号发生器1如图2所示，使用第一本振源9和二倍频器10产生所需要的无线频段电载波，利用第一混频器12将I/Q基带信号11搬频至无线频段，后经第二电放大器13放大。
第二信号发生器2如附图3所示，使用第二本振源14产生所需要的无线频段电载波，利用第二混频器16将I/Q基带信号15搬频至无线频段，后经第三电放大器17放大。
本发明提供了一种基于单个调制器产生多路无线和有线信号的系统，通过功率耦合器将多路无线信号耦合，使用单个调制器即可提供多路无线和有线信号服务，利用极化复用技术避免了无线和有线信号间的串扰，经济高效、结构简单，调制效率高，能够有效应用在ROF通信中，提升系统性能。
