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光波一无线系统中的光链路 涂涛查开德杨建良 (清华大学电子工程系北京100084) 摘要本文对光波一无线系统中的光链路进行了深入地理论分析和实验研究，完成了 IM3／C一3ldBc的要求。 关键词光纤通信，副载波复用，光链路 1．引言 将光电子技术应用于无线通信网络而构成的光波～无线传输系统，利用光纤通信的 低损耗、不受电磁干扰和海量传输的特点，采用副载波复用光波技术。将无线通信信号 (微波或MM波)高教地传至更远的距离，兼具光纤通信和无线通信的优点，成为满足 人们对宽带业务需求的极具竞争力的解决方案㈨21131。 光链路的设计是光波～无线通信技术的～个重要内容。本论文对光波一无线系统中 的光链路进行了深入地理论分析和实验研究，对光链路的结构、设计方法和传输性能进 行了分析和计算，在此基础上建立了无线通信频率为1．8GHz的实验光波链路。 2．系统设计 光波一无线系统主要由光链路、射频通道和其他部分组成，见图1。光链路和射频 通道几乎决定了整个系统的性能，因此它们的设计非常重要。 光链路 射频通道 图1光波一无线系统的结构框图 光波一无线系统整体的载噪比和它各个部分载噪比的关系为 ／10 10 + + c凇～．：一 gol01咏Ruc-01 ／10+10。‰7。7to+10一‰％] cⅣR删=一 ． J 63 个部分载噪比相互制约的关系，一个部分CNR的提高，则为别的部分的设计提供了更 多的裕度。 40dB，可以忽略。在通常情况下，CNR04。和cM2。。具有相当的大小m，不妨设 CNRo口。zC瑚Ⅲ。 (2) 从而有： (3) 。。 110-cue咏-CNRo,,CNRop,,=-lOlog] 11。cⅣR。，+3,01(dB)。。，!l。cⅣR。f+ 这意味着光链路和射频通道的载噪比分别应该比系统要求的载噪比高3dB。即是说GSM 系统中所用光链路的载噪比应为28dB以上。 采用同样的方法可以对非线性指标进行合理的分配，得到GSM系统中的光链路要 带”的特性，因此二次失真全部落在频带之外，可以用滤波的方法消除，成为不需要重 点考虑的问题。 3．光链路的设计 考虑一个由BBI调制器、光纤和PIN管构成的光波链路。调制器工作于最佳工作点， 其传输函数为川： 只=p[·±sin[毒矿。，]] c4， 其中，P为平均输出光功率，■为半波电压，y(f)为外加交流调制信号。±对 应上下二根光纤输出。注意到转移函数本身是非线性的。 光链路输出的每路信号功率为： ，k一。。=去【2‰兄，．(卢)z。工Ⅲ】2z，。 (5) 式中，‰是光检测器接收到的平均光功率；上M是调制器的频响；而PIN管的响应度 为R，负载阻抗为Zero，频响为Lev,,；J．()是一阶贝塞尔函数；卢是单路信号的调制度。 设输入信号的幅度为％，功率为，知一。，调制器的阻抗为z。，则 P=zK，■=ztii五／■ (6) 由一阶贝塞尔函数的性质，当P较小时 有‘∽)*p／2。在P0．6的条件下，这 种近似的误差在5％以内。从而有： ％～=％。·[乏R￡。上。‰]2z。z c，， 下面考虑链路中的噪声。光纤链路的噪声来源于以下几个方面：接收机的热噪声、 光检测器的散粒噪声、光