СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ ВОЛОКОННО-ЭФИРНОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СЕТИ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ
METHOD OF BUILDING A BASIC STATION OF FIBER-ETHER TELECOMMUNICATION SYSTEM OF MOBILE RADIO COMMUNICATION NETWORK

Изобретение относится к области электросвязи, а именно к комбинированным системам волоконно-эфирной структуры RoF (Radio-Over-Fiber) сетей мобильной радиосвязи, и предназначено для организации дуплексного канала связи по распределенной волоконно-эфирной структуре.
Известен способ построения базовой станции волоконно-эфирной телекоммуникационной системы распределенной структуры [1], заключающийся в том, что центральную станцию соединяют с базовой станцией отдельным оптическим волокном, оптическое излучение лазера центральной станции модулируют радиосигналом прямого канала и подают в оптическое волокно, на базовой станции это модулированное оптическое излучение из оптического волокна подают на фотоприемник базовой станции, где преобразуют его в радиосигнал прямого канала, который через антенну базовой станции по радиоканалу передают к абонентской станции, а оптическое излучение лазера базовой станции модулируют принимаемым по радиоканалу от абонентской станции с помощью антенны базовой станции радиосигналом обратного канала, подают его в оптическое волокно, на центральной станции поступающее из оптического волокна оптическое излучение подают на фотоприемник центральной станции, в котором преобразуют его в радиосигнал обратного канала.
Реализацию данного способа поясняет функциональная схема сети, представленная на фиг. 1. Здесь 1 - центральная станция (ЦС), 2 - базовые станции (БС), 3 - абонентские станции, 4 - оптические волокна, 5 - лазер центральной станции, 6 - фотоприемник центральной станции, 7 - лазер базовой станции, 8 - фотоприемник базовой станции, 9 - устройство развязки и согласования, 10 - антенна базовой станции, 11 - антенна абонентской станции.
К основным недостаткам данного способа относится необходимость применения лазера на каждой базовой станции, что увеличивает стоимость реализации и ограничивает область применения способа, особенно при использовании технологии спектрального уплотнения.
От данного недостатка свободен способ построения базовой станции волоконно-эфирной телекоммуникационной системы распределенной структуры [2], заключающийся в том, что центральную станцию соединяют с базовыми станциями отдельными оптическими волокнами, оптическое излучение лазера центральной станции модулируют радиосигналом прямого канала и подают в оптическое волокно, на базовой станции это модулированное оптическое излучение из оптического волокна разделяют на две части, первую часть подают на фотоприемник базовой станции, где преобразуют его в радиосигнал прямого канала, который через антенну базовой станции по радиоканалу передают к абонентскому комплекту, а вторую часть подают на вход полупроводникового оптического усилителя, на выходе которого установлен отражающий элемент, модулируют его принимаемым по радиоканалу от абонентского комплекта с помощью антенны базовой станции радиосигналом обратного канала, модулированное отраженное оптическое излучение с выхода полупроводникового оптического усилителя подают в оптическое волокно, на центральной станции поступающее из оптического волокна оптическое излучение подают на фотоприемник центральной станции, в котором преобразуют его в радиосигнал обратного канала.
Реализацию данного способа поясняет функциональная схема сети мобильной радиосвязи, представленная на фиг. 2. Здесь 1 - центральная станция, 2 - базовые станции, 3 - абонентские комплекты, 4 - оптическое волокно, 5 - лазер центральной станции, 6 - фотоприемник центральной станции, 7 - оптический разветвитель центральной станции, 8 - оптический разветвитель базовой станции, 9 - полупроводниковый оптический усилитель, 10 - отражающий элемент, 11 - фотоприемник базовой станции, 12 - устройство развязки и согласования, 12 - антенна базовой станции, 13 - антенна абонентской станции.
К основным недостаткам данного способа относится необходимость подключения каждой базовой станции к центральной станции через отдельное оптическое волокно. Это ограничивает варианты построения сети мобильной радиосвязи схемой «звезда». Для реализации других схем, таких как «шина», «кольцо» и т.п., требуется включение дополнительных оптических разветвителей, что приводит к существенным дополнительным потерям, ограничивая расстояние до базовых станций и количество последних. Все это ограничивает область применения способа.
Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.
Эта сущность достигается тем, что согласно способу построения базовой станции волоконно-эфирной телекоммуникационной системы сети мобильной радиосвязи центральную станцию соединяют через оптический разветвитель оптическим волокном с базовыми станциями, оптическое излучение лазера центральной станции модулируют радиосигналом прямого канала и подают в оптическое волокно, при этом базовые станции включают в оптическое волокно последовательно, модулированное оптическое излучение из оптического волокна подают на вход полупроводникового оптического усилителя, модулированное оптическое излучение на выходе полупроводникового оптического усилителя разделяют на две части, первую часть вводят в оптическое волокно, которое подключено к другой базовой станции, вторую часть подают на отражающий элемент, отраженное оптическое излучение подают обратно на выход полупроводникового оптического усилителя, модулируют его в полупроводниковом оптическом усилителе принимаемым по радиоканалу от абонентского комплекта с помощью антенны базовой станции радиосигналом обратного канала, на входе полупроводникового оптического усилителя это модулированное отраженное оптическое излучение разделяют на две части, его первую часть подают на фотоприемник базовой станции, где преобразуют его в радиосигнал, выделяют из него радиосигнал прямого канала, который через антенну базовой станции по радиоканалу передают к абонентскому комплекту, а вторую часть модулированного отраженного оптического излучения подают в оптическое волокно, которое соединено с центральной станцией, на центральной станции поступающее из оптического волокна оптическое излучение подают на фотоприемник центральной станции, в котором преобразуют его в радиосигнал, из которого выделяют радиосигнал обратного канала.
На фиг. 3 представлен один из примеров структурной схемы устройства для реализации заявляемого способа.
Устройство включает центральную станцию 1, первую базовую станцию 2, вторую базовую станцию 3. абонентский комплект 4, первое оптическое волокно 5, второе оптическое волокно 6, лазер центральной станции 7, модулятор центральной станции 8 с одним электрическим входом, одним оптическим входом и оптическим выходом, оптический разветвитель центральной станции 9, фотоприемник центральной станции 10 с фильтром 11, два оптических разветвителя базовой станции 12 и 13, полупроводниковый оптический усилитель 14, отражающий элемент 15, фотоприемник базовой станции 16 с фильтром 17, блок согласования и развязки 18 и антенну базовой станции 19. Выход лазера центральной станции 7 соединен с оптическим входом модулятора центральной станции 8, оптический выход которого подключен к первому выходу оптического разветвителя центральной станции 9. Второй выход оптического разветвителя центральной станции 9 соединен с входом фотоприемника базовой станции 10, а вход оптического разветвителя центральной станции 9 соединен с первым оптическим волокном 5. На другом конце первое оптическое волокно 5 на входе базовой станции соединено с первым выходом оптического разветвителя базовой станции 12, второй выход которого соединен с входом фотоприемника базовой станции 17, а его вход соединен с оптическим входом полупроводникового оптического усилителя 14. Оптический выход полупроводникового оптического усилителя 14 соединен с входом оптического разветвителя базовой станции 13, первый выход которого соединен со вторым оптическим волокном 6, а его второй выход подключен к отражающему элементу 15. На другом конце второе оптическое волокно подключено к входу второй базовой станции 3. Выход фотоприемника базовой станции соединен с первым входом блока согласования 18, выход которого соединен с электрическим входом полупроводникового оптического усилителя 14, а его второй вход подключен к антенне базовой станции 19.
Устройство работает следующим образом. Оптическое излучение лазера центральной станции 7 поступает в модулятор центральной станции 8, где модулируется радиосигналом прямого канала, поступающим на электический вход модулятора центральной станции 8, с выхода которого модулированное оптическое излучение через оптический разветвитель центральной станции 9 поступает в первое оптическое волокно 5. На другом конце первого оптического волокна 5 модулированное оптическое излучение из первого оптического волокна 5 через оптический разветвитель базовой станции 12 поступает на оптический вход полупроводникового оптического усилителя 14, на выходе которого оптическое излучение с помощью оптического разветвителя базовой станции 13 разделяется на две части. Одна часть через второе оптическое волокно 6 направляется ко второй базовой станции 3, а другая часть подается на отражающий элемент 15, на котором отражается и через оптический разветвитель базовой станции 13 и оптический вход полупроводникового оптического усилителя 14 поступает обратно в полупроводниковый оптический усилитель 14, а затем через оптический вход полупроводникового оптического усилителя 14 поступает на вход оптического разветвителя базовой станции 12. В полупроводниковом оптическом усилителе 14 оптическое излучение усиливается и модулируется радиосигналом обратного канала, принимаемым по радиоканалу от абонентского комплекта 4 с помощью антенны базовой станции 19 и поступающим от нее через блок согласования и развязки 18 на электрический вход полупроводникового оптического усилителя 14. Это модулированное оптическое излучение с помощью оптического разветвителя базовой станции 12 разделяется на две части. Одна часть этого оптического излучения через первое оптическое волокно 5 и оптический разветвитель центральной станции 9 поступает на вход фотоприемника центральной станции 10, преобразуется фотоприемником центральной станции 10 в комплексный радиосигнал, из которого с помощью фильтра 11 фотоприемника центральной станции 10 выделяется радиосигнал обратного канала. Вторая часть этого оптического излучения поступает на вход фотоприемника базовой станции 16, преобразуется фотоприемником базовой станции 16 в комплексный радиосигнал, из которого с помощью фильтра 17 фотоприемника базовой станции 16 выделяется радиосигнал прямого канала. Этот радиосигнал прямого канала через блок согласования и развязки 18 поступает на антенну 19 базовой станции, а затем по радиоканалу к абонентскому комплекту 4.
В отличие от известного способа, которым является прототип, предлагаемый способ допускает последовательное включение большего числа базовых станций в оптическое волокно за счет частичной компенсации дополнительных потерь из-за включения разветвителей усилением полупроводниковыми оптическими усилителями базовых станций. Это расширяет возможности применения вариантов построения сети мобильной радиосвязи, в том числе по схемам «шина», «кольцо» и т.п., что расширяет область применения способа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент RU 2472290.
2. Патент US 2007183788.