專利名稱：使用擴(kuò)頻法的光纖通信的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在光纖網(wǎng)中使用擴(kuò)頻法的方法，并特別涉及一種使用擴(kuò)頻法的光纖網(wǎng)。
在使用時分多址(TDMA)的局域網(wǎng)(LANs)中遇到的一個問題是當(dāng)在同一網(wǎng)絡(luò)中的用戶量大到幾百個的時候，必須提高比特率以向所有用戶提供足夠的帶寬。這就必須在網(wǎng)絡(luò)中的任何地方都使用以相當(dāng)高的速率運(yùn)行的電子電路，即使是網(wǎng)絡(luò)中單個節(jié)點或終端所使用的實際帶寬非常小。
緩解此問題的一個辦法是在光纖網(wǎng)中使用波分復(fù)用(WDM)，但由于這樣通常意味著必須采用可調(diào)激光器、可調(diào)濾波器和波長穩(wěn)定，所以費(fèi)用會很高。已經(jīng)提出的另一個解決辦法是在光學(xué)領(lǐng)域(optical domain)中使用某種形式的擴(kuò)頻技術(shù)，見J.光波技術(shù)Vol.11，No.5/6，May/June1993，pp.854-864中M.E Marhic的“相干光CDMA網(wǎng)絡(luò)”，授予J.Foucard的題為“Système de transmission multiaccès integral simultanésur ligne de transmission par fibres optiques”的公開的歐洲專利申請0 027 413，它對應(yīng)于美國專利4,335,463，授予G.J.Foschini和G.Vannucci的題為“光波通信系統(tǒng)”的公開的歐洲專利申請0 240124，授予P.Chua等人的題為“用于通信網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)協(xié)議”的美國專利5,519,526。這也稱作碼分多址(CDMA)。這里有幾個與所提出的解決辦法有關(guān)的問題。正如在引用的Marhic的論文和引用的美國專利中公開的解決辦法一樣，它們通常要求使用短脈沖和/或?qū)Ｓ醚b置以進(jìn)行光譜編碼和解碼。這些都不是標(biāo)準(zhǔn)元件，因而會很貴。在引用的歐洲專利申請0 240 124中提出的另一個解決辦法仍然需要可調(diào)濾波器以鎖定發(fā)射激光器的波長。
大多數(shù)現(xiàn)有的詳細(xì)描述光纖通信中使用CDMA或擴(kuò)頻技術(shù)的文章和專利使用的是光譜的擴(kuò)展。這通常意味著解擴(kuò)也要光學(xué)地進(jìn)行。考慮到元件的因素，這是非常困難且昂貴的。然而，在引用的歐洲專利申請0 027413中公開了一種在電學(xué)領(lǐng)域(electrical domain)中進(jìn)行擴(kuò)展的系統(tǒng)，但其中信號在基帶保存，不需要任何副載波和/或控制信道。
在引用的歐洲專利申請0 240 124中，擴(kuò)展就這樣在光學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行，而且盡管在發(fā)射機(jī)中沒有波長控制，但在接收機(jī)中需要掃描可調(diào)濾波器以鎖定輸入信號并建立連接。
在引用的美國專利5,519,526中使用了光信號的光譜編碼，它需要使用非常短的脈沖(以獲得足夠的光譜寬度)和一個可重新組合的相板(a reconfigurable phase plate)(用于光譜編碼)。這在實際中不是容易或便宜的。
日本專利申請JP 5/268658公開了一種用于在使用CDMA的移動電話網(wǎng)中的交換臺和多個基站之間進(jìn)行傳輸?shù)南到y(tǒng)。來自交換臺的電RF信號轉(zhuǎn)換成光的形式并且在光纖上發(fā)送到基站的天線。
在公開的英國專利申請GB 2 125 253中公開了一種使用碼分多址擴(kuò)頻技術(shù)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。信息調(diào)制到準(zhǔn)隨機(jī)比特流上。所使用的調(diào)制技術(shù)還稱作偽噪聲調(diào)制，而且在發(fā)射機(jī)側(cè)，調(diào)制的RF載波在調(diào)制器中經(jīng)過不規(guī)則倒相。該倒相由來自碼發(fā)生器的信號控制，其中該發(fā)生器特別為每個目的地(destination)產(chǎn)生偽隨機(jī)比特序列。調(diào)制數(shù)據(jù)疊加到這個比特序列上。最終的波形應(yīng)用到平衡調(diào)制器，它對于一個0比特保留未變化的RF載波而對于一個1比特產(chǎn)生倒相。該平衡調(diào)制器是一個可饋給光纜的線性激勵器(liner driver)。
本發(fā)明的一個目的是提供一種經(jīng)光纖網(wǎng)傳送電數(shù)字信號的方法，其中該光纖網(wǎng)采用的CDMA允許使用標(biāo)準(zhǔn)的且基本上不很貴的裝配元件，如可調(diào)激光器或濾波器。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種光纖網(wǎng)，它適合于作為LAN而采用，并且能夠通過使用標(biāo)準(zhǔn)的且基本上不很貴的裝配元件來實施。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種光纖網(wǎng)，其中用于建立連接的數(shù)據(jù)信道易于實施。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種光纖網(wǎng)，它能夠以允許較小或較大容量的靈活方式而構(gòu)建。
這樣，可在諸如LAN的光纖傳輸中使用諸如CDMA的擴(kuò)頻調(diào)制，其中該調(diào)制是在轉(zhuǎn)換成光信號之前的射頻上進(jìn)行的，而不是直接在光頻進(jìn)行擴(kuò)展。TDMA調(diào)制的控制信道被使用并且使用一個或多個CDMA調(diào)制或類似調(diào)制的數(shù)據(jù)信道。
在電學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行擴(kuò)頻的事實允許使用現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)元件，例如用于使用CDMA或其某種改進(jìn)版的移動電話系統(tǒng)。幾個不同的實施例具有不同性能、成本以及復(fù)雜性將是可能的。在一個最簡單的實施例中，波長控制和濾波器是沒有必要的，這就可以構(gòu)建一個低成本系統(tǒng)。
這樣，電數(shù)據(jù)信號與擴(kuò)展碼相乘，這種方法稱作直接序列CDMA，隨后使用所得結(jié)果來調(diào)制RF副載波。用于在兩終端之間建立連接的控制信道可作為使用諸如“以太網(wǎng)”類型協(xié)議的沖突檢測的基帶中的TDMA信道來執(zhí)行。另外一個則是把擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信號保存在基帶中并且把控制信道置于副載波上。再另外的一個則是把數(shù)據(jù)和控制信道均置于副載波上?？傊?，這兩個信號相加，并且所得結(jié)果或相加的信號隨后用來調(diào)制具有足夠帶寬的光發(fā)射裝置的強(qiáng)度。
這樣，通常在基于局域網(wǎng)的光纖中提供控制信道，它使用具有沖突檢測的TDMA以用于建立連接，該控制信道置于一個RF副載波上，而使用CDMA或類似擴(kuò)頻法的另外一個或其它幾個擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信道在一個或其它幾個RF信道上。通常采用了術(shù)語“副載波”的所使用的副載波中的一個可以是基帶。連接可能是點對點或是某種情況下的廣播。如果幾個RF副載波用于數(shù)據(jù)信道，則每個副載波可有不同的比特率和碼序列長度。總之，從一個終端到其它幾個終端的幾個同時連接是可能的。光發(fā)射裝置的波長控制是沒有必要的。
這種一般方法的一個可能的擴(kuò)展是使用WDM。那樣，可得到的光譜分成幾個頻帶，每個頻帶采用如上所述的全部系統(tǒng)?？刂菩诺缹τ谒械念l帶來說是公用的，并且可分配其自身的頻帶。
引用的歐洲專利申請0 027 413公開了如上所述的一種系統(tǒng)，它在電學(xué)領(lǐng)域中采用擴(kuò)頻并且把信號放置于基帶中，而不使用副載波和/或控制信道。這里所述系統(tǒng)的優(yōu)點在于靈活性增加且容量增大，特別是在使用多個副載波的時候。例如，它允許一個終端到其它幾個終端的同時連接，僅使用一個光學(xué)接口來傳送不同的數(shù)據(jù)。
當(dāng)把輸入到光纖上第一端的電數(shù)字信號從該端傳輸?shù)降诙说臅r候，通過使用擴(kuò)頻法可首先擴(kuò)展該信號，隨后將其調(diào)制到射頻副載波上，即具有確定且固定頻率的電諧波振蕩，最后轉(zhuǎn)換成在光纖上傳送到第二端的光信號，在第二端以相反的順序?qū)邮盏墓庑盘柣旧蠄?zhí)行了反向操作，從而獲取了原始的電數(shù)字信號。
更確切地說，在第一端通過使用諸如CDMA或跳頻的某種擴(kuò)頻調(diào)制方式，電數(shù)字信號被擴(kuò)展，從而產(chǎn)生擴(kuò)頻調(diào)制的電信號，這個擴(kuò)頻調(diào)制的電信號隨后調(diào)制到射頻副載波上，例如通過調(diào)幅，從而產(chǎn)生調(diào)制的副載波信號，這個調(diào)制的副載波信號用于調(diào)制單色光波的幅度，從而產(chǎn)生調(diào)制的光波，并且這個調(diào)制的光波在光纖上傳送到第二端。在第二端通過檢測光功率并且產(chǎn)生與那個功率等值的電信號，從光纖上接收的調(diào)制光波轉(zhuǎn)換成電信號，這個電信號在射頻副載波的頻率下解調(diào)，從而產(chǎn)生解調(diào)的擴(kuò)頻電信號，通過使用與在第一端使用的擴(kuò)頻法相對應(yīng)的解擴(kuò)法，這個解調(diào)的擴(kuò)頻電信號被解擴(kuò)，從而產(chǎn)生對應(yīng)于輸入到第一端的電數(shù)字信號的數(shù)字電信號。
那么，根據(jù)上面所討論的網(wǎng)絡(luò)將至少包括兩個終端，它們通過光纖連接。一般地，控制信道置于RF副載波上，并且通過使用擴(kuò)頻法產(chǎn)生的至少一個擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信道置于一個不同的副載波上或分別置于多個不同的副載波上，這里的RF副載波采用通常的含義，這樣，所使用的副載波中的一個可以是基帶，即具有等于零的頻率。
那么對于數(shù)據(jù)信道在副載波上的情況來說，一個終端中的發(fā)射機(jī)或發(fā)射裝置可包括擴(kuò)展裝置，用于通過使用擴(kuò)頻法擴(kuò)展第一電數(shù)字信號以產(chǎn)生擴(kuò)展的電信號，該直接序列CDMA的擴(kuò)展裝置包括一個乘法器和一個擴(kuò)展碼信號發(fā)生器；與擴(kuò)展裝置連接的調(diào)制裝置，用于把擴(kuò)展的電信號調(diào)制到射頻副載波上以產(chǎn)生調(diào)制的電信號，該射頻副載波具有一個數(shù)百M(fèi)Hz的相當(dāng)高的非零頻率，該調(diào)制裝置包括一個多路復(fù)用器或混頻器和一個RF振蕩器，以及；與調(diào)制裝置連接的轉(zhuǎn)換裝置，用于把電信號調(diào)制到光波上以產(chǎn)生光信號并且連接到光纖上，以用于在光纖上傳送光信號。
對于控制信道來說，發(fā)射裝置可進(jìn)一步包括求和或加法裝置，該求和或加法裝置連接在調(diào)制裝置和轉(zhuǎn)換裝置之間并且其第一輸入端與調(diào)制裝置連接而其輸出端與轉(zhuǎn)換裝置連接。加法裝置的第二輸入端被連接以接收第二電數(shù)字信號，隨后該信號在被轉(zhuǎn)換裝置調(diào)制之前添加到調(diào)制的信號上。
在相同情況下的接收機(jī)或接收裝置包括與用于接收光信號的光纖連接的轉(zhuǎn)換裝置，用于把光信號特別是其功率轉(zhuǎn)換成電信號；與轉(zhuǎn)換裝置連接的解調(diào)裝置，用于把電信號解調(diào)為解調(diào)的電信號，以及；與解調(diào)裝置連接的解擴(kuò)裝置，用于通過使用擴(kuò)頻法解擴(kuò)解調(diào)的電信號以產(chǎn)生與第一電數(shù)字信號對應(yīng)的解擴(kuò)的電信號，該擴(kuò)頻法與發(fā)射裝置中使用的方法相對應(yīng)，直接序列CDMA的情況下，解擴(kuò)使用相同的擴(kuò)展碼。
對于數(shù)據(jù)信道來說，接收裝置可進(jìn)一步包括分離(splitting)裝置，它連接在轉(zhuǎn)換裝置和解調(diào)裝置之間，其輸入端與轉(zhuǎn)換裝置連接。該分離裝置把由接收的光信號轉(zhuǎn)換來的電信號分離成低頻電信號，它對應(yīng)于第二電數(shù)字信號并且提供到分離裝置的第一輸出端，并且在分離裝置的第二輸出端提供高頻電信號，該第二輸出端與解調(diào)裝置連接。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將在隨后的描述中提出，并且通過描述可以部分地表現(xiàn)出來，或者通過本發(fā)明的實踐可以認(rèn)識到。通過附錄的權(quán)利要求書中特別指出的方法、過程、設(shè)備和組合可實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
盡管在附錄的權(quán)利要求書中特別提出了本發(fā)明新穎的特點，但對本發(fā)明組織和內(nèi)容的全面理解以及其上述和其它的特點可通過參考附圖隨后提出的非限制實施例的詳細(xì)描述來獲得，并且可以更好地認(rèn)識本發(fā)明，其中

圖1a是具有置于RF副載波上的擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信號以及在基帶中的控制信道的一種簡單基本系統(tǒng)的電子頻譜(electrical spectrum)圖，圖1b是在使用單模激光器并且只有一個光發(fā)射機(jī)是有效的情況下，源于圖1a的電子譜的光譜圖，圖2a是具有在基帶中的擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信號并且置于RF副載波上的控制信道的另一種簡單基本系統(tǒng)的電子譜圖，圖2b是在使用單模激光器并且只有一個光發(fā)射機(jī)是有效的情況下，源于圖2a的電子譜的光譜圖，圖3是使用圖1a和1b或圖2a和2b分別示出的調(diào)制方式的光纖LAN的示意圖，圖4a和4b是分別用于在基帶中具有控制信道的一種簡單基本系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的操作原理的示意框圖，圖5a和5b是分別用于在基帶中具有CDMA數(shù)據(jù)信道的一種簡單基本系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的操作原理的示意框圖，圖6a和6b是分別用于具有使用基帶控制信道的多個RF副載波和兩個可能的同時連接的一個多連接系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的操作原理的示意框圖，圖7是為三個約為1550nm的WDM頻帶分配的光譜實例圖，其中每個WDM頻帶是4nm寬并且在其間具有1nm的防護(hù)頻帶。
圖3示出了包括多個終端1的光纖局域網(wǎng)。每個終端1包括與各自光纖端點連接的光發(fā)射機(jī)3和光接收機(jī)5，而光纖的另一端則與星耦合器(star coupler)7連接，它包括光組合和光分離元件。這樣，終端1從還稱作用戶的某種未示出的源接收電信號，該電信號轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)墓庑盘柌⑶矣砂l(fā)射機(jī)3在與發(fā)射機(jī)連接的光纖上發(fā)送，該光信號在星耦合器中以某種方式傳送到與另一終端1中的接收機(jī)5連接的另一條光纖上。這個接收機(jī)5隨后把接收的光信號轉(zhuǎn)換成可提供給未示出的某個用戶的適當(dāng)?shù)碾娦盘枴?br> 在圖3示出的光纖網(wǎng)中使用了擴(kuò)頻調(diào)制方式，其中輸入到終端1的電數(shù)據(jù)信號可與擴(kuò)展碼相乘，這種方式稱為直接序列CDMA，隨后得出的結(jié)果用來調(diào)制RF副載波，見圖1a所示的要在網(wǎng)絡(luò)中傳送的信號的電子譜圖。用于在兩個終端1之間建立連接的控制信道是作為使用沖突檢測的TDMA信道而執(zhí)行的。如圖1a的譜圖所示，該控制信道可置于基帶中。另一方面，如圖2a的電子譜圖所示，轉(zhuǎn)換成擴(kuò)頻電信號的數(shù)據(jù)信號可置于基帶中而控制信道置于副載波上。再另外的一個方案則是把二者均置于副載波上，這種情況未在圖中示出。
兩信號電學(xué)相加，隨后使用所得信號調(diào)制終端中光發(fā)射機(jī)3的強(qiáng)度，其中該終端必須具有對應(yīng)于調(diào)制寬度的足夠帶寬。所得光譜在圖1b和2b的圖中示出。
以最簡單方式執(zhí)行的每個接收機(jī)5只有一個光電探測器以將輸入的光信號轉(zhuǎn)換成電信號。電濾波器可以分離數(shù)據(jù)信號和控制信道。在下變頻和低通濾波之后，如果需要的話，則通過與標(biāo)準(zhǔn)CDMA系統(tǒng)中的相應(yīng)碼序列相聯(lián)系來選擇希望的信號。
這樣就建立了單向信道，它可用于點對點傳輸或用于廣播傳輸。為了在兩個終端之間建立雙向連接，則需要兩個這樣的信道。
上述實施例的幾種變化和擴(kuò)展可能具有不同的成本并且因此而產(chǎn)生不同的特點和性能；*不使用如上所述的直接序列CDMA，而使用跳頻或CDMA與跳頻的組合。
*為了避免在網(wǎng)絡(luò)中存儲有關(guān)每個終端1的擴(kuò)展碼信息，該終端可在建立連接期間使用控制信道交換那些信息。
*可使用幾個RF副載波頻率，這就要求在發(fā)射機(jī)3中有多個擴(kuò)展和調(diào)制裝置并且在接收機(jī)5中有多個解擴(kuò)和解調(diào)裝置。這樣可允許從一個終端1到其它多個終端1的同時連接。
*不同比特率可與不同副載波一起使用。
*通過使用WDM可提高網(wǎng)絡(luò)容量，并且隨后可定義幾個頻帶。在這種情況下，控制信道可具有自己的頻帶。
下面將討論上述通用原理可能的幾種執(zhí)行情況。通常，較復(fù)雜的執(zhí)行情況具有較好的性能，但成本也會更高。系統(tǒng)設(shè)計要考慮的一個主要參數(shù)是所希望的或可獲得的帶寬。
在只有一個控制信道和一個數(shù)據(jù)信道的基本系統(tǒng)中，只使用一個副載波，其中擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信號調(diào)制到副載波上或擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信號與副載波相乘，見圖1a，1b和圖4a，4b中的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的框圖。而該控制信道可調(diào)制到副載波上，見圖2a，2b以及圖5a，5b的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的框圖。
分別用于控制信道在基帶的情況下的圖4a，4b的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的框圖只示出的相關(guān)電路的運(yùn)行原理。在實際實施例中可能需要另外的某些濾波器、放大器和控制電路，但這些可由本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員輕易地引入。
在圖4a示出的發(fā)射機(jī)電路3中，輸入的數(shù)據(jù)信號通過在乘法電路41中與擴(kuò)展碼相乘而擴(kuò)頻，其中該輸入的數(shù)據(jù)信號使用調(diào)幅并且是具有表示二進(jìn)制數(shù)位1和0的邏輯電平“+1”和“-1”的公用脈沖串，而該擴(kuò)展碼來自于擴(kuò)展碼發(fā)生器43以便于執(zhí)行直接序列CDMA。該擴(kuò)展碼是由一個相似的電子邏輯電平“+1”和“-1”的平衡序列組成(直接序列CDMA與π或180°相調(diào)制等值)。所得結(jié)果在低通濾波器45中濾波并隨即通過向乘法電路49提供來自濾波器45的擴(kuò)展碼信號和來自發(fā)生器47的RF信號而用來調(diào)制RF發(fā)生器47中產(chǎn)生的RF副載波。乘法電路49的輸出信號提供給求和或加法電路51，其中還向電路51添加了控制單元53中產(chǎn)生的也是調(diào)幅型脈沖串的控制信號。電信號之和提供給光發(fā)射裝置55，在其中用它來調(diào)制光發(fā)射裝置產(chǎn)生的單色光波的強(qiáng)度。隨后，由此得到的調(diào)制光信號發(fā)送到與光發(fā)射裝置55的輸出端連接的光纖上。
圖4b示出的接收機(jī)電路5包括光電探測器61，它與來自耦合器7的光纖連接，見圖3，以用于接收在光纖上傳播的光信號。光電探測器61可以是一個檢測光功率并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號的某種類型的光探測器。電信號提供到分裂濾波器63，在其輸出的第一端產(chǎn)生直接是控制數(shù)據(jù)信號的電信號的低頻部分，并且在其輸出的第二端產(chǎn)生包括調(diào)制的RF波的高頻部分。該控制數(shù)據(jù)提供到控制單元65并且隨后必須解調(diào)RF波。這樣，它首先在乘法電路67中與未調(diào)制的RF波相乘，該未調(diào)制的RF波在具有與發(fā)射機(jī)中的RF發(fā)生器47所產(chǎn)生的RF波相同頻率的振蕩器69中產(chǎn)生。該相乘或混合的信號隨后在低通濾波器71中濾波并由此提供給第二乘法電路73，而在乘法電路73的另一個輸入端接收來自用于擴(kuò)展碼產(chǎn)生和同步的單元75的擴(kuò)展碼。乘法電路73的輸出信號提供給判定電路77，該判定電路77包括用于以傳統(tǒng)方式確定接收的信號是否包括“1”或“0”的邏輯電路。判定單元77的輸出信號是經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送的所希望的電數(shù)據(jù)信號，并且以某種方式發(fā)送給終端的用戶。這個輸出信號還提供到擴(kuò)展碼發(fā)生和同步單元75以允許其形成同步。
不同于上面所描述的基本系統(tǒng)則包括控制信道的調(diào)制，而且圖5a和5b分別示出了這種情況下的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的框圖。與上述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路的方式相同，圖5a和5b的框圖只示出了相應(yīng)電路的運(yùn)行原理。實際上可能還需要另外的濾波器、放大器和控制電路。在圖5a和5b中，與圖4a和4b中相同的參考數(shù)字用于相同或相應(yīng)的元件。
通過在乘法電路41中把由用戶輸入的數(shù)據(jù)信號與擴(kuò)展碼相乘，圖5a中的發(fā)射機(jī)電路3擴(kuò)展該數(shù)據(jù)信號，其中乘法電路41在其一個輸入端接收數(shù)據(jù)信號而在其另一個輸入端接收來自上述擴(kuò)展碼發(fā)生器45的擴(kuò)展碼。該擴(kuò)展信號在濾波器45中低通濾波，并且濾波器45把濾波信號提供到求和或加法電路81的輸入端。如上所述，控制信號在控制單元53中產(chǎn)生并且通過把控制信號和來自發(fā)生器47的RF信號提供到乘法電路83，該控制信號調(diào)制到RF發(fā)生器47產(chǎn)生的RF副載波上。乘法電路83的輸出信號提供給加法電路81的另一個輸入端，其中還向加法電路81添加了碼擴(kuò)展、濾波數(shù)據(jù)信號。電路81中產(chǎn)生的總和發(fā)送給光發(fā)射裝置55，以用于調(diào)制光發(fā)射裝置產(chǎn)生的光波。同上面一樣，由此產(chǎn)生的調(diào)制光波信號傳送到與光發(fā)射裝置55的輸出端連接的光纖上。
圖5b示出的接收機(jī)電路5包括與圖4a相同的光電探測器61，它與從耦合器7伸出的光纖連接，見圖3。探測器61產(chǎn)生的電信號提供給分裂濾波器63，在其第一輸出端產(chǎn)生直接是碼擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號的電信號的低頻部分，并且在其第二輸出端產(chǎn)生包括調(diào)制的RF波的電信號的高頻部分，該調(diào)制的RF波包括要被解調(diào)的控制數(shù)據(jù)信號。高頻信號首先在乘法電路85中與在振蕩器69中產(chǎn)生的與發(fā)射機(jī)中產(chǎn)生的RF波頻率相同的未調(diào)制RF波相乘。相乘信號隨后在低通濾波器87中濾波并由此提供給控制單元65。通過以與上述相同的方式把碼擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號提供給乘法電路73的輸入端來“解擴(kuò)”碼擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號，而在乘法電路73的另一個輸入端接收來自擴(kuò)展碼產(chǎn)生和同步單元75的擴(kuò)展碼。乘法電路73的輸出信號提供給判定電路77。判定單元的輸出信號是所希望的電數(shù)據(jù)信號，并且它還提供給擴(kuò)展碼發(fā)生和同步單元75以允許其形成同步。
現(xiàn)在將討論用于不同情況的帶寬要求。調(diào)制RF副載波的最小頻率總是高于碼片率(chip rate)，即高于擴(kuò)展碼的比特率。如果我們把控制信道置于RF副載波之上，則其最小頻率仍應(yīng)高于碼片率。
碼片率根據(jù)所希望的比特率和允許接入網(wǎng)絡(luò)的用戶或終端1的最大數(shù)來確定。最大終端數(shù)根據(jù)可獲得的碼序列數(shù)和這樣的碼序列的長度來確定。一般說來，在一個直接序列CDMA系統(tǒng)中，輸入數(shù)據(jù)信號的碼片率與比特率之比等于碼序列的長度，即在碼序列中的比特數(shù)。該擴(kuò)展信號的(有用的)帶寬約為碼片率。
這意味著副載波RF頻率必須高于圖4a和4b示出的其中使用了基帶中的控制信道的情況下的碼片率。例如，對于一個2Mbits/s的信號比特率和一個127比特的碼序列來說，碼片率應(yīng)當(dāng)約為250MHz。這樣可使用300MHz的副載波頻率，它提供50和550MHz之間的信號頻譜，并且留出比只占用約10MHz的10Mbits/s的基帶控制信道所要求的要大的空間。
另一方面，如果我們把擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號保存在基帶中，那么我們?nèi)钥墒褂?00MHz的副載波用于控制信道。但是現(xiàn)在頻譜只擴(kuò)展到約310MHz。這樣，把控制信道放置在副載波之上將允許更小的頻譜寬度。
這種系統(tǒng)可容納的用戶數(shù)根據(jù)所使用的碼序列來確定，這已經(jīng)在已有技術(shù)中大量討論過，該碼序列的每個碼片寬必須有一個尖銳的自相關(guān)峰值，以允許在擴(kuò)展碼產(chǎn)生和同步單元75中產(chǎn)生同步，并且具有一個低的互相關(guān)，以便于獲得良好的干擾抑制。眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)碼包括M-序列、Gold-碼和Kasami-碼，它們均可通過使用具有反饋抽頭的移位寄存器來產(chǎn)生。例如，使用通過長度為n的兩個移位寄存器產(chǎn)生的Gold-碼，可獲得長度為N＝(2n-1)的(2n+1)個碼序列，其中n不能是4的倍數(shù)。那么，因為沒有移位，所以自相關(guān)值等于N，否則為-1。不同碼序列之間的最大互相關(guān)值是(2[(n+2)/2]+1)。一個127比特的碼序列可通過使用n＝7產(chǎn)生，它給出129個不同碼序列、一個為127的自相關(guān)峰值和一個為17的最大互相關(guān)。
用于在兩終端之間建立連接的控制信道可作為使用了使用“以太網(wǎng)”類型協(xié)議的沖突檢測的TDMA信道來執(zhí)行。也可使用諸如“標(biāo)記環(huán)(Token Ring)”的其它方法。通常將使用調(diào)幅。在兩終端之間建立雙向通信的協(xié)議序列框架可如下所述1.如果終端A想要與另一端B建立通信信道，那么它經(jīng)控制信道發(fā)射連接請求，該請求由終端A的控制單元53產(chǎn)生。它還能發(fā)射碼序列，如果它不被終端B所知則使用該碼序列。
2.終端A等待終端B的應(yīng)答并且如果B沒有響應(yīng)的話，再一次以隨機(jī)間隔發(fā)送請求。
3.來自終端B的回答或者是因為這個終端忙而拒絕連接，或者是告訴終端A可開始傳送，如果需要的話，終端B還可以發(fā)送碼序列以使用它來經(jīng)返回信道傳送。
每個終端的發(fā)射機(jī)的碼序列可以是固定且被其它終端所知道的，或者為了簡化管理，這些碼序列在每個連接建立過程中可在控制信道中發(fā)射。后面的方法要求接收機(jī)中的擴(kuò)展碼可被編程。這便于廣播傳輸，即一個終端向其它多個終端發(fā)送相同的數(shù)據(jù)。另一方面，接收機(jī)的碼可以是固定的并且發(fā)射機(jī)是可編程的，但這樣則不允許廣播。
在發(fā)射機(jī)3中使用的光發(fā)射裝置55必須具有足夠的帶寬來發(fā)送調(diào)幅的信號。根據(jù)帶寬和功率要求，這些裝置可以是諸如發(fā)光二極管(LED)、直接調(diào)制的半導(dǎo)體激光器或包括調(diào)制器的激光器。這里沒有對光發(fā)射裝置的波長控制要求，這是因為所有的過程是在電學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行的。正如已經(jīng)指出的，接收機(jī)5中的光電探測器61將把在所有相關(guān)波長的光譜能量相加。這樣則允許使用便宜的多模Fabry-Perot激光器。
正如結(jié)合圖3所描述的，發(fā)射機(jī)3中的所有光發(fā)射裝置55產(chǎn)生的光彼此耦合并且在與接收機(jī)5連接的光纖中分裂，其中該接收機(jī)5在某種如圖3示出的星耦合器的裝置中。如果沒有足夠的功率預(yù)算，則必須為某些光纖使用光學(xué)放大器，但這樣通常是很貴的。
基本系統(tǒng)的簡明擴(kuò)展是為通信信道添加幾個副載波，為的是獲得具有多個RF副載波的單個連接。與分別參考圖1a，1b，4a，4b和圖2a，2b，5a，5b所述的基本系統(tǒng)的唯一不同在于設(shè)計發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)來選擇正確的副載波。要使用的副載波上的信息可在連接建立期間通過控制信道進(jìn)行交換。不同比特率和碼長可用于不同副載波。例如，如果我們要求的高帶寬(high bandwidth)連接遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于較低帶寬(lowerbandwidth)連接，那么我們可以使用更小的碼長，這就允許更少量的用戶并且降低了所使用的頻帶寬度。值得研究的是，雙向連接中的兩個方向可使用不同的副載波，這將允許異步帶寬，這樣，一個方向可具有比相反方向多得多的帶寬。
在需要的時候，用于高帶寬信道的碼可以動態(tài)分配，例如通過未示出的中心網(wǎng)絡(luò)管理員，它允許重復(fù)使用并且允許終端比碼多。
為了免除必須在連接的一端進(jìn)行調(diào)諧，發(fā)射機(jī)或接收機(jī)可使用固定副載波。主要是如果所有的連接都具有相同比特率的話，那么這將是現(xiàn)實的。然而，通過使用現(xiàn)代電子電路，成本的差異會非常小，并且可能不值得由此引起的復(fù)雜性的損失。
作為在300MHz副載波上使用10Mbits/s的控制信道和2Mbits/s的基帶信道，具有127比特碼長的前述系統(tǒng)的一個例子可添加載有31比特碼長的10Mbits/s信道的650MHz的副載波。這將給出33個高速信道并且把所使用的全部頻譜擴(kuò)大到約960MHz。
當(dāng)安排多個副載波的時候，從一個終端到若干個不同終端的同時連接(該數(shù)目小于等于RF副載波數(shù))是可能的，這樣得到了具有多個RF副載波的稱作多個連接的情況。當(dāng)然這需要更多的硬件。有多少個允許的連接就需要多少個發(fā)射機(jī)3中的“擴(kuò)頻器+調(diào)制器”以及接收機(jī)5中的“解擴(kuò)器+解調(diào)器”。如果它們的數(shù)目與副載波數(shù)相同，則它們不需要可調(diào)。
該控制信道仍然能以與上面相同的方式實施。允許兩個同時連接的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的例子由圖6a和6b的框圖示出。至于結(jié)合圖4a，4b和5a和5b描述的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路，這些框圖僅僅示出了相關(guān)電路的操作原理。在圖6a和6b中，與前述數(shù)字相同的參考數(shù)字用來指示相同或相應(yīng)元件。
在圖6a示出的用于兩個RF子信道的發(fā)射機(jī)電路中，通過在乘法電路41中把兩個不同數(shù)據(jù)信號與各自的擴(kuò)展碼相乘，這兩個數(shù)據(jù)信號被分別碼擴(kuò)展，其中每個乘法電路均在一個輸入端接收數(shù)據(jù)信號并且在另一個輸入端接收來自擴(kuò)展碼發(fā)生器43的相應(yīng)擴(kuò)展碼。每個碼擴(kuò)展信號在相應(yīng)濾波器45中低通濾波。隨后通過把來自濾波器45的碼擴(kuò)展信號和來自相應(yīng)可調(diào)發(fā)生器47’的RF信號輸送到適用于每個輸入數(shù)據(jù)信號的分開的乘法電路49，則使用每個濾波信號來調(diào)制可調(diào)RF發(fā)生器47’中產(chǎn)生的不同的RF副載波。乘法電路49的輸出信號提供給加法電路51’，這些信號在其中彼此相加并且添加到用于發(fā)射機(jī)的控制單元53產(chǎn)生的控制信號中。該電信號之和輸送到光發(fā)射裝置55，目的是為了調(diào)制光纖上發(fā)出的光波。
圖6b中示出的用于兩個RF子信道的相應(yīng)接收機(jī)電路包括光電探測器61，它連接到用于接收光信號的光纖上。探測器產(chǎn)生的電信號提供到分裂濾波器63，在分裂濾波器的第一輸出端發(fā)送直接是控制數(shù)據(jù)信號的信號的低頻部分，并且在其第二輸出端發(fā)送包括調(diào)制的RF波的高頻部分。該控制數(shù)據(jù)提供到用于接收機(jī)的控制單元65。隨后包括RF波的探測信號的高頻部分必須從兩個載波上解調(diào)下來。這樣，高頻部分首先在兩個平行乘法電路67中與相應(yīng)未調(diào)制的RF波相乘。這些RF波中的每一個由調(diào)諧到產(chǎn)生與發(fā)射機(jī)中的相應(yīng)RF發(fā)生器47’產(chǎn)生的RF波相同的頻率的可調(diào)振蕩器69’產(chǎn)生。每個相乘或混合的信號隨后在低通濾波器71中濾波，每個信號安排一個濾波器，混合的信號從其濾波器提供給另一個乘法電路73的輸入端，在另一個輸入端接收來自單元75的相應(yīng)擴(kuò)展碼，單元75用于每個RF信道和數(shù)據(jù)信號的擴(kuò)展碼產(chǎn)生和同步。乘法電路73的輸出信號提供給判定單元77，該判定電路77提供的輸出信號是發(fā)送到終端用戶的所希望的相應(yīng)電子數(shù)據(jù)信號。同上面的一樣，這個輸出信號還提供給擴(kuò)展碼發(fā)生和同步單元75，以允許它產(chǎn)生同步。
通過使用WDM技術(shù)可顯著地擴(kuò)大具有一個RF副載波的基本系統(tǒng)或具有多個RF副載波的系統(tǒng)的容量。這樣，見圖7，光譜分成可獨立使用的幾個頻帶。在圖7中的圖表示分配在約1550nm的光譜的三個WDM頻帶，每個頻帶是4nm寬，其中1nm的防護(hù)頻帶安排在WDM頻帶之間。用于建立連接的信息還可包括在傳輸數(shù)據(jù)時使用的波長頻帶。
在這種情況下則需要能精確停留在所希望的頻帶的具有足夠波長精確度的可調(diào)帶通濾波器和可調(diào)光發(fā)射裝置。光發(fā)射機(jī)和濾波器要求的精確度將依據(jù)波長的寬度來確定。通常這種系統(tǒng)比上述的系統(tǒng)貴，但容量會提高一個與所使用頻帶數(shù)相等的系數(shù)。如果使用WDM，令人感興趣的是可以固定發(fā)射機(jī)或接收機(jī)所使用的波長段，以便于通過用固定或不可調(diào)的光發(fā)射裝置和濾波器代替可調(diào)光發(fā)射裝置或可調(diào)濾波器來降低成本。在使用更多硬件的情況下，通過使用波長分用器和/或濾波器，不同波長段的同時連接是可能的。而且，如果系統(tǒng)允許廣播傳輸，那么在接收機(jī)處的濾波器必須可調(diào)。
通過忽略放置控制信道光電探測器前面的光纖，仍能夠以與前面相同的方式執(zhí)行控制信道。另一個辦法是給控制信道分配自己的(固定的)波長段。
現(xiàn)在將討論信號干擾。除了在其中兩個不同的信號互相干擾的碼序列之間的普通互相關(guān)之外，實際上有三種方式。它們包括(1)在接收機(jī)的電子帶寬之內(nèi)使用拍頻(beat frequency)在兩個光纖之間跳動(beating)；(2)光發(fā)射機(jī)中的非線性混合產(chǎn)生差與和項；(3)在接收機(jī)中的非線性混合。
如果兩個激光器的光載波頻率變得足夠近，那么它們的差別是在接收機(jī)的電子帶寬之內(nèi)，否則，如果大于接收機(jī)的電子帶寬，它將被濾除，這引起了光學(xué)載波之間的拍頻問題。這主要在使用單模激光器的情況下會出現(xiàn)問題。如果使用LED，則沒有相干拍頻。如果使用多模Fabry-Perot激光器，該問題仍然存在，但通常只涉及一個或幾個模，它降低了拍音的功率，這是因為只涉及了光譜能量的一小部分。避免這個問題的一個方法是使用自脈動激光器，例如用在CD中的類型。唯一的要求是自脈動頻率應(yīng)當(dāng)至少是將要發(fā)送信號的最高頻率的兩倍。
即使我們得到拍音，我們使用CDMA的事實將顯著地降低它的效果，因為接收機(jī)中的解擴(kuò)將擴(kuò)展拍音并且其帶內(nèi)功率將以該擴(kuò)展系數(shù)降低。剩余功率將呈現(xiàn)得比白噪聲多或少。對于沒有擴(kuò)頻的控制信道來說，這是不真實的，但這個信道具有非常窄的至多幾十MHz的帶寬，并且要求光載波精確一致。這仍然可能發(fā)生，特別是當(dāng)有很多個終端的時候，這就是優(yōu)先使用LED或多模激光器或自脈動激光器的原因。
光發(fā)射裝置中的非線性主要源于非線性的光-電流(L-I)(light-current)關(guān)系。通常，這種非線性對于激光器來說可以是小的，但對于LED來說則是明顯的。因為信號通過CDMA編碼來擴(kuò)展，所以如果使用幾個副載波并且和控制信道一起使用的話，那么差與和項的最可能的源是RF副載波互相之間的非線性混合。這樣將給出窄互調(diào)音調(diào)(tone)。通過謹(jǐn)慎地選擇RF副載波頻率，可避免它們在控制信道頻帶中出現(xiàn)的情況。當(dāng)它們在一個擴(kuò)頻信號的頻帶中出現(xiàn)時，接收機(jī)中的解擴(kuò)將擴(kuò)展它們并且?guī)?nèi)功率以擴(kuò)展系數(shù)降低。就如上述的光載波拍頻。另外，剩余功率將作為白噪聲出現(xiàn)。這將顯著降低光發(fā)射裝置的線性化要求。
通常，接收機(jī)中的非線性與光發(fā)射裝置中的非線性相比是小的并且可以忽略?？傊?，降低光發(fā)射裝置中的非線性效應(yīng)的相同因素也降低了接收機(jī)中的非線性效應(yīng)。
盡管這里圖示并描述了本發(fā)明的專門實施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到可以輕易地實現(xiàn)很多其它的優(yōu)點、改進(jìn)和變化。因而，在本發(fā)明更廣泛的方案中的本發(fā)明不只局限于這里圖示和描述的特定細(xì)節(jié)、代表裝置和圖示實例。相應(yīng)的，在不背離附錄的權(quán)利要求書和它們的同等物所定義的本發(fā)明一般概念的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改進(jìn)。因而應(yīng)當(dāng)理解，附錄的權(quán)利要求書用于覆蓋下述的本發(fā)明的真正精神和范圍內(nèi)的所有改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種把輸入到第一端的電數(shù)字信號從光纖上的第一端傳送到第二端的方法，其特征在于通過使用擴(kuò)頻法，電數(shù)字信號首先被擴(kuò)展，隨后被調(diào)制到射頻副載波上以產(chǎn)生調(diào)制的電信號，最后轉(zhuǎn)換成在光纖上發(fā)送的光學(xué)信號并且在第二端作為接收的光信號而被接收，在第二端以相反的順序?qū)邮盏墓鈱W(xué)信號執(zhí)行完全反向的操作。
2.一種把輸入到第一端的電數(shù)字信號從光纖上的第一端傳送到第二端的方法，其特征在于在第一端-電數(shù)字信號被擴(kuò)頻調(diào)制以產(chǎn)生擴(kuò)頻調(diào)制的電信號，-擴(kuò)頻調(diào)制的電信號調(diào)制到射頻副載波上以產(chǎn)生調(diào)制的副載波信號，-調(diào)制的副載波信號用于調(diào)制單色光波以產(chǎn)生調(diào)制的光波，-調(diào)制的光波在光纖上發(fā)送到第二端，以及在第二端-在光纖上接收的調(diào)制光波轉(zhuǎn)換成電信號，-電信號從射頻副載波的頻率上解調(diào)下來以產(chǎn)生解調(diào)的擴(kuò)頻電信號，-解調(diào)的擴(kuò)頻電信號被擴(kuò)頻解調(diào)制以產(chǎn)生對應(yīng)于輸入到第一端的電數(shù)字信號的數(shù)字電信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一個所述的方法，其特征在于包括控制信息的控制數(shù)字信號分別在被轉(zhuǎn)換成光信號之前或在調(diào)制單色光波之前分別添加到調(diào)制的電或副載波信號上。
4.一種把輸入到第一端的電數(shù)字信號從光纖上的第一端發(fā)送到第二端的方法，其特征在于第一個控制數(shù)字信號，該控制數(shù)字信號包括用于控制電數(shù)字信號的控制信息，并且該電數(shù)字信號調(diào)制到一個射頻副載波上，以及第二個控制數(shù)字信號和電數(shù)字信號，與第一個不同的第二個控制數(shù)字信號使用擴(kuò)頻法而被調(diào)制到一個不同的射頻副載波上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在調(diào)制中，副載波中的一個包括一個基帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求4-5中的任意一個所述的方法，其特征在于在調(diào)制第一個的步驟中，第一個使用TDMA調(diào)制。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中的任意一個所述的方法，其特征在于在調(diào)制第二個的步驟中，第二個使用CDMA調(diào)制。
8.一種包括至少兩個通過光纖連接的終端的網(wǎng)絡(luò)，特點是用于在光纖上發(fā)射光信號的發(fā)射裝置，該發(fā)射裝置適用于通過使用擴(kuò)頻法首先把輸入到一個終端的第一電數(shù)字信號擴(kuò)展以產(chǎn)生擴(kuò)展信號，隨后把擴(kuò)展信號調(diào)制到具有非零頻率，特別是高頻的射頻副載波上，從而產(chǎn)生調(diào)制的信號并且把調(diào)制的信號轉(zhuǎn)換成光信號并在光纖上發(fā)送光信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征是用于接收在光纖上發(fā)送的光信號的接收裝置，該接收裝置適用于首先把接收的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，隨后把電信號解調(diào)以產(chǎn)生解調(diào)的電信號，最后通過使用擴(kuò)頻法解擴(kuò)解調(diào)的電信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8-9中的任意一個所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于發(fā)射裝置把第二電子數(shù)字信號添加到調(diào)制的信號中以產(chǎn)生添加信號，隨后把添加信號轉(zhuǎn)換成光信號并在光纖上傳送光信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于發(fā)射裝置適用于把第二電數(shù)字信號添加到調(diào)制的信號中以產(chǎn)生添加信號，并隨即把添加的信號轉(zhuǎn)換成光信號并且在光纖上傳送光信號，以及接收裝置適用于接收光纖上發(fā)送的光信號，該接收裝置適于首先把接收的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，隨后把電信號分裂成對應(yīng)于第二電數(shù)字信號的低頻信號，以及分裂成高頻信號，它被解調(diào)并最終解擴(kuò)以產(chǎn)生對應(yīng)于第一電數(shù)字信號的信號。
12.一種包括第一端和第二端以及連接第一端和第二端的光纖的網(wǎng)絡(luò)，特點是第一端的發(fā)射裝置，該發(fā)射裝置包括擴(kuò)展裝置，用于通過使用擴(kuò)頻法擴(kuò)展第一電數(shù)字信號以產(chǎn)生擴(kuò)展電信號，與擴(kuò)展裝置連接的調(diào)制裝置，用于把擴(kuò)展電信號調(diào)制到具有非零頻率，特別是一高頻的射頻副載波上，以產(chǎn)生調(diào)制的電信號，以及與調(diào)制裝置連接的轉(zhuǎn)換裝置，用于在把調(diào)制的電信號調(diào)制到光波上以產(chǎn)生光信號，該轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步與光纖連接，以用于在光纖上發(fā)送光信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于發(fā)射裝置進(jìn)一步包括連接在調(diào)制裝置和轉(zhuǎn)換裝置之間的加法裝置，該加法裝置具有第一輸入端和第二輸入端以及一個輸出端，第一輸入端與調(diào)制裝置連接，輸出端與轉(zhuǎn)換裝置連接，第二輸入端被連接以接收第二電數(shù)字信號，該信號在調(diào)制的信號被轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換之前添加到調(diào)制的信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的網(wǎng)絡(luò)，特點是第二端中的接收裝置，該接收裝置包括與光纖連接的轉(zhuǎn)換裝置，用于接收光信號并且用于把光信號的能量(power)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換的電信號，與轉(zhuǎn)換裝置連接的解調(diào)裝置，用于解調(diào)轉(zhuǎn)換的電信號以產(chǎn)生解調(diào)的電信號，以及與解調(diào)裝置連接的解擴(kuò)裝置，用于通過使用擴(kuò)頻法解擴(kuò)解調(diào)的電信號以產(chǎn)生對應(yīng)于第一電數(shù)字信號的解擴(kuò)的電信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于發(fā)射裝置進(jìn)一步包括連接在調(diào)制裝置和轉(zhuǎn)換裝置之間的加法裝置，該加法裝置具有第一輸入端、第二輸入端和一個輸出端，第一輸入端與調(diào)制裝置連接，輸出與轉(zhuǎn)換裝置連接，第二輸入端被連接以接收第二電數(shù)字信號，該數(shù)字信號在調(diào)制的信號被轉(zhuǎn)換裝置調(diào)制之前通過加法裝置添加到調(diào)制的信號中，以及該接收裝置還進(jìn)一步包括連接在轉(zhuǎn)換裝置和解調(diào)裝置之間的分離裝置，該分離裝置具有一個輸入端、第一輸出端和第二輸出端，輸入端與第二端的轉(zhuǎn)換裝置連接，用于接收轉(zhuǎn)換的電信號，并且該分離裝置適用于把轉(zhuǎn)換的電信號分離成與第二電數(shù)字信號對應(yīng)的低頻電信號并且在分離裝置的第一輸出端上提供，以及分裂成在分離裝置的第二輸出端上提供的高頻電信號，第二輸出端與解調(diào)裝置連接。
16.一種包括光纖連接的至少兩個終端的網(wǎng)絡(luò)，特點是置于一個射頻副載波上的控制信道和通過擴(kuò)頻法產(chǎn)生的在一個不同的射頻副載波上或在多個不同射頻副載波上的至少一個擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信道。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所使用的射頻副載波中的一個是一個基帶。
18.根據(jù)權(quán)利要求16-17中的任意一個所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于控制信道是TDMA調(diào)制。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-18中的任意一個所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于至少有一個數(shù)據(jù)信道是CDMA調(diào)制。
20.一種包括通過光纖連接的至少兩個終端的網(wǎng)絡(luò)，特點是用于在光纖上發(fā)射光信號的發(fā)送裝置，該發(fā)送裝置適用于擴(kuò)展輸入到至少兩個終端中的第一個的第一電數(shù)字信號，該擴(kuò)展通過使用擴(kuò)頻法進(jìn)行以產(chǎn)生擴(kuò)展電信號，從而，以相當(dāng)高的頻率調(diào)制到具有非零頻率的射頻副載波上的第二電數(shù)字信號添加到該擴(kuò)展電信號，從而產(chǎn)生添加的電信號并且把添加的電信號轉(zhuǎn)換成光信號并在光纖上發(fā)送光信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征是用于接收光纖上的光信號的接收裝置，該接收裝置適用于首先把接收的光信號轉(zhuǎn)換成所轉(zhuǎn)換的電信號，隨后把所轉(zhuǎn)換的電信號分裂成低頻信號，該低頻信號被解擴(kuò)以產(chǎn)生對應(yīng)于第一電數(shù)字信號的信號，以及分裂成高頻信號，該高頻信號被解調(diào)以產(chǎn)生對應(yīng)于第二電數(shù)字信號的信號。
22.一種包括第一端和第二端以及連接第一端和第二端的光纖的網(wǎng)絡(luò)，其特征是第一端中的發(fā)射裝置，該發(fā)射裝置包括擴(kuò)展裝置，用于通過使用擴(kuò)頻法擴(kuò)展第一電數(shù)字信號以產(chǎn)生擴(kuò)展電信號，具有第一輸入端、第二輸入端和一個輸出端的加法裝置，第一輸入端與擴(kuò)展裝置連接，與加法裝置的第二輸入端連接的調(diào)制裝置，用于以特別高的頻率把第二電數(shù)字信號調(diào)制到具有非零頻率的射頻副載波上，從而產(chǎn)生提供給加法裝置的第二輸入端的調(diào)制的電信號，以便于將其添加到擴(kuò)展電信號中以產(chǎn)生添加的電信號，與加法裝置的輸出端連接的轉(zhuǎn)換裝置，用于把添加的電信號調(diào)制到光波上以產(chǎn)生光信號，并且進(jìn)一步與光纖連接以用于在光纖上發(fā)送光信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的網(wǎng)絡(luò)，特點是第二端的接收裝置，該接收裝置包括；與光纖連接的轉(zhuǎn)換裝置，用于接收光信號并且用于把光信號的能量轉(zhuǎn)換成所轉(zhuǎn)換的電信號，具有一個輸入端、第一輸出端和第二輸出端的分離裝置，第一輸入與轉(zhuǎn)換裝置連接，用于把轉(zhuǎn)換的電信號分裂成在分離裝置的第一輸出端上提供的低頻電信號，并且分裂成在分離裝置的第二輸出端上提供的高頻電信號，與分離裝置的第一輸出端連接的解擴(kuò)裝置，用于通過使用擴(kuò)頻法來解擴(kuò)低頻電信號以產(chǎn)生對應(yīng)于第一電數(shù)字信號的解擴(kuò)的電信號，與分離裝置的第二輸出端連接的解調(diào)裝置，用于把高頻電信號解調(diào)成對應(yīng)于第二電數(shù)字信號的所解調(diào)的電信號。
全文摘要
在一個諸如LAN的光纖網(wǎng)中,通過把電數(shù)字信號提供給包括也接收擴(kuò)展碼的乘法器(41)的擴(kuò)展裝置來使用諸如CDMA的擴(kuò)頻調(diào)制。調(diào)制是由射頻的擴(kuò)展信號構(gòu)成的,該信號與振蕩器(47)產(chǎn)生的副載波相乘,由此數(shù)據(jù)信號置于RF副載波之上。來自控制單元(53)的控制信道信號添加到調(diào)制的信號中,這樣,控制信道將位于基帶中。相加的信號轉(zhuǎn)換成在輸出光纖上傳送的光信號?？刂菩诺佬盘柨杀皇褂脹_突檢測的TDMA調(diào)制。在電學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行擴(kuò)頻允許使用移動電話已經(jīng)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)元件。波長控制和光濾器不是必需的,這樣可以構(gòu)建一個低成本的系統(tǒng)。擴(kuò)頻數(shù)據(jù)信號還可位于基帶中而控制信道置于副載波上,或者數(shù)據(jù)和控制信道均置于副載波上。
文檔編號H04B10/50GK1272989SQ98809750
公開日2000年11月8日 申請日期1998年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月31日
發(fā)明者J·P·維伯, P·格拉尼斯特蘭德 申請人:艾利森電話股份有限公司