光載無線分布式天線系統(tǒng)設(shè)計方案
目前抑制SBS 效應(yīng)的方法主要有增加激光器線寬。為了研究激光器線寬對SBS 閾值的影響,實驗測試了信號在鏈路中傳輸時鏈路中光功率的監(jiān)測情況,測試結(jié)構(gòu)圖如圖所示。矢量信號分析儀產(chǎn)生標準信號,調(diào)制到光載波上傳輸,摻鉺光纖放大器(EDFA)用來調(diào)節(jié)入纖光功率。光信號經(jīng)過環(huán)行器和耦合器進入被測光纖中傳輸,被探測器接收恢復(fù)出電信號。實驗中直調(diào)激光器的線寬約為10 MHz,而窄線寬光纖激光器的線寬約為50 kHz.實驗中測試了鏈路各監(jiān)測點光功率的變化情況,在環(huán)行器后用PM1 來監(jiān)測入纖光功率,經(jīng)過被測光纖后用監(jiān)測透射光功率,利用PM3 監(jiān)測光纖背向散射光的光功率。
測試結(jié)果如圖9 所示,其中,圖8和圖9(b)分別對應(yīng)于激光器線寬為的直接調(diào)制和50 kHz 的外調(diào)制。由圖9(a) 可以看出,當入纖光功率低于13.5 dBm 的時候,光纖反射光功率和透射光功率緩慢增加,當入纖光功率高于13.5 dBm 的時候,其中反射光功率發(fā)生急劇變化,快速增加,并且在17.5 dBm 的時候與透射光功率均等,可以看出單模光纖的SBS 閾值約為13.5 dBm.由圖9(b) 可以看出,激光器線寬為50 kHz 條件下,閾值在9.5 dBm 附近,比10 MHz 線寬時降低了4 dB 左右。
4. 2G/3G/4G/WLAN 多業(yè)務(wù)分布式傳輸?shù)腟CM-CWDM技術(shù)
隨著中國移動推出四網(wǎng)協(xié)同的發(fā)展戰(zhàn)略,無線業(yè)務(wù)應(yīng)用正趨于多樣化。2G 網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)向低端用戶提供移動語音業(yè)務(wù),3G 網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)正得到大規(guī)模部署,同時能夠支持更高無線接入速率的4G 網(wǎng)絡(luò)也在逐漸鋪開。此外,WLAN 作為低成本高效率的流量承載解決方案,正進入快速發(fā)展的時期。通過不同的網(wǎng)絡(luò)向多個基站配置多制式的無線業(yè)務(wù),將導(dǎo)致大量的資本輸出(CAPEX)和運營支出(OPEX)。針對這一問題,光載無線分布式天線系統(tǒng)是最有吸引力的解決方案[9].前面已經(jīng)介紹了實現(xiàn)低成本、高性能的光載無線分布式天線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),為了面向四網(wǎng)融合接入應(yīng)用,項目采用副載波復(fù)用(SCM) 和波分復(fù)用技術(shù)的結(jié)合[10],充分利用了光纖的寬帶特性。
副載波復(fù)用系統(tǒng),在發(fā)送端將各路待傳遞的信息分別調(diào)制在不同的射頻(即副載波)上,然后將各個帶有信號的副載波合起來,調(diào)制一個光載波;在接收端,經(jīng)光電檢測得到全部的副載波,然后用電學(xué)的方法將各路副載波分開。
SCM技術(shù)非常容易實現(xiàn)寬帶傳輸,它可以同時傳輸?shù)退佟⒏咚贁?shù)據(jù)以及模擬視頻信號。SCM 光纖通信技術(shù)容易實現(xiàn),價格低廉,可與現(xiàn)有的各種通信網(wǎng)兼容,且容易實現(xiàn)寬帶及插入業(yè)務(wù)方便,是實現(xiàn)多業(yè)務(wù)融合接入的理想選擇。然而,SCM 技術(shù)仍然局限于點到點的傳輸,不能夠滿足在復(fù)雜結(jié)構(gòu)下的低成本組網(wǎng)需求。
正因如此,本文提出了一種副載波復(fù)用結(jié)合粗波分復(fù)用方式的多業(yè)務(wù)、分布式傳輸系統(tǒng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖10 所示。
該系統(tǒng)主要由星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)組成,中心局(CO) 通過WDM 設(shè)備連接到多個遠端天線單元(RAU)。對于一個遠端天線單元,使用SCM 技術(shù),每個波長承載多制式的無線業(yè)務(wù),如2G/3G/4G/WLAN.在中心局,多制式的無線業(yè)務(wù)通過低成本直調(diào)的光收發(fā)模塊調(diào)制到光載波上,然后粗波分復(fù)用器(CWDM) 將各路信號復(fù)用到一根標準單模光纖(SMF) 中傳輸。在遠端天線單元(RAU),多路信號經(jīng)解復(fù)用器后分配到光收發(fā)模塊轉(zhuǎn)換成射頻信號,再經(jīng)過電放大器放大后由天線發(fā)射。同樣,上行信號被天線接收后注入到光收發(fā)模塊,并由粗波分復(fù)用(CWDM) 進入光纖,回傳到中心控制局,控制局內(nèi)光收發(fā)模塊實現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換,得到射頻信號再進行后續(xù)處理。
基于SCM-WDM 的光載無線分布式天線網(wǎng)絡(luò),通過WDM 技術(shù),將大量的遠端天線單元連接到中心局,增加了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,而且很大程度降低了無線接入網(wǎng)的成本。
為了評估SCM-WDM 系統(tǒng)的傳輸性能,項目建立了基于四信道的結(jié)構(gòu)和四制式的無線業(yè)務(wù)副載波復(fù)用的ROF-DAS 系統(tǒng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖11 所示。四種信號分別是的EDGE-8PSK 信號、的WCDMA-QPSK 信號、2.3 GHz 的信號和2.412 GHz 的信號。
圖12 給出了測得的每種業(yè)務(wù)傳輸?shù)恼`差向量幅度(EVM) 值,包括使用SCM 技術(shù)和未使用SCM 技術(shù)的情況。由圖12 可以看出,上、下行鏈路的性能之間沒有明顯差別,同時四種業(yè)務(wù)的EVM 曲線是相似的。在射頻輸入功率較低時,隨著功率的增加,性能得到提高,當功率增加到一定值是,由于非線性的引入,EVM 性能將會隨著功率的增加而惡化。在的輸入功率,802.11g 64QAM、、WCDMA 和EDGE 實現(xiàn)了最好的EVM 值,分別是0.75% 、、1.1% 和0.5% ,符合無線標準的相關(guān)規(guī)定。表明基于SCM-WDM 技術(shù)的光載無線分布式天線網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)多制式無線業(yè)務(wù)上下行鏈路的高性能傳輸。
5 結(jié)束語
本文主要介紹了低成本、高性能、寬帶光載無線系統(tǒng)的幾項關(guān)鍵技術(shù):低成本、寬帶的光收發(fā)模塊電路設(shè)計與研制,鏈路中光損耗和受激布里淵散射效應(yīng)對信號傳輸性能的分析。針對面向2G/3G/4G/WLAN 四網(wǎng)融合接入的應(yīng)用需求,本文提出了副載波復(fù)用結(jié)合波分復(fù)用的技術(shù),實現(xiàn)了多制式無線業(yè)務(wù)點到多點的分布式混合傳輸。為光載無線分布式天線系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提供了有力的支撐和推動。
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