光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
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目前抑制SBS 效應(yīng)的方法主要有增加激光器線(xiàn)寬。為了研究激光器線(xiàn)寬對(duì)SBS 閾值的影響，實(shí)驗(yàn)測(cè)試了信號(hào)在鏈路中傳輸時(shí)鏈路中光功率的監(jiān)測(cè)情況，測(cè)試結(jié)構(gòu)圖如圖所示。矢量信號(hào)分析儀產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，調(diào)制到光載波上傳輸，摻鉺光纖放大器（EDFA）用來(lái)調(diào)節(jié)入纖光功率。光信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)行器和耦合器進(jìn)入被測(cè)光纖中傳輸，被探測(cè)器接收恢復(fù)出電信號(hào)。實(shí)驗(yàn)中直調(diào)激光器的線(xiàn)寬約為10 MHz,而窄線(xiàn)寬光纖激光器的線(xiàn)寬約為50 kHz.實(shí)驗(yàn)中測(cè)試了鏈路各監(jiān)測(cè)點(diǎn)光功率的變化情況，在環(huán)行器后用PM1 來(lái)監(jiān)測(cè)入纖光功率，經(jīng)過(guò)被測(cè)光纖后用監(jiān)測(cè)透射光功率，利用PM3 監(jiān)測(cè)光纖背向散射光的光功率。
測(cè)試結(jié)果如圖9 所示，其中，圖8和圖9（b）分別對(duì)應(yīng)于激光器線(xiàn)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(dāng)入纖光功率低于13.5 dBm 的時(shí)候，光纖反射光功率和透射光功率緩慢增加，當(dāng)入纖光功率高于13.5 dBm 的時(shí)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(shí)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(xiàn)寬為50 kHz 條件下，閾值在9.5 dBm 附近，比10 MHz 線(xiàn)寬時(shí)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(guó)移動(dòng)推出四網(wǎng)協(xié)同的發(fā)展戰(zhàn)略，無(wú)線(xiàn)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(hù)提供移動(dòng)語(yǔ)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(shí)能夠支持更高無(wú)線(xiàn)接入速率的4G 網(wǎng)絡(luò)也在逐漸鋪開(kāi)。此外，WLAN 作為低成本高效率的流量承載解決方案，正進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)期。通過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)向多個(gè)基站配置多制式的無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)，將導(dǎo)致大量的資本輸出（CAPEX）和運(yùn)營(yíng)支出（OPEX）。針對(duì)這一問(wèn)題，光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)系統(tǒng)是最有吸引力的解決方案[9].前面已經(jīng)介紹了實(shí)現(xiàn)低成本、高性能的光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)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(xiàng)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(gè)帶有信號(hào)的副載波合起來(lái)，調(diào)制一個(gè)光載波；在接收端，經(jīng)光電檢測(cè)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(kāi)。
SCM技術(shù)非常容易實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸，它可以同時(shí)傳輸?shù)退?、高速?shù)據(jù)以及模擬視頻信號(hào)。SCM 光纖通信技術(shù)容易實(shí)現(xiàn)，價(jià)格低廉，可與現(xiàn)有的各種通信網(wǎng)兼容，且容易實(shí)現(xiàn)寬帶及插入業(yè)務(wù)方便，是實(shí)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(diǎn)到點(diǎn)的傳輸，不能夠滿(mǎn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成，中心局（CO） 通過(guò)WDM 設(shè)備連接到多個(gè)遠(yuǎn)端天線(xiàn)單元（RAU）。對(duì)于一個(gè)遠(yuǎn)端天線(xiàn)單元，使用SCM 技術(shù)，每個(gè)波長(zhǎng)承載多制式的無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)，如2G/3G/4G/WLAN.在中心局，多制式的無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)通過(guò)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(hào)復(fù)用到一根標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SMF） 中傳輸。在遠(yuǎn)端天線(xiàn)單元（RAU），多路信號(hào)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(hào)，再經(jīng)過(guò)電放大器放大后由天線(xiàn)發(fā)射。同樣，上行信號(hào)被天線(xiàn)接收后注入到光收發(fā)模塊，并由粗波分復(fù)用（CWDM） 進(jìn)入光纖，回傳到中心控制局，控制局內(nèi)光收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換，得到射頻信號(hào)再進(jìn)行后續(xù)處理。
基于SCM-WDM 的光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)WDM 技術(shù)，將大量的遠(yuǎn)端天線(xiàn)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(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的成本。
為了評(píng)估SCM-WDM 系統(tǒng)的傳輸性能，項(xiàng)目建立了基于四信道的結(jié)構(gòu)和四制式的無(wú)線(xiàn)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(hào)分別是的EDGE-8PSK 信號(hào)、的WCDMA-QPSK 信號(hào)、2.3 GHz 的信號(hào)和2.412 GHz 的信號(hào)。
圖12 給出了測(cè)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(méi)有明顯差別，同時(shí)四種業(yè)務(wù)的EVM 曲線(xiàn)是相似的。在射頻輸入功率較低時(shí)，隨著功率的增加，性能得到提高，當(dāng)功率增加到一定值是，由于非線(xiàn)性的引入，EVM 性能將會(huì)隨著功率的增加而惡化。在的輸入功率，802.11g 64QAM、、WCDMA 和EDGE 實(shí)現(xiàn)了最好的EVM 值，分別是0.75% 、、1.1% 和0.5% ,符合無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。表明基于SCM-WDM 技術(shù)的光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)多制式無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)上下行鏈路的高性能傳輸。
5 結(jié)束語(yǔ)
本文主要介紹了低成本、高性能、寬帶光載無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：低成本、寬帶的光收發(fā)模塊電路設(shè)計(jì)與研制，鏈路中光損耗和受激布里淵散射效應(yīng)對(duì)信號(hào)傳輸性能的分析。針對(duì)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(shí)現(xiàn)了多制式無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)點(diǎn)到多點(diǎn)的分布式混合傳輸。為光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提供了有力的支撐和推動(dòng)。
評(píng)論