動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的智能光載無線接入技術(shù)(一)
1 新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
要實(shí)現(xiàn)智能化的光載無線網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是首先需要考慮的問題。結(jié)合目前世界范圍內(nèi)主流網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)并規(guī)避其不足,我們提出了如圖1 所示的光纖無線電(RoF)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
該架構(gòu)分為3 層,由下往上依次為分布式無線接入層、光交換層和集總基站池。
針對(duì)大范圍低成本W(wǎng)i-Fi 覆蓋的應(yīng)用需求,以及智能家庭中吉比特高清視頻等高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入需求,我們將上述的通用型智能光載無線網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)具體化,提出了兩種具有特定適用范圍的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
1.1 面向?qū)拵Ы尤肱c泛在感知應(yīng)用的分布式光載Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)及鏈路實(shí)現(xiàn)
物聯(lián)網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)包括3 層,即感知層、傳送層和應(yīng)用層[2]。本文提出一種基于光載Wi-Fi 異構(gòu)結(jié)構(gòu)的傳送層網(wǎng)絡(luò),其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2 所示。
基于光載Wi-Fi 的ROF 鏈路結(jié)構(gòu)如圖3 所示,我們運(yùn)用基于粗波分復(fù)用(CWDM) 方式的模擬直調(diào)ROF 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),經(jīng)過模擬直調(diào)后,不同波長(zhǎng)的光經(jīng)過CWDM 器件復(fù)用到一根光纖中傳輸,光纖另一端由另一個(gè)進(jìn)行解復(fù)用,光信號(hào)被分配到各個(gè)遠(yuǎn)端天線單元(RAU) 中,由光電探測(cè)器恢復(fù)出射頻信號(hào),經(jīng)放大后由天線發(fā)射出去實(shí)現(xiàn)無線覆蓋。通過雙向的鏈路完成可以滿足寬帶無線接入的應(yīng)用需求。該透明結(jié)構(gòu)易于升級(jí),在少量硬件改造的情況下就可以滿足3G 等其他無線標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳輸[3]。
1.2 面向樓內(nèi)多業(yè)務(wù)融合接入的多頻段動(dòng)態(tài)可控ROF 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)及鏈路實(shí)現(xiàn)
圖4 是2.4 GHz 頻段和60 GHz 頻段樓內(nèi)多業(yè)務(wù)融合接入的ROF 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) 處,一個(gè)額外的智能駐地網(wǎng)關(guān)(IGR) 被用來實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)到2.4 GHz 和60 GHz 的上變頻,以及射頻資源的管控和調(diào)度,并利用室內(nèi)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸。為了解決上行過程中的成本和技術(shù)難題,又考慮到上行業(yè)務(wù)如視頻點(diǎn)播(VOD)一般并不需要特別高速的傳輸速率,這里通過終端設(shè)計(jì)和網(wǎng)關(guān)處理功能,利用相鄰房間的已有Wi-Fi 信號(hào)覆蓋來進(jìn)行吉比特下行業(yè)務(wù)的上行需求。
這樣通過Wi-Fi 分布式天線系統(tǒng)的構(gòu)建和60 GHz 頻段吉比特?zé)o線通信鏈路的建立,就可以為樓內(nèi)各房間用戶提供吉比特?zé)o壓縮高清晰度電視及其點(diǎn)播業(yè)務(wù),Wi-Fi 信號(hào)的寬帶接入和健康監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)測(cè)等物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),從而實(shí)現(xiàn)智能泛在家庭網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。
圖5 是樓內(nèi)多業(yè)務(wù)融合的動(dòng)態(tài)可控ROF 網(wǎng)絡(luò)的傳輸鏈路。在ONU 和智能駐地網(wǎng)關(guān)(IRG) 內(nèi)部,Internet 里的吉比特HDTV 業(yè)務(wù)源經(jīng)過EPON 的以有線方式提供給樓內(nèi)用戶,為了支持無線接入方式,利用變換接口將以太網(wǎng)并行數(shù)據(jù)以串行不歸零碼的方式調(diào)制到直調(diào)激光器發(fā)出的連續(xù)光載波上,然后利用馬赫- 曾得爾調(diào)制器(MZM) 產(chǎn)生毫米波并通過毫米波天線發(fā)射出去。
在接收端利用接收天線將毫米波信號(hào)接收下來并進(jìn)行功率放大,利用自混頻的方式
評(píng)論