隨著話(huà)音業(yè)務(wù)的成熟，對(duì)IP 和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持已經(jīng)成為移動(dòng)通信系統(tǒng)演進(jìn)的方向，也成為第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)特征。然而，2G/3G 網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持有廣域低速的特征，為了實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)與Internet技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)等無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，其應(yīng)用已經(jīng)成為高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的重要接入手段。但是，WLAN 的覆蓋范圍小，只能提供短距離(100 m 左右) 的覆蓋。為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的廣域覆蓋，提高通信的靈活性，運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)向4G。考慮到多種移動(dòng)通信系統(tǒng)將長(zhǎng)期并存，因此為了提供更具有針對(duì)性的服務(wù)，中國(guó)移動(dòng)提出了“2G、3G、4G、WLAN”四網(wǎng)協(xié)同的發(fā)展戰(zhàn)略[1]。四網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合對(duì)接入網(wǎng)的帶寬和性能有了更高的要求，傳統(tǒng)的接入網(wǎng)已無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)不斷提高的帶寬和性能需求。

微波光子學(xué)充分利用光子學(xué)寬帶、高速、低功耗等優(yōu)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸、處理和控制，以此為基礎(chǔ)的微波光波融合系統(tǒng)充分發(fā)揮了無(wú)線(xiàn)靈活接入和光纖寬帶傳輸?shù)母髯詢(xún)?yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)單純無(wú)線(xiàn)技術(shù)和光纖技術(shù)難以完成甚至無(wú)法完成的信息處理與傳輸組網(wǎng)功能[2-3]。由此可見(jiàn)，基于光載無(wú)線(xiàn)(ROF) 系統(tǒng)的分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將在2G/3G/4G/WLAN 四網(wǎng)融合的接入中發(fā)揮極其重要的作用。

ROF 分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)如圖1 所示。利用模擬直調(diào)光模塊將射頻信號(hào)調(diào)制到光載波上，經(jīng)過(guò)光纖傳輸至遠(yuǎn)端天線(xiàn)單元，然后利用光/電轉(zhuǎn)換和放大器放大后直接由遠(yuǎn)端天線(xiàn)單元的天線(xiàn)發(fā)射進(jìn)行無(wú)線(xiàn)覆蓋。該方式具有成本低廉、覆蓋廣泛以及控制靈活等特點(diǎn)，在礦井、隧道和鐵路等工程領(lǐng)域，以及商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)和會(huì)議中心等公共熱點(diǎn)區(qū)域都具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，一些廠家已開(kāi)始進(jìn)行了模塊和系統(tǒng)的研制與推廣應(yīng)用。

然而，目前的光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)系統(tǒng)成本較高。成本主要取決于系統(tǒng)中使用的光收發(fā)模塊。為了降低系統(tǒng)成本，我們基于商用的千兆以太網(wǎng)光組件，經(jīng)過(guò)電路設(shè)計(jì)和改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了低成本、寬帶的模擬光收發(fā)模塊，為光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的推廣應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。此外，光載無(wú)線(xiàn)(ROF) 鏈路中存在很多噪聲，光學(xué)損耗衰減了射頻信號(hào)功率同時(shí)增加了噪聲指數(shù)(NF)。為了提高系統(tǒng)的性能，研究光損耗對(duì)光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的影響，具有十分重要的意義。同時(shí)，鏈路中的受激布里淵散射也對(duì)傳輸性能產(chǎn)生不利影響，需要對(duì)其進(jìn)行分析和抑制，以提高網(wǎng)絡(luò)性能。針對(duì)點(diǎn)到多點(diǎn)的多業(yè)務(wù)融合接入及分布式傳輸需求，本文提出了面向2G/3G/4G/WLAN 四網(wǎng)融合接入應(yīng)用的副載波復(fù)用和波分復(fù)用(SCM-WDM)結(jié)合技術(shù)。

圖1 光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)圖

1 低成本、寬帶的光收發(fā)模塊研制

隨著無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)不斷增加的需求，下一代的ROF 應(yīng)用需要支持更高的工作頻率和更大的帶寬。同時(shí)，ROF系統(tǒng)中，光收發(fā)模塊成本較高，是大規(guī)模應(yīng)用的主要限制因素[4]；另一方面，隨著千兆以太網(wǎng)(GbE) 技術(shù)的發(fā)展，商用千兆以太網(wǎng)光器件的調(diào)制帶寬高達(dá)8 GHz，為低成本ROF 的傳輸帶來(lái)了新的機(jī)遇。因此，采取商用千兆以太網(wǎng)光器件來(lái)設(shè)計(jì)低成本、寬帶的光收發(fā)模塊將是一個(gè)非常重要的工作。本文提出了一種基于商用千兆以太網(wǎng)光器件的低成本、寬帶ROF收發(fā)模塊。

收發(fā)模塊主要由光學(xué)組件，射頻放大和偏置控制電路組成。發(fā)送端光學(xué)子組件(TOSA) 是針對(duì)10 Gb/s 應(yīng)用、波長(zhǎng)為1 310 nm、斜率效率為0.04 W/A 的分布反饋式(DFB) 激光器。接收端光學(xué)子組件(ROSA) 是針對(duì)10 Gb/s 應(yīng)用、響應(yīng)度為0.85 A/W 的光電探測(cè)器(PIN)。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)使用激光器驅(qū)動(dòng)集成電路來(lái)提供偏置電流進(jìn)行自動(dòng)功率控制(APC)。為了提高收發(fā)器的線(xiàn)性度，移去商用ROSA中線(xiàn)性度較差的轉(zhuǎn)阻放大器(TIA)，并使用了100 Ω的高精度電阻Rd 將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。

匹配激光器和驅(qū)動(dòng)器是大帶寬、低損耗模擬光發(fā)送模塊設(shè)計(jì)中巨大的挑戰(zhàn)。為了達(dá)到寬帶和易于實(shí)現(xiàn)的目的，在TOSA 中采用了25 Ω的傳輸線(xiàn)系統(tǒng)以匹配激光器和驅(qū)動(dòng)器。首先，切比雪夫多節(jié)傳輸線(xiàn)用于在頻率0.3 GHz～4.3 GHz范圍內(nèi)，將50 Ω系統(tǒng)匹配到25 Ω子系統(tǒng)。然后串聯(lián)一個(gè)20 Ω的電阻作為匹配電阻連接到激光器以吸收反射的能量。以這種方式，能夠很容易地實(shí)現(xiàn)匹配網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)很大程度地提高調(diào)制效率。此外，在接收端的光學(xué)子組件中，采用100 Ω的傳輸線(xiàn)系統(tǒng)以匹配探測(cè)器和放大器。探測(cè)之后，將100 Ω的子系統(tǒng)匹配到50 Ω，并使用寬帶的低噪放大器(LNA)放大探測(cè)的射頻信號(hào)。項(xiàng)目研制的收發(fā)器模塊如圖2 所示。

測(cè)得光收發(fā)模塊的頻率響應(yīng)如圖3 所示。端到端的ROF 鏈路增益是-34 dB，3 dB 帶寬是4.3 GHz，能夠滿(mǎn)足面向2G/3G/4G/WLAN 四網(wǎng)融合接入應(yīng)用的光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需求。

圖2 項(xiàng)目研制的收發(fā)器模塊

圖3 光收發(fā)模塊的頻率響應(yīng) 

2 光損耗對(duì)傳輸性能影響的分析

ROF 系統(tǒng)與分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(DAS)的結(jié)合，可以擴(kuò)大覆蓋面積，提高系統(tǒng)容量，應(yīng)用于多種場(chǎng)所，如機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、智能樓宇等。這種方法可以大大減少遠(yuǎn)端天線(xiàn)單元的復(fù)雜性，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中式管理。然而，ROF 鏈路中存在很多噪聲，光學(xué)損耗衰減了射頻信號(hào)功率同時(shí)增加了噪聲指數(shù)(NF)，使得信號(hào)被噪聲淹沒(méi)。

光載無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中的光損耗主要來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)中的光學(xué)器件。在使用波分復(fù)用(WDM) 技術(shù)的光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，陣列波導(dǎo)光柵(AWG)具有很大的插入損耗[5]。在其他的總線(xiàn)型或樹(shù)型結(jié)構(gòu)中，光耦合器和光分插復(fù)用器(OADM)也將引入大量的光損耗[6]。如果拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且沒(méi)有采用光放大器，光纖傳輸?shù)男盘?hào)將被衰減到一個(gè)較低的水平，被光纖鏈路中的噪聲淹沒(méi)。因此，研究光損耗對(duì)光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的影響，具有十分重要的意義。本文研究了光損耗對(duì)光載無(wú)線(xiàn)分布式天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腤i-Fi 信號(hào)的影響，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 研究光損耗對(duì)光載Wi-Fi 信號(hào)影響的系統(tǒng)圖

項(xiàng)目使用改造的WLAN 接入點(diǎn)(AP) 設(shè)備作為Wi-Fi 信號(hào)源。從AP產(chǎn)生的射頻信號(hào)經(jīng)光收發(fā)模塊調(diào)制到光載波，在單模光纖(SMF) 中傳輸100 m 后，在遠(yuǎn)端經(jīng)光收發(fā)模塊轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)功率放大器(PA) 放大后，從天線(xiàn)輻射出去。對(duì)于上行鏈路，因?yàn)榻邮招盘?hào)太弱，先由40 dB 增益的低噪放大器(LNA) 放大，然后調(diào)制到光載波上并被傳送到AP 端。為了補(bǔ)償光電和電光轉(zhuǎn)換的損耗，光收發(fā)模塊中的功率放大器增益設(shè)置為27 dB，從而使得光鏈路的整體增益為0 dB。基于此系統(tǒng)，項(xiàng)目研究了上、下行鏈路的光損耗容限。

上行、下行鏈路中仿真信噪比和實(shí)際吞吐量與光損耗的關(guān)系如圖5所示。測(cè)量結(jié)果表明，下行鏈路的光損耗容限可以達(dá)到20 dB 以上。此外，當(dāng)光損耗超過(guò)23 dB 時(shí)，測(cè)得的吞吐量將迅速下降5 Mb/s，這是由觸發(fā)開(kāi)關(guān)引起的。因?yàn)樯漕l功率太低，無(wú)法觸發(fā)射頻開(kāi)關(guān)，所以下行鏈路的光損失容限要高于測(cè)量結(jié)果。此外還測(cè)量了上行鏈路的光損耗容限，當(dāng)光損耗低于25 dB 時(shí)，數(shù)據(jù)的吞吐量保持在24 Mb/s 附近，而隨著光損耗的增加，吞吐量跳變到18 Mb/s。實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合ROF 系統(tǒng)中理論仿真的27 dB光損耗容限。

 圖5 仿真信噪比和實(shí)際吞吐量與光損耗的關(guān)系

3 受激布里淵散射對(duì)傳輸

性能影響的分析和抑制光纖中受激布里淵散射(SBS) 效應(yīng)所帶來(lái)的負(fù)面影響限制了光纖輸入端口所能夠容忍的最大輸入光功率，當(dāng)輸入光功率超過(guò)SBS 閾值一定程度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生功率飽和效應(yīng)，導(dǎo)致接收端口難以獲取相應(yīng)的光功率，并且受激布里淵散射會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)的噪聲急劇增大，導(dǎo)致鏈路性能的惡化[7]。

本文提出了一種基于菲涅爾反射和抑制載波調(diào)制的SBS 增益譜/損耗譜的測(cè)量方法[8]，具有高精度、單端測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)如圖6 所示。可調(diào)諧光源(TLS)產(chǎn)生線(xiàn)寬低于300 kHz 的直流光，微波源產(chǎn)生頻率可控的微波，并以載波抑制(OCS) 的方式調(diào)制到光載波上。通過(guò)控制微波的頻率可以得到頻率間隔可調(diào)的雙邊帶信號(hào)，經(jīng)放大后，進(jìn)入到被測(cè)光纖。由于光纖端面會(huì)產(chǎn)生菲涅爾反射現(xiàn)象，反射光將背向進(jìn)入到被測(cè)光纖。這兩部分光在被測(cè)光纖中逆向傳輸，當(dāng)雙邊帶的頻率間隔正好等于被測(cè)光纖的布里淵頻移，并且前向泵浦光功率高于SBS 閾值的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)SBS 效應(yīng)。泵浦光的上邊帶對(duì)探測(cè)光的下邊帶有放大作用，而泵浦光的下邊帶對(duì)探測(cè)光的上邊帶有衰減作用。因此只要通過(guò)調(diào)節(jié)微波源頻率，并且分別檢測(cè)上下邊帶的光功率，就可以很容易的得到SBS 的增益譜和損耗譜。

圖6 基于菲涅爾反射的SBS 增益譜/損耗譜測(cè)量結(jié)構(gòu)圖

用這種測(cè)量方法，分別得到了20 km 標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SSMF) 和2.7 km高非線(xiàn)性光纖(HNLF)中SBS 效應(yīng)的增益譜和損耗譜，如圖7 所示。圖7(a)給出了TLS 波長(zhǎng)為1 552.84 nm 時(shí)的SBS 增益譜，從譜線(xiàn)形狀來(lái)看，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好的吻合了理論上的洛侖茲線(xiàn)型，并且不同泵浦功率對(duì)應(yīng)的布里淵增益系數(shù)峰值也不同。同樣，當(dāng)TLS 波長(zhǎng)調(diào)到1 552.71 nm 的時(shí)候，可以測(cè)得如圖7(b) 所示的SBS 損耗譜，并且布里淵損耗系數(shù)峰值也會(huì)隨著泵浦功率的增加而增加。

圖7 不同泵浦功率下的20 km SSMF 和2.7 km HNLF 的增益譜、損耗譜

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Wi-Fi 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8所示。矢量信號(hào)分析儀產(chǎn)生IEEE802.11g 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PM2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。

  圖8 直調(diào)和外調(diào)方式激光器線(xiàn)寬對(duì)于SBS 閾值影響的測(cè)試結(jié)構(gòu)圖

測(cè)試結(jié)果如圖9 所示，其中，圖9(a)和圖9(b)分別對(duì)應(yīng)于激光器線(xiàn)寬為10 MHz 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，SBS閾值在9.5 dBm 附近，比10 MHz 線(xiàn)寬時(shí)降低了4 dB 左右。

圖9 透射和反射光功率變化圖

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2G/3G/4G/WLAN 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(WDM)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)退佟⒏咚贁?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。

  圖10 基于SCM-CWDM 技術(shù)的多制式無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)傳輸?shù)腞OF-DAS

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CWDM 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1.8 GHz 的EDGE-8PSK 信號(hào)、2.1 GHz的WCDMA-QPSK 信號(hào)、2.3 GHz 的LTE-FDD 64QAM 信號(hào)和2.412 GHz 的WLAN 802.11g 64QAM 信號(hào)。

圖11 基于SCM-CWDM 技術(shù)的ROF-DAS 性能測(cè)試原理圖

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，EVM 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4 dBm 的輸入功率，802.11g 64QAM、LTE-FDD 64QAM、WCDMA 和EDGE 實(shí)現(xiàn)了最好的EVM 值，分別是0.75% 、0.9% 、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。

圖12 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的EVM 值  

圖12 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的EVM 值

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)。

6 參考文獻(xiàn)
[1] 王少波, 馮傳奮, 付宏志, 等. GSM/TD 與WLAN 網(wǎng)絡(luò)深度融合方案研究[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2011(2):32-35.
[2] SEEDS A J, WILLIAMS K J. Microwave Photonics [J]. Journal of Lightwave Technology, 2006, 24(12): 4628-4641.
[3] TAVIK G C, HILTERBRICK C L, EVINS J B, etal. The advanced multifunction RF concept [J].
IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2005,53(3-2): 1009-1020.
[4] SAUER M, KOBYAKOV A. Low-cost radio-over-fiber links [C]//Proceedings of the 20th Annual Meeting of the IEEE Lasers and Electro-optics Society (LEOS’07), Oct 21-25, 2007, Lake Buena Vista, FL,USA.Piscataway, NJ,USA: IEEE, 2007:333-334.
[5] SUN Xiaoqiang, XU Kun, SHEN Xi, et al. New hierarchical architecture for ubiquitous wireless sensing and access with improved coverage using CWDM-ROF links [J]. IEEE/OSA Journal Optical Communications Networking, 2011,3(10): 790-796.
[6] ZHANG Xiupu, LIU Baozhu, YAO Jianping, etal. A novel millimeter-wave-band radio-over-fiber system with dense wavelength-division multiplexing bus architecture [J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2006, 54(8): 929-937.
[7] LE BRAS H, MOIGNARD M, CHARBONNIER B. Brillouin scattering in radio over fiber transmission [C]//Proceedings of the Optical Fiber Communication Conference &Exposition Optical Fiber Communication Conference (OFC’07), Mar 25-29, 2007,Anaheim, CA,USA. Piscataway, NJ,USA:IEEE, 2007:3p.
[8] SUN Xiaoqiang, XU Kun, PEI Yinqing, et al.Characterization of SBS gain and loss spectra using Fresnel reflections and interaction of two sidebands [C]//Proceedings of the Optical Fiber Communication/National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC’10), Mar 21-25, 2010, San Diego, CA,USA.Piscataway, NJ,USA: IEEE, 2010:3p.
[9] ATTAR A, LI H, LEUNG V C M. Applications of fiber-connected distributed antenna systems
in broadband wireless access [C]//Proceedings of the International Conference on Computing, Networking and Communications(ICNC’12), Jan 30- Feb 2,2012, Maui, HI,USA. Piscataway, NJ,USA:IEEE, 2012:623-627.
[10] MORANT M, QUINLAN T, LLORENTE R, etal. Full standard triple-play bi-directional and fullduplex CWDM transmission in passive optical networks [C]//Proceedings of the Optical Fiber Communication/National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC’11), Mar 6-11, 2011, Los Angeles, CA, USA.Piscataway, NJ,USA: IEEE, 2011:3p.