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當前，基于PON技術的FTTH在一些試點城市進行得如火如荼，同時，WiMAX也異軍突起并順利成 為3G標準中一員。在骨干光網(wǎng)絡已趨于飽和的情況下，接入網(wǎng)領域的巨大市場份額無疑會成為各大運營商爭相投資的動力。光纖接入和無線接入分別有著各自的優(yōu)勢，光纖具有低損耗、高帶寬、防電磁干擾等特點，而無線接入則可以給用戶帶來無處不在的方便快捷服務，且免去了鋪設光纖的昂貴費用，于是，人們就想能不能用一種技術將有線與無線接入融合起來。Radio Over Fiber(ROF)技術就是應這種需求而出現(xiàn)，并且成為越來越多人研究的熱點。
2008年伊始，國內電信業(yè)重組成為人們討論的焦點，就人們已經(jīng)預測的重組方案來說，未來的運營商都將擁有自己的固定和移動網(wǎng)絡，并且兼營兩部分業(yè)務，為了成本的最低化、網(wǎng)絡的最優(yōu)化，運營公司必定會選擇網(wǎng)絡的融合。另外，從市場上看，有調研機構調查顯示，在調查對象中，有60.6%認為在未來5年中主要出現(xiàn)的情景將是無線和有線的融合（FMC），大多數(shù)用戶將擁有1部多模電話機，并通過最適合的網(wǎng)絡(可以是固定網(wǎng)，也可以是無線網(wǎng))來進行呼叫。
所以，無論從技術、政策還是市場驅動上看，融合必定成為今后電信業(yè)的主旋律和必然趨勢，技術將趨于融合，網(wǎng)絡將趨于融合，業(yè)務也將趨于融合，ROF技術也必將在未來網(wǎng)絡融合中發(fā)揮巨大的作用。
1．ROF技術介紹
ROF技術是應高速大容量無線通信需求，新興發(fā)展起來的將光纖通信和無線通信相結合起來的無線接入技術。ROF系統(tǒng)中運用光纖作為基站(BS)與中心站(CS)之間的傳輸鏈路，直接利用光載波來傳輸射頻信號。光纖僅起到傳輸?shù)淖饔�，交換、控制和信號的再生都集中在中心站，基站僅實現(xiàn)光電轉換，這樣，可以把復雜昂貴的設備集中到中心站點，讓多個遠端基站共享這些設備，減少基站的功耗和成本。
光纖傳輸?shù)纳漕l（或毫米波）信號提高了無線帶寬，但天線發(fā)射后在大氣中的損耗會增大，所以要求蜂窩結構向微微小區(qū)轉變，而基站結構的簡化有利于增加基站數(shù)目來減少蜂窩覆蓋面積，從而使組網(wǎng)更為靈活，大氣中無線信號的多經(jīng)衰落也會降低；另外，利用光纖作為傳輸鏈路，具有低損耗、高帶寬和防止電磁干擾的特點。正是這些優(yōu)點，使得ROF技術在未來無線寬帶通信、衛(wèi)星通信以及智能交通系統(tǒng)等領域有著廣闊的應用前景。
2．ROF技術當前研究的現(xiàn)狀
在ROF系統(tǒng)中，由于光載波上承載的是模擬的微波信號，與傳統(tǒng)的數(shù)字光纖傳輸鏈路相比，其系統(tǒng)對光器件的性能以及鏈路自身的色散、非線性效應等都有了更為苛刻的要求。目前，對于ROF技術的研究仍然集中在物理層上，例如基于微波光子學的毫米波信號源產生，光調制器、濾波器的特性分析與改進，光纖鏈路的色散控制，以及基站中光載波的再利用等系統(tǒng)設計與優(yōu)化。
其中，以毫米波信號源的產生技術為例，傳統(tǒng)的高頻信號發(fā)生源需要昂貴的本振源，可以利用光波的外差混頻技術來得到高頻載波。在雷達或光纖無線電（ROF）通信系統(tǒng)中，在光域里對中頻微波信號進行上變頻，可以得到承載高數(shù)據(jù)率的毫米波信號，目前比較成熟的技術有，基于強度調制器、基于EAM中XAM效應、基于SOA中XGM效應、基于高非線性光纖中的XPM或FWM效應的全光頻率上變換技術。
目前，IEEE收錄的電子期刊以及其他光學權威期刊Optics Letters、Optics Express等都刊載了大量關于ROF的文章，但是，這些研究都停留在對信號處理技術以及鏈路系統(tǒng)研究的層面上，對網(wǎng)絡層次的研究成果較少。一種技術的成熟必定要依賴于市場的驅動進而產生利潤。ROF技術要在實際通信系統(tǒng)中應用，還有許多現(xiàn)實的問題需要研究。例如：網(wǎng)絡融合中的接口問題，MAC協(xié)議的問題，天線的更高增益問題以及高速移動在微微蜂窩中頻繁切換的問題和多普勒效應問題等等。
在研究領域，美國喬治亞理工大學的張教授研究組對40G/60G射頻ROF系統(tǒng)作了大量的研究，并且搭建出了一套光無線傳輸系統(tǒng)，將DVD存儲的高清晰電視數(shù)據(jù)源調制到40G的微波上，然后經(jīng)過調制到光載波上傳輸，經(jīng)過探測接收并由天線發(fā)射，并在接收端將信號送給高清晰電視進行播放，得到很好的實驗效果。但是，發(fā)射天線和接收天線的距離很近并且容易受水蒸氣的干擾。
不久前，OFC 2008會議在美國加州圣地亞哥成功舉行，網(wǎng)絡融合成為一個熱點話題，關于ROF技術的文章也有很多被收錄其中，與以往不同，這次收錄的ROF論文都趨向于對應用的研究。其中比較典型的文章有：將正交頻分復用(OFDM)應用于ROF系統(tǒng)，來增加頻譜利用率并減小碼間干擾；研究在上行傳輸時光波長再利用技術，從而去掉基站的光源；基于WiMAX或WiFi與ROF技術結合的研究；基于光分叉復用器(OADMs)的ROF系統(tǒng)環(huán)形網(wǎng)絡的研究；基于多模光纖和塑料光纖的ROF系統(tǒng)。 |
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