如何实现一个融合接入应用的光载无线分布式天线系统

　　随着话音业务的成熟，对IP 和高速数据业务的支持已经成为移动通信系统演进的方向，也成为第3代移动通信系统的主要业务特征。然而，2G/3G 网络对数据业务的支持有广域低速的特征，为了实现高速数据传输，无线移动通信技术与Internet技术相结合产生了无线局域网（WLAN）等无线接入技术，其应用已经成为高速数据业务的重要接入手段。但是，WLAN 的覆盖范围小，只能提供短距离（100 m 左右） 的覆盖。为了进一步提高数据的传输速率，实现信号的广域覆盖，提高通信的灵活性，运营商开始将目光转向4G。考虑到多种移动通信系统将长期并存，因此为了提供更具有针对性的服务，中国移动提出了“2G、 3G、4G、WLAN”四网协同的发展战略［1］。四网业务的融合对接入网的带宽和性能有了更高的要求，传统的接入网已无法满足用户不断提高的带宽和性能需求。微波光子学充分利用光子学宽带、高速、低功耗等优点来实现微波信号的产生、传输、处理和控制，以此为基础的微波光波融合系统充分发挥了无线灵活接入和光纤宽带传输的各自优势，可以实现单纯无线技术和光纤技术难以完成甚至无法完成的信息处理与传输组网功能。由此可见，基于光载无线（ROF） 系统的分布式天线网络将在2G/3G/4G/WLAN 四网融合的接入中发挥极其重要的作用。 ROF 分布式天线网络的一般结构如图1 所示。利用模拟直调光模块将射频信号调制到光载波上，经过光纤传输至远端天线单元，然后利用光/电转换和放大器放大后直接由远端天线单元的天线发射进行无线覆盖。该方式具有成本低廉、覆盖广泛以及控制灵活等特点，在矿井、隧道和铁路等工程领域，以及商场、机场和会议中心等公共热点区域都具有广泛的应用市场，一些厂家已开始进行了模块和系统的研制与推广应用。然而，目前的光载无线分布式天线系统成本较高。成本主要取决于系统中使用的光收发模块。为了降低系统成本，我们基于商用的千兆以太网光组件，经过电路设计和改进实现了低成本、宽带的模拟光收发模块，为光载无线分布式天线网络的推广应用打下了基础。此外，光载无线（ROF） 链路中存在很多噪声，光学损耗衰减了射频信号功率同时增加了噪声指数（NF）。为了提高系统的性能，研究光损耗对光载无线分布式天线网络的影响，具有十分重要的意义。同时，链路中的受激布里渊散射也对传输性能产生不利影响，需要对其进行分析和抑制，以提高网络性能。针对点到多点的多业务融合接入及分布式传输需求，本文提出了面向2G/3G/4G/WLAN 四网融合接入应用的副载波复用和波分复用（SCM-WDM）结合技术。