ROF技术研究报告

RoF技术的研究与应用一、RoF技术的发展趋势

随着移动通信技术的迅速发展，4G通信时代已经到来，人们对以视频需求为代表的宽带多媒体的需求日益增加。这些新型宽带网络业务需求的增长就对无线通信技术提出了更高的要求。因此，一种结合了无线技术和光纤技术各自优势的新型技术——光载无线通信（RoF，Radio over

Fiber）应运而生，现已成为研究热点。

一般的RoF系统包括有中心站-CS，基站-BS，光传输链路，用户端四个部分。其中，光纤[1]。通过光纤来进行传输，中作为基站和中心站之间的传输链路，光线中用光载波传输射频信号心站就可以集中处理与其互联的各种无线系统，这样基站就只需要进行光电转换和信号放大。这样，建设费用就主要集中在一个中心站上，基站的功耗和建设成本都得到降低。而且由于RoF系统中铺设有光纤网络，这样一些有线业务也能通过RoF系统进行传输，这样又可以提高传输效率。

RoF系统框架图

RoF系统由于使用光纤来进行射频信号的传输，具有许多优势：

1）低损耗。

相比于自由空间传输和传统的金属电缆传输，

。

2）大带宽。

用光纤传输信号的一大优势就是能够提供巨大的带宽资源。我们常用的单模光纤在850nm、1310nm、1550nm 这三个窗口处可提供的带宽总和加起来多达50THZ。同时，巨大的带宽优势也会带来更高的信号传输速率。3）抗电磁干扰。

信号在光线中传输就天然的具有了抗电磁干扰特性，这样对传输射频信号就提供了可靠地保证。

安装维护简易，低能耗。）4．

由于RoF的核心复杂器件主要在中心站，基站和用户端比较简化，这种构造形式决定了安装维护的就主要在中心在进行，简化了操作。同时，由于用户终端使用无线接收，构造相对简化，因此功耗也自然比较低。5）方便多业务的融合

由于RoF系统中既有无线传输又有有线传输，因此根据实际需求进行业务拓展就显的十分[2]。方便，可以通过一些复用技术来实现一次传输承载多种业务

由于这些优势，RoF技术在未来有线电视、移动通信、无线宽带通信领域有着十分广阔的应用前景。因此，RoF作为一种优良的无线接入技术，在当今网络融合的大趋势下，无论是在技术上还是社会应用前景上看，RoF技术必然在未来网络融合中发挥重要的作用！

二、国内外发展现状

RoF技术产生于上个世纪八九十年代，当时主要靠金属电缆来传输射频信号，但是传输质量会受到传输损耗和宽带问题的严重制约。但是RoF技术可以在中心站将射频信号调制到光载波上，随后利用光纤进行传输，到达基站后再把射频信号解调出来，然后通过天线发射给用户终端。这样就充分发挥了无线通信和光纤通信的优势，充分利用频谱资源。

国外在RoF技术的研究和应用上明显领先于国内。美国在上世纪80年代就建立了RoF军[9]。技术应用于无线通信系统截止年代，国外的Cooper等人首先提出将RoF90事系统。上世纪到2012年中段，美国电话电报公司—-AT&T公司已经建立了多达三千个RoF系统。在澳大利亚，2000年悉尼奥运会运用RoF技术保证了大量移动电话同时连接的问题。日本也在广泛应用RoF[8]。系统，其被用于个人数字通信系统、智能交通系统中相比于国外，国内还鲜有RoF技术的大规模应用。但是随着4G移动通信在最近的迅猛发[3]。特别是在国内，无展，运营商都在寻找一种既有光纤接入的优点又具备无线接入方便的技术论是技术、政策或市场需求上看，网络融合是今后电信业的必然趋势，因此，RoF技术随即被提上日程，很多机构都开始进行研究。

三、RoF系统的关键技术

作为一种新型技术，在研究方面，由于光纤色散导致的延时以及激光器产生射频信号的单一性较差等问题，RoF系统还没有达到成熟，在应用上也未达到大规模商用的阶段。还有许多关键技术需要研究和优化。主要有以下的几点：

1）产生毫米信号波的方法。

RoF系统的热点核心技术就用光纤来承载毫米信号波或者频率很大的射频信号。上述两个要系统所直接面临的问题。现有的主流技术有直接调制法、光外差法、外部调制法等等。RoF求是

2）实现双工通信。

RoF技术是用到接入网中的，因此必须解决数据的上下传输问题。也就是说双工通信技术是通过载波重用和再调制实现双向传输的关键技术。

3）PON-RoF技术。

RoF技术作为一种无线融合的组网技术，与其它传输技术的融合是容易和必要的。其中RoF与无源光网络技术融合的PON-RoF技术可以在充分利用现有的光纤链路的前提下简单经济地实现有线、无线接入，可以满足很多通信要求，现已成为关键技术。

4）信号调制技术-OFDM。

为了提高传输的可靠性和效率，RoF系统中的调制技术也是关键技术之一。比如作为先进调制技术的OFDM 技术能有效减轻光纤的色散同时大大提升传输效率，因此也是RoF系统的关键技术！

四、RoF关键技术研究

系统的关键技术，针对其研究发展现状，有以下的研究内容。RoF针对上文中列举的几种1）对于产生毫米信号波的方法中，直接调制法通常只适用于低频系统，而光外差法需要价值高昂的硬件设备，而且系统十分复杂，这些缺点限制了上述两种调制方式的实际应用。而相比于上述两种调制技术，外部调制技术是利用外部光学调制器来产生毫米波信号，该技术能获得较大的消光比和大带宽，而且传输性能和波长无直接关系，因此广泛应用于高速的光纤通信系统。因此外部调制方式的进一步研究意义重大。我们可以利用光学仿真软件搭建含有电吸收器件和基于马赫曾德结构的MZ电光调制器，然后搭建基于单边带调制（SSB）、双边带调制(DSB)、光载波抑制调制（OCS），然后观察不同的调制方法的频谱结构，随后由频[4]。谱分析对分析各种调制方式的优缺点，并进行优化2）对于全双工RoF链路实现的研究，我们在研究的时候可以基于光学仿真软件OptiSystem，通过分析全双工RoF链路中信号的频谱结构，从基站由下行链路中提取上行载波，实现上行信息的调制与传输，，从而完成对全双工RoF链路的研究。

3）PON对于高速传输的兼容性和对调制码型的透明性是其优点之一，因为无源光网络对光信号的宽带和速率限制较小，因此对于无源光网络的研究的技术突破，可以网络升级至更高的速[6]。在研究时，我们可以基于OptiSystem率，同时能降低系统的维护升级成本仿真平台搭建一种有线无源光网络-RoF无线混合接入的全双工链路，然后分析链路的频谱结构、星座图、眼图等，由定性和定量的角度来分析该链路信号的传输性能。

系统中能提高系RoF引入到OFDM主要原因是将技术，OFDM系统中的RoF之所以要研究）4．