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2023-06-26
RoF技术的基本原理解析
【摘要】：在RoF技术中和光纤通信相结合，则可以拉远基站、减小基站覆盖范围，实现大容量、低成本的射频信号有线传输和超宽带无线接入。图11.30给出了一个典型的ROF系统的基本结构，主要由中心局CO、基站BS、光纤网络以及用户端四个部分组成。图11.30RoF系统的基本结构根据对光载波进行调制的信号的频率不同，可以将Ro F系统分为基带光纤传输系统、中频光纤传输系统和射频光纤传输系统三种。
由于低频区域的频谱紧张，使得高频区域的毫米波（30～300 GHz）备受关注。毫米波无线通信系统具有传输容量大、设备轻便和抗干扰能力强等优点，能够支持多种超宽带业务，而且其中40～60 GHz的毫米波频段不需要授权即可使用。但是毫米波信号在空气中的损耗很大，难以实现长距离传送。在RoF技术中和光纤通信相结合，则可以拉远基站、减小基站覆盖范围，实现大容量、低成本的射频信号有线传输和超宽带无线接入。
图11.30给出了一个典型的ROF系统的基本结构，主要由中心局CO、基站BS、光纤网络以及用户端四个部分组成。以射频光纤传输方式（即将射频信号调制在光载波信号上）为例，说明其工作原理。中心局负责基带信号的调制、解调和网络连接等工作，如发送时将数字基带信号通过射频副载波调制到光载波上。中心局和基站通过光纤网络进行双向光通信，注意其光载波上承载的是射频信号。基站位于用户的接入点附近，将中心局发来的光信号通过光电转换恢复出射频信号，放大后通过天线发送给用户；同时将用户发来的信号调制到光载波上，再通过光纤网络送回中心站。
图11.30 RoF系统的基本结构
根据对光载波进行调制的信号的频率不同，可以将Ro F系统分为基带光纤传输系统、中频光纤传输系统和射频光纤传输系统三种。其中前两者可以不同程度地利用现有的射频和数学信号处理器件，但它们都需要在基站进行频率变换。后者将复杂昂贵的射频设备置于中心局，由多个远端基站共享，可减少基站功耗和成本；同时，光纤传输的射频信号提高了无线带宽；由于射频信号经天线发射后在空中损耗很大，因此要求蜂窝结构向微微小区转变，而基站结构的简化有利于增加基站数目来减小其覆盖面积，从而使得组网更为灵活，减小了移动环境的复杂性，多径衰落的影响以及多径引起的码间干扰也会减小；另外，光纤作为传输媒质具有低损耗、高带宽和防止电磁干扰的特点。因此射频光纤传输系统最能体现Ro F的技术优势，受到了学术界的广泛关注。
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