光载毫米波无线电通信技术现状介绍

光载毫米波无线电通信技术的现状与发展

  要:将光通信技术的成本低、带宽大、损耗小、抗电磁干扰的优势和无线毫米波通信系统结合起来而产生的毫米波光载无线(MM-RoF)系统,具有带宽大、体积小、重量轻、成本低、损耗小、抗电磁干扰及传输质量高等优点。MM-RoF可解决传统微波传输系统在毫米波段存在的损耗大、抗干扰能力弱等问题,同时可克服毫米波电子器件的电子“瓶颈”问题,非常有发展潜力。多格式多业务的MM-RoF技术将是MM-RoF系统今后发展的一个重要方向。

  英文摘要:The millimeter wave Radio over Fiber (MM-RoF) system, which combined the advantages of in fiber system and wireless millimeter-wave communications system, has advantages such as broad band, small size, light weight, low cost, anti-electromagnetic interference and high transmission quality. MM-RoF system could solve the problems of high loss and weak anti-interference ability in traditional microwave transmission system. At the same time, MM-RoF system could overcome the "bottleneck" problem of millimeter-wave electronic device with a great potential for development. The multi-format multi-service MM-RoF technology is an important direction for the development of MM-RoF system.

  英文关键字:millimeter-wave; Radio over Fiber (RoF); broad-band wireless access

  随着信息通信技术在经济、社会各个领域的广泛应用,信息通信技术成为当今世界发展速度最快、覆盖范围最广、渗透性最强、应用最广泛的一个高新技术领域,它是推动全球信息通信业发展的主要驱动力量。信息通信不仅能够减少经济活动的交易费用,大大降低社会运行成本,而且能够促进知识的传播和信息的共享,改善人民的生活质量,对于一个国家国民整体素质提高和经济社会的长远发展具有极其重大的现实意义。

  当今世界,基于波分复用(WDM)技术的光纤通信网络已经成为高速、大容量信息网络发展的理想有线平台。国际上的跨国公司竞相开展了基于WDM技术的太比特级信息传输试验,目前已经实现10.9 Tb/s的传输。网络光纤化的重点从长途骨干网,然后转向中继网和接入网的馈线段,目前正在逐渐向配线段延伸。中国长途网的光纤化比例目前已高达82%。然而,随着光纤逐渐向用户推进,光纤化的代价变得越来越高。除非技术上有重大突破,光纤到家、到用户将是一项十分艰巨的任务。就中国来说,光纤到楼、光纤到小区和光纤到路边是中近期的比较现实的目标。另一方面,由于方便、个人化和无处不在的特性,无线接入成为信息时代的宠儿,发展十分迅猛,成为全球通信网络发展的另一个重要方向,是目前全球范围内最吸引人的一个热点问题。移动通信由目前的数字话音服务的2.5G向实现视频、多媒体服务的3G、B3G甚至4G、5G的高速、宽带业务发展。而各种新业务和宽带无线接入技术的不断涌现,如流媒体业务、射频标识(RFID)、传感器联网、WiMAX、本地多点分配业务(LMDS)等,要求网络能够安全、灵活、无所不在地、大容量地提供综合服务。如图1所示,未来无线通信的发展趋势是高速率、高移动性以及不同无线网络之间多业务的无缝连接。但是,无线网络的快速发展面临着诸多问题,典型地有:现有无线接入网的兼容性问题、数据的速率(特别是移动情况下)仍然是无线通信的“瓶颈”问题以及现有网络如何平滑地过渡到下一代无线网络等。
 

纵观各种通信技术和业务需求的发展方向,实现宽带化、无线化、个人化、分组化以及多业务网络的融合成为全球通信网络的发展目标使得宽带无线信号和载波频率向高频毫米波(如40~60 GHz)扩展的需求日益迫切。将光的大带宽优势和毫米波无线接入的灵活性结合起来的毫米波光载无线(MM-RoF)系统具有体积小、重量轻、成本低、损耗小、抗电磁干扰及传输质量高等优点,可解决传统微波传输系统在毫米波段存在的损耗大、抗干扰能力弱等问题,克服了毫米波电子器件的电子“瓶颈”等问题。此外,MM-RoF利用光纤技术将光纤网络的巨大容量和无线接入网络的适应性与移动性有机结合,可综合传送各种无线业务信息,为宽带无线网络提供“最后一公里”无缝接入,以实现真正意义的“任何人、任何时间,于任何地点,以任何形式通信”的需求。

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