面向2G/3G/4G/WLAN融合接入应用的光载无线分布式天线

nm的时候，可以测得如图7(b)所示的SBS损耗谱，并且布里渊损耗系数峰值也会随着泵浦功率的增加而增加。

(a)增益谱
(b)损耗谱
HNLF：高非线性光纤
SSMF：标准单模光纤
图7 不同泵浦功率下的20 km SSMF和2.7 km HNLF的增益谱、损耗谱

目前抑制SBS效应的方法主要有增加激光器线宽，为了研究激光器线宽对SBS阈值的影响，实验测试了Wi-Fi信号在链路中传输时链路中光功率的监测情况，测试结构图如图8所示。矢量信号分析仪产生IEEE 802.11g标准信号，调制到光载波上传输，掺铒光纤放大器(EDFA)用来调节入纤光功率。光信号经过环行器和耦合器进入被测光纤中传输，被探测器接收恢复出电信号。实验中直调激光器的线宽约为10 MHz，而窄线宽光纤激光器的线宽约为50 kHz。实验中测试了链路各监测点光功率的变化情况，在环行器后用PM₁来监测入纤光功率，经过被测光纤后用PM₂监测透射光功率，利用PM₃监测光纤背向散射光的光功率。

BPF：带通滤波器
EDFA：掺铒光纤放大器
LD：直调激光器
MZM：马赫曾德尔调制器
OC：光分路器
PC：偏振控制器
PM：相位调制器
TLS：可调谐光源
图8 直调和外调方式激光器线宽对于SBS阈值影响的测试结构图

测试结果如图9所示，其中，图9(a)和图9(b)分别对应于激光器线宽为10 MHz的直接调制和50 kHz的外调制。由图9(a)可以看出，当入纤光功率低于13.5 dBm的时候，光纤反射光功率和透射光功率缓慢增加，当入纤光功率高于13.5 dBm的时候，其中反射光功率发生急剧变化，快速增加，并且在17.5 dBm 的时候与透射光功率均等，可以看出单模光纤的SBS阈值约为13.5 dBm。由图9(b)可以看出，激光器线宽为50 kHz条件下，SBS阈值在9.5 dBm附近，比10 MHz线宽时降低了4 dB左右。

(a)10 MHz线宽
(b)50 kHz线宽
图9 透射和反射光功率变化图

4 2G/3G/4G/WLAN多业务、分布式传输的SCM-CWDM技术

随着中国移动推出四网协同的发展战略，无线业务应用正趋于多样化。2G网络继续向低端用户提供移动语音业务，3G网络在全球范围内正得到大规模部署，同时能够支持更高无线接入速率的4G网络也在逐渐铺开。此外，WLAN作为低成本高效率的流量承载解决方案，正进入快速发展的时期。通过不同的网络向多个基站配置多制式的无线业务，将导致大量的资本输出(CAPEX)和运营支出(OPEX)。针对这一问题，光载无线分布式天线系统是最有吸引力的解决方案^[9]。前面已经介绍了实现低成本、高性能的光载无线分布式天线网络的关键技术，为了面向2G/3G/4G/WLAN四网融合接入应用，项目采用副载波复用(SCM)和波分复用(WDM)技术的结合^[10]，充分利用了光纤的宽带特性。

副载波复用系统，在发送端将各路待传递的信息分别调制在不同的射频(即副载波)上，然后将各个带有信号的副载波合起来，调制一个光载波；在接收端，经光电检测得到全部的副载波，然后用电学的方法将各路副载波分开。SCM技术非常容易实现宽带传输，它可以同时传输低速、高速数据以及模拟视频信号。SCM光纤通信技术容易实现、价格低廉、可与现有的各种通信网兼容，且容易实现宽带及插入业务方便，是实现多业务融合接入的理想选择。然而，SCM技术仍然局限于点到点的传输，不能够满足在复杂结构下的低成本组网需求。正因如此，本文提出了一种副载波复用结合粗波分复用方式的多业务、分布式传输系统，系统结构如图10所示。

RAU：远端天线单元
RF：射频
WLAN：无线局域网
图10 基于SCM-CWDM技术的多制式无线业务传输的ROF-DAS

该系统主要由星型网络拓扑结构组成，中心局(CO)通过WDM设备连接到多个远端天线单元(RAU)。对于一个远端天线单元，使用SCM技术，每个波长承载多制式的无线业务，如2G/3G/4G/WLAN。在中心局，多制式的无线业务通过低成本直调的光收发模块调制到光载波上，然后粗波分复用器(CWDM)将各路信号复用到一根标准单模光纤(SMF)中传输。在远端天线单元(RAU)，多路信号经解复用器后分配到光收发模块转换成射频信号，再经过电放大器放大后由天线发射。同样，上行信号被天线接收后注入到光收发模块，并由粗波分复用(CWDM)进入光纤，回传到中心控制局，控制局内光收发模块实现光/电转换，得到射频信号再进行后续处理。基于SCM-WDM的光载无线分布式天线网络，通过WDM技术，将大量的远端天线单元连接到中心局，增加了网络的覆盖范围，而且很大程度降低了无线接入网的成本。

为了评估SCM-WDM系统的传输性能，项目建立了基于四信道的CWDM结构和四制式的无线业务副载波复用的ROF-DAS系统，系统结构如图11所示。四种信号分别是1.8 GHz的EDGE-8PSK信号、2.1 GHz的WCDMA-QPSK信号