面向2G/3G/4G/WLAN融合接入应用的光载无线分布式天线系统

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IEEE802.11g 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。

  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。

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。

  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、2.3 GHz 的LTE-FDD 64QAM 信号和2.412 GHz 的WLAN 802.11g 64QAM 信号。

图11 基于SCM-CWDM 技术的ROF-DAS 性能测试原理图

图12 给出了测得的每种业务传输的误差向量幅度(EVM) 值，包括使用SCM 技术和未使用SCM 技术的情况。由图12 可以看出，上、下行链路的性能之间没有明显差别，同时四种业务的EVM 曲线是相似的。在射频输入功率较低时，随着功率的增加，EVM 性能得到提高，当功率增加到一定值是，由于非线性的引入，EVM 性能将会随着功率的增加而恶化。在4 dBm 的输入功率，802