[發(fā)明專利]在無源光網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)光纖無線傳輸?shù)南到y(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310211557.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN103457664A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·基斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社NTT都科摩
• 主分類號(hào): H04B10/2575
• 分類號(hào): H04B10/2575;H04Q11/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 張榮海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)中，實(shí)現(xiàn)光纖無線(RoF)傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是超過數(shù)十公里的最大距離，連接稱為“光線路終端OLT”的中心局實(shí)體和稱為“光網(wǎng)絡(luò)單元ONU”的用戶預(yù)置設(shè)備的接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。設(shè)備由按樹形結(jié)構(gòu)部署的光纖連接。PON目前被視為接入網(wǎng)絡(luò)共享的候選者，因?yàn)楣饫w提供高帶寬，并且已被部署到大量的用戶。

(接入)網(wǎng)絡(luò)共享是一種允許不同的運(yùn)營(yíng)商，例如，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商和固定運(yùn)營(yíng)商共同利用網(wǎng)絡(luò)的“最后一公里”的范例。固定運(yùn)營(yíng)商利用該接入部分直接連接其用戶，而移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商利用該接入連接基站。在接入網(wǎng)絡(luò)共享中，這兩種網(wǎng)絡(luò)將在相同的硬件(即，設(shè)備和物理鏈路)上運(yùn)行，但是被邏輯隔離。

光線無線通信(RoF)是廣泛用于基站的設(shè)計(jì)和部署的一種技術(shù)，其中基帶處理單元(BBU)經(jīng)光鏈路連接到無線電設(shè)備，然后經(jīng)無線電設(shè)備連接到天線。BBU接收來自移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)，例如，就LTE網(wǎng)絡(luò)來說，演進(jìn)分組核心EPC?S1信號(hào)，并把所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成RoF信號(hào)，所述RoF信號(hào)通過光鏈路被傳送給無線電設(shè)備/天線單元(在以下的各個(gè)段落中，被稱為遠(yuǎn)程無線電頭端)，在所述遠(yuǎn)程無線電頭端，在無線通道上調(diào)制所述RoF信號(hào)。

如果為每個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭端提供一個(gè)BBU，那么硬件成本相當(dāng)大。于是理想的是利用使基帶處理資源“池化”，以致一個(gè)BBU服務(wù)幾個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭端的方案。更可取的是與固定網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商共享傳送RoF信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)。

下面稍微更加詳細(xì)地說明這樣的情形。

光纖無線通信是無線層信號(hào)通過光纖的數(shù)字化或模擬傳輸。數(shù)字光纖無線通信需要大量的帶寬，需要介于S1流量的字節(jié)的10～30倍之間的帶寬。從而，具有3個(gè)扇區(qū)，而每個(gè)扇區(qū)具有1Gbps?S1流量(對(duì)LTE-A來說)的典型站點(diǎn)需要60～70Gbps?RoF容量。難以把如此大量的帶寬放入(共享)PON系統(tǒng)中。市場(chǎng)上目前最先進(jìn)的TDM?PON系統(tǒng)支持在PON的所有用戶之間共享的10Gbps。WDM?PON系統(tǒng)可能支持更高的帶寬，不過在不久的將來是否能夠支持單個(gè)用戶的60～70Gbps仍然值得懷疑。

一種備選方案是在共享PON上，借助大容量、長(zhǎng)距離技術(shù)，比如CWDM或DWDM(稀疏/密集波分復(fù)用)，多路復(fù)用數(shù)字RoF信號(hào)。然而，這兩種系統(tǒng)都有缺點(diǎn)：雖然CWDM便宜，但是它利用可能已被不同的FTTH系統(tǒng)占用的大量光譜。DWDM只需要少量的光譜，但是它相當(dāng)昂貴。

另一種備選方案是模擬RoF，然而這只能短距離地起作用，因?yàn)閭鬏斁嚯x受光纖畸變和非線性限制。同時(shí)，在光纖入戶社區(qū)中，存在利用較長(zhǎng)的光可達(dá)距離，產(chǎn)生接入網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)。這是有利的，因?yàn)榭蓽p少中心局的數(shù)量，從而節(jié)省CAPEX和OPEX。

當(dāng)著眼于接入網(wǎng)絡(luò)共享和RoF時(shí)，顯然這種趨勢(shì)變得難以解決：FTTH運(yùn)營(yíng)商的目標(biāo)是從中心位置覆蓋越來越大的區(qū)域，以節(jié)省成本；然而，利用集中的基帶池和模擬RoF，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商只能覆蓋該區(qū)域的一部分。從而，覆蓋范圍不同，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商不得不選擇(至少在網(wǎng)絡(luò)的不可能實(shí)現(xiàn)從中心局的RoF信號(hào)的傳輸?shù)闹苓?部署常規(guī)基站技術(shù)，而沒有基帶池的好處。

如上所述，就頻譜利用和/或成本來說，大容量長(zhǎng)距離數(shù)字技術(shù)也存在其缺陷。此外，(數(shù)字)RoF傳輸距離還會(huì)受到來自意外方向的限制，無線層：某些無線協(xié)議要求在嚴(yán)格時(shí)限內(nèi)的反應(yīng)。要求這種反應(yīng)的無線信號(hào)首先到達(dá)天線，隨后通過RoF被傳送給基帶處理單元，在基帶處理單元，所述信號(hào)被解碼，然后計(jì)算這樣的反應(yīng)。所述反應(yīng)再通過RoF，被傳回給天線，隨后被無線發(fā)送。在這種處理和傳輸鏈中，歸因于純信號(hào)傳播延遲，傳送RoF信號(hào)的每公里光纖會(huì)增大等待時(shí)間，而總時(shí)間受無線層標(biāo)準(zhǔn)限制。

圖1中圖解說明了基帶池和/或網(wǎng)絡(luò)共享的3種已知方案。第一種方案(表示在圖1中的左手側(cè))是利用模擬或數(shù)字RoF的在PON的中心局位置處的集中式基帶池。這存在上面概述的局限。第二種解決方案(表示在圖1的中央)是分布式基帶處理，其中連接到無源光網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)單元是完整基站。顯然，這種方案不允許實(shí)現(xiàn)基帶池增益，只能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。

最后一種已知的解決方案(表示在圖1中的右手側(cè))是其中基帶處理單元連接到葉節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)葉節(jié)點(diǎn)，其它葉節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程無線電頭端通過專用網(wǎng)絡(luò)連接到所述一個(gè)葉節(jié)點(diǎn)的解決方案。這里，PON樹干的長(zhǎng)度不是問題；然而，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商必須部署新的光纖，以附接遠(yuǎn)程無線電頭端，從而不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享增益。