用光载无线电传输为打造5G网络的潜在解决方案铺路

英国研究人员日前据称证实了能在1,270nm波长范围实现60-GHz光载无线电(radio over fiber；RoF)传输的可行性，从而为打造5G网络的潜在解决方案铺路。

这项可行性研究由英国苏格兰三五族(III-V)光子组件制造商CST Global连手格拉斯哥科技大学(University of Glasgow)共同进行，属于欧盟展望2020研究计划(EU Horizon 2020)的一部份。CST Global是瑞典Sivers IMA Holdings AB的旗下子公司。

这项研究计划称为iBROW——“利用太赫兹(THz)收发器实现创新超宽带无线通信”(innovative ultra-broadband ubiquitous wireless communications through tera-hertz transceivers)，由CST Global研究工程师Horacio Cantu为主导。

据CST Global表示，RoF网络透过固定光纤与毫米波(mmWave)技术之间的协同作用，为以60GHz频率提供宽带无线接取服务与前传网络(fronthaul)带来了全新的通讯模式。RoF技术能让射频(RF)信号经由光纤传送数千公里(km)，还可设计用于单位增益RF链路。因此，被看好可用于缓解频谱限制，还能以一根光纤电缆取代多根同轴电缆。此外，RoF也有助于扩展蜂巢式网络覆盖范围。

但RoF需要先以无线电数据对光进行调变，才能实现光传输。它能够带来较现有解决方案更大幅增加的带宽，而且也不需要进行数字模拟转换(DAC)，从而实现了低延迟解决方案。

欧盟iBROW研究计划的目标在于开发一种新颖、节能且紧凑的超宽带短距离无线通信收发器技术，无缝地连接至光纤网络，并且能够满足未来的网络需求。根据预测，在2020年以前将会需要高达数十Gbps的短距离无线数据率，而光谱效率技术虽然取得了重大进展，但目前可用的无线技术仍无法满足这些需求。

目前所使用的频谱预期将无法适用于因应未来的数据速率要求。因此，研究人员认为这势必得采用更高频段，即在60GHz以上和高达1THz的毫米波和THz频段。

光载无线电(RoF)系统的整体结构

Cantu说：“1,270nm具有可解调、平面内、脊形波导、分布式反馈(DFB)、雷射二极管的性能特征，显示它是一种理想RoF载波波长。我们先前的研究曾经证实1,310nm是一种有效的传输波长，如今深信这种新技术在1,550nm波长时也是可行的，它将带来超宽带、低延迟的解决方案，传输距离可望扩展到25km。”

mmWave信号基频经由光纤连接，从磷化铟(InP)、mmWave收发器传送至系统核心。Cantu说：“我们正与姐妹公司Sivers IMA合作，优化结合RoF、光纤与mmWave的解决方案。它将在毫米波频谱中为我们带来V频段的60GHz超高带宽，这同时也是为电信基础设施设计的5G网络频段之一。”

CST Global表示，还需要进一步的开发，才能打造低成本、高能效、紧凑型的商用超宽带RoF解决方案，并能够在室温下运作，满足5G、光纤网络的要求。