Phân tích hiệu năng hệ thống truy nhập vô tuyến dựa trên rof WDM PON kết hợp MIMO

DANH MỤC HÌNH VẼHình 1.1 Cấu trúc của WDM-PON Hình 1.2 Hệ thống ghép bước sóng đơn hướng và song hướng Hình 1.3 Sơ đồ chức năng hệ thống WDM Hình 1.4 Mô hình mạng quang thụ động Hình 1.5

LỜI CẢM ƠN

Qua 4.5 năm học tập và rèn luyện tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông được sự chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình của quý thầy cô, đặc biệt là quý thầy cô khoa Viễn thông I đã truyền đạt cho em những kiến thức về lý thuyết và thực hành trong suốt thời gian học ở trường Em xin được gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy cô đã chỉ dạy những kiến thức quý báu để em có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp của mình

Em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy PGS.TS Đặng Thế Ngọc, người

đã tận tình hướng dẫn em thực hiện đồ án này Thầy đã luôn nhiệt tình, tâm huyết hướng dẫn em trong suốt quãng thời gian dài qua, từ trước khi bắt đầu thực hiện đến khi hoàn thiện đồ án

Mặc dù đã cố gắng hết sức, song đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em rấtmong nhận được sự thông cảm và chỉ bảo tận tình của quý thầy cô và các bạn để em

có thể hoàn thành tốt hơn đồ án tốt nghiệp này

Cuối cùng em xin kính chúc quý Thầy, Cô, gia đình và bạn bè dồi dào sức khỏe,thành công trong sự nghiệp

Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2016 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Ngọc Anh

Nguyễn Thị Ngọc Anh – D12VT3 1

MỤC LỤC

Nguyễn Thị Ngọc Anh – D12VT3 3

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu trúc của WDM-PON

Hình 1.2 Hệ thống ghép bước sóng đơn hướng và song hướng

Hình 1.3 Sơ đồ chức năng hệ thống WDM

Hình 1.4 Mô hình mạng quang thụ động

Hình 1.5 Cấu tạo của sợi quang

Hình 1.6 Cấu hình cơ bản các loại coupler

Hình 1.7 Coupler 8×8 được tạo ra từ nhiều coupler

Hình 1.8 Các khối chức năng trong OLT

Hình 1.9 Các khối chức năng trong ONU

Hình 1.10 Mô hình mạng quang thụ động PON

Hình 2.1 CS-BS-MH một microcell trong kiến trúc RoF

Hình 2.2 Các cấu hình tuyến trong RoF

Hình 2.3 Sơ đồ khối kỹ thuật tách sóng hetorodyne

Hình 2.4 Sơ đồ khối bộ điều chế ngoài

Hình 2.5 a Cấu hình bộ điều chế Mach-Zehnder LiNbO3,

b Bộ điều chế bức xạ electron trên nền bán dẫn

Hình 2.6 a Không có điện áp

b Có điện áp điều khiển

Hình 2.7 Sơ đồ khối bộ nâng tần

Hình 2.8 Bộ thu phát bức xạ electron EAT trong mạng

Hình 3.1 Mô hình kênh MIMO với Nt anten phát và Nr anten thu

Hình 3.2 Mô hình hệ thống RoF WDM-PON kết hợp MIMO

Hình 3.3 Dung lượng kênh trong trường hợp các anten có tương quan và không tương quan

Nguyễn Thị Ngọc Anh – D12VT3 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Liệt kê suy hao của các bộ chia (splitter) tương ứng

Bảng 1.2 Tham số hệ thống và hằng số

Nguyễn Thị Ngọc Anh – D12VT3 5

E

EDFA Erbium Doped Fiber

F

FTTB Fiber To The Building Cáp quang tới toà nhà

FTTC Fiber To The Curt Cáp quang tới khu dân cưFTTH Fiber To The Home Cáp quang thuê bao nhà

O

ODN Optical Distribution Network Hệ thống phân phối mạng

quangOFDM Orthogonal Frequency

DivisionMultiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần

số trực giao

OLT Optical Line Terminal Đầu cuối sợi quang

ONU Optical Network Unit Đơn vị mạng quang học

Translators quangBộ chuyển đổi bước sóng

P

PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động

R

RoF Radio over fiber Truyền sóng vô tuyến quang

sợi quang

T

TDMA Time Division Multiple

Access thời gian Đa truy nhập phân chia theo

LỜI MỞ ĐẦU

Mạng truy nhập là nút cuối cùng trong mạng viễn thông là thành phần giao tiếp với con người trong quá trình đưa dịch vụ tới người sử dụng cuối và là thành phần tất yếu của mạng Để truyền tải được lượng lớn thông tin mà vẫn đảm vảo chất lượng cao, triển khai linh hoạt và chi phí hiệu quả Để đạt được những yêu cầu trên, việc triển khai kết hợp các công nghệ truyền dẫn quang như WDM-PON, RoF và vô tuyến MIMO là hết sức cần thiết

Được sự đồng ý của nhà trường và thầy hướng dẫn em đã được làm đồ án tốt

nghiệp với đề tài: “ Phân tích hiệu năng hệ thống truy nhập vô tuyến dựa trên RoF WDM-PON kết hợp MIMO ”

Đồ án tốt nghiệp của em gồm ba chương:

Chương 1 Mạng quang thụ động ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM PON

Chương 2 Kỹ thuật Radio Over Fiber (RoF)

Chương 3 Hệ thống truy nhập vô tuyến dựa trên RoF WDM-PON kết hợp MIMO

Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của

thầy giáo PGS.TS Đặng Thế Ngọc, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn Em

rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để bài đồ án này được

hoàn thiện hơn nữa Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Đặng Thế

Ngọc và các thầy cô giáo trong ngành Điện tử viễn thông của Học viện Công

nghệ Bưu chính Viễn thông đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian qua

CHƯƠNG I MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG GHÉP KÊNH PHÂN CHIA

THEO BƯỚC SÓNG WDM-PON 1.1 Công nghệ WDM-PON

WDM-PON là mạng quang thụ động sử dụng phương thức đa ghép kênh phân chia theo bước sóng thay vì theo thời gian như trong phương thức TDMA OLT sử dụng một bước sóng riêng rẽ để thông tin với mỗi ONT theo dạng điểm –điểm Mỗi một ONU có một bộ lọc quang để lựa chọn bước sóng tương thích với nó, OLT cũng có một bộ lọc cho mỗi ONU Nhiều phương thức khác đã được tìm hiểu để tạo ra các bước sóng ONU như là:

Sử dụng các khối quang có thể lắp đặt tại chỗ lựa chọn các bước sóng ONU Dùng các laser điều chỉnh được và cắt phổ tín hiệu

Các phương thức thụ động mà theo đó OLT cung cấp tín hiệu sóng mang tới các ONU Sử dụng tín hiệu hướng xuống để điều chỉnh bước sóng đầu ra của laser ONU

Các cấu trúc của WDM-PON được mô tả như trong Hình 1.1 Trong đó,WDM-PON có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau như là FTTx các ứng dụng cho đường dây thuê bao số tốc độ rất cao VDSL và các điểm truy nhập vô tuyến từ xa Các bộ thu WDM-PON sử dụng kỹ thuật lọc quang mảng ống dẫn sóng Một bộ lọc quang ống dẫn sóng có thể được đặt ở môi trường trong nhà hoặc ngoài trời

Giải pháp WDM yêu cầu một bộ thu điều khiển được hoặc là một mảng bộ thu ở OLT để nhận các kênh khác nhau Thậm chí nhiều vấn đề khó khăn cho các nhà khai thác mạng là kiểm kê từng bước sóng của ONU: thay vì chỉ có

một loại ONU, thì có nhiều loại ONU dựa trên các bước sóng laser của nó Mỗi ONU sẽ sử dụng một laser hẹp và độ rộng phổ điều khiển được cho nên rất đắt tiền Mặt khác, nếu một bước sóng bị sai lệch sẽ gây ra nhiễu cho các ONU khác trong mạng PON Việc sử dụng Laser điều khiển được có thể khắc phục được vấn đề này nhưng quá đắt cho công nghệ hiện tại Với những khó khăn như vậy thì WDM không phải là giải pháp tốt cho môi trường hiện nay Ưu điểm chính của WDM-PON là nó có khả năng cung cấp các dịch vụ dữ liệu theo các cấu trúc khác nhau (DS1/E1/DS3, 10/100/1000 Base Ethernet) tuỳ theo yêu cầu về băng thông của khách hàng Tuy nhiên, nhược điểm chính của WDM-PON là chi phí khác lớn cho các linh kiện quang để sản xuất bộ lọc ở những bước sóng khác nhau WDM-PON cũng được triển khai kết hợp với các giao thức TDMA PON để cải thiện băng thông truyền tin WDM-PON được phát triển mạnh ở Hàn Quốc.

Hình 1.1 Cấu trúc của WDM-PON

Các thuật ngữ được chú thích trong hình :

CO : Center Office : Văn phòng trung tâm

FTTH : Fiber To The Home : Cáp quang thuê bao nhà

FTTB : Fiber To The Building : Cáp quang tới toà nhà

FTTC : Fiber To The Curt : Cáp quang tới khu dân cư

VDSL switch : thiết bị định tuyến đường dây thuê bao số tốc độ rất cao

Wireless Access Point : Điểm truy nhập Wireless

1.2 Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng WDM

1.2.1 Giới thiệu hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng băng thông ngày càng cao của xã hội mà các phương thức truyền dẫn cũ như ghép kênh PDH, ghép kênh SDH không thể đáp ứng, các nhà cung cấp dịch vụ truyền dẫn đã xem xét một số phương thức truyền dẫn mới thay thế Với những ưu thế nổi bật, truyền dẫn ghép kênh theo bước sóng quang WDM (Wavelength Devision Multiplexing ) đã được ứng dụng rộng rãi trên mạng viễn thông của các quốc gia trên thế giới

Ghép kênh theo bước sóng WDM là công nghệ “trong một sợi quang đồng thời truyền dẫn nhiều bước sóng tín hiệu quang” Ở đầu phát, nhiều tín hiệu quang có bước sóng khác nhau được tổ hợp lại (ghép kênh) để truyền đi trên một sợi quang Ở đầu thu, tín hiệu tổ hợp đó được phân giải ra (tách kênh), khôi phục lại tín hiệu gốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau

Đặc điểm nổi bật của hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM là tận dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên băng rộng trong khu vực tổn hao thấp của sợi quang đơn mode, nâng cao rõ rệt dung lượng truyền dẫn của hệ thống đồng thời hạ giá thành của kênh dịch vụ xuống mức thấp nhất Mục tiêu của ghép kênh quang là nhằm để tăng dung lượng truyền dẫn Ngoài ý nghĩa đó việc ghép kênh quang còn tạo ra khả năng xây dựng các tuyến thông tin quang có tốc độ rất cao Khi tốc độ đường truyền đạt tới một mức độ nào đó, các mạch điện tử sẽ có hạn chế

là không thể đảm bảo đáp ứng được xung tín hiệu cực kỳ hẹp, mặt khác chi phí cho các giải pháp trở nên tốn kém và cơ cấu hoạt động quá phức tạp đòi hỏi công nghệ rất cao Kỹ thuật ghép kênh quang theo bước sóng ra đời đã khắc phục được những hạn chế trên

1.2.2 Các kết cấu cơ bản của hệ thống WDM

Có hai hình thức cấu thành hệ thống WDM: Hệ thống đơn hướng và song hướng như minh hoạ ở hình 1.2 Hệ thống đơn hướng chỉ truyền theo một chiều trên sợi quang Do vậy, để truyền thông tin giữa hai điểm cần hai sợi quang Ở phía phát, tất cả các kênh quang (có các bước sóng khác nhau ) thông qua bộ

ghép kênh quang tổ hợp lại với nhau và truyền dẫn cùng chiều cùng trên một sợi quang Vì lưu lượng mang bởi các tín hiệu quang có bước sóng khác nhau,

do đó không bị lẫn lộn Ở đầu thu, bộ tách kênh quang tách các tín hiệu có các bước sóng khác nhau, hoàn thành việc truyền dẫn tín hiệu quang nhiều kênh Ở chiều ngược lại, truyền dẫn tín hiệu quang nhiều kênh qua một sợi quang khác được thực hiện theo nguyên lý tương tự Hệ thống WDM song hướng, ngược lại, truyền hai chiều trên một sợi quang nên chỉ cần 1 sợi quang để có thể trao đổi thông tin giữa 2 điểm Lưu lượng được mang bởi các tín hiệu quang có các bước sóng khác nhau

Hình 1.2 Hệ thống ghép bước sóng đơn hướng và song hướng

1.2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống WDM

Về cơ bản thành phần quang để cấu thành hệ thống WDM bao gồm một hoặc nhiều nguồn phát (laser), một bộ ghép kênh, một hoặc nhiều bộ khuếch đại quang (ví dụ như EDFA), khối xen/rẽ (OADM), sợi quang, một bộ tách kênh và các bộ thu tương ứng với phía phát , kênh tín hiệu điều khiển giám sát quang và hệ thống xử lý Mỗi phần tử trên hệ thống đều thực hiện những chức năng xác định một cách chính xác

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống được minh hoạ ở hình 1.3 Ở đầu phát, trước tiên tín hiệu đến từ thiết bị đầu cuối được bộ chuyển đổi bước sóng quang (OWT- Optical Wavelength Translators ) chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu quang có bước sóng theo chuẩn G.692, phù hợp với phổ bước sóng quang

WDM Sau đó các bước sóng WDM theo chuẩn G.692 sẽ được tập hợp thành tín hiệu quang tổng nhờ bộ ghép sóng quang, được khuếch đại qua các bộ khuếch đại công suất quang và phát lên sợi quang Khi khoảng cách truyền dẫn giữa hai nút mạng quá lớn (lớn hơn 130 km), tín hiệu quang cần được khuếch đại chuyển tiếp

Ở đầu thu, bộ tiền khuếch đại sẽ khuếch đại tín hiệu quang tổng hợp (đang bị suy giảm nhiều về công suất ), tiếp đó bộ tách sóng quang sẽ tách các tín hiệu quang có bước sóng nhất định ra khỏi tín hiệu quang tổng hợp Bộ thu quang phải đảm bảo các yêu cầu về độ nhạy, công suất quá tải, chịu đựng tín hiệu quang có tạp âm, có khả năng khuếch đại băng rộng ,

Chức năng chính của kênh tín hiệu quang giám sát là điều khiển và giám sát tình hình truyền dẫn các kênh tín hiệu quang của hệ thống WDM Ở đầu phát, tín hiệu quang giám sát sẽ được hợp với tín hiệu quang tổng và đưa ra sợi quang Ở đầu thu, tín hiệu quang giám sát sẽ được tách ra khỏi tín hiệu quang tổng hợp Các byte đồng bộ khung, byte nghiệp vụ, byte thông tin mào đầu (overheard), mà mạng quản lý, sử dụng đều được truyền qua kênh tín hiệu quang giám sát

Hệ thống quản lý mạng trên WDM thông qua lớp vật lý của kênh tín hiệu quang giám sát truyền các byte mào đầu đến các nút trên mạng WDM Nhờ vật

hệ thống quản lý mạng WDM thực hiện được các chức năng quản lý như: quản

lý cấu hình, quản lý sự cố, quản lý tính năng, quản lý bảo mật, và kết nối với

hệ thống quản lý cấp cao hơn TMN (mạng quản lý viễn thông)

Hình 1.3 Sơ đồ chức năng hệ thống WDM

1.2.4 Đặc điểm chính của công nghệ WDM

- Tận dụng tài nguyên dải tần rất rộng lớn của sợi quang

- Truyền dẫn nhiều tín hiệu

- Thực hiện truyền dẫn hai chiều trên một sợi

- Tiết kiệm đầu tư cho đường dây

- Tính linh hoạt, tính kinh tế và độ tin cậy cao của cấu hình mạng

1.2.5 Giao diện chuẩn và các tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống WDM

- Giao diện chuẩn cho hệ thống WDM

Khuyến nghị G.692 của ITU-T đưa ra tiêu chuẩn của các hệ thống WDM điểm – điểm cự ly lớn; tốc độ của từng kênh bước sóng là STM-4, STM-16 hoặc STM-64; số kênh bước sóng 4,8,16 hoặc 32 kênh; lợi sợi G.652, G.653 hoặc G.655; khoảng cách cực đại của tuyến khi không dùng khuếch đại quang là 160

km và có sử dụng khuếch đại quang là 640 km

- Các tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống WDM:

- ITU-T G.872: kiến trúc của mạng truyền tải quang

- ITU G.709 : giao diện cho mạng truyền tải quang (OTN)

- ITU-T G.959: giao diện vật lý của mạng truyền tải quang

- ITU-T G.692: giao diện quang cho hệ thống đa kênh quang sử dụng khuếch đại quang

- ITU-T G.957: giao diện quang cho thiết bị và hệ thống SDH

- ITU-T G.691: giao diện quang cho hệ thống đơn kênh quang tốc độ STM-64, STM-256 và các hệ thống SDH khác sử dụng khuếch đại quang

1.3 Giới thiệu mạng quang thụ động Passive Optical Network (PON)

PON là từ viết tắt của Passive Optical Network hay còn gọi là mạng quang

thụ động Công nghệ mạng quang thụ động PON còn được hiểu là mạng công nghệ quang truy nhập giúp tăng cường kết nối giữa các nốt mạng truy nhập của nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng Công nghệ PON được biết tới đầu tiên

đó là TPON (Telephony PON) được triển khai vào những năm 90, tiếp đó năm

1998, mạng BPON (Broadband PON) được chuẩn hoá dựa trên nền ATM Hai năm 2003 và 2004 đánh dấu sự ra đời của hai dòng công nghệ Ethernet PON (EPON) và Gigabit PON (GPON), có thể nói hai công nghệ này mở ra cơ hội mới cho các nhà cung cấp dịch vụ giải quyết hàng loạt vấn đề truy nhập băng

rộng tới người sử dụng đầu cuối Thành viên mới nhất trong gia đình PON đó

là WDM PON (Wavelength Division Multiplexer PON) Trong công nghệ PON, tất cả thành phần chủ động giữa tổng đài CO (Central Office) và người

sử dụng sẽ không còn tồn tại mà thay vào đó là các thiết bị quang thụ động để điều hướng các lưu lượng trên mạng dựa trên việc phân chia năng lượng tới các điểm đầu cuối trên đường truyền Vì vậy mà người ta gọi là công nghệ mạng quang thụ động (PON) Vị trí của hệ thống PON trong mạng truyền dẫn: Mạng quang thụ động PON là một dạng của mạng truy nhập quang Mạng truy nhập

hỗ trợ các kết nối đến khách hàng Nó được đặt gần đầu cuối khách hàng và triển khai với số lượng lớn

Mạng truy nhập tồn tại ở nhiều dạng khác nhau do nhiều lí do khác nhau và PON là một trong những dạng đó So với mạng truy nhập cáp đồng truyền thống, sợi quang hầu như không giới hạn băng thông (hàng THz) Việc triển khai sợi quang đến tận nhà thuê bao sẽ là mục đích phát triển trong tương lai Với những ưu điểm vượt trội, mạng quang thụ động PON (Passive Optical Network) là một sự lựa chọn thích hợp nhất cho mạng truy nhập

1.3.1 Tổng quan về công nghệ PON

Mạng quang thụ động PON được trình bày như hình 1.4 Sử dụng phần tử chia quang thụ động trong phần mạng phân bố nằm giữa thiết bị đường truyền quang Optical Line Terminal (OLT) và thiết bị kết cuối mạng quang Optical Network Unit (ONU)

Hình 1.4 Mô hình mạng quang thụ độngCác phần tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang (hay còn gọi là mạng quang ngoại vi) bao gồm các phần tử như sợi quang, các bộ tách/ghép quang thụ động, các đầu nối và các mối hàn quang Các phần tử tích cực như OLT và các ONU đều nằm ở đầu cuối mạng PON Tín hiệu trong PON

có thể được phân ra và truyền đi theo nhiều sợi quang hoặc được kết hợp lại và truyền đi trên một sợi quang thông qua bộ ghép quang, phụ thuộc tín hiệu đó đi theo hướng lên hay xuống của mạng quang thụ động PON

Mạng quang thụ động PON được xây dựng nhằm giảm số lượng các thiết bị thu, phát và sợi quang trong mạng thông tin quang FTTH PON là một mạng điểm tới đa điểm, một kiến trúc PON bao gồm một thiết bị đầu cuối kênh quang được đặt tại trạm trung tâm của nhà khai thác dịch vụ và các bộ kết cuối mạng cáp quang ONU/ONT (Optical Network Unit/Optical Network Terminator) đặt tại gần hoặc tại nhà thuê bao Giữa chúng là hệ thống phân

phối mạng quang ODN (Optical Distribution Network) bao gồm cáp quang, các thiết bị tách ghép thụ động.

1.3.2 Đặc điểm của PON

Đặc trưng của hệ thống PON là thiết bị thụ động phân phối sợi quang đến từng nhà thuê bao sử dụng bộ chia có thể lên tới 1:128

PON hỗ trợ giao thức ATM, Ethernet, PON hỗ trợ các dịch vụ thoại, dữ liệu

và hình ảnh với tốc độ cao và khả năng cung cấp băng thông rộng

Trong hệ thống PON, băng thông được chia sẻ cho nhiều khách hàng điều này sẽ làm giảm chi phí cho khách hàng sử dụng Cũng như khả năng tận dụng công nghệ WDM, ghép kênh phân chia theo dải tần, TDMA và cung cấp băng rộng động để giảm thiểu số lượng cáp quang cần thiết để kết nối giữ OLT và bộ chia

PON thực hiện truyền dẫn 2 chiều trên 2 sợi quang hay 2 chiều trên cùng 1 sợi quang PON có thể hỗ trợ mô hình: hình cây, sao, bus và ring

1.3.3 Thành phần cơ bản của mạng quang thụ động PON

a Sợi quang và cáp quang

Sợi quang là một thành phần quan trọng trong mạng, nó tạo sự kết nối giữa các thiết bị Hai thông số cơ bản của sợi quang là suy hao và tán sắc, tuy nhiên sợi quang ứng dụng trong mạng PON thì chỉ cần quan tâm đến suy hao không quan tâm đến tán sắc bởi khoảng cách truyền tối đa chỉ là 20km và tán sắc thì ảnh hưởng không đáng kể Do đó, người ta sử dụng sợi quang có suy hao nhỏ, chủ yếu là sử dụng sợi quang theo chuẩn G.652

Trên thực tế, để khắc phục nhược điểm trong truyền dẫn thông tin của cáp đồng, đã từ lâu người ta cho ra đời cáp quang cùng với những tính năng ưu việt hơn Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu bằng điện, cáp quang dùng ánh sáng để truyền tín hiệu đi Chính vì sự khác biệt đó mà cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao và có khả năng truyền đi xa hơn Tuy vậy, phải đến giai đoạn hiện nay thì cáp quang mới được phát triển bùng nổ, nhất là trong lĩnh vực kết nối liên lục địa, kết nối xuyên quốc gia Và việc sử dụng công nghệ truyền dẫn hiện đại này cũng đang bắt đầu thay thế dần mạng cáp đồng ADSL phục vụ trực tiếp đến người sử dụng

Cáp quang dài, mỏng và thành phần của thuỷ tinh trong suốt và bằng đường kính của một sợi tóc Chúng được sắp xếp trong bó được gọi là cáp quang và được sử dụng để truyền tín hiệu trong khoảng cách rất xa Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thuỷ tinh hoặc plastic đã được tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng Sợi quang được tráng một lớp lót nhằm phản chiếu tốt các tín hiệu.

Cáp quang gồm các thành phần được thể hiện như hình 1.5

Lõi: Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi qua

Cladding: Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi

Buffer coating: Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt.Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong bó gọi là cáp quang

Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket

Hình 1.5 Cấu tạo của sợi quang

Độ suy hao thấp hơn các loại cáp đồng (tín hiệu bị mất trong cáp quang ít hơn trong cáp đồng) nên có thể tải các tín hiệu đi xa hàng ngàn km Dung lượng tải của cáp quang cao hơn vì sợi quang mỏng hơn sợi đồng , nhiều sợi quang có thể được bó vào với đường kính đã cho hơn cáp đồng Điều này cho phép nhiều kênh đi qua một sợi cáp

Cáp quang cũng sử dụng điện nguồn ít hơn, bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít, máy phát có thể sử dụng nguồn thấp hơn thay vì máy phát với điện thế cao được dùng trong cáp đồng

Cáp quang không cháy, vì không có điện xuyên qua cáp quang do đó không

có nguy cơ xảy ra hoả hoạn Tuy vậy, cáp quang và các thiết bị đi kèm lại rất đắt tiền so với các loại cáp đồng

b Bộ tách/ghép quang

Một mạng quang thụ động sử dụng một thiết bị thụ động để tách một tín hiệu quang từ một sợi quang sang một vài sợi quang và ngược lại Thiết bị này

là Coupler quang Để đơn giản, một coupler quang gồm hai sợi nối với nhau

Tỷ số tách của bộ tách có thể được điều khiển bằng chiều dài của tầng nối và vì vậy nó là hằng số

Hình 1.6a có chức năng tách 1 tia vào thành 2 tia ở đầu ra , đây là Coupler Y Hình 1.6b là coupler ghép các tín hiệu quang tại hai đầu vào thành một tín hiệu tại đầu ra Hình 1.6c vừa ghép vừa tách quang và gọi là coupler X hoặc coupler hình sao Coupler N×N được tạo ra từ nhiều Coupler 2×2 Coupler được đặc trưng bởi các thông số sau:

Tổn hao tách: Mức năng lượng ở đầu ra của Coupler so với năng lượng đầu vào Đối với coupler 2×2 lý tưởng, giá trị này là 3dB Hình 1.7 minh hoạ hai

mô hình 8×8 coupler dựa trên 2×2 coupler Trong mô hình 4 ngăn (hình a) chỉ 1/6 năng lượng đầu vào được chia ở mỗi đầu ra Hình (b) đưa ra mô hình hiệu quả hơn gọi là mạng liên kết mạng đa ngăn Trong mô hình nay, mỗi đầu ra nhận được 1/8 năng lượng đầu vào

Hình 1.6 Cấu hình cơ bản các loại couplerTổn hao chèn: Năng lượng tổn hao do sự chưa hoàn hảo của quá trình xử lý Giá trị này nằm trong khoảng 0,1 dB đến 1dB

Định hướng: Lượng năng lượng đầu vào bị rò rỉ từ một cổng đầu vào đến các cổng đầu vào khác Coupler là thiết bị định hướng cao với thông số định hướng trong khoảng 40-50 dB

Thông thường, các coupler được chế tạo chỉ có một cổng vào hoặc một bộ kết hợp Các coupler loại này được sử dụng để tách một phần năng lương tín hiệu, ví dụ với mục đích định lượng Các thiết bị như thế này được gọi là “tap coupler”

Hình 1.7 Coupler 8×8 được tạo ra từ nhiều coupler

c Đầu cuối đường quang OLT (Optical Line Terminal)

OLT cung cấp giao diện quang về phía mạng phối quang ODN và cung cấp

ít nhất một giao diện quang trên mạng ở phía mạng truy nhập OLT có thể được đặt ở bên trong tổng đài hay tại một trạm từ xa Sơ đồ khối chức năng của OLT được mô tả ở hình 1.8

OLT có chức năng quản lý tất cả các hoạt động của PON ONU và OLT cung cấp các dịch vụ truyền dẫn một cách trong suốt giữa UNI và SNI thông qua PON

- Phần lõi OLT

Phần lõi OLT bao gồm các chức năng sau đây: Chức năng kết nối chéo được

số hoá cung cấp các kết nối giữa phần mạng lõi/metro với phần mạng phối quang ODN Chức năng ghép kênh truyền dẫn cung cấp kết nối VP giữa chức năng cổng dịch vụ SPF và giao diện ODN Các VP khác nhau được gán vào các dịch vụ khác nhau tại giao diện PON Các thông tin khác như báo hiệu, OAM được trao đổi nhờ các VC trong VP Chức năng ghép kênh truyền dẫn cung cấp việc truyền và ghép các kênh trên mạng phối quang ODN

Chức năng giao diện ODN cung cấp môi trường truyền dẫn quang kết nối OLT với một hoặc nhiều ONU bằng việc sử dụng thiết bị thụ động Nó điều khiển quá trình chuyển đổi quang/ điện và điện/quang Để có thể thực hiện cơ chế chuyển mạch bảo vệ và làm dễ dàng cho việc xử lý thiết bị thụ động chia thì ở OLT sẽ có các chức năng giao diện ODN giống như phần mạng phối hợp ODN

Giao diện ODN: đầu cuối đường dây PON xử lý chuyển đổi quang điện ODN chèn các tế bào ATM vào

- Phần dịch vụ OLT

Phần dịch vụ OLT thì có chức năng cổng dịch vụ Các cổng dịch vụ sẽ truyền ít nhất tốc độ ISDN và sẽ có thể cấu hình một số dịch vụ hay có thể hỗ trợ đồng thời hai hay nhiều dịch vụ khác nhau ví dụ như dịch vụ truyền hình độ phân giải cao (HDTV-high definition TV), game online, truyền dữ liệu, Bất

kì khối TU (tributary unit ) cũng đều cung cấp hai hay nhiều port có tốc độ 2Mbps phụ thuộc vào cách cấu hình trên mỗi port Khối TU có nhiều port có thể cấu hình mỗi port một dịch vụ khác nhau

Chức năng cổng dịch vụ SPF đóng vai trò giao tiếp với note dịch vụ Chức năng cổng dịch vụ thực hiện chèn tế bào ATM vào tải trọng SDH đường lên và tách tế bào ATM từ tải trọng SDH đường xuống Chức năng này phải được dự phòng, do đó chuyển mạch bảo vệ là cần thiết

Hình 1.8 Các khối chức năng trong OLT

d Phần chung OLT

Phần chung OLT bao gồm chức năng cấp nguồn và chức năng hoạt động quản lý và bảo dưỡng (OAM – Operation Administration and Maintenance) Chức năng cấp nguồn chuyển đổi nguồn ngoài thành nguồn mong muốn Chức năng OAM cung cấp các phương tiện để điều khiển hoạt động, quản lí và bảo dưỡng cho tất cả khối OLT Trong điều khiển nội bộ, một giao diện có thể được cung cấp cho mục đích chạy thử và giao diện Q3 cho mạng truy nhập hệ thống đang hoạt động thông qua chức năng sắp xếp

1.3.4 Đơn vị mạng quang ONU (Optical Network Unit)

ONU đặt tại phía khách hàng, ONU cung cấp các phương tiện cần thiết để phân phối các dịch vụ khác nhau được điều khiển bởi OLT Một ONU có thể chia làm 3 phần: phần lõi, phần dịch vụ và phần chung

a.Phần lõi ONU

ONU gồm giao diện ODN, cổng người dùng, chức năng ghép kênh/phân kênh truyền dẫn, dịch vụ và khách hàng và cấp nguồn

- Giao diện ODN

Giao diện ODN xử lý các quá trình chuyển đổi quang điện Giao diện ODN trích các tế bào ATM từ tải trọng PON đường xuống và chèn các tế bào ATM vào tải trọng đường lên trên cơ sở đồng bộ từ sự định thời khung đường xuống

- Ghép kênh

Chỉ các tế bào ATM có hiệu lực mới có thể đi qua bộ phận ghép kênh do đó nhiều VP có thể chia sẻ băng thông đường lên một cách hiệu quả

Phần lõi ONU bao gồm:

Chức năng ghép khách hàng và dịch vụ có nhiệm vụ nếu ở về phía khách hàng thì dữ liệu sẽ được ghép trước khi truyền đến ODN còn nếu về phía ODN thì các dịch vụ sẽ tách ra phù hợp cho từng user đã yêu cầu dịch vụ

Chức năng ghép kênh truyền dẫn cung cấp các chức năng phân phối tín hiệu giữa ODN và khách hàng

Chức năng giao diện ODN cung cấp các chức năng chuyển đổi quang/điện hay điện/quang

người dùng UPF tương thích các yêu cầu UNI riêng biệt OAM có thể hỗ trợ một số các truy nhập và các UNI khác nhau Các UNI này yêu cầu các chức năng riêng biệt phụ thuộc vào các đặc tả giao diện có liên quan Tách các tế bào ATM đường xuống và chèn các tế bào ATM ở đường lên

Hình 1.9 Các khối chức năng trong ONU

c Phần chung ONU

Phần chung ONU bao gồm chức năng cấp nguồn và chức năng hoạt động quản lý và bảo dưỡng OAM Chức năng cấp nguồn cung cấp nguồn cho ONU Nguồn có thể được cấp tại chỗ hay từ xa Nhiều ONU có thể chia sẻ nguồn ONU có thể hoạt động bằng nguồn dự phòng Chức năng OAM cung cấp các phương tiện để điều khiển các chức năng hoạt động, quản lí và bảo dưỡng cho tất cả khối của ONU

1.3.5 ODN

ODN cung cấp phương tiện truyền dẫn quang cho kết nối vật lý giữa OLT và ONU Các ODN riêng lẻ có thể được kết hợp và mở rộng nhờ các bộ khuếch đại quang ODN bao gồm các thành phần quang thụ động

Cáp và sợi quang đơn mode Connector quang, thiết bị rẽ nhánh quang thụ động, bộ suy hao quang thụ động và mối hàn

Giao diện quang

ODN cung cấp đường quang giữa OLT và ONU, mỗi đường quang được định nghĩa là khoảng ở giữa các điểm tham chiếu tại một cửa số bước sóng nhất định.

1.3.6 Bộ chia (Splitter)

Bộ chia/ghép quang thụ động (Splitter): Dùng để chia/ghép thụ động tín hiệu quang từ nhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng và ngược lại giúp tận dụng hiệu quả sợi quang vật lý Thành phần được nhắc chủ yếu trong mạng PON là bộ chia Bộ chia là thiết bị thụ động, công dụng của nó là để chia công suất quang

là từ một sợi ra nhiều sợi khác nhau Từ OLT đến ONU có thể sử dụng nhiều dạng bộ chia có tỉ số bộ chia là 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, 1:128 Sử dụng một bộ chia có tỉ lệ chia lớn như 1:32 hay 1:64 hay có thể sử dụng bộ chia nhiều lớp với lớp thứ nhất sử dụng bộ chia là 1:16 và 1:32 Tỉ lệ chia trực tiếp ảnh hưởng quỹ suy hao của hệ thống và suy hao truyền dẫn Tỉ lệ của bộ chia càng cao cũng có nghĩa là công suất truyền đến mỗi ONU sẽ giảm xuống do

suy hao của bộ chia splitter 1:N tính theo công thức 10 log (× N dB)

, nên nếu tỉ

lệ bộ chia mà tăng lên gấp đôi thì suy hao sẽ tăng lên 3dB Cho phép gắn bên trong giá phân phối quang ODF, hay măng xông

Bảng 1.1 Liệt kê suy hao của các bộ chia (splitter) tương ứng.

Tất cả sự truyền dẫn trong mạng PON đều được thực hiện giữa OLT và các ONU OLT ở tại tổng đài, kết nối truy nhập quang đến mạng đường trục (có thể

là mạng IP, ATM) ONU ở tại đầu cuối người sử dụng (trong giải pháp Fiber To The Home, FTTB-Fiber To The Building) hoặc ở tại Curb trong giải pháp FTTC-Fiber To The Curb và có khả năng cung cấp các dịch vụ thoại, dữ liệu và video băng rộng

FTTH-Tuỳ theo điểm cuối của tuyến cáp quang xuất phất từ tổng đài mà các mạng truy nhập thuê bao quang có tên gọi khác nhau như sợi quang đến tận nhà FTTH, sợi quang đến khu vực dân cư FTTC, FTTB

Hình 1.10 Mô hình mạng quang thụ động PON

1.4 Kết luận chương I

Các nội dung chương 1 đã trình bày tổng quan về mạng truy nhập thụ động PON, nguyên lý ghép kênh theo bước sóng WDM Việc sử dụng WDM được xem là công nghệ quan trọng và hiệu quả nhất cho đường truyền dẫn Với công nghệ WDM nhiều kênh quang, thậm chí tới hàng ngàn kênh quang, truyền đồng thời trên một sợi, trong đó mỗi kênh quang tương ứng một hệ thống truyền dẫn độc lập tốc độ nhiều Gbps Trong tất cả các mạng quang thụ động thì WDM-PON sẽ là công nghệ hứa hẹn nhất cho các mạng truy nhập vì nó cung cấp băng thông rất lớn Trong tương lai khi mà nhu cầu sử dụng các dịch

vụ chất lượng cao ngày càng tăng thì WDM-PON là giải pháp tối ưu

CHƯƠNG II KỸ THUẬT RADIO OVER FIBER 2.1 Radio over fiber – định nghĩa

2.1.1 Định nghĩa

RoF là phương pháp truyền dẫn tín hiệu vô tuyến đã được điều chế trên sợi

quang RoF sử dụng các tuyến quang có độ tuyến tính cao để truyền dẫn các tín

hiệu RF (anolog) đến các trạm thu phát

2.1.2 Các thành phần cơ bản của tuyến quang sử dụng RoF

- Mobile Host (MH): đó là các thiết bị di động trong mạng đóng vai trò là các thiết bị đầu cuối Các MH có thể là điện thoại di động, máy tính xách tay có tích hợp chức năng, các PDA, hay các máy chuyên dụng khác có tích hợp chức năng truy cập mạng không dây

- Base Station (BS): có nhiệm vụ phát sóng vô tuyến nhận được từ CS đến các MH, nhận sóng vô tuyến nhận được từ MH truyền về CS Mỗi BS sẽ phục

vụ một microcell BS không có chức năng xử lý tín hiệu, nó chỉ đơn thuần biến đổi từ thành phần điện/quang và ngược lại để chuyển về hoặc nhận từ CS BS gồm 2 thành phần quan trọng nhất là antenna và thành phần chuyển đổi quang điện ở tần số RF Tuỳ bán kính phục vụ của BS rất nhỏ (vài trăm mét hoặc thấp hơn nữa chỉ vài chục mét) và phục vụ một số lượng vài chục đến vài trăm các

MH Trong kiến trúc mạng RoF thì BS phải rất đơn giản (do không có thành phần)

- Central Station (CS): là trạm xử lý trung tâm Tuỳ vào khả năng của kỹ thuật RoF mà mỗi CS có thể phục vụ các BS ở xa hàng chục km, nên mỗi CS

có thể nối đến hàng ngàn các BS Do kiến trúc mạng tập trung nên tất cả các chức năng như định tuyến, cấp phát kênh, đều được thực hiện và chia sẻ ở CS

vì thế có thể nói CS là thành phần quan trọng nhất trong mạng RoF (cũng giống như tổng đài trong mạng điện thoại) CS được nối đến các tổng đài, server khác

- Một tuyến quang nối giữa BS và CS nhằm truyền dẫn tín hiệu giữa chúng với nhau

Các thành phần của mạng được biểu diễn như hình vẽ 2.1

ở đây.

Kỹ thuật RoF được khảo sát ở đây bao gồm tất cả các kỹ thuật phát và truyền dẫn sóng radio từ CS tới BS trên sợi quang và ngược lại

Hình 2.1 CS-BS-MH một microcell trong kiến trúc RoF

2.2 Xu thế mạng truy nhập vô tuyến hiện tại và sự chuyển sang băng tần milimet

2.2.1 Mạng truy nhập vô tuyến hiện tại

Mạng truy nhập vô tuyến hiện nay có thể được chia làm 2 loại là vô tuyến

di động (mobile) như mạng thông tin di động 1G, 2G, 3G, WiMax và vô tuyến cố định (fixed) như WiFi Trong các mạng này thì người ra chú ý đến 2 yếu tố đó là băng thông và tính di động So với mạng cố định thì mạng mobile

có tính di động cao hơn nhưng bù lại thì băng thông của nó lại thấp hơn ví dụ WiFi có thể đạt tới tốc độ 108Mbps trong khi mạng 3G xu hướng chỉ đạt được 2Mbps còn mạng WiMax có thể có tốc độ cao hơn, tính di động cũng cao nhưng vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm nhờ sử dụng các kỹ thuật mới tiên

tiến hơn Như vậy ta thấy rằng xu hướng của các mạng vô tuyến ngày nay là tính di động và băng thông ngày càng tăng để đạt được băng thông rộng.

2.2.2 Sự kết hợp giữa sợi quang và vô tuyến

Để đạt được mạng băng thông rộng, ngày nay các công nghệ truy nhập vô tuyến đang hướng dần về kiến trúc mạng cellular, tăng tính di động cho các thiết bị trong mạng Trong khi đó để tăng băng thông thì người ta áp dụng các

kỹ thuật truy nhập tiên tiến hơn như CDMA, OFDM, và có xu hướng giảm kích thước các cell lại để tăng số user lên do số lượng trạm thu phát tăng lên theo, chuyển sang hoạt động ở băng tần microwave/milimeterwave (mm-wave)

để tránh sự chồng lấn phổ với các băng tần sẵn có và mở rộng băng thông hơn nữa Hai xu hướng trên có tác động qua lại một cách chặt chẽ Đối với băng tần

mm ngoài những ưu điểm của nó như: kích thước anten nhỏ, băng thông lớn, tuy nhiên ở tần số mm suy hao của nó trong không gian rất lớn Suy hao không gian được biểu diễn bởi công thức sau:

60 Ghz người ta cố gắng để mỗi trạm thu phát (Base Station) có bán kính phục

vụ trong vòng 300m gọi là các microcell Ta thử làm 1 bài toán tính số lượng trạm thu phát trong một bán kính phục vụ 10 km với giả sử một trạm thu phát phục vụ một microcell:

Diện tích mỗi microcell sẽ là

Số lượng microcell này sẽ tăng nhanh hơn nữa nếu bán kính tăng (tỉ lệ thuận với bình phường bán kính).

Với một số lượng BS lớn như thế thì rõ ràng giá thành của mỗi BS sẽ là một vấn đề phải giải quyết trong bài toán kinh tế Để giảm giá thành cho các BS thì người ta cấu trúc BS thật đơn giản, đưa ra kiến trúc mạng tập trung Với kiến trúc mạng tập trung, các chức năng như xử lý tín hiệu, định tuyến, chuyển giao, định tuyến, được thực hiện tại trạm trung tâm CS (Central Station), mỗi CS này phục vụ càng nhiều BS càng tốt, nhờ kiến trúc tập trung này thì rõ tàng các

BS thật sự đơn giản, nhiệm vụ của chúng bây giờ chỉ còn là phát các tín hiệu

vô tuyến nhận được từ CS và chuyển các tín hiệu nhận được từ MH (Mobile Host) về CS So với các BTS trong mạng cellular đã tìm hiểu ở chương 1 thì các BS có chức năng đơn giản hơn nhiều vì ngoài chức năng thu phát sóng thông thường thì các BS có chức năng đơn giản hơn nhiều vì ngoài chức năng thu phát sóng thông thường thì các BTS này có thêm chức năng xử lý tín hiệu (giải điều chế rồi truyền về các BSC bằng luồng T1/E1 được nối bằng cáp quang hay vô tuyến )

Để kết nối CS với các BS, người ta sử dụng sợi quang với những ưu điểm không thể thay thế được đó là băng thông lớn và suy hao bé, mỗi sợi quang có thể truyền được tốc độ hàng trăm Gbps với chiều dài lên đến hàng chục km Các kỹ thuật để truyền dẫn tín hiệu vô tuyến từ CS tới BS và ngược lại được gọi là kỹ thuật RoF

Còn mạng truy nhập vô tuyến dựa trên kỹ thuật RoF được gọi là mạng truy nhập vô tuyến RoF mà ta sẽ gọi tắt là mạng RoF

2.2.3 Các đặc điểm quan trọng của mạng RoF

- Các chức năng điều khiển như ấn định kênh, điều chế, giải điều chế được

tập trung ở CS nhằm đơn giản hoá cấu trúc của BS Các BS có chức năng chính

đó là chuyển đổi quang /điện , khuếch đại RF và chuyển đổi điện quang

- Kiến trúc mạng tập trung cho phép khả năng cấu hình tài nguyên và cấp băng thông động (thành phần này có thể sử dụng băng thông thành phần khác nếu băng đó thực sự rỗi) cho phép sử dụng băng thông hiệu quả hơn Hơn nữa nhờ tính tập trung nên khả năng nâng cấp và quản lý mạng đơn giản hơn

- Do cấu trúc BS đơn giản nên sự ổn định cao hơn và quản lý số BS này trở nên đơn giản , ngoại trừ số lượng lớn

- Đặc biệt là kỹ thuật RoF trong suốt với các giao diện vô tuyến (điều chế, tốc độ bit, ) và các giao thức vô tuyến nên mạng có khả năng triển khai đa dịch vụ trong cùng thời điểm

- Nếu khắc phục các nhược điểm trong RoF thì một CS có thể phục vụ được các BS ở rất xa, tăng bán kính phục vụ của CS

có hạn của laser và hiện tượng tán sắc trong sợi quang mà tín hiệu ngõ ra bị sai khác so sới ngõ vào dây ra một số giới hạn trong truyền dẫn như tốc độ, cự ly tuyến Hiện tượng này càng nghiêm trọng hơn trong tuyến RoF này vì tín hiệu truyền đi có dạng analog, do đó các yêu cầu về độ chính xác là cao hơn so với các hệ thống truyền dẫn số

2.4 Cấu hình tuyến RoF

Như ta đã biết, mục tiêu của mạng RoF là làm sao để cấu trúc của các BS càng đơn giản càng tốt Các thành phần của mạng có thể chia sẻ được tập trung

ở CS Vì vậy mà cấu hình của một tuyến RoF quyết định sự thành công của mạng RoF Ở đây, có 4 cấu hình tuyến thường được sử dụng như hình 2.3 Trên thực tế có rất nhiều cải tiến để hoàn thiện mỗi cấu hình và phù hợp với yêu cầu thực tế Điểm chung nhất của 4 cấu hình này là ta thấy rằng cấu trúc BS không

có một bộ điều chế hay giải điều chế nào cả Chỉ có CS mới có các thiết bị đó,

nằm trong Radio modem BS chỉ có những chức năng đơn giản để có cấu trúc đơn giản nhất.

Hình 2.2 Các cấu hình tuyến trong RoF

Ở tuyến downlink từ CS tới BS, thông tin được điều chế bởi thiết bị “Radio modem” lên tần số RF, IF hay giữ nguyên ở BB (base band) Sau đó chúng mới được điều chế lên miền quang bởi LD và truyền đi Nếu sử dụng phương pháp điều chế trực tiếp thì ta chỉ truyền được tín hiệu ở tần số IF hay BB Còn nếu truyền ở tần số RF ở băng tần mm thì một bộ điều chế ngoài được sử dụng Tín

hiệu quang được điều chế truyền qua sợi quang với suy hao nhỏ và nhiễu thấp tới BS Ở BS, tín hiệu ở băng tần RF, IF hay BB sẽ được khôi phục lại bằng PD (tách sóng trực tiếp) Tín hiệu được khôi phục sẽ được đẩy lên miền tần số RF

và bức xạ ra không gian bởi anten tại BS tới các MH Chức năng giải điều chế

và khôi phục thông tin sẽ được thực hiện tại các MH này

Ở cấu hình a, các bộ chuyển đổi tần số nằm ở CS nên cấu trúc của BS rất đơn giản, chỉ bao gồm bộ chuyển đổi điện /quang, quang/ điện Tuy nhiên sóng quang truyền từ CS đến BS có tần số cao (tần số RF) nên chịu ảnh hưởng của tán sắc lớn vì thế khoảng cách từ CS đến BS ngắn, chỉ khoảng vài km Tương

tự cho cấu hình b,c thì cấu trúc BS tuy phức tạp hơn vì có thêm bộ chuyển đổi tần số BB/IF/RF nhưng bù lại khoảng cách từ CS đến BS lại xa hơn so với cấu hình a rất nhiều

Cấu hình d chỉ sử dụng cho các trạm BS sử dụng tần số thấp (IF) trong cấu hình IF Over Fiber truyền đi trên sợi quang Với tần số thấp nên bộ điều chế ngoài không cần được sử dụng Điều này chỉ giúp làm giảm giá thành của CS

đi nhưng BS vẫn có cấu trúc tương đối phức tạp Cấu hình này chỉ sử dụng truyền sóng IF với phương pháp điều chế trực tiếp

Hiện nay có rất nhiều nghiên cứu về kỹ thuật phát và truyền sóng mm, bao gồm cả các bộ phát quang điều chế sóng RF với nhiễu pha thấp và khả năng hạn chế hiện tượng tán sắc trên sợi quang

Trong mạng RoF, người ra sử dụng các kỹ thuật sau để phát và truyền dẫn các sóng milimet trên tuyến quang

1 Điều chế trộn nhiều sóng quang

2 Điều chế ngoài

3 Kĩ thuật nâng và hạ tần

4 Bộ thu phát quang

2.5 Kĩ thuật điều chế trộn nhiều sóng quang (optical heterodyne)

Trong kỹ thuật optical heterodyne, hai hay nhiều tín hiệu quang được truyền đồng thời và chúng có tính quan hệ với nhau tới đầu thu Và một trong số chúng kết hợp với nhau (được gọi là tích với nhau) sẽ tạo ra được tín hiệu vô tuyến ban đầu Ví dụ 2 tín hiệu quang được phát ở băng tần ở chung quanh