CN1885756A - 一种光载无线rof系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光载无线通信系统及其实现方法，在拉远基站中嵌入光分插复用器OADM；光交叉复用设备OXC与中心基站连接以进行双纤双向传输，或单纤不同波长双向传输；核心路由器与OXC和OADM连接，通过本发明解决了无线移动通信带宽太小的问题，用无线移动技术解决了光网络应用不灵活的问题，将这两种技术结合在一起发挥优点，克服各自的缺点。

Description

一种光载无线ROF系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种通信系统，尤其涉及宽带移动通信技术的最终实现。

背景技术

未来通信的发展方向许多专家几乎达成了一个基本的共识：“移动宽带化，宽带移动化”。B3G，E3G，LTE，WIMAX等都提出了在2009年前后要用正交频分复用(OFDM)或正交频分多址复用(OFDMA)技术，采用全IP，IPV6实现多媒体通信。要把这些美好的梦想变为现实，意味着未来的通信方式必须有足够多的带宽，足够的灵活，足够的IP地址，而目前的情况是光纤通信能够提供足够的带宽，但是接入不方便；现在的无线通信能够提供灵活的接入方式但是带宽有限，存在带宽与灵活性的矛盾。无线电频率资源越来越紧张，从覆盖方面电磁波频率越高，覆盖范围就越小，要完全覆盖就需要更多的基站；从成本上考虑基站设备昂贵，安装、维护、选址的费用高，迫切需要减少基站的数量，这是另一对成本与覆盖的矛盾。再加上目前使用的IPV4协议，可供使用的IP地址越来越少，而有大量地址资源的IPV6还没有大规模使用。以上这些技术各有优缺点，能否用某种方式将这几种技术的优点结合在一起，扬长避短，将这些相互对立的属性相结合，产生最佳组合的效果是我们追求的目标。人们通过长期研究发现ROF恰好是能实现这种功能的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光载无线(ROF Radio Over Fiber)通信系统及其实现方法。

本发明提供的一种光载无线(ROF Radio Over Fiber)通信系统，包括拉远基站、中心基站和核心路由器，拉远基站包括远程无线单元RRU和无线前端单元RFE，其中RRU实现系统电源、传输、时钟、控制和收发信机功能；RFE实现功放、低噪放、双工和告警功能；RRU通过上行链路和下行链路与光分插复用器OADM相连；光交叉复用设备OXC与中心基站连接以进行双纤双向传输，或单纤不同波长双向传输；核心路由器与OXC和OADM连接，其之间的接口采用标准的千兆以太网接口和STM-1或STM-16接口，核心路由器完成交换、计费和网络管理的功能。

本发明提供的一种实现光载无线通信系统的方法，包括在拉远基站中嵌入光分插复用器OADM，从光网络传来的WDM光信号，在OADM的分波器解复用后，根据动态路由算法，确定接入RRU的下行信号波长，最终通过天线将转换后的无线电信号发射；RRU的上行信号的波长同样根据动态路由算法确定后，进入OADM的合波器后进入光网络的下一个节点；在中心基站中嵌入光的交叉复用设备OXC，光交叉连接设备OXC根据波长分配方案，进行交换，OXC与中心基站之间的接口按STM-1或STM-16的标准格式进行双纤双向传输，或单纤不同波长双向传输；核心路由器与OXC和OADM之间的接口采用标准的千兆以太网接口和STM-1或STM-16接口。

本发明是将费用很高的基站数量减少，功能增强，承担起中心基站的作用，包括编码，复用与解复用，射频发射与接收等。根据实际需要代之以大量的拉远基站，用光纤将这些拉远基站联接起来，每一个拉远基站使用一个波长，不同的拉远基站通过不同的波长用WDM技术共用一对光纤。

当然也可以用时分复用的方式，用一个光波将各拉远基站连结起来，但拉远基站实现起来电路将复杂一些，但中心基站的收发信机的数量可以大大减少。

还可以根据需要，采用时分与波分相结合的方式，实现起来较为复杂，但是容量巨大。充分利用了时分与波分的特点：时分容量大，波分实现简单。

通过本发明解决了无线移动通信带宽太小的问题，用无线移动技术解决了光网络应用不灵活的问题，将这两种技术结合在一起发挥优点，克服各自的缺点。

附图说明

图1是嵌入了光分插复用器的拉远基站的结构图；

图2是嵌入了光交叉复用设备的中心基站的结构图；

图3是光载无线接入系统的网络架构。

具体实施方式

频谱资源将成为无线通信发展的瓶颈，3.5GHZ以下的频率已分配完毕，剩下10GHZ到60GHZ的频率覆盖非常有限，对于广大的农村，郊区，铁路，公路沿线要实现宽带移动需要大量的拉远基站，如果都用中心基站，必然费用迅速提高，运营商没法接受。因此将ROF应用在未来使用宽带移动的农村，郊区，铁路，公路沿线有确凿的市场需求。WIMAX基站下行速率达到1Gb/s，上行达到100Mb/s这样高的带宽，这样密集的基站要能用一种低成本的简单方式实现与中心站的联结，唯有使用ROF技术。最简单的方式就是光分插复用器OADM(Optical Add Drop Multiplex)OXC(Optical Cross Connect)构成的光网络，只要有光纤的地方通过带有OADM的基站联上就可以通过自动交换光网络联到中心基站。将自动交换光网络与无线通信结合在一起可以节省大量投资，增强网络的稳定性，可扩展性，可靠性，并且具有保护倒换功能，任何一段光路出现故障，可以通过迂回路由连接到指定的CS。在原来光网络结构的基础上，OADM上配上拉远基站，如图1所示；如果采用WDM的方式，这些拉远基站的功能及模块划分如下图2所示：拉远基站在结构上分成两个部分，RRU(Remote Radio Unit)模块和RFE(Radio Frond End)模块，RRU模块实现系统电源PWR(Power)、传输、时钟、控制和收发信机功能。RFE模块实现功放、低噪放、双工和告警等功能。

RRU通过UP LINK和DOWN LINK与OADM(Optical Add Drop Multiplexer)相连，连接的信号格式按SDH(Synchronous Digital Hierarchy)的STM-1或STM-16的标准格式相联。从光网络传来的WDM光信号，在OADM的分波器解复用后，根据动态路由算法，确定接入RRU的下行信号(从OADM到RRU)波长，最终通过天线将转换后的无线电信号发射出去，RRU的上行信号(从RRU到OADM)的波长同样根据动态路由算法确定后，进入OADM的合波器后进入光网络的下一个节点。交叉复用设备OXC配上中心控制基站，如图2所示。光交叉连接设备OXC根据波长分配方案，进行交换，OXC与中心基站之间的接口按STM-1或STM-16的标准格式进行双纤双向传输，或单纤不同波长双向传输。波长编号根据光网络的动态路由算法确定，设λc为上行波长，信号由CS到OXC，λm为下行波长，信号由OXC到CS。

从不同光纤进入OXC的WDM信号λ1λ2…λn在OXC的分波器解复用，根据动态路由算法，完成波长交换，确定下行进入CS的波长、上行进入OXC的波长和进入OXC各合波器的波长。OXC，OADM是标准节点设备，内部结构不会用CS和拉远基站的嵌入而收到影响，因此在此不作更详细的说明。

无线资源的管理，网络管理，计费认证等都由核心网完成。这样一来有光网络的地方就可与无线的宽带基站相连。正好利用所有闲置的光网络，解决了无线信号覆盖困难的问题，解决了带宽受限的问题，解决了光网络缺乏灵活性的问题。核心路由器完成交换、计费和网络管理的功能。核心路由器与OXC和OADM之间的接口采用标准的千兆以太网接口和STM-1或STM-16接口。ASP-I(Automatic Switchprotect-indication)D＝1表示向一个方向倒换，D＝2表示可以向两个方向倒换，如此类推，如下图3所示，OXC与OXC之间，OADM与OADM之间，OXC与OADM之间的信号的方向均为双向。拉远基站，中心基站CS与OXC或OADM之间的连接为双向连接。

各设备之间连接波长的具体数据，由动态波长路由算法和链路的物理条件，空闲状况等因素集中考虑，动态分配。

Claims (7)

1.一种光载无线通信系统，包括拉远基站、中心基站和核心路由器，其特征在于：拉远基站包括远程无线单元RRU和无线前端单元RFE，其中RRU实现系统电源、传输、时钟、控制和收发信机功能；RFE实现功放、低噪放、双工和告警功能；RRU通过上行链路和下行链路与光分插复用器OADM相连；光交叉复用设备OXC与中心基站连接以进行双纤双向传输，或单纤不同波长双向传输；

核心路由器与OXC和OADM连接，其之间的接口采用标准的千兆以太网接口和STM-1或STM-16接口，核心路由器完成交换、计费和网络管理的功能。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述RRU通过上行链路和下行链路与OADM相连，连接的信号格式按同步数字序列SDH的STM-1或STM-16的标准格式相联。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：从光网络传来的WDM光信号，在OADM的分波器解复用后，根据动态路由算法，确定接入RRU的下行信号波长，RRU的上行信号的波长同样根据动态路由算法确定后，进入OADM的合波器后进入光网络的下一个节点。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：OXC与中心基站之间的接口按STM-1或STM-16的标准格式进行双纤双向传输，或单纤不同波长双向传输。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：从不同光纤进入OXC的WDM信号在OXC的分波器解复用，根据动态路由算法，完成波长交换，确定下行进入中心基站CS的波长、上行进入OXC的波长和进入OXC各合波器的波长。

6.一种实现光载无线ROF通信系统的方法，其特征在于：在拉远基站中嵌入光分插复用器OADM，从光网络传来的WDM光信号，在OADM的分波器解复用后，根据动态路由算法，确定接入RRU的下行信号波长，最终通过天线将转换后的无线电信号发射；RRU的上行信号的波长同样根据动态路由算法确定后，进入OADM的合波器后进入光网络的下一个节点；

在中心基站中嵌入光的交叉复用设备OXC，光交叉连接设备OXC根据波长分配方案，进行交换，OXC与中心基站之间的接口按STM-1或STM-16的标准格式进行双纤双向传输，或单纤不同波长双向传输；

核心路由器与OXC和OADM之间的接口采用标准的千兆以太网接口和STM-1或STM-16接口。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：从不同光纤进入OXC的WDM信号在OXC的分波器解复用，根据动态路由算法，完成波长交换，确定下行进入中心基站CS的波长、上行进入OXC的波长和进入OXC各合波器的波长。

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