一、 项目概述
近十年来,无线通信和光纤通信技术发展迅猛,光纤干线容量不断提升,无线通信用户急速扩大,服务也日益多样化。然而,国际上越来越多的研究学者注意到:虽然光纤通信技术提供了海量的带宽和超高速的速率,却存在缺乏灵活的分配方式、以及电的“瓶颈”问题。无线通信可以提供灵活的接入,却受到带域的必然约束。因此,从未来超大容量超高速通信的需求和发展上来看,以光纤作为的媒质,传送高频率带域无线信号,结合光纤和无线各自长处的Radio-over-Fiber(ROF)通信技术,成为一种有效的解决方案。
ROF通信系统将基站(BS)的复杂的信号和逻辑处理移到中心站(CS),用光纤透明的传送射频信号,从而使基站成为简单的光信号-射频信号的转发单元。一方面降低了基站的成本,另一方面使得各种无线服务可以透明的在中心站集中处理,进一步分摊了成本,甚至可能实现在只需中心站升级,而无需更换基站设备而完成通信系统的完全升级。
图1. ROF通信系统简单原理框图
将无线“电”通信和有线“光”纤通信之优点有效结合的ROF通信系统正在受到越来越多的关注,有可能在不远的未来成为现代通信系统的一个重要组成部分。日本的ROF技术在1~2 GHz带域已达到实用,主要解决无线电波信号无法接收或极弱的地带(如隧道内、地铁内、巨型建筑物内)。我国ROF技术应用于铁路专网中的研究也有了初步的成果。
令人注目的是60 GHz附近的毫米波作为无线信号载波的毫米波ROF通信。在这个波段,由于大气中氧的存在,信号衰减很快(10~15 dB/km),这一原本是缺点的性质正好自然实现了不同基站之间的无干扰以及很好的保密性,提高了频谱利用效率。而这一高频率的附近以“GHz”为单位的宽广频带以及不需要频率使用授权,足以实现超大容量超高速通信的需求。同时,在这个波段的射频设备可以实现很小的尺寸,由于MMIC技术的迅速发展,使得低成本的射频集成电路和天线单元日趋可能。因此,毫米波ROF通信系统在军事和民用通信系统中具有重要的应用前景,是近十年来国际研究的前沿课题。
本项目发明的目的是提供一种成本低的毫米波ROF通信系统中的关键技术:波分复用光源列,并提供采用该波分复用光源列实现低成本的毫米波ROF通信系统。本发明对其他射频、微波ROF波分复用通信系统也适用。
二 、应用范围
射频、微波、毫米波ROF波分复用通信系统。
民用:主要解决无线电波信号无法接收或极弱的地带(如隧道内、地铁内、巨型建筑物内)。
军用:需要抗干扰以及很好的保密性的无线通信地带(如军舰、潜水艇、海岛)。
三、 技术水平和技术优势
本技术在国内外是唯一的,已获专利授权。具有 低成本,高性能的技术优势。
四、项目所处阶段
完成了前期的初步理论分析和小试实验。发表SCI论文2篇,EI论文2篇。
五、市场状况及市场预测
在目前阶段,本技术在军用方面会有很大市场。
未来10年,在国家倡导和高速光电器件成本降低的情况下,毫米波ROF通信在民用方面将有很好的市场前景。
六、投资估算和效益分析
搭起一个完整的毫米波ROF通信系统,至少需要100万元。微波ROF通信,可以通过其移动用户的增加、服务流量的增加而产生非常可观的效益。
七、应用实例
地铁沿线的微波ROF通信(无线频率可为1-2GHz,光纤通信可为1.3um, 1.5um)。
八、合作方式
联合开发等。开发预计需2年,100万元。
九、联系方式
北京大学科技处
联系人:杨松尧 电话:010-62757181
邮箱:zkkf@cpku.edu.cn
地址:北京市海淀区颐和园路5号 邮编:100871
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