超100 Gbit/s光纤无线融合传输技术进展(特邀)

光纤通信与大容量高频无线通信深度融合是未来第六代移动通信(6G)的核心技术底座,对于构建“沉浸式通信、泛在连接、通信人工智能(AI)一体化”等6G典型场景具有重要意义。文章梳理了优化光纤无线融合传输系统架构和提升频谱效率的主流技术及其实现方案,对研发团队在这些方面取得的部分进展进行了总结。首先,面向新一代沉浸式通信的大容量需求,借助商用数字相干光模块(DCO),提出了一种“光纤-无线-光纤”一体融合传输系统新型架构,率先完成了光子太赫兹100/200/400 GbE实时无线传输通信实验,最高实现了2×240.558 Gbit/s的线路速率;其次,面向覆盖范围广和灵活部署的应用场景,将数字副载波复用(DSCM)技术引入光纤无线融合接入系统,文章设计并搭建出同时支持最多32路固定宽带接入和32路W波段毫米波无线接入的点对多点(P2MP)100 Gbit/s相干无源光网络(PON),能够灵活调整速率且便于后续迭代升级;最后,面向通信AI一体化需求,提出了一种基于似然感知的矢量量化(VQ)变分自编码器(VAE),基于AI技术对光纤无线融合通信系统进行端到端优化,在无需太赫兹功率放大器的情况下,成功演示了净速率为366.4 Gbit/s的双偏振(DP)2×2多输入多输出(MIMO)太赫兹信号6.5 m无线传输和20 km标准单模光纤(SSMF)传输。上述技术在未来6G典型场景中具有巨大的应用潜力,此外,文章还从大容量、长距离、集成化和智能化等方向对超100 Gbit/s光纤无线融合传输技术进行了展望。

W波段大容量光纤无线融合系统的关键技术

W波段（75~110GHz）作为一个新的RF（射频）波段,相比于其他波段有着更宽的带宽和更高的频率,在这个波段能够为移动数据通信提供千兆的无线链路,这已经成为下一代无线通信系统的一个热点话题。实现W波段大容量通信系统有多种方法,如高阶调制、天线复用和多频带调制等,目前这些技术从调制效率、频带利用率和带宽宽度等多方面已实现了系统的优化。文章深入介绍了W波段大容量光纤无线融合系统的背景、研究成果及技术支持,以期为未来的研究提供参考。

光纤无线融合网络(FiWi)能效改善综述

光纤无线宽带接入网架构(Fiber Wireless Broadband Access Network,FiWi)能随时随地为终端用户提供高质量的宽带接入服务。然而,由于大量智能设备的互联和指数级数据业务的增长,FiWi接入网也面临着高能耗的潜在挑战。针对融合FiWi接入网中无线反复重传、业务共存转发以及跨域资源整合所引发的高能耗问题,从高效频带分配、协作计算卸载以及网络虚拟化等方面介绍了国内外研究现状并进行了展望,以期在满足服务质量约束时进一步降低FiWi接入网中的能耗。

基于毫米波传输的光纤无线融合架构研究

通过对毫米波生成技术的研究以及光纤/无线融合方案主流架构的分析,提出基于毫米波传输的光纤/无线融合架构设计。相比以往的网络融合方案,它可以实现一种在垂直方向从上往下依次包括业务层、控制层、媒体传输层和接入层,在水平方向覆盖核心网和接入网乃至用户驻地网的新型网络融合。

电力光纤与无线融合通信专网中的基带池资源规划方法研究

文章介绍了一种被称为基带池架构的新型无线专网架构,以实现光纤与无线紧密融合。该架构在光载无线架构的基础上,将所有基带单元集中放置形成基带池,然后通过光纤将远端射频单元与基带单元相连,从而大幅降低无线专网的建设与运维成本。在采用基带池架构的配用电通信专网中,资源规划是一个非常重要的关键问题,它确定资源池中应该放置的基带单元的数量。提出了一种方法来求解基带池资源规划问题,并进行了性能评估。仿真结果表明,该方法能够优化基带资源规划,提高专网资源利用率。

可生存光纤—无线融合宽带接入网规划方法

光纤—无线融合(fiber-wireless,Fi Wi)宽带接入网的出现不仅为随时随地的灵活宽带接入提供了新的技术参考,同时也为可生存宽带接入网的低成本设计增加了研究契机。研究了可生存Fi Wi接入网的网络规划问题,提出一种基于无线重路由保护的可生存网络规划方法。当任意光纤链路断裂时,失效的光网络单元可通过无线重路由将业务转移到其他可用的光网络单元承载。重点解决了无线路由器部署、备份射频接口配置及光网络单元容量分配的联合优化问题,目标是通过最小化网络部署成本实现业务的完全保护。采用整数线性规划方法获得了小规模网络规划问题的最优解,同时提出了适用于大规模网络规划问题的启发式算法。仿真结果证实了所提方法在降低网络部署成本方面的有效性。

基于xPON及无线VPN技术融合的模块化区域性DTU通讯方式

配电自动化的实现是建立在配电系统信息化基础上的,配电网自动化系统需要借助于有效的通信手段,将控制中心的控制命令准确地传送到为数众多的远方终端,并且将反映远方设备运行状况的数据信息收集到控制中心。通信系统设计的合理性直接影响配电自动化系统的成败。因此,配电自动化通信系统是配网自动化系统中非常重要的环节,是配电网自动化的神经系统。采用光纤与无线技术融合的通讯方式极大地弥补了现阶段无线通讯的短板。

动态可重构的智能光载无线接入技术

文章认为动态可重构的智能光载无线网络可以融合光纤和无线接入系统,通过引入新的网络架构、媒体访问控制(MAC)协议、系统链路以及关键器件等系列新技术,满足通信网对高效、宽带以及灵活等特性的需求。基于动态可重构的智能光载无线技术,文章在网络层提出适合智能光载无线技术的网络架构;在MAC层提出使光载无线MAC层的性能得到提升、保障联合资源的动态可管控的专用设计;在系统层提出在光域对射频信号进行处理、传输与控制的相关技术。文章还在器件方面提出利用特殊结构改善滤波、天线等性能的新技术。

动态可重构智能微波光波融合系统

微波光子技术充分利用光子学低损传输、宽带处理与分布接入的优势来满足宽带微波信号的产生、传输、处理、控制和组网等需求。重点分析了动态可重构微波光波融合系统面临的技术挑战,通过融合特有的无线蜂窝系统和光纤接入系统,给出了微波光子传输链路、信号处理、系统建模与构建等方面的研究思路与分析方法,报道了动态可重构微波光波融合系统的实验研究与分析结果,展望了未来研究与应用的发展方向。