英國研究人員日前據稱證實了能在1,270nm波長範圍實現60-GHz光載無線電(radio over fiber;RoF)傳輸的可行性,從而為打造5G網路的潛在解決方案鋪路。

這項可行性研究由英國蘇格蘭三五族(III-V)光子元件製造商CST Global聯手格拉斯哥科技大學(University of Glasgow)共同進行,屬於歐盟展望2020研究計劃(EU Horizon 2020)的一部份。CST Global是瑞典Sivers IMA Holdings AB的旗下子公司。

這項研究計劃稱為iBROW——「利用太赫茲(THz)收發器實現創新超寬頻無線通訊」(innovative ultra-broadband ubiquitous wireless communications through tera-hertz transceivers),由CST Global研究工程師Horacio Cantu為主導。

據CST Global表示,RoF網路透過固定光纖與毫米波(mmWave)技術之間的協同作用,為以60GHz頻率提供寬頻無線接取服務與前傳網路(fronthaul)帶來了全新的通訊模式。RoF技術能讓射頻(RF)訊號經由光纖傳送數千公里(km),還可設計用於單位增益RF鏈路。因此,被看好可用於緩解頻譜限制,還能以一根光纖電纜取代多根同軸電纜。此外,RoF也有助於擴展蜂巢式網路覆蓋範圍。

但RoF需要先以無線電數據對光進行調變,才能實現光傳輸。它能夠帶來較現有解決方案更大幅增加的頻寬,而且也不需要進行數位類比轉換(DAC),從而實現了低延遲解決方案。

歐盟iBROW研究計劃的目標在於開發一種新穎、節能且緊湊的超寬頻短距離無線通訊收發器技術,無縫地連接至光纖網路,並且能夠滿足未來的網路需求。根據預測,在2020年以前將會需要高達數十Gbps的短距離無線資料率,而光譜效率技術雖然取得了重大進展,但目前可用的無線技術仍無法滿足這些需求。

目前所使用的頻譜預期將無法適用於因應未來的資料速率要求。因此,研究人員認為這勢必得採用更高頻段,即在60GHz以上和高達1THz的毫米波和THz頻段。

20180419_RoF_NT01P1 光載無線電(RoF)系統的整體結構(來源:Helmut Schmidt University)

Cantu說:「1,270nm具有可解調、平面內、脊形波導、分散式反饋(DFB)、雷射二極體的性能特徵,顯示它是一種理想RoF載波波長。我們先前的研究曾經證實1,310nm是一種有效的傳輸波長,如今深信這種新技術在1,550nm波長時也是可行的,它將帶來超寬頻、低延遲的解決方案,傳輸距離可望擴展到25km。」

mmWave訊號基頻經由光纖連接,從磷化銦(InP)、mmWave收發器傳送至系統核心。Cantu說:「我們正與姐妹公司Sivers IMA合作,最佳化結合RoF、光纖與mmWave的解決方案。它將在毫米波頻譜中為我們帶來V頻段的60GHz超高頻寬,這同時也是為電信基礎設施設計的5G網路頻段之一。」

CST Global表示,還需要進一步的開發,才能打造低成本、高能效、緊湊型的商用超寬頻RoF解決方案,並能夠在室溫下運作,滿足5G、光纖網路的要求。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Radio Over Fiber Paves Way for Future 5G Networks,by Nitin Dahad)