[发明专利]一种芯式复用与无线MIMO相融合的Front-haul光纤传输系统

说明书

本发明提出了一种芯式复用与无线MIMO相融合的Front‑haul光纤传输系统；该系统采用七芯光纤，能提供标准单模光纤传输系统的七倍容量；或者在容量或速率上的Front‑haul传输压力减小到标准单模光纤传输系统的七分之一；系统有效提高系统传输容量、频谱利用率；每个纤芯的折射率分布相同，且采用沟槽辅助折射率分布以减小串扰；为特殊应用场景下移动通信Front‑haul长跨距传输提供新思路和保障。

技术领域

本发明涉及一种芯式复用与无线MIMO相融合的Front-haul光纤传输系统，可应用于光纤通信、光纤无线接入、光学信息处理和新一代信息技术等领域。

背景技术

随着数据通信与多媒体业务需求的不断增加，移动通信飞速发展并不断满足人们的通信需求；然而，现有移动通信网络采用的前端传输接口在数据速率、带宽、时延方面存在很大的局限性；针对这种情况，中国移动通信研究院等单位提出了下一代前传接口NGFI(Next Generation Front-haul Interface) [1 China mobile research institute, etal. White Paper of Next Generation Fronthaul Interface，v1.0 (2015) ] 以满足第五代移动通信(5G)发展的需求；NGFI是指下一代无线网络主设备中基带处理功能与远端射频处理功能之间的Front-haul前传接口，提供了五种接口划分方案，既可以采用模拟传输，又可采用数字传输技术以降低对系统参量要求，可灵活取舍，为移动通信Front-haul前传网络的进一步研究提供了重要参考。近年来，NGFI中的无线云中心(RCC, radio cloudcenter)与远端射频系统(RRS, radio remote system)之间的Front-haul光纤传输的高速率、高容量、长跨距需求日益剧增。同时，随着无线多入多出(MIMO)技术在4G、5G和未来无线通信中的应用，进一步加剧了Front-haul传输压力[2 X. Liu, H. Zeng, N. Chand, andF. Effenberger, Bandwidth-Efficient Mobile Fronthaul Transmission for Future5G Wireless Networks, in Asia Communications and Photonics Conference 2015,C. Lu, J. Luo, Y. Ji, K. Kitayama, H. Tam, K. Xu, P. Ghiggino, and N. Wada,eds., OSA Technical Digest (Optical Society of America, 2015), paperASu3E.4]；当然，目前常规无线MIMO技术研究还处于较少的输入和输出数目[3 Chi-HsiangLin, Chun-Ting Lin, Hou-Tzu Huang, Wei-Siang Zeng, Shou-Chih Chiang, and Hsi-Yu Chang, 60-GHz optical/wireless MIMO system integrated with opticalsubcarrier multiplexing and 2x2 wireless communication, Opt. Express 23,12111-12116 (2015)]；大规模MIMO天线的研究也还处于战略概念和初步地理论仿真阶段，真正部署和实现尚需要较长时间[4 E. Larsson, O. Edfors, F. Tufvesson, T.Marzetta, “Massive MIMO for next generation wireless systems,” IEEECommunications Magazine, 52(2): 186-195 (2014)；5 L. Lu, G. Y. Li, A. L.Swindlehurst, A. Ashikhmin, R. Zhang, “An Overview of Massive MIMO: Benefitsand Challenges,” IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 8(5):742-758 (2014)； 6 J. Shen, S. Suyama, T. Obara, Y. Okumura, “Requirements ofpower amplifier on super high bit rate massive MIMO OFDM transmission usinghigher frequency bands,” Globecom Workshops (GC Wkshps), 2014: 433-437]。这样，当前迫切的通信需求和MIMO技术带来了Front-haul光纤传输在容量和速率上的巨大压力，尽管通过滤波和压缩可以成倍地降低传输速率，仍然对Front-haul光传输网络造成了极大的压力，对未来Front-haul传输是一个巨大挑战[1； 7 Yiran Ma, Zhiguang Xu,Chengliang Zhang, Huafeng Lin, Qing Wang, Min Zhou, Heng Wang, Jingwen Yu,and Xiaomu Wang, Demonstration of digital fronthaul over self-seeded WDM-PONin commercial LTE environment, Opt. Express 23, 11927-11935 (2015)； 8 Y. Ma,Z. Xu, H. Lin, M. Zhou, H. Wang, C. Zhang, J. Yu, and X. Wang, Demonstrationof CPRI over Self-seeded WDM-PON in Commercial LTE Environment, in OpticalFiber Communication Conference, OSA Technical Digest (Optical Society ofAmerica, 2015), paper M2J.6； 9 M. Zhu, X. Liu, N. Chand, F. Effenberger, andG. Chang, High-Capacity Mobile Fronthaul Supporting LTE-Advanced CarrierAggregation and 8×8 MIMO, in Optical Fiber Communication Conference, OSATechnical Digest (Optical Society of America, 2015), paper M2J.3 ]。