ITU-R F 1332-1 FRENCH-1999 RADIO-FREQUENCY SIGNAL TRANSPORT THROUGH OPTICAL FIBRES《通过光纤传输射频信号》.pdf

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1、Rec. UIT-R F.1332-1 1RECOMMANDATION UIT-R F.1332-1*TRANSPORT DE SIGNAUX FRQUENCE RADIOLECTRIQUEPAR FIBRES OPTIQUES(Question UIT-R 204/9)(1997-1999)Rec. UIT-R F.1332-1LAssemble des radiocommunications de lUIT,considranta) que les fibres optiques sont largement utilises dans les rseaux dabonns ou pour

2、 le cblage interne desbtiments;b) que le transport de signaux frquence radiolectrique par fibres optiques peut tre appliqu aux liaisonsdaccs des stations de base radiolectriques dans de nombreuses applications hertziennes;c) quon peut attendre les avantages suivants de lutilisation des systmes radio

3、lectriques hybrides avec fibresoptiques (HFR, hybrid fibre-radio): simplification de lquipement des antennes distantes et rduction des cots de maintenance et dexploitation, grce une utilisation intensive de modulateurs et de dmodulateurs et dautres quipements fonctionnels dans uneterminaison de lign

4、e optique en tte dun systme dalimentation optique; efficacit dutilisation de la largeur de bande spectrale disponible sur la liaison radiolectrique;d) que la technique prcite permet de rduire le volume dquipement de la station de base radiolectrique;e) que la technique prcite prsente des avantages e

5、n matire de maintenance et dexploitation,recommande1 quil soit fait rfrence la Fig. 1 pour la configuration de base dun systme HFR dans lequel les signaux frquence radiolectrique sont transports directement par les fibres optiques;2 quil soit fait rfrence au Tableau 1 pour la description des applica

6、tions possibles pour le service fixe utilisantun systme HFR;3 que, pour lexploitation dans les bandes des hautes frquences, suprieures environ 10 GHz, on choisisse lafrquence centrale dun modulateur dans les bandes des frquences intermdiaires;4 quil soit fait rfrence la Fig. 2 pour la configuration

7、de rfrence dun systme HFR entre les nuds deservice et les rseaux installs chez les abonns, en accord avec la configuration de rfrence des rseaux daccsoptiques dfinis dans la Recommandation UIT-T G.983. Pour assurer linterfonctionnement des systmes, on a dfini uneliaison daccs radiolectrique hybride

8、avec fibres optiques entre les points de rfrence V et T ou entre linterface desnuds de service et linterface rseau-utilisateur, liaison qui comprend les modules fonctionnels suivants: terminaison de ligne optique, rseau de distribution optique et antenne distante (Partie 1) dans la partie distributi

9、onoptique; et antenne distante (Partie 2), support radio de drivation et antenne de terminaison de rseau dans la partie drivation.Pour assurer la compatibilit transversale du systme ( mi-porte), il est recommand de mettre en uvre des points derfrence additionnels (interfaces) lintrieur de la liaison

10、 daccs radiolectrique hybride avec fibres optiques: des points de rfrence optiques: O1 entre 1a terminaison de ligne optique et le rseau de distribution optique, Orentre le rseau de distribution optique et lantenne distante (conformment la Recommandation UIT-T G.982); des points de rfrence radiolect

11、riques: R1entre lantenne distante et le support radio de drivation, R2 entre lesupport radio de drivation et lantenne de terminaison de rseau;5 que, pour la conception des systmes HFR, on mette en pratique les informations techniques donnes danslAnnexe 1 pour obtenir des indications supplmentaires d

12、ans lapplication de la prsente Recommandation._*Cette Recommandation doit tre porte lattention de la Commission dtudes 8 (Groupe de travail 8A) des radiocommu-nications et de la Commission dtudes 15 (Groupe de travail 4/15) de la normalisation des tlcommunications.2 Rec. UIT-R F.1332-11332-01RAUDivi

13、seurde fibreRseauxdinfrastructureComprenantun metteur-rcepteuroptiqueSystmedalimentationoptiqueOLT ODNFibreRadioFonctionsdinterfaceavec le rseauAmplifi-cateur RFTransmissionRFTerminaison de ligne optique Antenne distanteDiviseurde fibreVoir le 2 de lAnnexe 1 pour les abrviations.CPNCPNCPNNTAUPar exe

14、mple, quatre secteursdantenne 90 par RAUFIGURE 1Configuration de base dun systme HFRO/EE/OFIGURE 1332-01 = 16 CMTABLEAU 1Applications possibles pour le service fixe utilisant des systmes HFRZone de service A lintrieur des btiments A lextrieur des btimentsApplication RLAN AHF Service transportableTer

15、minal dusager Module LAN Terminal de systme cellulairepour terminal point point/point multipoint(utilisation fixe)Terminal transportable pourvido/donnes/voixFrquences radiolectriquespossibles(1)Ondes dcimtriques/centimtriques/millimtriquesOndes dcimtriques/centimtriques/millimtriquesOndes centimtriq

16、ues/millimtriquesTechnique daccs dansla liaison radiolectriqueAMRT-AMRC-AMRF AMRT-AMRC-AMRF AMRT-AMRC-AMRF(1)Ondes dcimtriques: 300-3 000 MHzOndes centimtriques: 3-30 GHzOndes millimtriques: au-dessus de 30 GHz.Voir le 2 de lAnnexe 1 pour les abrviations.Rec. UIT-R F.1332-1 31332-02TR2R1OrO1VFIGURE

17、2Configuration de rfrence dune liaison daccs HFRSupport radiode drivationNud de serviceUNIRAUNTAUCPN ODN OLTSNIPartie drivation radio Partie distribution optiqueVoir le 2 de lAnnexe 1 pour les abrviations.FIGURE 1332-02 = 6 CMANNEXE 11 IntroductionPour les futurs services (interactifs) large bande,

18、les fibres optiques seront utilises grande chelle dans les rseauxdabonns, mettant ainsi en uvre le concept de la fibre jusquau point de concentration (FTTC), de la fibre jusquaubureau (FTTO) ou de la fibre jusquau domicile (FTTH). Dun autre ct, les clients souhaiteront peut-tre recourir auxdivers se

19、rvices fournis par diffrents rseaux dinfrastructure galement dans des applications hertziennes, en raisondune demande et dune concurrence croissantes, de labsence de largeur de bande disponible ou dune mise en uvrerapide et rentable. Parmi ces applications, citons lAHF, les terminaux transportables

20、pour donnes/ vido/voix et lesordinateurs personnels transportables utiliss pour les modules des rseaux locaux hertziens (RLAN). Pour rpondreefficacement ces demandes, il y aura lieu de mettre en service des systmes HFR dans lesquels les signaux frquenceradiolectrique sont transmis directement par de

21、s fibres optiques.La prsente Annexe expose le principe de base et le fondement technique de ces systmes HFR.2 AbrviationsAHF: accs hertzien fixeAMRC: accs multiple par rpartition en codeAMRF: accs multiple par rpartition en frquenceAMRT: accs multiple par rpartition dans le tempsC/N: rapport porteus

22、e/bruit (carrier-to-noise-ratio)CAG: commande automatique de gainCPN: rseau install chez labonn (customer premises network)DRT: duplex par rpartition dans le tempsE/O: convertisseur lectrique-optique (electric-to-optic conversion)FI: frquences intermdiaires4 Rec. UIT-R F.1332-1FTTC: fibre jusquau po

23、int de concentration (fibre to the curb)FTTH: fibre jusquau domicile (fibre to the home)FTTO: fibre jusquau bureau (fibre to the office)HFR: systme radiolectrique hybride avec fibres optiques (hybrid fibre-radio)IM: intermodulationLAN: rseau local (local area network)MF: modulation de frquenceNTAU:

24、antenne de terminaison de rseau (network termination antenna unit)ODN: rseau de distribution optique (optical distribution network)O/E: convertisseur optique-lectrique (optic-to-electric conversion)OLT: terminaison de ligne optique (optical line termination)RAU: antenne distante (remote antenna unit

25、)RF: frquence radiolectrique (radio-frequency)RLAN: rseau local hertzien (radio local area network)SCM: multiplexage de sous-porteuses (subcarrier multiplex)SEFA: extraction du signal et amnagement des frquences (signal extraction and frequency arrangement)SLC: compression du niveau de signal (signa

26、l level compression)SNI: interface de nud de service (service node interface)UNI: interface utilisateur-rseau (user network interface)3 Configuration de base des systmes HFRLes Fig. 1 et 2 montrent quun systme HFR se compose dune OLT, dun ODN, dune RAU, dune NTAU et de liaisonsradiolectriques fibres

27、 optiques entre ces stations. Un tel systme peut former une infrastructure pour des rseauxdaccs qui fournissent des services hertziens au rseau install chez labonn, qui peut comprendre de nombreuxterminaux diffrents.Dans un quipement radionumrique classique, on installe gnralement un modulateur/dmod

28、ulateur et unamplificateur de puissance dans une mme station. En revanche, dans les systmes HFR, lOLT et la RAU intgrent denombreuses fonctions dintrarseautage qui sont le plus souvent utilises pour plusieurs RAU (voir la Fig. 1) selon lecoefficient de division du rseau ODN. Comme exemples de foncti

29、ons dintrarseautage, citons les fonctions demodulation/dmodulation, de multiplexage/dmultiplexage, de commande et de correction derreur, les derniresfonctions tant ncessaires surtout en raison dune qualit de transmission plus mauvaise (par rapport celle de latransmission par fibres optiques) de la l

30、iaison radiolectrique. Dans le systme reprsent la Fig. 1, il faut mettre enuvre dans de nombreux cas une technique daccs multiple pour satisfaire les demandes de trafic adresses vers lamontmanant dun grand nombre de terminaux client. LOLT a aussi pour fonction de grer la technique daccs en utilisant

31、efficacement le spectre des frquences. En pareils cas, la relation entre lOLT et la RAU quivaut celle des systmesradiolectriques du type point multipoint pour les rseaux dabonns. Si les signaux frquence radiolectrique sontdj transports dans le mode optique sur lODN, lensemble des fonctions susmentio

32、nnes se trouvent localises danslOLT et les RAU relies lOLT sont maintenues de petites dimensions et de conception simple (voir la partie infrieurede la Fig. 1).Il existe toutefois une limite suprieure, pour des raisons dordre technique, la frquence radiolectrique pouvant tretransmise par des fibres

33、optiques; cette limite est impose par la vitesse de fonctionnement du convertisseur E/O(et O/E). Dans les cas o lon a besoin dun convertisseur E/O (et O/E) bonne efficacit en termes de cot pour la miseen uvre des systmes HFR, une transmission FI pourrait tre indique car ce convertisseur E/O (et O/E)

34、 fonctionnedans les bandes FI. Aprs transmission sur la liaison en fibre optique, les porteuses FI sont converties en frquencesradiolectriques dans la RAU (voir la Fig. 3).Rec. UIT-R F.1332-1 51332-03Fonctionsdinterfaceavec le rseauO/ETransmissionFITerminaison de ligne optique Antenne distanteDivise

35、urde fibreFIGURE 3Transmission FI dans un systme HFRConvertisseurde frquenceAmplificateurRFE/OFIGURE 1332-03 = 6 CMAutre raison pour recourir la transmission FI, le filtrage dun seul canal de transmission radiolectrique (dune largeurde bande de plusieurs dizaines de MHz) est bien plus facile et moin

36、s coteux dans la gamme FI, ce qui permet de choisirles canaux dans chaque RAU. Dans ce cas, seules les donnes pertinentes seront envoyes dune RAU particulire mmesi le systme dalimentation optique comprend un rseau de distribution optique passif. Dans le cas contraire, la largeurde bande limite de ll

37、ment hertzien du support de transmission partag serait gaspille. Si le filtrage des canaux FI/RFnest pas possible, les RAU individuelles pourraient galement tre traites au moyen de fonctions dacheminementoptique dans le systme dalimentation optique conjointement avec les fonctions de filtre optique

38、lintrieur de la RAUou au moyen dune ligne dalimentation par fibres optiques point point pour rendre la RAU encore moins complexe.Lacheminement optique ou la liaison par fibres optiques point point peuvent galement tre ncessaires en raison detaux de trafic levs, vu quune RAU doit desservir plus de 10

39、 000 abonns avec des services large bande de plus enplus nombreux dans un avenir lointain.4 Application des systmes HFRLa Fig. 4 illustre deux applications particulires des systmes HFR. Dans la Fig. 4a), une RAU joue le rle de modulecentral pour un RLAN fonctionnant dans chaque bureau dune entrepris

40、e, tandis que lOLT gre laffectation des voiesradiolectriques utilises par toutes les RAU. La Figure met en vidence les avantages suivants des systmes HFR: la quantit dquipement diminue dans une RAU, en raison de la sparation entre le modulateur/dmodulateur etlamplificateur de puissance. Cela simplif

41、ie le choix des emplacements pour les RAU; les quipements de lOLT sont concentrs dans une seule salle; ce sont les interfaces de rseau et les modules deservice qui fournissent le service vocal, le service numrique par paquets, etc. De ce fait, les travaux demaintenance et de remplacement de tel ou t

42、el quipement peuvent tre faits efficacement et rapidement.La Fig. 4b) donne un exemple dapplications en dehors des btiments. Une RAU fournit une liaison daccs hertzien uncertain nombre dhabitations situes dans une zone de service. LOLT a pratiquement les mmes fonctions que dans lessystmes mis en uvr

43、e lintrieur des btiments et on peut sattendre bnficier aussi dans cette application, desavantages signals plus haut. Dans les systmes classiques, lquipement radiolectrique est gnralement install sur unpylne lev, ce qui prsente invitablement des dangers dans les travaux de maintenance. Or, ces travau

44、x peuvent treconsidrablement rduits dans les systmes HFR.Cette application lextrieur des btiments est considre comme tant une extension hertzienne sur les derniers 100 m(ou dans certains cas les derniers 10 m) de la fibre jusquau domicile (FTTH). Si les bandes dondes millimtriquessuprieures 30 GHz p

45、euvent tre exploites cet effet, le systme HFR pourra avoir une capacit aussi leve que 150 600 Mbit/s par porteuse. Chaque rayon de la zone dune RAU est suppos tre de lordre de 300 m, le but tantdamliorer lefficacit dutilisation des frquences et de rduire la puissance dmission.Lorsque lon utilise des

46、 ondes millimtriques, il convient de prendre en compte laffaiblissement d la pluie. La CAG la station de base (RAU) constitue une contre-mesure efficace notamment sur la liaison montante (NTAU vers RAU), vuque le bruit produit dans la partie fibres optiques peut trs bien tre supprim par le signal RF

47、 dentre dun niveauconstant.6 Rec. UIT-R F.1332-11332-04-RAU5RAU6RAU1RAU2RAU3RAU1RAU2RAU4RAU3RAU4FIGURE 4Exemples dapplications mettant en uvredes systmes HFRa) Application intrieureFibreFibreb) Application extrieureO/E AmplificateurInterfacede rseauFonctions dinterfaceavec le rseauE/OFibreBtimentOLTOLTFIGURE 1332-04 = 23 CMRec. UIT-R F.1332-1 75 Exemples de mise en uvreDans les systmes HFR, on applique gnralement une technique de multiplexage de sous-porteuses (SCM). Du ct duconvertisseur E/O, plusieurs signaux de sortie des modulateurs, avec des frquences diffrentes, s