ITU-R F 1332-1 SPANISH-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 1RECOMENDACIN UIT-R F.1332-1*TRANSPORTE DE SEALES RADIOELCTRICASPOR FIBRAS PTICAS(Cuestin UIT-R 204/9)(1997-1999)Rec. UIT-R F.1332-1La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT,considerandoa) que las fibras pticas se utilizan ampliamente en las redes de abonado o en el cableado d

2、e los edificios;b) que el transporte de las seales radioelctricas por medio de fibras pticas se puede utilizar en los enlaces deacceso a las estaciones radioelctricas de base en muchas aplicaciones inalmbricas;c) que se espera que la utilizacin de sistemas radioelctricos de fibra hbridos (HFR) prese

3、nte las siguientesventajas: la instalacin intensiva de moduladores y demoduladores y otros equipos funcionales en una terminacin de lneaptica en frente de un sistema de lnea de alimentacin ptica contribuye a simplificar el equipo en las unidades deantenas distantes, as como a reducir los costos de m

4、antenimiento y explotacin; la utilizacin eficaz de la anchura de banda espectral disponible en el radioenlace;d) que la tcnica mencionada permite la reduccin del equipo en la estacin radioelctrica de base;e) que la tcnica mencionada presenta ventajas en lo que se refiere al mantenimiento y la explot

5、acin,recomienda1 que para la configuracin bsica de un sistema HFR en el que las seales radioelctricas se transportandirectamente por fibras pticas se tome como referencia la Fig. 1;2 que para las posibles aplicaciones en el servicio fijo que utilizan un sistema HFR se tome como referencia elCuadro 1

6、;3 que cuando se utilizan bandas de alta frecuencia por encima de unos 10 GHz, la frecuencia central de unmodulador puede seleccionarse en las bandas de frecuencia intermedia;4 que para la configuracin de referencia de un sistema HFR entre nodos de servicio y redes en los locales delcliente se tome

7、como referencia la Fig. 2. sta concuerda con la configuracin de referencia para redes de acceso pticasde la Recomendacin UIT-T G.983. Para la interoperabilidad del sistema se define el radioenlace de acceso pticohbrido entre los puntos de referencia V y T o entre la interfaz de nodo de servicio y la

8、 interfaz de red de usuario, ycomprende los siguientes bloques funcionales: terminacin de lnea ptica, red de distribucin ptica y unidad de antena distante (Parte 1) en el segmento dedistribucin ptica; y unidad de antena distante (Parte 2), medio de derivacin por radioenlace y unidad de antena de ter

9、minacin;Para permitir la compatibilidad de sistema transversal (punto medio del tramo), se recomiendan puntos de referenciaadicionales (interfaces) dentro del radioenlace de acceso de fibra hbrido: Puntos de referencia pticos: O1 entre la terminacin de lnea y la red de distribucin ptica, Or entre la

10、 red dedistribucin ptica y la unidad de antena distante (de acuerdo con la Recomendacin UIT-T G.982), Puntos de referencia radioelctricos: R1 entre la unidad de antena distante y el radioenlace del medio de derivacin,R2entre el radioenlace del medio de derivacin y la unidad de antena de terminacin d

11、e red; unidad de antenadistante y el radioenlace medio de derivacin, R2entre el radioenlace del medio de derivacin y la unidad de antenade terminacin de red;5 que para el diseo de sistemas HFR se debe hacer referencia a la informacin tcnica recogida en el Anexo 1para orientacin adicional en la aplic

12、acin de esta Recomendacin._*Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de la Comisin de Estudio 8 de Radiocomunicaciones (Grupo de Trabajo 8A deRadiocomunicaciones) y de la Comisin de Estudio 15 de Normalizacin de las Telecomunicaciones (Grupo de Trabajo 4/15).2 Rec. UIT-R F.1332-11332-01Separador

13、 defibraRedesncleoIncluidotransceptorpticoSistema de lneade alimentacinpticaOLT ODNFibraRAURadioenlaceInterfuncionamientodentro de redE/O O/EAmpli-ficador RFTransmisinRFTerminacin de lnea ptica Unidad de antena distanteSeparadorde fibraVanse las abreviaturas en el 2 del Anexo 1.CPNCPNCPNNTAUPor ejem

14、plo, cuatro sectores de antenade 90 por RAUFIGURA 1Configuracin bsica del sistema HFRFIGURE 1332-01 = 16 CMCUADRO 1Posibles aplicaciones en el servicio fijo de sistemas HFRrea de servicio Interiores ExterioresAplicacin RRAL FWA Servicio transportableTerminal de usuario Mdulo RAL Terminal de sistema

15、celularpara utilizacin fijapunto-a-punto/punto-a-multipuntoTerminal vdeo/datos/voz transportableRadiofrecuenciaposible(1)Ondas decimtricas/centimtricas/milimtricasOndas decimtricas/centimtricas/milimtricasOndas centimtricas/milimtricasPlan de acceso enel enlace radioelctricoAMDT/AMDC/AMDF AMDT/AMDC/

16、AMDF AMDT/AMDC/AMDF(1)Ondas decimtricas: 300-3 000 MHz.Ondas centimtricas: 3-30 GHz.Ondas milimtricas: por encima de 30 GHz.Vanse las abreviaturas en el 2 del Anexo 1.Rec. UIT-R F.1332-1 31332-02TR2R1OrO1VFIGURA 2Configuracin de referencia de enlace de acceso HFRMedio dederivacin:radioenlaceNodo des

17、ervicioUNIRAUNTAUCPN ODN OLTSNISegmento de derivacin de radioenlace Segmento de distribucin pticoVanse las abreviaturas en el 2 del Anexo 1.FIGURE 1332-02 = 6 CMANEXO 11 IntroduccinEn los futuros servicios (interactivos) de banda ancha, las fibras pticas se introducirn ampliamente en las redes deabo

18、nado, llevando a la prctica el concepto de fibra hasta el reborde (FTTC), fibra hasta la oficina (FTTO) o fibra hastael hogar (FTTH). Por otra parte, los clientes pueden desear utilizar varios servicios proporcionados por diferentes redesde ncleo tambin en aplicaciones inalmbricas debido a la crecie

19、nte demanda y competencia, la falta de anchura debanda disponible o a un despliegue rpido y rentable. Esta aplicaciones incluyen los terminales de datos/vdeo/voztransportables FWA o los computadores personales transportables empleados en los mdulos de la red radioelctrica derea local (RRAL). Con el

20、fin de hacer frente a esta demanda, convendra introducir sistemas HFR en los que las sealesradioelctricas se transmitan directamente a travs de fibras pticas.En este Anexo se aborda el concepto bsico y sus fundamentos tcnicos de sistemas HFR.2 AbreviaturasAMDC Acceso mltiple por divisin de cdigoAMDF

21、 Acceso mltiple por divisin de frecuenciaAMDT Acceso mltiple por divisin de tiempoC/N Relacin portadora/ruidoCAG Control automtico de gananciaCPN Red en locales de clientes (customer premises network)DDT Dplex por divisin de tiempoE/O Conversin elctrica a pticaFI Frecuencia intermediaFTTC Fibra hast

22、a el reborde (fibre to the curb)4 Rec. UIT-R F.1332-1FTTH Fibra hasta el hogar (fibre to the home)FTTO Fibra hasta la oficina (fibre to the office)FWA Acceso inalmbrico fijo (fixed wireless access)HFR Sistema radioelctrico de fibra hbrido (hybrid fibre-radio)IM IntermodulacinLD Diodo lser (laser dio

23、de)MF Modulacin de frecuenciaNTAU Unidad de antena de terminacin de red (network termination antenna unit)ODN Red de distribucin ptica (optical distribution network)O/E Conversin ptica a elctricaOLT Terminacin de lnea ptica (optical line termination)RAL red de rea localRAU Unidad de antena distante

24、(remote antenna unit)RF RadiofrecuenciaRRAL red radioelctrica de rea localSEFA Extraccin de seal y disposicin de frecuencias (signal extraction and frequency arrangement)SLC Compresin del nivel de la seal (signal level compression)SNI Interfaz de nodo de servicio (service node interface)UNI Interfaz

25、 de red de usuario (user network interface).3 Configuracin bsica de los sistemas HFRComo se muestra en las Figs. 1 y 2, un sistema HFR se compone de OLT, ODN, RAU, NTAU y de enlaces de fibra/radioelctricos que conectan estas estaciones. Puede constituir una infraestructura para redes de acceso que p

26、roporcionanservicios inalmbricos a la red en el local del cliente que puede incluir muchos terminales diferentes.En los equipos radioelctricos digitales convencionales, generalmente se instala en la misma estacin un modulador/demodulador y un amplificador de potencia. Sin embargo, en los sistemas HF

27、R, la OLT y la RAU comprenden muchasfunciones de interfuncionamiento dentro de la red que suelen utilizarse para ms de una RAU (vase la Fig. 1) depen-diendo del factor de separacin de la ODN. Como ejemplos de estas funciones de interfuncionamiento dentro de la redcabe citar: modulacin/demodulacin, m

28、ultiplexacin/demultiplexacin, funciones de control y funciones de correccinde errores, stas ltimas son necesarias principalmente debido a la peor calidad de transmisin del radioenlace (compa-rada con la transmisin por fibra ptica). El sistema presentado en la Fig. 1 requiere una tcnica de acceso mlt

29、iple parahacer frente a la demanda de trfico hacia el origen procedente de muchos terminales de clientes. La OLT disponeasimismo de una funcin para controlar eficazmente la tcnica de acceso utilizando el espectro de frecuencias. En estoscasos, la relacin entre la OLT y la RAU corresponde a la de los

30、 sistemas radioelctricos punto a multipunto de las redesde abonado. Si las seales de radiofrecuencia ya son transportadas pticamente por ODN, todas estas funciones estnsituadas en la OLT y las RAU conectadas a una OLT se mantienen pequeas y simples (vase la parte inferior de laFig. 1).No obstante, e

31、xiste un lmite tcnico superior para la radiofrecuencia transmitida por fibra ptica, debido a la velocidadde funcionamiento del convertidor E/O (y el O/E). Cuando se necesite un convertidor E/O (y un O/E) econmico parautilizar los sistemas HFR, podra convenir una transmisin por FI ya que el convertid

32、or E/O (y el O/E) econmicofunciona en las bandas FI. Tras haber sido transmitidas a travs del enlace de fibra ptica, las portadoras FI se conviertenen radiofrecuencias en la RAU (vase la Fig. 3).Rec. UIT-R F.1332-1 51332-03Interfuncionamientodentro de redE/O O/ETransmisinFITerminacin de lnea ptica U

33、nidad de antena distanteSeparadorde fibraFIGURA 3Transmisin FI en un sistema HFRConvertidorde frecuenciaAmplificadorRFFIGURE 1332-03 = 6 CMOtra razn para utilizar FI es que el filtrado de radiocanales de transmisin (anchura de banda de varias decenasde MHz) es mucho ms fcil y menos costoso en la gam

34、a FI que permite seleccionar los canales en cada RAU. En estecaso, slo se enviarn los datos pertinentes de una RAU especfica incluso si la lnea de alimentacin ptica incluye unared de distribucin ptica pasiva. En los dems casos, se desperdiciara la anchura de banda limitada del medio detransmisin com

35、partido aire. Si no es posible el filtrado de los canales FI/RF, cada RAU podra ser direccionadamediante funciones de encaminamiento pticas en el sistema de alimentacin ptico junto con las funciones de filtroptico dentro de la RAU o mediante una lnea de alimentacin de fibra punto a punto para manten

36、er la RAU menoscompleja. El encaminamiento ptico o la conexin de fibra punto a punto se pueden necesitar tambin debido a tasas detrfico elevadas, pues una RAU tiene que servir a ms de 10 000 abonados con un nmero cada vez mayor de serviciosde banda ancha en el futuro lejano.4 Aplicacin de los sistem

37、as HFREn la Fig. 4 se ilustran dos aplicaciones especficas de los sistemas HFR. En la Fig. 4a) una RAU funciona como mdulocentral de una RLAN que funciona en las distintas oficinas, mientras que la OLT controla la asignacin de los canalesradioelctricos utilizados por todas las RAU. Como se muestra e

38、n esta figura, los sistemas HFR presentan las siguientesventajas: como el modulador/demodulador est separado del amplificador de potencia en este sistema, el equipo de la RAUes ms pequeo. Por consiguiente, pueden reducirse los esfuerzos de seleccin de la ubicacin de las RAU; los equipos de la OLT, c

39、omo las interfaces de red y las unidades de servicios que proporcionan servicio vocal,servicio paquetes digital, etc. se encuentran todos en una sola oficina. Por ello, la labor de mantenimiento ysustitucin del equipo se realiza eficazmente en poco tiempo.La Fig. 4b) ofrece un ejemplo de aplicacione

40、s en exterior. Una RAU proporciona enlace de acceso inalmbrico a lasdistintas viviendas que cubre el servicio. La funcin de la OLT es casi la misma que en los sistemas de interiores ytambin cabe esperar en esta aplicacin las ventajas anteriormente mencionadas. En los sistemas convencionales, habidac

41、uenta de que el equipo radioelctrico se instala normalmente en un poste alto, es inevitable que exista cierto peligro enlos trabajos de mantenimiento. Sin embargo, en los sistemas HFR, pueden reducirse en gran medida dichos trabajos.Se considera que esta aplicacin exterior sea una extensin inalmbric

42、a de los ltimos 100 m (o en algunos casos losltimos 10 m) de FTTH. Si es posible explotar las bandas de ondas milimtricas por encima de 30 GHz para este uso, elsistema HFR podr tener una capacidad de hasta 150 a 600 Mbit/s por portadora. Se supone que cada RAU tiene unradio de zona del orden de 300

43、m para mejorar la eficacia de utilizacin de la frecuencia y para reducir la potencia deltransmisor.Cuando se utilizan ondas milimtricas, hay que tener en cuenta la atenuacin debida a la lluvia. El CAG en la estacin debase (RAU) funciona como una medida preventiva efectiva, en particular para el sent

44、ido del enlace ascendente (NTAU aRAU), pues el ruido en la seccin de fibra ptica puede ser suprimido por la seal RF de entrada con nivel constante.6 Rec. UIT-R F.1332-11332-04-RAU5RAU6RAU1RAU2RAU3RAU1RAU2RAU4RAU3RAU4FIGURA 4Ejemplos de aplicaciones que utilizan sistemas HFRa) Aplicacin en interiores

45、FibraOLTFibrab) Aplicacin en exterioresOLTO/E AmplificadorInterfazde redInterfuncionamientodentro de redE/OFibraEdificioFIGURE 1332-04 = 23 CMRec. UIT-R F.1332-1 75 Ejemplos de realizacinLos sistemas HFR suelen utilizar una tcnica de multiplexacin de subportadoras. En la parte del convertidor E/O, v

46、ariassalidas de los moduladores con diferentes frecuencias se multiplexan en el combinador. A continuacin, la sealcombinada compuesta de varias subportadoras modula directamente el diodo de lser (LD). As, las subportadoraspueden transmitir simultneamente a travs de la fibra ptica. El diodo de lser p

47、roduce una seal ptica modulada cuyaintensidad es proporcional a la corriente elctrica de entrada. La frecuencia mxima est limitada por las caractersticasdel LD.En el sentido opuesto, un fotodiodo situado en el convertidor O/E convierte la potencia ptica recibida en potencia elc-trica, con una respue

48、sta lineal. Cada canal radioelctrico deseado es separado tras la fotodeteccin.La modulacin directa del diodo lser con la seal de radiofrecuencia combinada slo permite longitudes limitadas de lalnea de alimentacin de fibra, debido a la prdida ptica y a la dispersin cromtica. Este ltimo factor puede sercompensado suficientemente por la utilizacin de un amplificador ptico. El problema causado por este factor puede sereliminado por medio del heterodino, donde dos portadoras pticas separadas por la radiofrecuencia son transportadas porfibra (vase