Τεχνολογίες Radio-over-fiber Για Συστήματα 5g

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική μελετάται η τεχνολογία Radio-over-Fiber(RoF), οι απαιτήσεις που οδήγησαν στην εμφάνιση της και η αξιοποίηση της στα ασύρματα δίκτυα επόμενης γενιάς 5G. Δίνεται έμφαση στην αξιολόγηση της απόδοσης μίας συγκεκριμένης υλοποίησης σε συνθήκες διάδοσης στο πεδίο. Η πειραματική αυτή μελέτη αποτελεί τον πυρήνα της διπλωματικής. Αρχικά μελετάται θεωρητικά η τεχνολογία RoF. Αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί της, παρουσιαζεται η δομή ενός RoF δικτύου, εξηγούνται οι τεχνικές διαμόρφωσης και πολυπλεξίας που χρησιμοποιούνται, γίνεται διάκριση σε αναλογικό και ψηφιακό RoF και αναφέρεται η βασική εφαρμογή της τεχνολογίας αυτής. Στη συνέχεια μελετώνται διαφορετικά σενάρια διάδοσης για διαφορετικά μήκη ινών και διαφορετικά σήματα προς μετάδοση. Οι μετρήσεις έγιναν τόσο σε εργαστηριακό περιβάλλον, στο εργαστήριο Κινητών Επικοινωνιών του ΕΜΠ όσο και σε συνθήκες πεδίου σε συνεργασία με τον OTE. Τα σήματα πληροφορίας που χρησιμοποιήθηκαν ήταν είτε κωδικοποιημένα με NRZ παλμούς διαφορετικών συχνοτήτων είτε προέρχονταν από HP γεννήτρια (με χρησιμοποιούμενα σχήματα διαμόρφωσης GFSK,GMSK και DQPSK) ή Gigabit Media Converter και οι αποστάσεις διάδοσης για τις οποίες έγιναν οι μελέτες ήταν 7-8m στο εργαστήριο και 250m και 45km στο OTE Academy. Η αξιολόγηση των σεναρίων διάδοσης έγινε μέσω διαγραμμάτων φάσματος, eye diagrams αλλά και αριθμητικό προσδιορισμό των απωλειών διάδοσης. Έτσι δημιουργήθηκε μία εικόνα για την επιρροή της διασποράς και του θορύβου στο εκάστοτε σενάριο. Στο τέλος της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετώνται η χρήση της RoF τεχνολογίας (και της οπτικής τεχνολογίας ευρύτερα) στα ασύρματα δίκτυα επόμενης γενιάς 5G. Αναλύονται οι τεράστιες δυνατότητες που θα προσφέρουν και το πλήθος εφαρμογών για τις οποίες είναι απαραίτητα. Εξηγούνται οι περιορισμοί των σύγχρονων ασύρματων δικτύων που πρέπει να ξεπεραστούν και η συνεισφορά της φωτονικής τεχνολογίας ως προς αυτό. Επίσης, αναλύονται οι σχεδιαστικές αρχές και η αρχιτεκτονική των δικτύων 5G. Το συνολικό συμπέρασμα που προκύπτει για τα δίκτυα 5G είναι ότι με χρήση οπτικών λύσεων για την παροχή αυξημένου εύρους ζώνης στον τελικό χρήστη και εξαιρετικά μικρών χρόνών απόκρισης του δικτύου μεταξύ άλλων, είναι σε θέση να προσφέρουν μία πρωτοφανή ευελιξία που θα αλλάξει τελείως τα σημερινά τεχνολογικά δεδομένα.