radio over fiber - bphambali's blog | making the future...
TRANSCRIPT
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Radio Over Fiber
• Radio over fiber merupakan suatu proses pengiriman
sinyal radio melalui kabel serat optik.
• Saat ini kebutuhan industri menuntut efisiensi.
• Dengan menggunakan kabel serat optik sebagai
medium perantara, maka akan diperoleh kecepatan
transmisi yang lebih besar dibandingkan ketika
dilakukan transmisi secara langsung.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 1
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Pembagian Radio over Fibre
• ROF berdasar WLAN (60 G Hz band)
ROF ini dapat meningkatkan kapasitas akses nirkabel dengan menggunakan
setidaknya 1 satu base station untuk komunikasi antar gedung. Akan tetapi sistem
ini memiliki kekurangan yaitu bila ada banyak gedung maka akan ada banyak base
station.
• ROF berdasar RVC
ROF ini bersifat dinamis, dapat mengikuti pergerakan pengguna. Dengan
menggunakan protokol TDMA ( Time Division Multiple Acces ), proses over
bandwith bisa lebih cepat. Kelemahan sistem ini adalah memerlukan adanya hand
over.
• ROF untuk daerah terpencil
CS yang memakai Tuneable Transmitter (TT) dan Tuneable Receiver (TR) dapat
memperlebar jangkauan gelombang. Selain itu ROF ini memiliki struktur CS yang
sederhana. Kelemahan sistem ini adalah kapasitasnya dibatasi jumlah TT dan TR.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 2
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Basic Architecture
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 3
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Topografi jaringan Radio over Fiber
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 4
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 5
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 6
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 7
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Keunggulan RoF
Loss Redaman Rendah
• Distribusi sinyal microwave frekuensi tinggi baik di ruang bebas atau
melalui jalur transmisi selalu bermasalah dan mahal. Pada ruang bebas, banyak loss
akibat penyerapan dan peningkatan refleksi dengan frekuensi.
• Dalam saluran transmisi, impedansi meningkat seiring dengan frekuensi,
menyebabkan loss yang sangat tinggi. Oleh karena itu, mendistribusikan radio
frekuensi tinggi sinyal elektrik jarak jauh memerlukan banyak penguatan. Namun,
karena serat optik menawarkan loss yang sangat rendah, teknologi RoF dapat
digunakan untuk mencapai kedua distribusi dengan loss gelombang yang kecil.
• Loss redaman FO jauh lebih rendah daripada yang ditemui pada saluran transmisi
yang lain, katakanlah kabel koaksial. Misalnya, atenuasi kabel koaksial ½ inci (RG-
214) adalah 500dB / km untuk frekuensi di atas 5 GHz.
• Oleh karena itu,dengan transmisi gelombang mikro di saluran optik, jarak transmisi
meningkat beberapa kali lipat dan sangat mengurangi daya transmisi yang
diperlukan.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 8
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Bandwidth Lebarpada RoF
– Bandwidth Lebar
• Serat optik menawarkan bandwidth yang sangat besar. Ada
tiga transmisi window utama, yang menawarkan redaman
rendah, yaitu dengan panjang gelombang 850 nm, 1310 nm,
dan 1550 nm.
• Untuk serat optik SMF, bandwidth gabungan dari tiga window
ada di lebih dari 50 THz. Namun, saat ini sistem komersial
menggunakan hanya sebagian kecil dari kapasitas yang ada
(1,6 THz).
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 9
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Kekebalan untuk Interferensi Frekuensi Radio
• Kekebalan terhadap interferensi elektromagnetik
(EMI) adalah sifat yang sangat menarik dalam
komunikasi serat optik, khususnya untuk transmisi
microwave. Hal ini karena sinyal tersebut dikirimkan
dalam bentuk cahaya melalui serat.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 10
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Instalasi dan Pemeliharaan Mudah
• Dalam sistem RoF, peralatan yang rumit dan mahal disimpan di headend,
sehingga membuat RAU sederhana. Sebagai contoh, teknik RoF mungkin
menghilangkan kebutuhan untuk peralatan LO dan yang terkait di RAU
tersebut.
• Dalam kasus seperti photodetektor,sebuah RF amplifier, dan sebuah antena
membentuk RAU tersebut. Modulasi dan peralatan switching disimpan di
headend dan digunakan bersama oleh beberapa RAU. Susunan ini
menyebabkan RAU lebih kecil dan ringan, sehingga efektif mengurangi
biaya instalasi dan pemeliharaan sistem.
• Instalasi mudah dan biaya perawatan rendah RAU sangat penting untuk
sistem gelombang mikro, karena RAU yang dibutuhkan dalam jumlah
besar. Dalam aplikasi di mana RAU tidak mudah diakses, penurunan
persyaratan perawatan mengarah ke besarnya penghematan biaya
operasional. Sedikit RAU juga mengakibatkan dampak lingkungan
berkurang.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 11
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Mengurangi Konsumsi Listrik
• Mengurangi konsumsi daya merupakan konsekuensi memiliki RAU
sederhana dengan mengurangi peralatan yang diperlukan. Kebanyakan dari
peralatan yang kompleks disimpan diheadend terpusat. Dalam beberapa
aplikasi, RAU dioperasikan dalam mode pasif. Misalnya, beberapa sistem
Fibre-Radio 5GHz menggunakan pico-sel dapat memiliki RAU yang
beroperasi di mode pasif.
• Mengurangi konsumsi daya di RAU merupakan hal yang penting
mengingat bahwa kadang-kadang RAU ditempatkan di lokasi terpencil,
tidak dicatu oleh jaringan listrik.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 12
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Multi-Operator dan Multi-Service Operation
• RoF menawarkan fleksibilitas sistem operasional. Tergantung pada
generasi teknik microwave, sistem distribusi RoF dapat dibuat signal-
format transparan. Misalnya untuk teknik Intensity Modulation and Direct
Detection (IM-DD) dapat dibuat untuk beroperasi sebagai sistem linier dan
karena itu sebagai sistem yang transparan.
• Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan serat dispersi rendah (SMF)
yang dikombinasikan dengan subcarrier pra-modulasi RF (SCM). Dalam
hal ini, jaringan RoF yang sama dapat digunakan untuk mendistribusikan
multi-operator dan trafik multi-service, menghasilkan penghematan
ekonomi yang besar. Prinsip Optical Frequency Multiplication (OFM) juga
dapat digunakan untuk mencapai multi-serviceoperation dikombinasikan
baik dengan WDM ataupun SCM, karena toleran terhadap dispersi
kromatis.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 13
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 14
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 15
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Alokasi Sumber Daya Dinamis• Selama modulasi, switching, dan fungsi lain RF yang dilakukan pada headend terpusat, mungkin saja
dialokasikan kapasitas dinamis. Misalnya dalam sistem distribusi RoF untuk trafik GSM, kapasitas lebih dapat
dialokasikan ke suatu daerah pada saat peak dan kemudian dialokasikan kembali ke daerah-daerah lainnya ketika
offpeak (Misalnya untuk kawasan perumahan penduduk di malam hari). Hal ini dapat dicapai dengan
mengalokasikan panjang gelombang optik melalui Wavelength Division Multiplexing (WDM) sesuai kebutuhan.
Mengalokasikan kapasitas dinamis muncul sebagai kebutuhan agar menyingkirkan persyaratan untuk
mengalokasikan kapasitas permanen, yang akan menjadi pemborosan sumber daya, dalam kasus di mana beban
trafik sering bervariasi dan dengan margin yang besar.
• Selanjutnya, memiliki headend terpusat memfasilitasi konsolidasi pengolahan sinyal yang lain, fungsi-fungsi
seperti fungsi mobilitas, dan transmisi keragaman makro. Keterbatasan Teknologi RoF Sejak RoF melibatkan
modulasi analog, dan deteksi cahaya,secara fundamental sistem transmisinya analog. Oleh karena itu, muncul
sinyal gangguan seperti noise dan distorsi yang sangat mengganggu dalam sistem RoF. Gangguan ini cenderung
untuk membatasi Noise Figure (NF) dan Dynamic Range (DR) dari link RoF. DR adalah parameter yang sangat
penting bagi sistem komunikasi mobile (seluler) seperti GSM karena daya yang diterima di BS dari Management
Unit bervariasi secara luas (misalnya80dB). Artinya, daya RF yang diterima dari MU yang dekat dengan BS bisa
jauh lebih tinggi dari daya RF yang diterima dari MU yang beberapa kilometer jauhnya, tapi dalam sel yang sama.
Sumber noise di link fiber optik analog meliputi Relative Intensity Noise (RIN) laser, kebisingan fase laser, suara
tembakan dioda, thermal noise amplifier, dan dispersi serat.
• Dalam sistem RoF berbasis Single Mode Fibre (SMF), dispersi kromatik mungkin membatasi panjang link serat dan juga dapat
menyebabkan penurunan keselarasan fase yang mengarah pada peningkatan noise fase RF. Dalam sistem RoF berdasarkan Multi-
Mode Fibre, dispersi modal sangat membatasi ketersediaan link bandwidth dan jarak. Ini harus dinyatakan bahwa meskipun sistem
transmisi RoF sendiri adalah analog, sistem radio yang didistribusikan tidak perlu analog juga,tetapi mungkin menjadi digital
(misalnya WLAN, UMTS), menggunakan bentuk sinyal modulasi komprehensif multi-level seperti xQAM, atau Orthogonal
Frequency Division Multiplexing (OFDM).
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 16
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Prinsip RoF
• Ada beberapa teknik optik untuk menghasilkan dan membawa sinyal microwave
melalui serat. Dengan mempertimbangkan frekuensi dari sinyal RF diumpankan ke
link RoF di headend dibandingkan dengan sinyal yang dihasilkan pada RAU, teknik
RoF dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori, yaitu RF-Over-Fibre (RFoF), IF-
Over- Fibre (IFoF), atau Baseband-Over-Fibre (BBoF). RFoF melibatkan transmisi
dari sinyal RF yang sebenarnya melalui serat. Namun, dalam IFoF dan BBoF sinyal
microwave yang diinginkan dihasilkan di RAU melalui up-conversion dengan suatu
LO, baik yang disediakan secara terpisah di RAU, atau diangkut dari jarak jauh ke
RAU. Oleh karena itu, tergantung pada metode transmisi yang digunakan, mungkin
RAU lebih kompleks atau sederhana. Skema LO terpisah di RAU (yaitu baik BBoF
atau IFoF) dapat menyebabkan RAU lebih mahal, terutama dalam aplikasi
gelombang mikro. Namun demikian, sistem menunjukkan peningkatan sensitivitas
penerima. Menggunakan sinyal IF dari frekuensi 2 GHz, dan sinyal LO frekuensi
27 GHz, tiga skema yang digunakan untuk menghasilkan sinyal RF 29 GHz yang
dimodulasi dengan data 155 Mbps downstream. Ditemukan bahwa skema BBoF
menunjukkan sensitivitas yang lebih baik dari skema IFoF sebesar 4 dB. Disisi lain,
skema IFoF memiliki sensitivitas 2 dB lebih baik dari skema RFoF.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 17
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 18
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Modulasi
• Teknik RoF juga dapat diklasifikasikan dalam hal yang
mendasari modulasi / prinsip deteksi yang digunakan.
• Dalam hal ini, mungkin teknik akan dikelompokkan menjadi
tiga kategori, yaitu Intensity Modulasion-Direct Detection
(IMDD), Remote Heterodyne Detection (RHD), dan teknik
harmonic up-conversion.
• Sistem RFoF berada di bawah kategori IM-DD.
• Sistem IFoF dan BBoF, yang melibatkan penggunaan sebuah
LO di RAU juga dapat menggunakan IM-DD untuk
mengirimkan data baseband atau IF untuk RAU tersebut.
Namun, dalam banyak kasus, skema IFoF dan BBoF
mengandalkan RHD untuk membangkitkan sinyal RF.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 19
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Pembangkitan Sinyal RF oleh Intensity Modulation and
Direct Detection (IM-DD)
• Metode optik paling sederhana untuk mendistribusikan sinyal RF adalah
dengan langsung memodulasi intensitas sumber cahaya dengan sinyal RF
itu sendiri dan kemudian menggunakan deteksi langsung di photodetektor
untuk memulihkan sinyal RF. Metode ini ada dibawah IM-DD, serta
kategori RFoF. Ada dua cara modulasi sumber cahaya. Salah satu cara
adalah membiarkan sinyal RF langsung memodulasi dioda laser di saat
yang sama. Pilihan kedua adalah dengan mengoperasikan laser di mode
continue wave (CW) dan kemudian menggunakan sebuah modulator
eksternal seperti Modulator Mach-Zehnder (MZM),untuk memodulasi
intensitas cahaya.
• Kedua pilihan yang ditunjukkan pada gambar dibawah. Dalam kedua
kasus, sinyal modulasi adalah sinyal RF sebenarnya untuk didistribusikan.
Sinyal RF harus tepat pra-termodulasi dengan data sebelum transmisi.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 20
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Modulasi
• Sinyal RF dibangkitkan oleh Direct Intensity Modulation(a) dari
Laser, (b) Menggunakan Modulator Eksternal
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 21
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Aplikasi
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 22
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Regulasi RoF
• Undang-Undang Nomor 36 tahun 1999, yang terdapat pada pasal 1, menjelaskan
bahwa, Telekomunikasi adalah setiap pemancaran, pengiriman, dan atau
penerimaan dari setiap informasi dalam bentuk tanda, isyarat, tulisan, gambar,
suara, dan bunyi melalui sistem kawat, optik, radio atau sistem elektromagnetik
lainnya.
• IEEE 802.11, Radio over fiber specifications as a solution for future broadband in-
house networks, cell extended with an optical distribution network does not
decrease drastically when the propagation delay increases.
• SDH(G.707-G.803)
Standards for synchronous data transmission over fiber optic networks that are
employed in a significant portion of the telecommunication backbone. The use of
synchronous digital transmission by carriers in their backbone fibre-optic and radio
networks put in place the enabling technology for many of the new broad-band data
services that we take for granted. It not only brought about high-speed gigabit
networks but also simplified access bringing the full benefits of software control in
the form of flexibility and introduction of network management.
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 23
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 24
Radio over Fiber in the Home Area Network
• The number of connected devices in the home increases ,
• The rates necessary between each of them increase too.
• The ultimate goal in home network, and for a provider of telecommuni-
cations like Orange, is to satisfy the demand made by this new services
like remote backup, video conference, video on demand, voice over IP,
data exchange in high-definition …
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 25
Radio over Fiber in the Home Area Network
bed
roo
mChild
ren’sb
edro
om
Parent’s
Kit
chen
Liv
ing
-room
GarageLaptop and Phone
Computer
and NAS
Television and
Games console
• We need high rates in the whole home because the devices and our
home gateway are not necessary in the same room.
Home
Gateway
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 26
Radio over Fiber in the Home Area Network
• The wireless connectivity is generally preferred for the final link to
the device (easy to use and very flexible).
• In the future, IEEE 802.11.ad will be the radio standard to transport
data at very high throughputs (above 1Gbps),
• But, this radio standard has a short range (less than 10m).
How can we enlarge the coverage of the radio signal ?
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
bed
roo
mChild
ren’sb
edro
om
Parent’s
Kit
chen
Liv
ing
-room
Garage
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 27
Two optical fibers (downlink and uplink).
We transport radio signals in their native
format (analogue) on an optical carrier
Remote antenna : converted
electrical signal (radio) to
optical signal, and vice-versa
Radio over Fiber in the Home Area Network
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 28
Radio over Fiber in the Home Area Network
• So, the Radio over Fiber system enlarges the coverage of the radio signal itself. It
consists in transporting the radio signal from wireless devices onto an optical
carrier for distribution over optical fibre to different remote antennas. The optical
link acts as an analogue repeater.
• Transporting the radio signals in their native format, provides the advantage of
remote antenna simplification and transparency to radio layer protocols.
DC
Laser
TEE
PhotodiodeOptical In
Optical Out
ATX
antenna
RX antenna
A
RF Filter
Bias Tee
DC Block
Direct modulation is
simple and low cost.
Automatic Gain Control
The remote antenna has small
size, light weight and low power
consumption.
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 29
Radio over Fiber in the Home Area Network
• Why optical fibers ?
• Only the fiber optic can enlarge the coverage of radio signal transparently.
• It offers a very high bandwidth and low attenuation, thus can transfer the
high rate of the radio over several hundred meters.
• It will be a natural extension of access networks (Fiber To The Home).
• It is the ideal candidate to provide long life-span local networks.
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 30
Radio over Fiber in the Home Area Network
• Besides, the Radio over Fiber optimizes the global spectral efficiency.
• Indeed, power is radiated only in the spot (room) where it is useful.
• We have a full control of the range of radio wave (no trouble of the
radio signals of neighbours, health and hacking concerns).
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 31
Contents
• Radio over Fiber in the Home Area Network
• An example of optical architecture: multipoint-to-multipoint
• Setup and results
• Using the MAC layer for driving the optical infrastructure
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 32
An example of optical architecture:
multipoint-to-multipoint
NxN Splitter
Gateway
+ ONT
bed
roo
mChild
ren’sb
edro
om
Parent’s
Kit
chen
Liv
ing
-room
Garage
Fiber To The Home
Power is radiated only in
the spot where it is useful
(Space) and when it is
necessary (Moment).
Two optical
fibers
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 33
NxN
Splitter
Gateway
+ ONT
RoF 1
RoF 2
RoF 3
RoF 4
RoF 1
RoF 2
RoF 3
RoF 4
RoF 1
RoF 2
RoF 3
RoF 4
RoF 1
RoF 2
RoF 3
RoF 4
Wireless device with
radio chipset
Remote antenna without intelligence
Is equivalent to
An example of optical architecture:
multipoint-to-multipoint
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 34
• Main advantages / disadvantages :
• Self-sufficient system: the distribution of resources managed by the
radio MAC layer.
• No intelligence required: direct communication possible.
• Optical budget should allow the NxN optical splitter (16x16 = 12dB).
• Two optical fibers required per remote antenna.
An example of optical architecture:
multipoint-to-multipoint
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 35
Contents
• The Radio over Fiber in the Home Area Network
• An example of optical architecture: multipoint-to-multipoint
• Setup and results
• Using the radio MAC layer for driving the optical infrastructure
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
Splitter
Gateway
+ ONTb
edro
om
Child
ren’sb
edro
om
Parent’s
Kit
ch
en
Liv
ing
-room
Garage
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 36
Setup and results
Optical splitter ( 8x8 = 9dB )
It behaves as an optical tunnel
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 37
Setup and results
SNR at radio receiver versus distance on the first and
second hop in free space (Optical loss = 11 dB)
Simulation at f = 66GHz
What is the necessary Signal to Noise Ratio to have
when a device receive the radio signal ?
OFDM QPSK : 2 Gbps and BER of 10-11 → 6.5 dB.
OFDM 16QAM : 2 Gbps and BER of 10-11 → 13 dB.
SCBT : no data about the required SNR.
(ECMA 387 / 57-66GHz radio standard)
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 38
Contents
• The Radio over Fiber in the Home Area Network
• An example of optical architecture: multipoint-to-multipoint
• Setup and results
• Using the radio MAC layer for driving the optical infrastructure
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
Splitter
Gateway
+ ONT
bed
roo
mChild
ren’sb
edro
om
Parent’s
Kit
chen
Liv
ing
-room
Garage
Laser ON
MAC monitoring
Signal
Signal
Noise
Noise
Using the radio MAC layer for driving the optical infrastructure
• The lasers that are turned-on without seeing radio data at the input, are
noise for the photodiodes that receive an optical signal from another laser
(copy of the ambient noise by adding the noise of the conversions).
• Interferences : beat between independent light sources.
Slide 39 J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange Labs
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 40
• Bridge : MAC Monitoring signal.
• Only one of the device (e.g. the gateway) demodulates the radio signal,
• Recovers useful data in the radio MAC layer to manage the optical
access (turning-on laser or photodiode),
• Sends instruction to remote antenna by a monitoring signal.
Using the radio MAC layer for driving the optical infrastructure
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 41
Conclusion
• We have shown the feasibility of a wireless network inside the home
with Radio over Fiber for extending the radio coverage.
• Then, the Radio over Fiber optimizes the global spectral efficiency.
• The optical architectures show good results, and need information from
radio MAC Layer to be managed.
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 42
Questions to the group
• What do you think about the concept of Radio over Fiber ?
• Do you think it is an interesting concept ?
• Do you think it is in the scope of 802.11ad standard ?
• Some comments ?
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 43
Thank you
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 44
References
[1] Ultra Broad Band Wireless Home Network based on 60GHz WPANs cells interconnected via RoFM.Huchard, M.Weiss, A.Pizzinat, S.Meyer, P.Guignard, B.CharbonnierInvited paper IEEE Journal of Lightwave Technology
[2] Ultra Wide Band over fibre transparent architecture for high bit-rate home networksA.Pizzinat, F.Payoux, B.Charbonnier, S.Meyer Springer Annals of telecommunication Journal (Special Issue on Home Networking)
[3] RNRT/BILBAO project: first results on Ultra Wide Band over fiberS.Paquelet, S.Mallegol, G.Froc, A.Bisiaux, A.Pizzinat, B.Charbonnier, N.Malhouroux, S.Meyer, F.Payoux, I.Siaud, G.Salingue, D.Morche, H.Jacquinot, S.Bories, C.Algani, AL.Billabert, S.Mazer, JL.Polleux, C.Rumelhard, M.Terré, C.Sillans, Y.Le Guennec, B.Cabon, M.Lourdiane, G.MauryInternational UWB Workshop 2007, Grenoble, France.
[4] Ultra Wide Band Home Networks by Means of a Low Cost Radio-over-MultiMode-Fibre Transparent SystemA.Pizzinat, I.Louriki, B.Charbonnier, S.Meyer, C.Sillans, H.Jaquinot, S.Bories, M.Terré, C.Algani, AL.Billabert, Y.Le Guennec, P.Lombard, G.FrocNetwork and Optical Communications 2008, Krems (Austria), 1-3 July 2008
[5] Optical fiber infrastructures for UWB access and FTTHB.Cabon, Y.Le Guennec, P.Lombard, M.Lourdiane, JM.Duchamp, A.Pizzinat, I.Louriki, B.Charbonnier, F.Payoux, S.Meyer, M.Terré, C.Algani, AL.Billabert, C.Sillans, H.Jaquinot, S.bories, G.FrocISIS workshop, Stokholm, June 2008
[6] Low Cost Transparent Radio-over-Fibre System for UWB Based Home NetworkA.Pizzinat, I.Louriki, B.Charbonnier, F.Payoux, S.Meyer, M.Terré, C.Algani, AL.Billabert, C.Sillans, H.Jaquinot, S.Bories, Y.Le Guennec, G.FrocEuropean Conference on Optical Communications 2008, Bruxelles 21-25 Sept. 2008
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 45
Appendix
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 46
X
LNA HLNAV-386
G = 18 dB
NF = 5.5 dBHBM15X-208
Insertion loss = 8.5 dB
HGV54.5551515-I
57 < FRF < 66 GHz 3 < FFI < 12 GHz
3X Mini-Circuit ZX60-14012L-S+
Gunit = 12 dB
P1dB = 8 dBm
NFunit = 6 dB
CAG2LNA HPA HPA HPA
-60.6
<P<
-10.7 dBm
-42.6
<P<
7.8 dBm
-51.1
<P<
-0.7 dBm
-45.1
<P<
-23.7 dBm
P = -39.5 dBm P = -3.5 dBm
X
HBUC15X-073
Insertion loss = 9 dB
HGV54.5571815-I
HPA
HHPAV-331
G = 20 dB
P1dB = 15 dBm
NF = 8
57 < FRF < 66 GHz
P = -14.25 dBm P = 5.75 dBmP = -5.25 dBm
RoF
P = -6.5 dBm
/2
Vers
détecteur
CAG1
RoF link with FINISAR laser and photodiode
(TOSA HFE6X92-X61 and ROSA HFD6X80-418) :
GRoF = 1.25 dB / NF = 49 dB / Gopt = -2.5 dB
Optical loss = ~9 dB
An experimental setup and the results
doc.: 11-10-0011-00-00ad
Submission
January 2010
J. Guillory, S. Meyer & B. Charbonnier, Orange LabsSlide 47
An experimental setup and the results
SNR at radio receiver versus optical loss, and distance on
the first and second bond in free space.
New results
New amplifier after the photodiode
(G = 12 dB / NF = 6 dB)
Photodiode in différentiel mode
+ Balun
0 2 4 6 8 10 12 14 162
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Optical loss, dB
SN
R, d
B
SNR at RX input for input P1dB
= 15 dBm
10m + 10m
5m + 5m
10m + 5m
5m + 10m
SNRmin 2Gbps
OFDM-16QAM
SNRmin 2Gbps
OFDM-QPSK
8x8 Optical
splitter loss