前篇回顾

在前面我们为大家揭开了RoF（Radio over Fiber）系统的神秘面纱，介绍了它的工作原理和技术优势，RoF系统突破了微波通信领域的“电子瓶颈”，充分融合了光纤传输的优势，在抗电磁干扰，体积，重量，成本，稳定性上表现出无可比拟的优势，近年来得到了研究者的重点关注，并被广泛应用，今天小编带你一起来盘它。

信息技术的发展促进了微波通信和光纤通信的快速发展，微波通信在长距离传输和大容量需求方面的缺陷，促成了微波信号的光纤传输技术，即Radio over Fiber(ROF)技术。因此RoF技术最先也是最广泛的应用领域是光纤通信领域，如室内覆盖、移动基站客栈、宽带无线接入、有线电视等；随着物联网和无人驾驶的发展，RoF技术在车载移动通信中的应用也引起了重视；此外随着微波光子技术的不断发展，RoF技术在微波光子雷达、天文射电望远镜等领域也得到了广泛应用。

1、室内覆盖

   在第二代移动通信系统中，RoF 主要应用于室内覆盖， 典型的例子是在大型购物中心、机场大厅和展览中心等大型建筑中。 这些场所需要较好的信号覆盖和信号质量，而传统的室内和室外对信道的共享会影响信号质量，因此，在室内建立无线基站并 结 合 分 布 天 线 系 统 (Distributed Antenna Systems，DAS)可有效提高覆盖率并增加系统容量。 DAS 使用高频模拟传输系统将微波信号从中心站传输至各个分布天线。 由于 RoF 具有附加损耗低、体积小和重量轻等优点，因此，对于 DAS 传输系统，RoF 技术是一种理想的选择。

                                             

图1 机场大厅

2、基站客栈

RoF 的应用之一是在中心基站和一定数目的小区天线之间进行数据传输。 由于移动通信频谱的限制，运营商普遍采用微小区技术以获得较高的系统容量。 微小区的范围一般为 100~200m，在需要较高容量的区域（比如在人口比较密集的城市）都采用基于 RoF 的微小区技术。

图2 移动基站

3、宽带无线接入

近年来，宽带无线接入技术的研究、实现和应用受到越来越普遍的关注，尽管目前在宽带无线接入技术的应用方面仍存在许多问题，但是，各种迹象表明这一状况正得到迅速的改变。 通过采用 RoF 系统，可以提供高速率、高带宽的无线接入业务，极大地简化了接入端的设计 ，降低了安装和维护的成本。随着宽带接入业务的普及，RoF 将会成为广泛采用的宽带无线接入技术。

4、促进智能驾驶

智能交通系统 (IntelligentTransport System，ITS) 已经广泛地被用于提供交通实况、路况和最佳行驶路线等信息业务等。 根据提供的服务不同，ITS 通信系统具有不同的网络结构。 目前对于ITS的研究主要有以下两类：路际到车辆的通信(Road to Vehicle Comunication，RVC)和车辆内通信(Inter Vehicle Comunication，IVC)。 随着研究的进展，操作于微波波段的 ITS 通信系统受到了广泛的关注。松下公司开发了36GHz的 RoF、RVC 接入系统， 能够宽带接入，并提供多种业务，同时具有安装简单、成本低的特点，展示了 RoF 接入网的优势。

图3 智能驾驶

5、助力轨道交通系统

RoF 技术在高速铁路交通的应用早有报道，例如，在日本该技术不仅用于轨道交通， 而且被应在高速公路的智能交通系统中。 在轨道交通中运用 RoF 技术，利用沿路分布的天线，可以形成沿铁道无缝覆盖的无线网络。 在具体实现上可结合 WiMax 等技术，在每个大基站用 RoF 技术实现射频拉远，提高覆盖面积的有效利用率，并且将切换问题简单化。

图4轨道交通

6、与有线电视系统的融合

有线电视(CATV)业务一直是促使光纤在本地环中应用的有力推动者 ，CATV 网络在数字电视技术尚未发展时期就开始采用光纤取代同轴。 随着数字电视技术的发展和普及，除了固定的 CATV 业务外， 在很多地区 也提出了 移动CATV 业务，同时，不断开展其它宽带广播业务和提供便利的通信服务，如话音和 Internet 接入。 将 RoF 技术与已有的 CATV 网络结合，在利用原有光纤资源基础上，RoF 技术可以实现多种业务的接入，并且具有接入设备简单、组网快捷的特点。 

7、微波光子雷达

雷达是人类进行全天候目标探测与识别的主要手段，多功能、高精度、实时探测一直是雷达研究者追求的目标。这些特性实现的基础都是对宽带微波信号的高速操控，但受限于“电子瓶颈”，宽带信号的产生、控制和处理在传统电子学中极为复杂甚至无法完成。光子技术与生俱来的大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等特性，使其成为突破雷达带宽瓶颈和“照亮雷达未来”的关键使能技术。同时光子系统重量轻、体积小、可集成，可以将雷达系统的体积重量降低数十倍，从而大大减轻飞机、卫星、舰艇等的载荷。因此光子技术的引入有可能改变现有雷达系统的体制，赋予雷达系统更加蓬勃的生命力。

图5 美国DARPA微波光子雷达进展示意图

8、天文射电望远镜

随着光端机带宽、动态范围、噪声系数等性能的不断提高，光纤传输链路在射电天文望远镜中的应用已屡见不鲜。国内外一些高性能的射电望远镜都已采用光纤传输系统，实现高质量的微波信号传输，如美国的Qvens Valley Array, GBT, EVLA，日本的Nobeyama，韩国的KVN等，以及中国自主设计的，世界最大 “天眼”射电望远镜也都通过光纤实现天线与主控制区计算机之间的信号传输。

图6 “天眼”射电望远镜

       可以看出，不论军用还是民用领域，RoF技术都发挥了重要作用，相信随着相关研究人员的不断努力和推动，越来越多的领域都将引入RoF技术。

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