Hispanopedia WikiLa transmisión de radio sobre fibra (RoF) o RF sobre fibra (RFoF) se refiere a una tecnología mediante la cual la luz se modula con una señal de radiofrecuencia y se transmite a través de un enlace de fibra óptica . Las principales ventajas técnicas de utilizar enlaces de fibra óptica son menores pérdidas de transmisión y una menor sensibilidad al ruido y a las interferencias electromagnéticas en comparación con la transmisión de señales totalmente eléctricas.
Las aplicaciones abarcan desde la transmisión de señales de radio móviles ( 3G , 4G , 5G y WiFi) y la transmisión de señales de televisión por cable ( CATV ) hasta la transmisión de señales de radiofrecuencia en banda L en estaciones terrestres para comunicaciones por satélite .
Ventaja general
Baja atenuación
Las señales transmitidas por fibra óptica se atenúan mucho menos que a través de otros medios como cables metálicos o medios inalámbricos. [ 1 ] Al utilizar fibra óptica, las señales de radio pueden cubrir mayores distancias de transmisión, lo que reduce la necesidad de repetidores o amplificadores adicionales.
Aplicaciones
Comunicaciones inalámbricas
En el ámbito de las comunicaciones inalámbricas, una aplicación principal es facilitar el acceso inalámbrico , como 5G y WiFi simultáneamente desde la misma antena. [ 2 ] En otras palabras, las señales de radio se transmiten a través de un cable de fibra óptica. De este modo, una sola antena puede recibir todas las señales de radio (5G, WiFi, celular, etc.) transmitidas a través de un único cable de fibra hasta una ubicación central donde el equipo las convierte; esto contrasta con el método tradicional en el que cada tipo de protocolo (5G, WiFi, celular) requiere un equipo independiente en la ubicación de la antena. [ 2 ]
Aunque la transmisión de radio por fibra óptica se utiliza para múltiples propósitos, como en las redes de televisión por cable (CATV) y en las estaciones base de satélite , el término RoF se suele aplicar cuando se utiliza para el acceso inalámbrico.
En los sistemas RoF, las señales inalámbricas se transportan ópticamente entre una estación central y un conjunto de estaciones base antes de ser irradiadas por el aire. Cada estación base está adaptada para comunicarse mediante un enlace de radio con al menos una estación móvil de usuario ubicada dentro del alcance de dicha estación base. La ventaja es que el equipo para Wi-Fi, 5G y otros protocolos puede centralizarse en un solo lugar, con antenas remotas conectadas mediante fibra óptica que dan servicio a todos los protocolos. Esto reduce considerablemente el coste de equipo y mantenimiento de la red. [ 2 ]
La tecnología RoF permite la convergencia de redes fijas y móviles.
Los sistemas de transmisión RoF se clasifican generalmente en dos categorías principales ( RF sobre fibra ; IF sobre fibra ) dependiendo del rango de frecuencia de la señal de radio que se va a transportar.
- a) En la arquitectura RF sobre fibra , una señal de RF (radiofrecuencia) portadora de datos de alta frecuencia se superpone a una señal de onda luminosa antes de ser transportada a través del enlace óptico . Por lo tanto, las señales inalámbricas se distribuyen ópticamente a las estaciones base directamente a altas frecuencias y se convierten del dominio óptico al eléctrico en las estaciones base antes de ser amplificadas e irradiadas por una antena. Como resultado, no se requiere conversión de frecuencia ascendente ni descendente en las distintas estaciones base, lo que permite una implementación sencilla y bastante rentable en las estaciones base. [ 2 ]
- b) En la arquitectura IF sobre fibra , se utiliza una señal de radio de frecuencia intermedia (FI ) con una frecuencia menor para modular la luz antes de transmitirla a través del enlace óptico. Por lo tanto, antes de irradiarse por el aire, la señal debe convertirse a radiofrecuencia (RF) en la estación base.
Acceso a zonas muertas
Una aplicación importante de RoF es su uso para proporcionar cobertura inalámbrica en áreas donde no es posible un enlace de retorno inalámbrico . Estas zonas pueden ser áreas dentro de una estructura, como un túnel, áreas detrás de edificios, lugares montañosos o áreas aisladas como selvas.
FTTA (Fibra hasta la antena)
Al utilizar una conexión óptica directamente a la antena, el proveedor del equipo puede obtener varias ventajas, como bajas pérdidas de línea, inmunidad a rayos/descargas eléctricas y una complejidad reducida de la estación base al conectar un convertidor óptico-eléctrico (O/E) ligero directamente a la antena. [ 3 ]
Ventajas de las comunicaciones inalámbricas
Baja complejidad
RoF utiliza el concepto de estación remota (ER). Esta estación consta únicamente de un convertidor óptico-eléctrico (O/E) (y un convertidor de frecuencia opcional), amplificadores y la antena. Esto permite centralizar la gestión de recursos y compartir los circuitos de generación de señal de la estación base entre varias estaciones remotas, simplificando así la arquitectura.
Menor costo
Una estructura más simple de la estación base remota implica un menor costo de infraestructura, un menor consumo de energía por parte de los dispositivos y un mantenimiento más sencillo, lo que contribuye a reducir el costo total de instalación y mantenimiento. También se puede lograr una mayor reducción mediante el uso de fibra óptica de polímero de índice gradual (GIPOF) de bajo costo [ 3 ].
Preparado para el futuro
Las fibras ópticas están diseñadas para manejar velocidades de gigabits por segundo, lo que significa que podrán manejar las velocidades que ofrecerán las futuras generaciones de redes durante los próximos años. La tecnología RoF también es transparente en cuanto a protocolo y velocidad de bits, por lo que puede emplearse con cualquier tecnología actual y futura. [ 2 ] [ 4 ] También se han propuesto nuevas técnicas RoF que admiten servicios inalámbricos habilitados para MIMO , en particular los estándares móviles 4G/5G y WLAN 802.11. [ 5 ]
Comunicaciones por satélite
En comunicaciones por satélite, la tecnología RF sobre fibra se emplea para transmitir, principalmente señales de RF en la banda L (de 950 MHz a 2150 MHz), entre una sala de control central y una antena satelital en una estación terrestre . De esta manera, se puede centralizar el equipo de alta frecuencia y reemplazar los cables coaxiales pesados, costosos y con altas pérdidas. [ 6 ] Normalmente, esta tecnología RF sobre fibra se considera para distancias de transmisión a partir de unos 50 metros. Con el uso de sistemas DWDM RF sobre fibra, incluso se posibilita la transmisión bidireccional de baja pérdida de múltiples señales de RF a través de una sola fibra óptica con distancias de transmisión de hasta 100 km.
Diversidad de estaciones terrestres en banda K en comunicaciones por satélite
Los sistemas de comunicación por satélite de última generación, con las velocidades de datos más altas, operan en la banda K a . Dado que la calidad de la transmisión en las frecuencias de la banda K a depende en gran medida de las condiciones meteorológicas, es necesario planificar y seleccionar cuidadosamente las configuraciones de sistema adecuadas. En las configuraciones de diversidad de sitios en la banda K a, la transmisión de la señal se redirige desde el sitio principal a un sitio diverso en caso de condiciones meteorológicas adversas. Estas configuraciones de diversidad de sitios suelen basarse en sistemas de transmisión DWDM RF sobre fibra, ya que son las soluciones más rentables y garantizan una buena calidad de señal. [ 6 ] [ 7 ]
Televisión por cable
Una aplicación común de la transmisión de RF por fibra óptica es en sistemas de televisión por cable. Los proveedores de contenido pueden transmitir toda su programación de canales CATV a través de un único cable de fibra óptica, ya que de esta forma pueden transportar la señal a lo largo de cientos de kilómetros. El proceso es el siguiente: una señal eléctrica de RF, generalmente en el rango de 54 a 870 MHz, se convierte en luz modulada mediante óptica láser de RF de 1310 nm o 1550 nm. La luz viaja por fibra monomodo hasta el receptor de RF de fibra óptica, donde se vuelve a convertir en RF eléctrica. La RF eléctrica se conecta directamente a un televisor o decodificador. La longitud de onda de 1550 nm es más popular debido a sus menores pérdidas en la fibra y a que, mediante el uso de un amplificador de fibra óptica conocido como EDFA, es posible extender la distancia de transmisión. La señal de 1310 nm pierde aproximadamente 0,35 dB/km de señal óptica, mientras que la de 1550 nm solo pierde 0,25 dB/km. El margen óptico entre el transmisor y el receptor varía según la potencia del transmisor y la sensibilidad del receptor.
Despliegue
En abril de 2012, AT&T tenía 3000 sistemas desplegados en Estados Unidos en lugares como estadios, centros comerciales y dentro de edificios. [ 2 ] "Seguimos avanzando de forma muy agresiva en la distribución de las soluciones de sistemas de antenas", dijo el director ejecutivo Randall Stephenson en 2012. [ 2 ]
En China, los sistemas se están implementando ampliamente en zonas industriales, puertos, hospitales y supermercados. [ 2 ] Existen planes para expandirlos a zonas rurales a lo largo de las líneas ferroviarias y a nuevos espacios de construcción residencial y comercial. [ 2 ] Se cree que China será el principal usuario de esta tecnología, lo que reducirá el costo de los equipos. [ 2 ]
Implementaciones
El Very Large Array de Nuevo México fue uno de los primeros sistemas de radiofrecuencia en pasarse al uso de fibra óptica en lugar de cable coaxial y guías de onda .
Referencias
- ↑ M. Vidmar, “Comunicaciones por fibra óptica: Componentes y sistemas”. Archivado el 1 de junio de 2016 en Wayback Machine , Informacije MIDEM, vol. 31, n.º 4, 2001.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hal Hodson (15 de septiembre de 2012). "Lo cableado es lo nuevo inalámbrico". New Scientist .
- 1 2 A. Ng'oma, “Tecnología de radio sobre fibra para sistemas de comunicación inalámbrica de banda ancha” , Tesis doctoral, Universidad Tecnológica de Eindhoven , Eindhoven, 2005
- ↑ Hoon Kim (2005) Tecnología de radio sobre fibra para servicios de comunicación inalámbrica , Samsung Electronics
- ↑ GSD Gordon, "Demostración de viabilidad de un sistema de antenas distribuidas de radio sobre fibra con multiplexación por división de modos y capacidad MIMO" , IEEE Journal of Lightwave Technology, vol. 32, n.º 20, págs. 3521-3528, octubre de 2014.
- 1 2 "Maximización del tiempo de actividad de la red en banda Ka mediante la diversidad de estaciones terrestres" (PDF) . Vía satélite . Octubre/noviembre de 2015.
- ↑ "Diversidad en banda Ka - DEV-Systemtechnik" . www.dev-systemtechnik.com . Consultado el 24 de octubre de 2017 .
- "RF sobre fibra" . Global Foxcom .
- fibra óptica
- Tecnología de radio