S razvojem komunikacijskih mreža prema širokopojasnom pristupu i mobilnosti, bežični komunikacijski sustav optičkih vlakana (ROF) integrira komunikaciju optičkim vlaknima i bežičnu komunikaciju, dajući punu prednost prednostima širokopojasnog pristupa i zaštite od smetnji optičkih vlakana, kao i bežične komunikacije .Praktične i fleksibilne značajke zadovoljavaju potražnju ljudi za širokopojasnim internetom.Rana ROF tehnologija bila je uglavnom posvećena pružanju visokofrekventnih usluga bežičnog prijenosa, kao što je prijenos milimetarskim valovima optičkim vlaknima.S razvojem i zrelošću ROF tehnologije, ljudi su počeli proučavati hibridne žičane i bežične prijenosne mreže, odnosno bežične komunikacijske sustave s optičkim vlaknima (ROF) koji pružaju žičane i bežične usluge u isto vrijeme.Naglim razvojem radiokomunikacija sve je više dolazio do izražaja nedostatak resursa spektra.Kako poboljšati korištenje spektra u uvjetima ograničenih bežičnih resursa kako bi se ublažila kontradikcija između ponude i potražnje spektralnih resursa postao je problem koji treba riješiti u području komunikacija.Kognitivni radio (CR) je inteligentna tehnologija dijeljenja spektra.Može učinkovito poboljšati korištenje resursa spektra kroz "sekundarnu upotrebu" ovlaštenog spektra i postao je žarište istraživanja u području komunikacija.U 802.11 bežičnoj lokalnoj mreži [1], 802.16 gradskoj mreži [2] i 3G mobilnoj komunikacijskoj mreži [3] počeli su proučavati primjenu kognitivne radio tehnologije za poboljšanje kapaciteta sustava i počeli su proučavati primjenu ROF tehnologija za postizanje miješanog prijenosa različitih poslovnih signala[ 4].Kognitivne radijske bežične komunikacijske mreže s optičkim vlaknima koje prenose žičane i bežične signale trend su razvoja budućih komunikacijskih mreža.Hibridni prijenosni ROF sustav temeljen na kognitivnoj radijskoj tehnologiji suočava se s mnogim novim izazovima, poput dizajna mrežne arhitekture, dizajna slojnog protokola, generiranja žičnih i bežičnih moduliranih signala na temelju višestrukih usluga, upravljanja mrežom i identifikacije moduliranih signala.
1 Kognitivna radio tehnologija
Kognitivni radio učinkovit je način rješavanja nedostatka spektra i nedovoljne iskorištenosti spektra.Kognitivni radio je inteligentni bežični komunikacijski sustav.Osjeća iskorištenost spektra okolnog okruženja i adaptivno prilagođava vlastite parametre kroz učenje kako bi se postigla učinkovita iskorištenost.Resursi spektra i pouzdana komunikacija.Primjena kognitivnog radija ključna je tehnologija za realizaciju resursa spektra od fiksne dodjele do dinamičke dodjele.U kognitivnom radijskom sustavu, kako bi se ovlašteni korisnik (ili postao glavni korisnik) zaštitio od smetnji podređenog korisnika (ili CR korisnika), funkcija očitavanja spektra je uočiti postoji li ovlašteni korisnik.Korisnici kognitivnog radija mogu privremeno koristiti frekvencijski pojas kada se utvrdi da se frekvencijski pojas koji koristi ovlašteni korisnik ne koristi.Kada se prati da je frekvencijski pojas ovlaštenog korisnika u upotrebi, CR korisnik pušta kanal ovlaštenom korisniku, čime osigurava da CR korisnik ne ometa ovlaštenog korisnika.Stoga kognitivna bežična komunikacijska mreža ima sljedeće istaknute značajke: (1) Primarni korisnik ima apsolutni prioritet za pristup kanalu.S jedne strane, kada ovlašteni korisnik ne zauzima kanal, sekundarni korisnik ima priliku pristupiti neaktivnom kanalu;kada se primarni korisnik ponovno pojavi, sekundarni korisnik treba na vrijeme izaći iz kanala koji se koristi i vratiti kanal primarnom korisniku.S druge strane, kada glavni korisnik zauzme kanal, podređeni korisnik može pristupiti kanalu bez utjecaja na kvalitetu usluge glavnog korisnika.(2) CR komunikacijski terminal ima funkcije percepcije, upravljanja i prilagodbe.Prvo, CR komunikacijski terminal može percipirati frekvencijski spektar i okruženje kanala u radnom okruženju, te odrediti dijeljenje i dodjelu resursa spektra prema određenim pravilima prema rezultatima detekcije;s druge strane, CR komunikacijski terminal ima mogućnost online podešavanja radnih parametara, kao što je promjena Parametri prijenosa kao što su frekvencija nositelja i metoda modulacije mogu se prilagoditi promjenama u okruženju.U kognitivnim bežičnim komunikacijskim mrežama, očitavanje spektra je ključna tehnologija.Često korišteni algoritmi za očitavanje spektra uključuju detekciju energije, detekciju usklađenog filtra i metode detekcije ciklostacionarnih karakteristika.Ove metode imaju svoje prednosti i nedostatke.Izvedba ovih algoritama ovisi o prethodno dobivenim informacijama.Postojeći algoritmi za očitavanje spektra su: metode usklađenog filtra, detektora energije i detektora značajki.Usklađeni filtar može se primijeniti samo kada je poznat glavni signal.Detektor energije može se primijeniti u situaciji kada je glavni signal nepoznat, ali njegove performanse se pogoršavaju kada se koristi kratko vrijeme detekcije.Budući da je glavna ideja detektora značajki korištenje ciklostacionarnosti signala za detekciju kroz funkciju spektralne korelacije.Šum je široki stacionarni signal i nema korelacije, dok je modulirani signal koreliran i ciklostacionaran.Stoga funkcija spektralne korelacije može razlikovati energiju šuma i energiju moduliranog signala.U okruženju s nesigurnim šumom, performanse detektora karakteristika su bolje od onih detektora energije.Učinkovitost detektora značajki pri niskom omjeru signala i šuma je ograničena, ima visoku računsku složenost i zahtijeva dugo vrijeme promatranja.To smanjuje propusnost podataka CR sustava.S razvojem bežične komunikacijske tehnologije resursi spektra postaju sve napetiji.Budući da CR tehnologija može ublažiti ovaj problem, CR tehnologiji je posvećena pozornost u bežičnim komunikacijskim mrežama, a mnogi bežični komunikacijski mrežni standardi uveli su kognitivnu radio tehnologiju.Kao što su IEEE 802.11, IEEE 802.22 i IEEE 802.16h.U 802.16h sporazumu postoji važan sadržaj dinamičkog odabira spektra kako bi se olakšala WiMAX-ova upotreba radijskih i televizijskih frekvencijskih pojaseva, a njegov temelj je tehnologija očitavanja spektra.U međunarodnom standardu IEEE 802.11h za bežične lokalne mreže uvedena su dva važna koncepta: dinamički odabir spektra (DFS) i kontrola snage prijenosa (TPC), a kognitivni radio primijenjen je na bežične lokalne mreže.U standardu 802.11y, tehnologija ortogonalnog frekvencijskog multipleksiranja (OFDM) koristi se za pružanje različitih opcija propusnosti, čime se može postići brzo prebacivanje propusnosti.WLAN (bežična lokalna mreža) sustavi mogu iskoristiti karakteristike OFDM-a kako bi izbjegli izbjegavanje podešavanjem propusnosti i parametara snage prijenosa.Ometati druge korisnike koji rade u ovom frekvencijskom pojasu.Budući da bežični sustav s optičkim vlaknima ima prednosti široke komunikacijske širine optičkih vlakana i fleksibilnih karakteristika bežične komunikacije, naširoko se koristi.Posljednjih godina pozornost je privukao prijenos radiofrekventnih kognitivnih WLAN signala u optičkim vlaknima.Autor literature [5-6] predložio je da se ROF sustav kognitivnih radio signala prenosi unutar arhitekture, a simulacijski eksperimenti pokazuju da je izvedba mreže poboljšana.
2 Arhitektura bežičnog prijenosnog sustava hibridnih optičkih vlakana temeljena na ROF-u
Kako bi se zadovoljile potrebe multimedijskih usluga za prijenos videa, novonastala fiber-to-the-home (FFTH) postat će ultimativna tehnologija širokopojasnog pristupa, a pasivna optička mreža (PON) postala je središte pozornosti nakon što se pojavi van.Budući da su uređaji koji se koriste u PON mreži pasivni uređaji, ne trebaju napajanje, mogu biti imuni na utjecaj vanjskih elektromagnetskih smetnji i munja, mogu ostvariti transparentan prijenos usluga i imaju visoku pouzdanost sustava.PON mreže uglavnom uključuju pasivne optičke mreže s vremenskim multipleksiranjem (TDM-PON) i pasivne optičke mreže s multipleksiranjem po valnim duljinama (WDM-PON).U usporedbi s TDM-PON-om, WDM-PON ima karakteristike korisničke ekskluzivne propusnosti i visoke sigurnosti, postajući najpotencijalnija optička pristupna mreža u budućnosti.Slika 1 prikazuje blok dijagram WDM-PON sustava.