Dengan pengembangan jaringan komunikasi menuju broadband dan mobilitas, sistem komunikasi nirkabel serat optik (ROF) mengintegrasikan komunikasi serat optik dan komunikasi nirkabel, memberikan keuntungan penuh dari broadband dan anti-interferensi jalur serat optik, serta komunikasi nirkabel .Fitur yang nyaman dan fleksibel memenuhi permintaan masyarakat akan broadband.Teknologi ROF awal terutama didedikasikan untuk menyediakan layanan transmisi nirkabel frekuensi tinggi, seperti transmisi serat optik gelombang milimeter.Dengan perkembangan dan kematangan teknologi ROF, orang mulai mempelajari jaringan transmisi kabel dan nirkabel hybrid, yaitu sistem komunikasi nirkabel serat optik (ROF) yang menyediakan layanan kabel dan nirkabel pada saat yang bersamaan.Dengan pesatnya perkembangan komunikasi radio, kekurangan sumber daya spektrum menjadi semakin menonjol.Bagaimana meningkatkan pemanfaatan spektrum dalam kondisi sumber daya nirkabel yang terbatas untuk mengurangi kontradiksi antara pasokan dan permintaan sumber daya spektrum telah menjadi masalah yang harus diselesaikan di bidang komunikasi.Radio kognitif (CR) adalah teknologi berbagi spektrum cerdas.Ini dapat secara efektif meningkatkan pemanfaatan sumber daya spektrum melalui "penggunaan sekunder" dari spektrum resmi, dan telah menjadi hotspot penelitian di bidang komunikasi.Pada jaringan area lokal nirkabel 802.11 [1], jaringan area metropolitan 802.16 [2] dan jaringan komunikasi seluler 3G [3] sudah mulai mempelajari penerapan teknologi radio kognitif untuk meningkatkan kapasitas sistem, dan mulai mempelajari penerapan teknologi Teknologi ROF untuk mencapai transmisi campuran dari sinyal bisnis yang berbeda[4].Jaringan komunikasi nirkabel serat optik berbasis radio kognitif yang mentransmisikan sinyal kabel dan nirkabel merupakan tren perkembangan jaringan komunikasi masa depan.Sistem ROF transmisi hybrid berdasarkan teknologi radio kognitif menghadapi banyak tantangan baru, seperti desain arsitektur jaringan, desain protokol lapisan, pembangkitan sinyal termodulasi kabel dan nirkabel berdasarkan beberapa layanan, manajemen jaringan, dan identifikasi sinyal termodulasi.
1 Teknologi radio kognitif
Radio kognitif adalah cara yang efektif untuk mengatasi kekurangan spektrum dan pemanfaatan spektrum yang kurang.Radio kognitif adalah sistem komunikasi nirkabel cerdas.Ini merasakan pemanfaatan spektrum lingkungan sekitar dan menyesuaikan parameternya sendiri secara adaptif melalui pembelajaran untuk mencapai pemanfaatan yang efektif.Sumber daya spektrum dan komunikasi yang andal.Penerapan radio kognitif adalah teknologi kunci untuk mewujudkan sumber daya spektrum dari alokasi tetap ke alokasi dinamis.Dalam sistem radio kognitif, untuk melindungi pengguna resmi (atau menjadi pengguna utama) dari interferensi dari pengguna budak (atau pengguna CR), fungsi penginderaan spektrum adalah untuk mengetahui apakah ada pengguna yang berwenang.Pengguna radio kognitif dapat menggunakan pita frekuensi untuk sementara ketika dipantau bahwa pita frekuensi yang digunakan oleh pengguna yang berwenang tidak digunakan.Ketika dipantau bahwa pita frekuensi pengguna yang berwenang sedang digunakan, pengguna CR melepaskan saluran ke pengguna yang berwenang, sehingga memastikan bahwa pengguna CR tidak mengganggu pengguna yang berwenang.Oleh karena itu, jaringan komunikasi nirkabel kognitif memiliki fitur yang menonjol sebagai berikut: (1) Pengguna utama memiliki prioritas mutlak untuk mengakses saluran.Di satu sisi, ketika pengguna yang sah tidak menempati saluran, pengguna sekunder memiliki kesempatan untuk mengakses saluran yang tidak digunakan;ketika pengguna utama muncul kembali, pengguna sekunder harus keluar dari saluran yang digunakan pada waktunya dan mengembalikan saluran ke pengguna utama.Di sisi lain, ketika pengguna master menempati saluran, pengguna budak dapat mengakses saluran tanpa mempengaruhi kualitas layanan pengguna master.(2) Terminal komunikasi CR memiliki fungsi persepsi, manajemen, dan penyesuaian.Pertama, terminal komunikasi CR dapat melihat spektrum frekuensi dan lingkungan saluran di lingkungan kerja, dan menentukan pembagian dan alokasi sumber daya spektrum menurut aturan tertentu sesuai dengan hasil deteksi;di sisi lain, terminal komunikasi CR memiliki kemampuan untuk menyesuaikan parameter kerja secara online, seperti mengubah parameter transmisi seperti frekuensi pembawa dan metode modulasi dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungan.Dalam jaringan komunikasi nirkabel kognitif, penginderaan spektrum adalah teknologi kunci.Algoritma penginderaan spektrum yang umum digunakan termasuk deteksi energi, deteksi filter yang cocok, dan metode deteksi fitur cyclostationary.Cara-cara tersebut memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.Kinerja algoritma ini tergantung pada informasi sebelumnya yang diperoleh.Algoritma penginderaan spektrum yang ada adalah: filter yang cocok, detektor energi, dan metode detektor fitur.Filter yang cocok hanya dapat diterapkan ketika sinyal utama diketahui.Detektor energi dapat diterapkan pada situasi di mana sinyal utama tidak diketahui, tetapi kinerjanya memburuk ketika waktu penginderaan yang singkat digunakan.Karena ide utama dari fitur detektor adalah menggunakan sinyal cyclostationarity untuk mendeteksi melalui fungsi korelasi spektral.Noise adalah sinyal stasioner yang luas dan tidak memiliki korelasi, sedangkan sinyal termodulasi berkorelasi dan siklostasioner.Oleh karena itu, fungsi korelasi spektral dapat membedakan energi noise dan energi sinyal termodulasi.Di lingkungan dengan kebisingan yang tidak pasti, kinerja detektor fitur lebih baik daripada detektor energi.Kinerja detektor fitur di bawah rasio signal-to-noise yang rendah terbatas, memiliki kompleksitas komputasi yang tinggi, dan membutuhkan waktu pengamatan yang lama.Ini mengurangi throughput data sistem CR.Dengan perkembangan teknologi komunikasi nirkabel, sumber daya spektrum menjadi semakin tegang.Karena teknologi CR dapat mengatasi masalah ini, teknologi CR telah diperhatikan dalam jaringan komunikasi nirkabel, dan banyak standar jaringan komunikasi nirkabel telah memperkenalkan teknologi radio kognitif.Seperti IEEE 802.11, IEEE 802.22 dan IEEE 802.16h.Dalam perjanjian 802.16h, ada konten penting dari pemilihan spektrum dinamis untuk memfasilitasi penggunaan pita frekuensi radio dan televisi WiMAX, dan dasarnya adalah teknologi penginderaan spektrum.Dalam standar internasional IEEE 802.11h untuk jaringan area lokal nirkabel, dua konsep penting telah diperkenalkan: pemilihan spektrum dinamis (DFS) dan kendali daya pancar (TPC), dan radio kognitif telah diterapkan pada jaringan area lokal nirkabel.Dalam standar 802.11y, teknologi orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) digunakan untuk menyediakan berbagai opsi bandwidth, yang dapat mencapai peralihan bandwidth yang cepat.Sistem WLAN (jaringan area lokal nirkabel) dapat memanfaatkan karakteristik OFDM untuk menghindari penghindaran dengan menyesuaikan bandwidth dan parameter daya pancar.Mengganggu pengguna lain yang bekerja di pita frekuensi ini.Karena sistem nirkabel serat optik memiliki kelebihan bandwidth komunikasi serat optik yang lebar dan karakteristik komunikasi nirkabel yang fleksibel, maka telah banyak digunakan.Dalam beberapa tahun terakhir, transmisi sinyal WLAN kognitif frekuensi radio dalam serat optik telah menarik perhatian.Penulis literatur [5-6] mengusulkan bahwa sinyal radio kognitif sistem ROF ditransmisikan di bawah arsitektur, dan percobaan simulasi menunjukkan bahwa kinerja jaringan telah ditingkatkan.
2 Arsitektur sistem transmisi nirkabel serat optik hibrida berbasis ROF
Untuk memenuhi kebutuhan layanan multimedia untuk transmisi video, fiber-to-the-home (FFTH) yang baru muncul akan menjadi teknologi akses broadband utama, dan jaringan optik pasif (PON) telah menjadi fokus perhatian begitu hadir. keluar.Karena perangkat yang digunakan dalam jaringan PON adalah perangkat pasif, mereka tidak memerlukan catu daya, dapat kebal terhadap pengaruh interferensi elektromagnetik eksternal dan kilat, dapat mencapai transmisi layanan yang transparan, dan memiliki keandalan sistem yang tinggi.Jaringan PON terutama mencakup jaringan optik pasif multiplexing divisi waktu (TDM-PON) dan jaringan optik pasif multiplexing divisi panjang gelombang (WDM-PON).Dibandingkan dengan TDM-PON, WDM-PON memiliki karakteristik bandwidth eksklusif pengguna dan keamanan tinggi, menjadi jaringan akses optik paling potensial di masa depan.Gambar 1 menunjukkan diagram blok sistem WDM-PON.