Přenos milimetrových vln po optickém vlákně a volném prostoru

Abstract

V současnosti se rozvoj sítí soustředí na 5G technologii, která se rozšiřuje jak v pásmu FR1 (do 6 GHz), tak i v perspektivním pásmu FR2 (6 až 71 GHz) kvůli potřebě vyšších přenosových rychlostí a nižších latencí. Pro efektivní využití 5G a potenciálně i budoucích 6G sítí v pásmu FR2 je nutné zahušťování buněk, aby se kompenzoval vysoký útlum volného prostoru v rádiovém kanálu. V mé práci zkoumám možnosti rozšíření a centralizace infrastruktury 5G sítí pomocí optických vláken a volného prostoru optických technologií (free space optics) pro fronthaul. Zahrnuji také studii vlastností a možných rušivých jevů, které mohou ovlivnit takové sítě, jako jsou SNR (signal-to-noise ratio), dynamický rozsah, fázový šum a atmosférické turbulence. Toho dosahuji použitím přímých i nepřímých modulací laserů, včetně použití elektroabsorpčních modulátorů, Mach-Zehnderových modulátorů (MZM) a fotonického násobení frekvencí.

Currently, the development of networks is focused on 5G technology, which is expanding in both the FR1 band (up to 6GHz) and the prospective FR2 band (6 to 71 GHz), due to the need for higher data transmission speeds and lower latencies. For effective utilization of 5G and potentially future 6G networks in the FR2 band, a densification of cells is necessary to compensate for the high free-space loss in the radio channel. In my work, I explore the possibilities of expanding and centralizing the infrastructure of 5G networks using fiber optics and free space optical technologies for fronthaul. I also include a study of characteristics and potential disruptive phenomena that can affect such networks, such as SNR (signal-to-noise ratio), dynamic range, phase noise, and atmospheric turbulences. This is achieved using both direct and indirect laser modulations, including the use of Electro-Absorption modulators(EAM), Mach-Zehnder modulators (MZM), and photonic frequency multiplication.