A novel dispersion monitoring technique in W-band radio-over-fiber signals using clustering on asynchronous histograms

Nueva técnica de monitoreo sobre la dispersión en las señales de radio-sobre-fibra en la banda W usando clustering en histogramas asíncronos

Los sistemas de Radio sobre Fibra (RoF), se proponen como una solución prometedora para transmitir señales de radiofrecuencia a altas tasas de transmisión y sobre largas distancias. Algunos estudios proponen el uso de frecuencias portadoras en la banda W (75 - 110 GHz), para lograr transmisiones en el rango de los Gbps. Sin embargo, en este rango de frecuencias la dispersión cromática, se convierte en uno de los principales factores para el incremento de la tasa de error del bit.

Este artículo presenta un nuevo método de monitoreo de la dispersión, basado en histogramas asíncronos para sistemas de RoF. El método planteado cuantifica el nivel de distorsión de la señal de radiofrecuencia, mediante un valor adimensional llamado: factor de dispersión. Dicho factor, se calcula mediante una técnica de agrupamiento, la cual se lleva a cabo usando ajustamiento gaussiano, mediante el algoritmo de máxima esperanza sobre histogramas asíncronos. El monitoreo de la dispersión se realiza sobre una plataforma de simulación, donde se transmiten las señales de radiofrecuencia, empleando modulación No retorno a cero (NRZ) y modulación binaria con desplazamiento de fase (BPSK), sobre 80 km de fibra óptica a 60, 75 y 100 GHz. Así, se estima la tasa de error de bit y se compara con el factor de dispersión; dónde se evidencia que los efectos de la dispersión no son proporcionales al incremento en la frecuencia de la portadora, la velocidad de transmisión y la distancia. El novedoso método de monitoreo, puede ser usado para estimar la viabilidad de los futuros sistemas de telecomunicaciones híbridos, basados en redes de fibra y bajo ciertos parámetros de transmisión tales como: la distancia, el formato de modulación y la frecuencia de la portadora.

Introducción

La convergencia de los servicios alámbricos e inalámbricos sugiere diseñar e implementar plataformas de telecomunicaciones ópticas híbridas que permitan la transmisión de señales de portadoras de radiofrecuencia (RF) desde las oficinas centrales (CO) hasta las estaciones base (BS) a través de la fibra óptica. Los sistemas de radio sobre fibra (RoF) se han propuesto como una solución para transmitir señales de RF a altas velocidades de datos a largas distancias, centralizando los equipos en las OC, superando así la atenuación del espacio libre y reduciendo la complejidad del sistema en las EB (Taniguchi, et al, 2009). Se están realizando importantes esfuerzos en la estandarización de la investigación y el desarrollo para la migración a frecuencias de ondas milimétricas (mmw) (Beas, et al, 2013). En cuanto a la tecnología RoF, se han realizado diversos estudios, como la arquitectura de sistemas RoF full-duplex de 60 GHz, que ha permitido la prestación de servicios inalámbricos convergentes, incluido el acceso a datos inalámbricos multigigabit a través de SSMF de 50 km (Hsueh, et al, 2008) y un sistema WDM-RoF basado en la conversión ascendente remota a lo largo de 125 km (Hsueh, et al, 2012).