Dengan perkembangan jaringan komunikasi menuju broadband dan mobilitas, sistem komunikasi nirkabel serat optik (ROF) mengintegrasikan komunikasi serat optik dan komunikasi nirkabel, memberikan manfaat 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, masyarakat 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 nyata. 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 dipecahkan di bidang komunikasi. Radio kognitif (CR) adalah teknologi berbagi spektrum yang cerdas. Hal ini dapat secara efektif meningkatkan pemanfaatan sumber daya spektrum melalui “penggunaan sekunder” dari spektrum resmi, dan telah menjadi pusat penelitian di bidang komunikasi. Pada jaringan area lokal nirkabel 802.11 [1], jaringan area metropolitan 802.16 [2] dan jaringan komunikasi seluler 3G [3] telah mulai mempelajari penerapan teknologi radio kognitif untuk meningkatkan kapasitas sistem, dan mulai mempelajari penerapan teknologi radio kognitif untuk meningkatkan kapasitas sistem. Teknologi ROF untuk mencapai transmisi campuran sinyal bisnis yang berbeda [4]. Jaringan komunikasi nirkabel serat optik berbasis radio kognitif yang mengirimkan sinyal kabel dan nirkabel merupakan tren perkembangan jaringan komunikasi masa depan. Sistem ROF transmisi hibrida berdasarkan teknologi radio kognitif menghadapi banyak tantangan baru, seperti desain arsitektur jaringan, desain protokol lapisan, pembangkitan sinyal termodulasi kabel dan nirkabel berdasarkan berbagai layanan, manajemen jaringan, dan identifikasi sinyal termodulasi.
1 Teknologi radio kognitif
Radio kognitif adalah cara efektif untuk mengatasi kekurangan spektrum dan kurang dimanfaatkannya spektrum. Radio kognitif adalah sistem komunikasi nirkabel yang cerdas. Ia 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 merupakan teknologi kunci untuk mewujudkan sumber daya spektrum dari alokasi tetap menjadi alokasi dinamis. Dalam sistem radio kognitif, untuk melindungi pengguna yang berwenang (atau menjadi pengguna master) dari gangguan 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 dimonitor bahwa pita frekuensi yang digunakan oleh pengguna yang berwenang tidak digunakan. Ketika dimonitor 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-fitur penting berikut: (1) Pengguna utama memiliki prioritas mutlak untuk mengakses saluran. Di satu sisi, ketika pengguna yang berwenang tidak menempati saluran tersebut, pengguna sekunder memiliki kesempatan untuk mengakses saluran yang tidak aktif; ketika pengguna utama muncul kembali, pengguna sekunder harus keluar dari saluran yang digunakan tepat waktu dan mengembalikan saluran ke pengguna utama. Di sisi lain, ketika pengguna master menempati saluran tersebut, pengguna budak dapat mengakses saluran tersebut tanpa mempengaruhi kualitas layanan pengguna master. (2) Terminal komunikasi CR mempunyai fungsi persepsi, pengelolaan dan penyesuaian. Pertama, terminal komunikasi CR dapat melihat spektrum frekuensi dan lingkungan saluran di lingkungan kerja, serta 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 perubahan. Parameter transmisi seperti frekuensi pembawa dan metode modulasi dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungan. Dalam jaringan komunikasi nirkabel kognitif, penginderaan spektrum adalah teknologi kunci. Algoritme penginderaan spektrum yang umum digunakan mencakup deteksi energi, deteksi filter yang cocok, dan metode deteksi fitur siklostasioner. Cara-cara ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Kinerja algoritma ini bergantung pada informasi sebelumnya yang diperoleh. Algoritma penginderaan spektrum yang ada adalah: metode filter cocok, detektor energi, dan detektor fitur. Filter yang cocok hanya dapat diterapkan bila sinyal utama diketahui. Detektor energi dapat diterapkan pada situasi di mana sinyal utama tidak diketahui, namun kinerjanya menurun bila waktu penginderaan singkat digunakan. Karena ide utama dari pendeteksi fitur adalah menggunakan siklostasioneritas sinyal untuk mendeteksi melalui fungsi korelasi spektral. Noise merupakan sinyal stasioner yang luas dan tidak mempunyai korelasi, sedangkan sinyal termodulasi bersifat berkorelasi dan siklostasioner. Oleh karena itu, fungsi korelasi spektral dapat membedakan energi noise dan energi sinyal termodulasi. Di lingkungan dengan kebisingan yang tidak menentu, kinerja detektor fitur lebih baik dibandingkan dengan detektor energi. Kinerja detektor fitur pada rasio signal-to-noise rendah terbatas, memiliki kompleksitas komputasi yang tinggi, dan memerlukan waktu observasi yang lama. Hal ini mengurangi throughput data sistem CR. Dengan berkembangnya teknologi komunikasi nirkabel, sumber daya spektrum menjadi semakin terbatas. Karena teknologi CR dapat mengatasi masalah ini, teknologi CR telah mendapat perhatian 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, terdapat konten penting dari pemilihan spektrum dinamis untuk memfasilitasi penggunaan pita frekuensi radio dan televisi oleh WiMAX, dan landasannya 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 kontrol daya transmisi (TPC), dan radio kognitif telah diterapkan pada jaringan area lokal nirkabel. Dalam standar 802.11y, teknologi ortogonal pembagian frekuensi multiplexing (OFDM) digunakan untuk menyediakan berbagai pilihan 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 transmisi. Mengganggu pengguna lain yang bekerja di pita frekuensi ini. Karena sistem nirkabel serat optik memiliki keunggulan bandwidth komunikasi serat optik yang lebar dan karakteristik komunikasi nirkabel yang fleksibel, maka sistem ini telah banyak digunakan. Dalam beberapa tahun terakhir, transmisi sinyal WLAN kognitif frekuensi radio dalam serat optik telah menarik perhatian. Penulis literatur [5-6] mengusulkan agar sistem ROF Sinyal radio kognitif ditransmisikan di bawah arsitektur, dan eksperimen simulasi menunjukkan bahwa kinerja jaringan telah ditingkatkan.
2 Arsitektur sistem transmisi nirkabel serat optik hybrid berbasis ROF
Untuk memenuhi kebutuhan layanan multimedia untuk transmisi video, fiber-to-the-home (FFTH) yang sedang berkembang akan menjadi teknologi akses broadband terbaik, dan jaringan optik pasif (PON) telah menjadi fokus perhatian begitu hadir. keluar. Karena perangkat yang digunakan dalam jaringan PON merupakan perangkat pasif, tidak memerlukan catu daya, kebal terhadap pengaruh interferensi elektromagnetik eksternal dan petir, dapat mencapai transmisi layanan yang transparan, dan memiliki keandalan sistem yang tinggi. Jaringan PON terutama mencakup jaringan optik pasif multipleksing pembagian waktu (TDM-PON) dan jaringan optik pasif multipleksing pembagian 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.