Са развојем комуникационих мрежа у правцу широкопојасног и мобилности, систем бежичне комуникације са оптичким влакнима (РОФ) интегрише комуникацију оптичким влакнима и бежичну комуникацију, дајући пуну игру предностима широкопојасног и анти-интерференције линија са оптичким влакнима, као и бежичну комуникацију . Погодне и флексибилне функције задовољавају потребе људи за широкопојасним приступом. Рана РОФ технологија је углавном била посвећена пружању услуга бежичног преноса високе фреквенције, као што је пренос путем оптичких влакана милиметарског таласа. Са развојем и зрелошћу РОФ технологије, људи су почели да проучавају хибридне жичане и бежичне мреже преноса, односно системе бежичне комуникације са оптичким влакнима (РОФ) који истовремено пружају жичане и бежичне услуге. Са брзим развојем радио комуникација, недостатак ресурса спектра постаје све израженији. Како побољшати коришћење спектра у условима ограничених бежичних ресурса да би се ублажила контрадикција између понуде и потражње ресурса спектра, постао је проблем који треба решити у области комуникација. Когнитивни радио (ЦР) је интелигентна технологија за дељење спектра. Може ефективно да побољша коришћење ресурса спектра кроз „секундарну употребу“ овлашћеног спектра и постао је жариште истраживања у области комуникација. У 802.11 бежичној локалној мрежи [1], 802.16 градској мрежи [2] и 3Г мобилној комуникационој мрежи [3] почеле су да проучавају примену когнитивне радио технологије за побољшање капацитета система и почеле да проучавају примену РОФ технологија за постизање мешовитог преноса различитих пословних сигнала[4]. Когнитивне радио-базиране бежичне комуникационе мреже са оптичким влакнима које преносе жичане и бежичне сигнале су тренд развоја будућих комуникационих мрежа. Хибридни преносни РОФ систем заснован на когнитивној радио технологији суочава се са многим новим изазовима, као што су дизајн мрежне архитектуре, дизајн протокола слојева, генерисање жичаних и бежичних модулисаних сигнала заснованих на више услуга, управљање мрежом и идентификација модулисаних сигнала.
1 Когнитивна радио технологија
Когнитивни радио је ефикасан начин да се реши недостатак спектра и недовољна искоришћеност спектра. Когнитивни радио је интелигентан бежични комуникациони систем. Осећа искоришћавање спектра околног окружења и прилагођава сопствене параметре адаптивно кроз учење како би постигао ефикасно коришћење. Ресурси спектра и поуздана комуникација. Примена когнитивног радија је кључна технологија за реализацију ресурса спектра од фиксне до динамичке алокације. У когнитивном радио систему, да би се ауторизовани корисник (или постао главни корисник) заштитио од сметњи од стране подређеног корисника (или ЦР корисника), функција детекције спектра је да уочи да ли постоји овлашћени корисник. Корисници когнитивног радија могу привремено да користе фреквенцијски опсег када се прати да се фреквенцијски опсег који користи овлашћени корисник не користи. Када се прати да је фреквенцијски опсег овлашћеног корисника у употреби, корисник ЦР пушта канал овлашћеном кориснику, чиме се обезбеђује да корисник ЦР не омета овлашћеног корисника. Према томе, когнитивна бежична комуникациона мрежа има следеће истакнуте карактеристике: (1) Примарни корисник има апсолутни приоритет приступа каналу. С једне стране, када овлашћени корисник не заузима канал, секундарни корисник има могућност да приступи неактивном каналу; када се примарни корисник поново појави, секундарни корисник треба на време да напусти канал који се користи и врати канал примарном кориснику. С друге стране, када главни корисник заузме канал, подређени корисник може приступити каналу без утицаја на квалитет услуге главног корисника. (2) ЦР комуникациони терминал има функције перцепције, управљања и прилагођавања. Прво, ЦР комуникациони терминал може да перципира фреквентни спектар и окружење канала у радном окружењу, и одреди дељење и алокацију ресурса спектра према одређеним правилима према резултатима детекције; са друге стране, ЦР комуникациони терминал има могућност подешавања радних параметара на мрежи, као што је промена. Параметри преноса као што су фреквенција носиоца и метода модулације могу се прилагодити променама у окружењу. У когнитивним бежичним комуникационим мрежама, детекција спектра је кључна технологија. Често коришћени алгоритми за детекцију спектра укључују детекцију енергије, детекцију усклађеног филтера и методе детекције циклостационарних карактеристика. Ове методе имају своје предности и мане. Перформансе ових алгоритама зависе од претходно добијених информација. Постојећи алгоритми за детекцију спектра су: методи усклађеног филтера, детектора енергије и детектора карактеристика. Усклађени филтер се може применити само када је главни сигнал познат. Детектор енергије се може применити у ситуацији када је главни сигнал непознат, али се његове перформансе погоршавају када се користи кратко време детекције. Зато што је главна идеја детектора карактеристика да користи циклостационарност сигнала за детекцију кроз функцију спектралне корелације. Шум је широк стационарни сигнал и нема корелацију, док је модулисани сигнал корелисан и циклостационаран. Према томе, спектрална корелациона функција може разликовати енергију шума и енергију модулисаног сигнала. У окружењу са неизвесном буком, перформансе детектора карактеристика су боље од детектора енергије. Перформансе детектора карактеристика под ниским односом сигнал-шум су ограничене, имају високу сложеност рачунања и захтевају дуго време посматрања. Ово смањује проток података ЦР система. Са развојем бежичне комуникационе технологије, ресурси спектра постају све напетији. Пошто ЦР технологија може да ублажи овај проблем, ЦР технологији је посвећена пажња у бежичним комуникационим мрежама, а многи стандарди бежичних комуникационих мрежа увели су когнитивну радио технологију. Као што су ИЕЕЕ 802.11, ИЕЕЕ 802.22 и ИЕЕЕ 802.16х. У споразуму 802.16х постоји важан садржај динамичког одабира спектра који олакшава ВиМАКС-ову употребу радио и телевизијских фреквенцијских опсега, а његова основа је технологија детекције спектра. У међународном стандарду ИЕЕЕ 802.11х за бежичне локалне мреже уведена су два важна концепта: избор динамичког спектра (ДФС) и контрола снаге преноса (ТПЦ), а когнитивни радио је примењен на бежичне локалне мреже. У стандарду 802.11и, технологија ортогоналног мултиплексирања са фреквенцијском поделом (ОФДМ) се користи да би се обезбедиле различите опције пропусног опсега, које могу постићи брзо пребацивање ширине опсега. ВЛАН (бежична локална мрежа) системи могу да искористе карактеристике ОФДМ да би избегли избегавање прилагођавањем пропусног опсега и параметара снаге преноса. Ометајте друге кориснике који раде у овом фреквентном опсегу. Пошто бежични систем са оптичким влакнима има предности широког опсега комуникације оптичким влакнима и флексибилних карактеристика бежичне комуникације, он се широко користи. Последњих година пажњу је привукао пренос радиофреквентних когнитивних ВЛАН сигнала у оптичким влакнима. Аутор литературе [5-6] је предложио да се РОФ систем Когнитивни радио сигнали преносе по архитектури, а симулациони експерименти показују да су перформансе мреже побољшане.
2 Архитектура бежичног преносног система заснована на хибридним оптичким влакнима
Да би се задовољиле потребе мултимедијалних услуга за пренос видео записа, нова технологија фибер-то-тхе-хоме (ФФТХ) ће постати врхунска технологија широкопојасног приступа, а пасивна оптичка мрежа (ПОН) је постала фокус пажње када дође оут. Пошто су уређаји који се користе у ПОН мрежи пасивни уређаји, њима није потребно напајање, могу бити имуни на утицај спољашњих електромагнетних сметњи и муња, могу остварити транспарентан пренос услуга и имају високу поузданост система. ПОН мреже углавном укључују пасивне оптичке мреже са временским мултиплексирањем (ТДМ-ПОН) и пасивне оптичке мреже са мултиплексирањем по таласним дужинама (ВДМ-ПОН). У поређењу са ТДМ-ПОН, ВДМ-ПОН има карактеристике ексклузивног корисничког пропусног опсега и високе сигурности, постајући најпотенцијалнија оптичка приступна мрежа у будућности. На слици 1 приказан је блок дијаграм ВДМ-ПОН система.