Semi-structured interviews with consumers

Los enlaces RoF que modulan la fase (PM) requieren un receptor óptico coherente combinados con módulos de Procesamiento Digital de Señales (DSP) para la detección y la demodulación de señales lineales. La detección coherente en sistemas ópticos ha sido demostrada para realizar la demodulación de señales lineales de MMW, codificada sobre la fase de una portadora óptica [9]. Las principales ventajas ofrecida por los sistemas RoF-PM con detección coherente sobre los sistemas RoF IM/DD son [74]:

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1) Mayor rango dinámico libre de espurios (SFDR, larger spur-free dynamic range), el cual describe la relación entre la amplitud de la frecuencia fundamental generada y la amplitud de la armónica más prominente.

2) Transmisión óptica de datos con mayor eficiencia espectral en formatos avanzados de modulación.

3) Mayor ancho de banda y selectividad del canal.

4) Menores requerimientos en la potencia de la señal de transmisión.

Los receptores coherentes basados en Procesamiento Digital de Señales (DSP) reconstruyen la señal de RF transmitida a partir de la fase óptica de la portadora, para luego realizar la demodulación [74]. En la Figura 4-23, se muestra un esquema de un receptor digital coherente para sistemas RoF-PM.

Figura 4-23 Receptor Digital Coherente para sistemas RoF-PM. Tomado de [74].

Las principales ventajas de los receptores digitales coherentes comparado con los receptores tradicionales son: 1) costo efectivo y de tamaño reducido, 2) compensación adaptiva de las imperfecciones del canal en el dominio electrónico usando técnicas de procesamiento de señales, 3) versatilidad en el diseño y robustez en la operación, lo cual permite diferentes formatos usando el mismo hardware en el receptor [87].

4.5

Tecnología de Radio sobre Fibra (RoF)

La tecnología de radio sobre fibra (RoF) permite ofrecer conectividad de manera flexible y con grandes anchos de banda, manteniendo una alta disponibilidad de la red y permitiendo lograr altos niveles de servicio. RoF es una tecnología que integra las ventajas de las redes de fibra óptica con las

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de las redes inalámbricas, permitiendo el acceso de alta velocidad con una relación beneficio/costo muy alto para los servicios de telecomunicación que se ofrecen en lugares apartados de las grandes urbes o con densidad poblacional baja. Con el fin de lograr configuraciones de sistemas de RoF cada vez más eficientes, se busca aumentar la distancia en el transporte sobre fibra óptica sin tener que utilizar etapas de amplificación. Una de las estrategias que se adoptan para lograr esto es aumentar la potencia de transmisión; sin embargo, cuando esto se hace aparecen problemas de dispersión cromática (CD) y dispersión por el modo de polarización (PMD). Estos problemas pueden ser mitigados usando multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM), la cual ha sido implementada en los sistemas de RoF mostrando una alta eficiencia espectral y resistencia a la dispersión cromática y de tipo PMD. La modulación OFDM ha sido ampliamente utilizada en sistemas de acceso inalámbrico como WiMax y 4G-LTE [88].

La característica principal de un sistema de RoF es la presencia de enlaces ópticos que transmiten señales de RF moduladas. El esquema de transmisión determina la complejidad y el costo de la implementación. En los diseños de sistemas de RoF para el canal ascendente y descendente se debe asegurar la reducción de costos, y es necesario emplear la configuración adecuada de los componentes de RoF que dependen directamente de la frecuencia de la portadora, la modulación, el ancho de banda, el medio, entre otras variables. Las frecuencias típicas de portadora de los sistemas de comunicación inalámbrica clásicamente implementados como las redes de celular actuales, están alrededor de los 3 GHz, sin embargo, con el fin de aumentar la eficiencia espectral y de disminuir las pérdidas por congestión del espectro, los sistemas típicos de RoF utilizan portadoras de más alta frecuencia, en la banda de las ondas milimétricas (MMW), donde se hace esencial el uso de moduladores externos. En los sistemas RoF la información es mapeada usando modulaciones multinivel en fase (m-PSK) ó en cuadratura (m-QAM). Posteriormente, la información es modulada para luego ser entregada al láser. [88].

Para el desarrollo de sistemas que trabajen en bandas de MMW se presentan problemas como, por ejemplo, el costo de los equipos electrónicos utilizados y el aumento de las estaciones base (BS, base station) que deberían implementarse. Además, la transmisión de señales de MMW necesita mayor potencia, debido a las altas pérdidas en el medio inalámbrico, lo cual genera inconvenientes en la implementación [74]. Las ventajas de usar la fibra óptica como medio para transmitir señales de MMW consiste en su inmunidad a las interferencias electromagnéticas, la gran capacidad de transmisión, pérdidas en la propagación entre los 0,2-0,5 dB/km, dependiendo del tipo de fibra utilizada, y la longitud de onda de operación, siendo estos valores muy bajos con respecto al cobre y el aire [89]. Por otra parte, los sistemas RoF que operan en la banda MMW requieren de celdas pequeñas debido a la corta distancia de propagación [90]. La convergencia de las comunicaciones inalámbricas y los sistemas de fibra óptica se han convertido en una técnica prometedora para proveer servicios de acceso inalámbrico de banda ancha, en un rango de aplicaciones que incluyen soluciones en redes de acceso, en extensión de la cobertura y de la capacidad en las redes de radio. En este sentido, los sistemas RoF proporcionan la sinergia adecuada entre la óptica y la radio, lo cual permite la fusión de estas tecnologías, que han sido fundamentales en el avance de las telecomunicaciones, en las que las redes de acceso inalámbrico y de fibra están requiriendo de actualizaciones, con el fin de responder al aumento exponencial de la demanda de ancho de banda de las sociedades modernas de la información. Se espera que la próxima generación de redes de acceso garantice la disposición de servicios de banda ancha, y aplicaciones multimedia a los usuarios finales en cualquier momento y lugar [74].

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