سامانه همایش های دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

صفحه اصلی / سومین کنفرانس بین المللی مهندسی و علوم کامپیوتر و اولین کنفرانس ملی سامانه های هوشمند، کلان داده و رایانش پیشرفته

یکپارچه‌سازی رادیو و توان روی فیبر برای شبکه‌های نسل ششم: چالش‌ها و چشم‌اندازهای آینده

نویسندگان :

نگار کامرانی¹ دانیال ادیبان مهر² مجتبی رجایی³ محمد حسین محمدی⁴ نگین خاتمی نیا⁵

1- دانشگاه آزاد نجف آباد 2- دانشکاه آزاد نجف آباد 3- دانشگاه آزاد نجف آباد 4- دانشگاه آزاد نجف آباد 5- دانشگاه آزاد نجف آباد

کلمات کلیدی :

C-RAN،Optical Fiber،Fiber (PoF) Radio-over-Fiber (RoF،Power-over

چکیده :

این مقاله یک مرور جامع روی تکنولوژی Power-over-Fiber (PoF) و ترکیب آن با Radio-over-Fiber (RoF) برای شبکه‌های نسل ششم (6G) ارائه می‌کند. ایده‌ی اصلی این است که با استفاده از فیبر نوری، هم‌زمان داده‌ی رادیویی و توان الکتریکی به واحدهای رادیویی دوردست (RAU/Small Cell) منتقل شود و مشکل تغذیه‌ی انبوه سلول‌های کوچک در معماری‌های متراکم 6G حل گردد. در ابتدا، مقاله توضیح می‌دهد که رشد ترافیک داده و نیاز به سرعت بسیار بالا، تأخیر فوق‌العاده کم، قابلیت اطمینان بالا و اتصال انبوه، باعث شده شبکه‌های 6G به راهکارهای نوآورانه برای توزیع توان نیاز داشته باشند. PoF به‌عنوان گزینه‌ای مطرح می‌شود که با استفاده از لیزرهای توان‌بالا (HPLD)، فیبر نوری و مبدل‌های فتوولتائیک (PPC)، توان را به‌صورت نوری منتقل و در مقصد به برق DC تبدیل می‌کند. در ادامه، اصول کار PoF و اجزای اصلی آن تشریح می‌شود؛ معیارهایی مثل توان تحویلی (P_D)، بهره‌وری انتقال توان (PTE) و بهره‌وری انرژی کلی (GEE) معرفی شده و روی نقش بازده HPLD، تلفات فیبر و بازده PPC تأکید می‌شود. شکل بلوکی سیستم PoF در شکل ۲ صفحه ۴ نشان داده شده که مسیر از لیزر تا PPC و DC/DC را نمایش می‌دهد. سپس مقاله به یکپارچه‌سازی RoF و PoF می‌پردازد که منجر به سیستم‌های RPoF (Radio- and Power-over-Fiber) می‌شود؛ یعنی در یک زیرساخت فیبر نوری می‌توان هم سیگنال رادیویی (RoF) و هم توان (PoF) را انتقال داد. سه سناریوی پیاده‌سازی برای RPoF بررسی می‌شود: 1. Shared Fiber (فیبر مشترک: داده و توان در همان هسته) 2. Dedicated Hybrid Fiber (فیبر خاص مثل DCF/MCF که قسمت/هسته مجزا برای توان و داده دارد) 3. Dedicated Individual Fibers (فیبرهای جدا برای داده و توان) این مقاله علاوه بر تشریح تئوری، یک مرور حالت هنر (State-of-the-Art) از سیستم‌های RPoF موجود ارائه می‌کند؛ در جدول ۳ صفحه ۱۳ نمونه‌های مختلف با پارامترهایی مثل نوع فیبر، طول، توان اپتیکی، توان الکتریکی تحویلی، PTE و نرخ داده مقایسه شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که تاکنون بیش از ۴۰ وات توان الکتریکی در PoF قابل دستیابی بوده و PoF می‌تواند برای تغذیه RAUهای کم‌مصرف در معماری C-RAN کافی باشد.