Análisis del impacto de la conversión Analógica a Digital en el desempeño de Sistemas RoF Digitalizado

Introducción: Se evalúa numéricamente el impacto del proceso de digitalización en el desempeño de un escenario basado en tecnología Radio-sobre-Fibra a frecuencia intermedia. Objetivo: Evaluar el impacto del proceso de digitalización, en el desempeño de escenario Radio-sobre-Fibra digitalizado a fre...

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Autores:
Avendaño Fernandez, Eduardo
Granada Torres, Jhon James
Cardenas Soto, Ana María
Guerrero Gonzalez, Neil
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2019
Institución:
Corporación Universidad de la Costa
Repositorio:
REDICUC - Repositorio CUC
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/12204
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11323/12204
https://doi.org/10.17981/ingecuc.15.1.2019.07
Palabra clave:
Digitized RoF (DRoF)
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description Introducción: Se evalúa numéricamente el impacto del proceso de digitalización en el desempeño de un escenario basado en tecnología Radio-sobre-Fibra a frecuencia intermedia. Objetivo: Evaluar el impacto del proceso de digitalización, en el desempeño de escenario Radio-sobre-Fibra digitalizado a frecuencia intermedia (IF-DRoF). Metodología: Se evalúa el desempeño frente al error de un sistema IF-DRoF como función de la distancia del enlace y del número de bits de resolución del conversor Analógico-a-Digital (ADC), se compara los resultados con la arquitectura Radio-sobre-Fibra analógica (ARoF). El escenario DRoF introduce un ADC en el transmisor para digitalizar las señales y un conversor Digital-a-Analógico (DAC) en el receptor para reconstruirlas. El transmisor óptico usa un Láser Emisor de Cavidad Vertical modulado directamente (DM-VCSEL) de bajo costo. Resultados: El escenario IF-DRoF extiende la distancia de transmisión en 18 km (de 25 a 43 km), y 22 km (de 25 a 47 km) usando un ADC con resolución de 4 y 8 bits, respectivamente cuando se compara con ARoF. Además, para una tasa de bit errado (BER) igual a 10-9, el sistema IFDRoF incrementa el rango en 7 km, y la tasa de bit escala como el producto número de bits de resolución del ADC × tasa de muestreo (hasta 8 × 1.25 Gb/s = 10 Gb/s). El nivel de sensitividad medido en el receptor fue de -21 dBm para un alcance máximo de 42 km a un nivel de BER de 10-5@4 bits de resolución. Conclusiones: El sistema IF-DRoF comprende una solución flexible de bajo costo, que extiende la distancia de transmisión y escala la tasa de bit con el producto n bits × frecuencia muestreo comparando con el sistema RoF analógico. Se demuestra que el rango dinámico es independiente de la distancia de transmisión excepto cuando el nivel de señal cae por debajo de la sensitividad del fotodetector del enlace óptico.
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Metodología: Se evalúa el desempeño frente al error de un sistema IF-DRoF como función de la distancia del enlace y del número de bits de resolución del conversor Analógico-a-Digital (ADC), se compara los resultados con la arquitectura Radio-sobre-Fibra analógica (ARoF). El escenario DRoF introduce un ADC en el transmisor para digitalizar las señales y un conversor Digital-a-Analógico (DAC) en el receptor para reconstruirlas. El transmisor óptico usa un Láser Emisor de Cavidad Vertical modulado directamente (DM-VCSEL) de bajo costo. Resultados: El escenario IF-DRoF extiende la distancia de transmisión en 18 km (de 25 a 43 km), y 22 km (de 25 a 47 km) usando un ADC con resolución de 4 y 8 bits, respectivamente cuando se compara con ARoF. Además, para una tasa de bit errado (BER) igual a 10-9, el sistema IFDRoF incrementa el rango en 7 km, y la tasa de bit escala como el producto número de bits de resolución del ADC × tasa de muestreo (hasta 8 × 1.25 Gb/s = 10 Gb/s). El nivel de sensitividad medido en el receptor fue de -21 dBm para un alcance máximo de 42 km a un nivel de BER de 10-5@4 bits de resolución. Conclusiones: El sistema IF-DRoF comprende una solución flexible de bajo costo, que extiende la distancia de transmisión y escala la tasa de bit con el producto n bits × frecuencia muestreo comparando con el sistema RoF analógico. Se demuestra que el rango dinámico es independiente de la distancia de transmisión excepto cuando el nivel de señal cae por debajo de la sensitividad del fotodetector del enlace óptico.Introduction: The impact of the digitalization process on the performance of a scenario based on Radio-on-Fiber technology at intermediate frequency is numerically assessed. Objective: Assess the impact of the process of digitalization, in the performance of scenario Radio-over-fiber digitized intermediate frequency (IF-DRoF). Methodology: The performance of an IF-DRoF system against the error is evaluated as a function of the link distance and the number of resolution bits of the Analog-to-Digital Converter (ADC), and the results are compared with the analog Radio-over-Fiber (ARoF) architecture. The DRoF scenario introduces an ADC at the transmitter to digitize the signals, and a Digital-to-Analog converter (DAC) at the receiver to reconstruct them. The optical transmitter uses a low cost Directly Modulated Vertical Cavity Emitting Laser (DM-VCSEL). Results: IF-DRoF scenario extends the transmission distance by 18 km (from 25 up to 48 km), and 22 km (from 25 up to 47 km) using an ADC with 4 and 8 bit of resolution, respectively, when compared to ARoF. Also, for a bit error rate (BER) equal to 10-9, the IF-DRoF system increases the range by 7 km, and the bit rate scales as the product number of resolution bits of the ADC × sampling rate (8× 1.25 Gb/s = 10 Gb/s). The sensitivity level measured at the receiver for a maximum range of 42 km was -21 dBm for a BER of 10-5@ 4 bits of resolution. Conclusions− IF-DRoF system is a flexible and low-cost solution that extends the transmission distance and scales with bitrate as n bits × sampling rate comparing with analog RoF. It is shown that the dynamic range is independent of the transmission distance except when the signal level falls below the sensitivity of the optical link photodetector.application/pdftext/htmlapplication/xmlspaUniversidad de la CostaINGE CUC - 2019http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessEsta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/1861Digitized RoF (DRoF)Dynamic RangeNG-PON2CRANVCSELRoF digitalizado (DRoF)Rango DinámicoNG-PON2CRANVCSELAnálisis del impacto de la conversión Analógica a Digital en el desempeño de Sistemas RoF DigitalizadoAnalysis of the impact of Analog-to-Digital Conversion in the Performance of Digitized RoF SystemsArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articleJournal articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Inge CucC. Browning, A. Farhang, A. Saljoghei, N. Marchetti, V. Vujicic, L. E. Doyle and L. P. Barry, “5G wireless and wired convergence in a passive optical network using UF-OFDM and GFDM”, IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops), Paris, France, May. 21—25, 2017. pp. 386—392. https://doi.org/10.1109/ICCW.2017.7962688D. H. Hailu, B. G. Grevehaweria, S. H. Kebede, G. G. Lema and G. T. Tesfamariam, “Mobile fronthaul transport options in C-RAN and emerging research directions: A comprehensive study”, Optical Switching and Networking, vol. 30, pp. 40—52, Nov. 2018. https://doi.org/10.1016/j.osn.2018.06.003A. Checko, H. L. Christiansen, Y. Yan, L. Scolari, G. Kardaras, M. S. Berger and L. Dittmann, “Cloud RAN for mobile networks – a technology overview”, IEEE Surveys and Tutorials journal, vol. 17, no. 1, pp. 405–426, Sept. 2014. https://doi.org/10.1109/COMST.2014.2355255J. Wu, S. Rangan and H. 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