Bandwidth-efficient 5G optical fronthaul based on carrier aggregation

Abstract

With the introduction of the next generation 5G systems, an unprecedented bit rate demand for optical transport infrastructure is expected, in addition to the need to ensure low costs, low power consumption, and low latency. With the current analog radio over fiber approach, high spectral efficiency is achieved, therefore, this is a fundamental technology for the next generation fronthaul system. This thesis addresses the possibility of using an analog radio-over-fiber system in a fronthaul of a Cloud Radio Access Network, avoiding the well-known bandwidth multiplication issue associated with the digitization of radio signals. Using a low-cost directly modulated laser and a standard PIN, we have experimentally demonstrated how to obtain a 5G-compliant EVM on all component carriers by optimizing power and bit loading between component carriers.

Com a introdução dos sistemas 5G de próxima geração, é esperado uma demanda por taxa de bits sem precedentes para infraestrutura de transporte óptico, para além da necessidade de garantir baixos custos, baixo consumo de energia e baixa latência. Com a abordagem atual de rádio sobre fibra analógico, consegue-se alcançar uma alta eficiência espectral, portanto, esta é uma tecnologia fundamental para o sistema fronthaul de próxima geração. Esta dissertação aborda a possibilidade de usar um sistema analógico de rádio sobre fibra num fronthaul de uma Cloud Radio Access Network, evitando o conhecido problema de multiplicação de largura de banda associado à digitalização de sinais de rádio. Usando um laser diretamente modulado de baixo custo e um PIN padrão, demonstrámos experimentalmente como obter um EVM compatível com 5G em todas as portadoras, otimizando o power e bit loading entre as portadoras.