第五代移動通信(簡稱“5G”)是為滿足智能終端的普及以及移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展而正在研究開發(fā)的新一代移動通信技術。未來的5G網(wǎng)絡建設應該體現(xiàn)大容量、低能耗、低成本三大技術要求?，F(xiàn)已商用的3G和4G，射頻信號均采用純無線傳輸，其重要特征是基站和天線的一體化架構。而未來的5G網(wǎng)絡，與現(xiàn)有的3G和4G具有極大的不同，一是天線數(shù)目可能從4根增至128根，致使基站的處理能力倍增，能耗也相應增大，可能需要機房設施升級；二是天線覆蓋范圍由數(shù)公里縮小至數(shù)百米，這就要求基站數(shù)目大幅增加，進一步形成能耗和成本壓力；三是大規(guī)模天線陣列射頻信號數(shù)字化的總傳輸容量預計將達到T比特量級，傳統(tǒng)的信號傳輸方式成本將會很高。為了解決5G傳輸存在的瓶頸問題，“光纖無線融合傳輸”成為國際上面向5G開展研究的關鍵熱點技術之一。

　　隨著移動通信技術的發(fā)展，基于移動通信網(wǎng)絡的豐富應用帶動了移動數(shù)據(jù)量的激增。據(jù)預測，隨著智能終端的快速普及以及互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的飛速發(fā)展，到2020年移動數(shù)據(jù)業(yè)務流量將增長1000倍，這就給移動和無線接入網(wǎng)絡帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了在網(wǎng)絡大幅擴容的同時滿足綠色和低成本的運營要求，5G無線網(wǎng)絡的頻譜效率和能量效率都需要在4G標準上提高一個數(shù)量級。

　　在無線網(wǎng)絡架構層面，基于云架構大規(guī)模協(xié)作的無線網(wǎng)絡是構建大容量、綠色和低成本5G網(wǎng)絡的最佳選擇。云架構無線接入網(wǎng)利用光纖分配網(wǎng)絡連接云機房的基帶處理單元(BBU)和室外的遠端射頻頭(RRH)，可以通過BBU“云”化方式極大減少基站機房的數(shù)量，減少配套設備特別是空調的能耗(目前約占總能耗的33%)； 減少小區(qū)覆蓋以及大規(guī)模天線協(xié)作，大幅提高射頻功率效率(目前約占總能耗的30%)； 網(wǎng)絡動態(tài)資源協(xié)同調度避免負載時段潮汐效應造成的大量發(fā)射功率浪費；集中化大規(guī)模協(xié)作，變小區(qū)間干擾為增益，大幅度提高頻譜效率；軟件定義無線電技術靈活支持多標準，從而降低運營成本。

　　在無線傳輸技術層面，大規(guī)模陣列天線多輸入多輸出(Massive MIMO)技術以其在頻譜效率、能量效率、魯棒性及可靠性方面巨大的潛在優(yōu)勢，可能成為未來5G通信中具有革命性的技術之一。多天線多輸入多輸出(MIMO)技術能夠充分挖掘空間維度資源，顯著提高頻譜效率和功率效率，已經(jīng)成為4G通信系統(tǒng)的關鍵技術之一。目前的IMT-Advanced(4G)標準采用了基于多天線的MIMO傳輸技術，利用無線信道的空間信息大幅提高頻譜效率。但是現(xiàn)有4G蜂窩網(wǎng)絡的8端口多用戶MIMO(MU-MIMO)不可能滿足頻譜效率和能量效率的數(shù)量級提升需求。大規(guī)模陣列天線MIMO技術是 MIMO 技術的擴展和延伸，其基本特征就是在基站側配置大規(guī)模的天線陣列(從幾十至幾千)，利用空分多址(SDMA)原理，同時服務多個用戶。

　　利用新型的低成本光纖無線融合傳輸技術替換常規(guī)的無線傳輸技術，把遠端ADC/DAC等數(shù)字化單元剝離并上移到基帶池云機房，通過光纖中多域混合復用技術，如頻分復用、波分復用和偏振復用等，用光信號“直接”傳輸未經(jīng)數(shù)字化的天線，待發(fā)射或接收到幾十甚至幾百路模擬無線信號，就可以構建大規(guī)模陣列天線MIMO技術與大規(guī)模協(xié)作的云架構完美結合的5G無線網(wǎng)絡。

　　低成本光纖無線融合傳輸系統(tǒng)具有全新的結構。其關鍵技術包括：基于光纖無線融合傳輸?shù)募惺交鶐С丶夹g、面向大規(guī)模協(xié)作陣列天線的多域復用光載射頻傳輸技術、大規(guī)模協(xié)作配置下時變光纖信道與空間信道聯(lián)合信道估計技術等。

　　研究“面向5G的光纖無線融合傳輸”關鍵技術，需要將恒溫工作的基帶信號處理基站與大規(guī)模天線陣列分離，基站上移到中心機房，再利用光纖無線融合傳輸技術將集中處理的基站射頻信號送至遠端天線陣列。與現(xiàn)有的3G和4G純無線傳輸系統(tǒng)相比較，“光纖無線融合傳輸” 具有明顯的優(yōu)越性：第一，可以實現(xiàn)遠端無機房和低能耗的天線陣列，大幅降低5G網(wǎng)絡的能耗；第二，可以構建遠端無機房基站，大幅度降低5G網(wǎng)絡的建設和維護成本；第三，基于光纖承載射頻技術，單根光纖可以傳輸128路天線射頻信號，可極大提高5G網(wǎng)絡的傳輸容量。