Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Analysis of the Performance of Different DWDM FilterTechnologies for Mobile Fronthaul Applications
KTH, School of Information and Communication Technology (ICT).
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

In recent years, several studies and simulations have been made on changing the current Radio Access Network (RAN) architecture into a more centralized access network where the base band processing is done in a central oce (CO) instead of out by the antenna site. This new architecture is denoted as the mobile fronthaul and is planned to be in use for the coming 5G network. The studies that have been made so far suggest that the new architecture can reduce cost, power usage and latency which are important factors regarding environmental, economical and data transmission issues. Furthermore, the new architecture allows a smarter distribution of data for each sector covered by the antennas, reducing redundant data transmission and thus increases the data eciency. The disadvantage or challenge however is that some of the optical components will be transferred from the currently controlled environment in the CO to an uncontrolled outdoor environment at the antenna site, which may generate risks as these components may be sensitive to especially changes in temperature.

In this master thesis, the optical performance of four di erent passive lter setups, using a thin lm lter (TFF), an arrayed waveguide grating (AWG) and an interleaver, has been studied and compared in order to nd the most suitable lter setup for the mobile fronthaul. These optical parameters include insertion loss, isolation, crosstalk, 3 dB passband, center wavelength drift and also bit error-rate (BER) which have all been measured over a temperature interval of -40-85oC. Moreover, the measurement results have been compared with results from simulations done with VPItransmissionmaker.

From the measurement results, the TFF had a better optical performance and reliability compared to the AWG mainly due to a higher isolation and a lower BER penalty of 0.2 dB compared to 0.5-1.5 dB for the AWG. Considering data capacity and economical aspects for a more realistic mobile fronthaul scenario with 80 channels using dense wavelength division multiplexing (DWDM) however, the AWG connected to the interleaver is more benecial without risking negative a ects on trac performance.

Abstract [sv]

Under senare år har flera studier och simulationer utförts med syfte att ändra arkitekturen på dagens radioaccess-nätverk till ett mer centraliserat nätverk där basbandsprocesseringen sker i en central nod istället för ute vid antennen och radiomasterna. Denna nya arkitektur kallas mobile fronthaul och planeras att realiseras till 5G-nätet. De studier som har gjorts hittills indikerar på att den nya arkitekturen kan minska ekonomiska kostnader, elanvändningen och latens vilka är viktiga faktorer som bland annat rör miljö-, ekonomi och kapacitetrelaterade områden. Dessutom kan data fördelas på ett smartare sätt över alla delområden som antennerna täcker vilket minskar redundant datatrafik och därmed ökar den effektiva mängden data som skickas ut. Problemet eller utmaningen är att vissa optiska komponenter behöver flyttas från en nuvarande kontrollerad miljö till en okontrollerad utemiljö vid radiomasterna vilket kan medföra risker då dessa komponenter främst kan vara väldigt temperaturkänsliga.

Inom detta examensarbete har optisk prestanda studerats, analyserats och jämförts mellan fyra olika filterkonstellationer bestående av ett tunnfilmsfilter, ett AWG-filter och en interleaver med syfte att finna vilken konstellation som passar bäst för mobile fronthaularkitekturen. De optiska parametrarna består av insertionsförluster, isolation, överhörningsinterferens, 3 dB-passband, centervåglängdsdrift samt bitfelsgrad vilka alla har blivit undersökta över ett temperaturintervall på -40-85oC. Utöver detta så har mätresultaten jämförts med simulationer gjorda med VPItransmissionmaker.

Utifrån mätresultaten kunde det konstateras att tunnfilmfiltret hade bättre optiska egenskaper och även högre trovärdighet jämfört med AWG-filtret främst på grund av en högre isolation och lägre bitfelsgradsstraff på 0.2 dB jämfört med 0.5-1.5 dB för AWG-filtret. Om en endast avväger datakapacitet och ekonomiska aspekter för ett mer realistiskt scenario för mobile fronthaul med 80 DWDM-kanaler så är AWG-filtret tillsammans med interleavern mer foördelaktig att välja utan att riskera några negativa påverkningar på trafikprestandan.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 76 p.
Series
TRITA-ICT-EX, 2016:88
Keyword [en]
DWDM, mobile fronthaul, C-RAN, AWG, TFF, Interleaver
Keyword [sv]
DWDM, mobile fronthaul, C-RAN, AWG, TFF, Interleaver
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-196695OAI: oai:DiVA.org:kth-196695DiVA: diva2:1047653
Subject / course
Information and Communication Technology
Educational program
Master of Science - Electrophysics
Examiners
Available from: 2016-11-18 Created: 2016-11-18 Last updated: 2016-11-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3012 kB)16 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3012 kBChecksum SHA-512
4cac8aa62f49730de773fda5d2f8a87921eee422b2a4d2a9115e83ed7d97bff2615ec2a187861f3896094a0e8fe7d6c1134a0d6b798342cb545cd9513ae2c7dd
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Information and Communication Technology (ICT)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 16 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 24 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link