1

Fiber-Wireless (FiWi) Network

Speaker : Tzung-Yu WuAdvisor : Dr. Ho-Ting Wu

4/11/2011

2

OUTLINE

• Introduction• Radio over Fiber• Radio and Fiber• Fiber Wireless Network• SuperMAN• Conclusion• Reference

3

Introduction (1/2)

• 近年來由於網際網路的快速發展，面對高傳輸頻寬的需求，光纖網路勢在必行。

• 因此發展出許多光纖接入技術，例如 : HFC與 FTTX 。

• 雖然光纖提供高頻寬，但是在使用者端卻缺乏移動性。

4

Introduction (2/2)

• Fiber-Wireless (FiWi) network 是一種將光纖網路與無線網路整合的技術。

• 結合兩者優點，提供高頻寬與移動性。

5

Radio over Fiber

• Radio over Fiber (RoF) 是一種將 radio signal對光 domain 的載波作調變的技術，藉此讓 radio signa l 可以直接透過 fiber 傳送。

• 所以 radio signal 就可以透過 fiber 在 central station 與多個 base station 間傳送。

6

Cellular Radio Network

7

Microcellular Radio Network

8

Remote Modulation

9

Radio Over SMF Using EAM

10

RoF And FTTH Network

11

The Limitations Of RoF (1/2)

• 由於 RoF 是針對 physical layer 作調整，只考慮 physical layer 相關的量測，例如 : power penalty 與 bit error rate ，但是卻缺乏對 MAC protocol 的考量。

• 如果因傳輸距離過長所造成的 propagation delay 超過 MAC protocol timeout 的限制，則系統效能會嚴重的下降。

12

The Limitations Of RoF (2/2)

• 在 IEEE 802.11g 中一個 ACK timeout value 為 9 μs ，因此 propagation delay 不可超過此數值 ( 傳輸距離小於 1948m) 。

• 另一種辦法是增加 ACK timeout value ，但是不可超過一個 DIFS 所需的時間 (50 μs) 。

13

Radio and Fiber

• Radio and Fiber (R&F) network 針對兩個不一樣的 medium 分別使用各自的 MAC protocol 。

• 故在 MAC protocol 之間需要有清楚定義的interface 。

14

Fiber Wireless Network

• 分別有兩種技術使用在 FiWi 上。– RoF• 較少的 bottleneck 。• 傳輸距離受 MAC protocol 限制。

– R&F• 較多的 bottleneck 。• 傳輸距離不受 MAC protocol 限制。

15

RoF And Rail Track Network

16

R&F And FiWi Network

17

R&F And FiWi Network

18

R&F And FiWi Network

19

R&F And FiWi Network

20

SuperMAN (1/2)

• WiMAX 是屬於 MAN 等級的網路，若要將它整合在 PON 底下當作 access network ，因傳輸速率不如一般的 access network ，比較不能滿足高頻寬需求。

• 但 WiMAX 非常適合佈建在不易拉線的偏遠地區，作為偏遠地區的 access network 。

• 將 WiMAX 與 WiFi 分別整合在 Resilient Packet Ring (RPR) network 底下，稱作 SuperMAN 。

21

SuperMAN (2/2)

22

RPR/WiMAX Interface

23

WDM EPON/WiFi Interface (1/2)

• 這裡的 wireless mesh network 是使用802.11s 所制定的 routing protocol 。

• Hybrid Wireless Mesh Protocol (HWMP) 是結合兩種不同類型的 routing protocol ，分別是 proactive 與 reactive 這兩種類型。

24

WDM EPON/WiFi Interface (2/2)

• 需透過 wireless gateway 傳送的 frame 使用 proactive protocol 。

• 不需透過 wireless gateway 傳送的 frame 使用 reactive protocol 。

• 802.11s 也予許產商針對不同的 traffic demand 與 user scenarios ，來設計適合的protocol 。

25

Conclusion

• FiWi 可提供高頻寬與移動性，且可整合現有的 access network 。

• 須考量如何讓光纖網路與無線網路分別採取合適的 MAC protocol ，以提升 FiWi 整體效能。

26

Reference

[1] M. Maier, N. Ghazisaidi, and M. Reisslein, “The Audacity of Fiber-Wireless (FiWi) Networks (Invited Paper),” Proc. ICST Int’l. Conf. Access Net., Las Vegas, NV, Oct. 2008.

[2] M. Maier, Optical Switching Networks, New York: Cambridge University Press, 2008, ch.18.

[3]Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specification, ISO/IEC 8802-11, 1999.