针对未来海量5G基站的供电难题，利用波分复用信能共传技术，实现了高功率能量光与高速5G信号光光纤共传系统，既实现高速5G信号的光传输，又实现远端基站“无源化”。实验中将速率为1.5Gbps的5G NR 64QAM-OFDM的1550nm信号光和光功率为10W的1064nm能量光在1公里标准单模光纤上实现高效共传。通过优化光源谱宽、增大波长间隔和降低熔接损耗等技术，实现了10W能量光在1公里标准单模光纤中线性传输，能量光传输效率高达到71.8%，在公开文献报道中位居世界第二（世界纪录采用的是多模光纤信能共传系统，1550nm能量光从单模尾纤以中心对准的方式和1310nm信号光以偏移入射的方式进入到多模光纤，能量光传输效率达到73%），接收到的7.18W的能量光可转换获得2.51W的电功率。解调后的5G NR信号EVM值为0.48%，与电背靠背信号的EVM值误差小于0.02%，可见5G NR光信号在传输过程中几乎不受高功率能量光的影响。此外，接收能量光的功率在6小时内的波动小于0.2%，而信号EVM值在30分钟内的波动小于0.01%。因此，我们的单模光纤信能共传技术有望通过现有的5G前传单模光纤链路实现远端天线单元的光供电。
本论文工作得到了广东省重点领域研发计划项目和国家重点研发计划项目的共同资助，广东省信息光子技术重点实验室硕士生杨海林为论文第一作者，彭迪讲师和秦玉文教授为论文共同通讯作者。
论文链接：https://www.osapublishing.org/ol/fulltext.cfm?uri=ol-46-20-5116&id=460187
论文引用：Hailin Yang, Di Peng, Yuwen Qin, Jianping Li, Meng Xiang, Ou Xu, and Songnian Fu, "10-W power light co-transmission with optically carried 5G NR signal over standard single-mode fiber," Opt. Lett. 46, 5116-5119 (2021).
图1 基于单模光纤的信能共传系统框图
图2 基于单模光纤的信能共传实验系统框图
图3 接收光功率与入射光功率的关系曲线图
图4 三种情况下传输5G NR信号的EVM值与接收电信号功率的关系曲线图
图5 接收信号的EVM误差与能量光功率的关系曲线图
