Introduksjon til RF over fibersystem

Introduksjon til RF over fibersystem

RF over fiberer en av de viktigste bruksområdene innen mikrobølgefotonikk og viser enestående fordeler innen avanserte felt som mikrobølgefotonisk radar, astronomisk radiotelefoto og kommunikasjon med ubemannede luftfartøyer.

RF over fiberROF-lenkebestår hovedsakelig av optiske sendere, optiske mottakere og optiske kabler. Som vist i figur 1.

Optiske sendere: Distribuerte tilbakekoblingslasere (DFB-laser) brukes i applikasjoner med lavt støynivå og høyt dynamisk område, mens FP-lasere brukes i applikasjoner med lavere krav. Disse laserne har bølgelengder på 1310 nm eller 1550 nm.

Optisk mottaker: I den andre enden av den optiske fiberkoblingen detekteres lyset av PIN-fotodioden på mottakeren, som konverterer lyset tilbake til strøm.

Optiske kabler: I motsetning til multimodusfibre brukes singlemodusfibre i lineære forbindelser på grunn av deres lave spredning og lave tap. Ved en bølgelengde på 1310 nm er dempningen av det optiske signalet i den optiske fiberen mindre enn 0,4 dB/km. Ved 1550 nm er den mindre enn 0,25 dB/km.

ROF-lenken er et lineært transmisjonssystem. Basert på egenskapene til lineær transmisjon og optisk transmisjon, har ROF-lenken følgende tekniske fordeler:

• Ekstremt lavt tap, med fiberdemping på mindre enn 0,4 dB/km

• Ultrabåndbreddeoverføring med optisk fiber, tapet av optisk fiber er uavhengig av frekvens

Koblingen har høyere signalkapasitet/båndbredde, opptil DC til 40 GHz

• Anti-elektromagnetisk interferens (EMI) (Ingen signalpåvirkning i dårlig vær)

• Lavere kostnad per meter • Optiske fibre er mer fleksible og lette, og veier omtrent 1/25 av bølgeledere og 1/10 av koaksialkabler

• Praktisk og fleksibel layout (for medisinske og mekaniske bildesystemer)

I henhold til sammensetningen av den optiske senderen er RF over fiber-systemet delt inn i to typer: direkte modulering og ekstern modulering. Den optiske senderen i det direktemodulerte RF over fiber-systemet bruker den direktemodulerte DFB-laseren, som har fordelene med lav kostnad, liten størrelse og enkel integrering, og har blitt mye brukt. Imidlertid begrenset av den direktemodulerte DFB-laserbrikken, kan den direktemodulerte RF over fiber bare brukes i frekvensbåndet under 20 GHz. Sammenlignet med direkte modulering består den eksterne modulerende RF over fiber-optiske senderen av en enkeltfrekvens DFB-laser og en elektrooptisk modulator. På grunn av modenheten til elektrooptisk modulatorteknologi, kan det eksterne modulerende RF over fiber-systemet oppnå applikasjoner i frekvensbånd større enn 40 GHz. På grunn av tillegget avelektrooptisk modulator, systemet er mer komplekst og ikke egnet for bruk. ROF-lenkeforsterkning, støytall og dynamisk område er viktige parametere for ROF-lenker, og det er en nær sammenheng mellom de tre. For eksempel betyr et lavt støytall et stort dynamisk område, mens høy forsterkning ikke bare kreves av alle systemer, men også har større innvirkning på andre ytelsesaspekter ved systemet.