Introduktion til RF over fibersystem

Introduktion til RF over fibersystem

RF over fiberer en af ​​de vigtige anvendelser af mikrobølgefotonik og viser uovertrufne fordele inden for avancerede områder som mikrobølgefotonisk radar, astronomisk radiotelefoto og kommunikation med ubemandede luftfartøjer.

RF over fiberROF-linkbestår hovedsageligt af optiske sendere, optiske modtagere og optiske kabler. Som vist i figur 1.

Optiske sendere: Distribuerede feedbacklasere (DFB-laser) anvendes i applikationer med lavt støjniveau og højt dynamisk område, mens FP-lasere anvendes i applikationer med lavere krav. Disse lasere har bølgelængder på 1310 nm eller 1550 nm.

Optisk modtager: I den anden ende af fiberoptikken detekteres lyset af modtagerens PIN-fotodiode, som omdanner lyset tilbage til strøm.

Optiske kabler: I modsætning til multimodefibre anvendes singlemodefibre i lineære forbindelser på grund af deres lave spredning og lave tab. Ved en bølgelængde på 1310 nm er dæmpningen af ​​det optiske signal i den optiske fiber mindre end 0,4 dB/km. Ved 1550 nm er den mindre end 0,25 dB/km.

ROF-linket er et lineært transmissionssystem. Baseret på egenskaberne ved lineær transmission og optisk transmission har ROF-linket følgende tekniske fordele:

• Ekstremt lavt tab, med fiberdæmpning på mindre end 0,4 dB/km

• Ultrabåndbreddetransmission af optisk fiber, tabet af optisk fiber er uafhængigt af frekvens

Forbindelsen har en højere signalbæreevne/båndbredde, op til DC til 40 GHz

• Anti-elektromagnetisk interferens (EMI) (Ingen signalpåvirkning i dårligt vejr)

• Lavere pris pr. meter • Optiske fibre er mere fleksible og lette og vejer cirka 1/25 af bølgeledere og 1/10 af koaksialkabler

• Praktisk og fleksibelt layout (til medicinske og mekaniske billeddannelsessystemer)

Ifølge den optiske transmitters sammensætning er RF over fiber-systemet opdelt i to typer: direkte modulation og ekstern modulation. Den optiske transmitter i det direkte modulerede RF over fiber-system anvender den direkte modulerede DFB-laser, som har fordelene ved lav pris, lille størrelse og nem integration, og som har været meget anvendt. Imidlertid begrænset af den direkte modulerede DFB-laserchip kan den direkte modulerede RF over fiber kun anvendes i frekvensbåndet under 20 GHz. Sammenlignet med direkte modulation består den eksterne modulation af RF over fiber-optiske transmitter af en enkeltfrekvens DFB-laser og en elektrooptisk modulator. På grund af den modne elektrooptiske modulatorteknologi kan det eksterne modulation af RF over fiber-systemet opnå anvendelser i frekvensbåndet større end 40 GHz. På grund af tilføjelsen afelektrooptisk modulator, systemet er mere komplekst og ikke egnet til anvendelse. ROF-linkforstærkning, støjtal og dynamisk område er vigtige parametre for ROF-links, og der er en tæt sammenhæng mellem de tre. For eksempel betyder et lavt støjtal et stort dynamisk område, mens høj forstærkning ikke kun kræves af ethvert system, men også har en større indflydelse på andre ydeevneaspekter af systemet.