Introducere în sistemul RF prin fibră optică

Introducere în sistemul RF prin fibră optică

RF prin fibră opticăeste una dintre aplicațiile importante ale fotonicii cu microunde și prezintă avantaje de neegalat în domenii avansate, cum ar fi radarul fotonic cu microunde, radioteleobiectiv astronomic și comunicațiile cu vehicule aeriene fără pilot.

RF prin fibrăLegătură ROFeste compus în principal din emițătoare optice, receptoare optice și cabluri optice. După cum se arată în Figura 1.

Transmițătoare optice: Lasere cu feedback distribuit (Laser DFB) sunt aplicate în aplicații cu zgomot redus și gamă dinamică ridicată, în timp ce laserele FP sunt utilizate în aplicații cu cerințe mai mici. Aceste lasere au lungimi de undă de 1310 nm sau 1550 nm.

Receptor optic: La celălalt capăt al legăturii prin fibră optică, lumina este detectată de fotodioda PIN a receptorului, care o transformă înapoi în curent.

Cabluri optice: Spre deosebire de fibrele multimode, fibrele monomode sunt utilizate în legături liniare datorită dispersiei reduse și pierderilor reduse. La o lungime de undă de 1310 nm, atenuarea semnalului optic în fibra optică este mai mică de 0,4 dB/km. La 1550 nm, este mai mică de 0,25 dB/km.

Legătura ROF este un sistem de transmisie liniară. Pe baza caracteristicilor transmisiei liniare și transmisiei optice, legătura ROF are următoarele avantaje tehnice:

• Pierderi extrem de reduse, cu o atenuare a fibrei sub 0,4 dB/km

• Transmisie ultra-lățime de bandă prin fibră optică, pierderea fibrei optice este independentă de frecvență

Legătura are o capacitate/lățime de bandă mai mare de transport al semnalului, de la DC la 40 GHz

• Interferență anti-electromagnetică (EMI) (Fără impact asupra semnalului în condiții meteorologice nefavorabile)

• Cost pe metru mai mic • Fibrele optice sunt mai flexibile și mai ușoare, cântărind aproximativ 1/25 din ghidurile de undă și 1/10 din cablurile coaxiale

• Aspect convenabil și flexibil (pentru sisteme de imagistică medicală și mecanică)

Conform compoziției emițătorului optic, sistemul RF prin fibră optică este împărțit în două tipuri: modulație directă și modulație externă. Emițătorul optic al sistemului RF prin fibră cu modulație directă adoptă laserul DFB cu modulație directă, care are avantajele costului redus, dimensiunilor reduse și integrării ușoare și a fost utilizat pe scară largă. Cu toate acestea, având în vedere limitarea cipului laser DFB cu modulație directă, RF prin fibră cu modulație directă poate fi aplicat doar în banda de frecvență sub 20 GHz. Comparativ cu modulația directă, emițătorul optic RF prin fibră cu modulație externă este compus dintr-un laser DFB cu o singură frecvență și un modulator electro-optic. Datorită maturității tehnologiei modulatorului electro-optic, sistemul RF prin fibră cu modulație externă poate atinge aplicații în banda de frecvență mai mare de 40 GHz. Cu toate acestea, datorită adăugării...modulator electro-optic, sistemul este mai complex și nu este propice pentru aplicații. Câștigul legăturii ROF, cifra de zgomot și gama dinamică sunt parametri importanți ai legăturilor ROF și există o legătură strânsă între cele trei. De exemplu, o cifră de zgomot redusă înseamnă o gamă dinamică largă, în timp ce câștigul ridicat nu este doar necesar pentru fiecare sistem, ci are și un impact mai mare asupra altor aspecte de performanță ale sistemului.