Johdatus RF-kuitujärjestelmään

Johdatus RF-kuitujärjestelmään

RF kuitua pitkinon yksi mikroaaltofotoniikan tärkeimmistä sovelluksista ja sillä on vertaansa vailla olevia etuja edistyneillä aloilla, kuten mikroaaltofotonisessa tutkassa, tähtitieteellisessä radioteleobjektiivissa ja miehittämättömien ilma-alusten viestinnässä.

RF kuidun yliROF-linkkikoostuu pääasiassa optisista lähettimistä, optisista vastaanottimista ja optisista kaapeleista. Kuten kuvassa 1 on esitetty.

Optiset lähettimet: Hajautetut takaisinkytkentälaserit (DFB-laser) käytetään vähäkohinaisissa ja laajan dynaamisen alueen sovelluksissa, kun taas FP-lasereita käytetään sovelluksissa, joissa vaatimukset ovat alhaisemmat. Näiden lasereiden aallonpituudet ovat 1310 nm tai 1550 nm.

Optinen vastaanotin: Optisen kuituyhteyden toisessa päässä vastaanottimen PIN-fotodiodi havaitsee valon ja muuntaa valon takaisin virraksi.

Optiset kaapelit: Toisin kuin monimuotokuidut, yksimuotokuituja käytetään lineaarisissa linkeissä niiden alhaisen dispersion ja häviön vuoksi. 1310 nm:n aallonpituudella optisen signaalin vaimennus optisessa kuidussa on alle 0,4 dB/km. 1550 nm:n aallonpituudella se on alle 0,25 dB/km.

ROF-linkki on lineaarinen siirtojärjestelmä. Lineaarisen ja optisen siirron ominaisuuksiin perustuen ROF-linkillä on seuraavat tekniset edut:

• Erittäin pieni häviö, kuidun vaimennus alle 0,4 dB/km

• Optisen kuidun erittäin laajakaistanleveys, optisen kuidun häviö on taajuudesta riippumaton

Linkillä on suurempi signaalin kantokyky/kaistanleveys, jopa DC 40 GHz:iin asti

• Sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) esto (Ei signaalin vaikutusta huonolla säällä)

• Alhaisemmat metrikustannukset • Optiset kuidut ovat joustavampia ja kevyempiä, painavat noin 1/25 aaltojohtimien ja 1/10 koaksiaalikaapeleiden painosta

• Kätevä ja joustava asettelu (lääketieteellisille ja mekaanisille kuvantamisjärjestelmille)

Optisen lähettimen koostumuksen mukaan RF-kuitujärjestelmä jaetaan kahteen tyyppiin: suoraan modulointiin ja ulkoiseen modulointiin. Suoramoduloidun RF-kuitujärjestelmän optinen lähetin käyttää suoramoduloitua DFB-laseria, jonka etuna on alhainen hinta, pieni koko ja helppo integrointi, ja sitä on käytetty laajalti. Suoramoduloidun DFB-laserin rajoituksena suoramoduloitua RF-kuitua voidaan kuitenkin soveltaa vain alle 20 GHz:n taajuusalueella. Suoraan modulointiin verrattuna ulkoisesti moduloitu RF-kuituoptinen lähetin koostuu yksitaajuisesta DFB-laserista ja sähköoptisesta modulaattorista. Sähköoptisen modulaattoritekniikan kypsyyden ansiosta ulkoisesti moduloitu RF-kuitujärjestelmä voi saavuttaa sovelluksia yli 40 GHz:n taajuusalueella. Lisäämällä kuitenkin...sähköoptinen modulaattori, järjestelmä on monimutkaisempi eikä sovellu sovelluksiin. ROF-linkin vahvistus, kohinaluku ja dynaaminen alue ovat tärkeitä ROF-linkkien parametreja, ja näiden kolmen välillä on läheinen yhteys. Esimerkiksi pieni kohinaluku tarkoittaa suurta dynaamista aluetta, kun taas suuri vahvistus ei ole ainoastaan ​​kaikkien järjestelmien vaatimus, vaan sillä on myös suurempi vaikutus järjestelmän muihin suorituskykyominaisuuksiin.