Wprowadzenie do zastosowań transmisji optycznej RF RF przez światłowód

Wprowadzenie do aplikacjiTransmisja optyczna RFRF przez światłowód

W ostatnich dekadach technologia komunikacji mikrofalowej i telekomunikacji optycznej rozwijała się szybko. Obie technologie poczyniły duże postępy w swoich dziedzinach, a także doprowadziły do ​​szybkiego rozwoju usług komunikacji mobilnej i transmisji danych, przynosząc ludziom ogromną wygodę. Dwie technologie komunikacji mikrofalowej i komunikacji fotoelektrycznej mają swoje zalety, ale mają też pewne wady, których nie można przezwyciężyć. Transmisja fotoelektryczna wymaga fizycznej sieci, a istnieją pewne niedociągnięcia w elastyczności, szybkiej sieci i mobilności konstrukcji. Komunikacja mikrofalowa ma pewne niedociągnięcia w transmisji na duże odległości i dużej pojemności, a mikrofale wymagają częstego wzmacniania przekaźników i retransmisji, a pasmo transmisji jest ograniczone przez częstotliwość nośną. Doprowadziło to do integracji technologii transmisji mikrofalowej i światłowodowej, czyli technologii Radio over Fiber (ROF), która jest często określana jakoRF przez światłowódlub zdalna technologia częstotliwości radiowej. Najbardziej rozpowszechnionym obszarem technologii RF over Fiber jest obszar komunikacji światłowodowej, w tym stacje bazowe telefonii komórkowej, systemy rozproszone, bezprzewodowy szerokopasmowy, telewizja kablowa, prywatna komunikacja sieciowa itd. W ostatnich latach, wraz z rozwojem fotoniki mikrofalowej, technologia RF over Fiber jest szeroko stosowana w radarach fotonowych mikrofalowych, komunikacji UAV, badaniach astronomicznych i innych dziedzinach. Zgodnie z różnymi typami modulacji laserowej, komunikację laserową można podzielić na modulację wewnętrzną i zewnętrzną, powszechnie stosowaną jest modulacja zewnętrzna, a RF over Fiber oparta na zewnętrznej modulacji laserowej jest opisana w tym artykule. Łącza RF over Fiber składają się głównie z transceivera optycznego, transmisji iLinki ROF, jak pokazano na poniższym rysunku:

Krótkie wprowadzenie do części świetlnej. LD jest powszechnie używaneLasery DFB(typ rozproszonego sprzężenia zwrotnego), które są używane do zastosowań o niskim poziomie szumów i dużym zakresie dynamiki, a lasery FP (typu Fabry-Perot) są używane do mniej wymagających zastosowań. Najczęściej używane długości fal to 1064 nm i 1550 nm. PD tofotodetektor, a na drugim końcu łącza światłowodowego światło jest wykrywane przez fotodiodę PIN odbiornika, która zamienia światło na sygnał elektryczny, a następnie na znany krok przetwarzania elektrycznego. Włókno optyczne używane do połączeń pośrednich jest zwykle włóknem jednomodowym i wielomodowym. Włókno jednomodowe jest powszechnie stosowane w sieci szkieletowej ze względu na niską dyspersję i niskie straty. Włókno wielomodowe ma pewne zastosowanie w sieciach lokalnych, ponieważ jest tanie w produkcji i może pomieścić wiele transmisji jednocześnie. Tłumienie sygnału optycznego w włóknie jest bardzo małe, tylko ~0,25 dB/km przy 1550 nm.

Bazując na cechach transmisji liniowej i transmisji optycznej, łącza ROF charakteryzują się następującymi zaletami technicznymi:

• Bardzo niskie straty, tłumienie światłowodu mniejsze niż 0,4 dB/km

• Transmisja światłowodowa o ultrawysokiej przepustowości, straty światłowodowe niezależne od częstotliwości

• Łącze o większej przepustowości sygnału/szerokości pasma do 110 GHz • Odporność na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) (niekorzystne warunki pogodowe nie wpływają na sygnał)

• Niższy koszt za metr • Włókno jest bardziej elastyczne i lekkie, waży około 1/25 tego, co falowód i 1/10 tego, co kabel koncentryczny

• Łatwe i elastyczne rozmieszczenie modulatorów elektrooptycznych (dla systemów obrazowania medycznego i mechanicznego)