Въведение в RF през оптични системи
Радиочестотна мрежа през оптичен кабеле едно от важните приложения на микровълновата фотоника и показва несравними предимства в напреднали области като микровълнов фотонен радар, астрономически радиотелеобективи и комуникация с безпилотни летателни апарати.
Радиочестотната връзка през оптично влакноROF връзкасе състои главно от оптични предаватели, оптични приемници и оптични кабели. Както е показано на Фигура 1.
Оптични предаватели: Лазери с разпределена обратна връзка (DFB лазер) се прилагат в приложения с нисък шум и висок динамичен диапазон, докато FP лазерите се използват в приложения с по-ниски изисквания. Тези лазери имат дължини на вълните от 1310 nm или 1550 nm.
Оптичен приемник: В другия край на оптичната връзка светлината се открива от PIN фотодиода на приемника, който я преобразува обратно в ток.
Оптични кабели: За разлика от многомодовите влакна, едномодовите влакна се използват в линейни връзки поради ниската им дисперсия и ниските загуби. При дължина на вълната 1310 nm, затихването на оптичния сигнал в оптичното влакно е по-малко от 0,4 dB/km. При 1550 nm е по-малко от 0,25 dB/km.
ROF връзката е линейна предавателна система. Въз основа на характеристиките на линейното и оптичното предаване, ROF връзката има следните технически предимства:
• Изключително ниски загуби, със затихване във влакната по-малко от 0,4 dB/km
• Ултрачестотно предаване с оптични влакна, загубата в оптичните влакна е независима от честотата
Връзката има по-висок капацитет/честотна лента за пренос на сигнала, до DC до 40GHz
• Анти-електромагнитни смущения (EMI) (Няма влияние върху сигнала при лошо време)
• По-ниска цена на метър • Оптичните влакна са по-гъвкави и по-леки, тежащи приблизително 1/25 от вълноводите и 1/10 от коаксиалните кабели
• Удобно и гъвкаво оформление (за медицински и механични системи за образна диагностика)
Според състава на оптичния предавател, RF през оптични влакна система се разделя на два вида: директна модулация и външна модулация. Оптичният предавател на директно модулираната RF през оптична система използва директно модулиран DFB лазер, който има предимствата на ниска цена, малък размер и лесна интеграция и е широко използван. Въпреки това, ограничен от директно модулирания DFB лазерен чип, директно модулираният RF през оптични влакна може да се прилага само в честотната лента под 20 GHz. В сравнение с директната модулация, външната модулация на RF през оптични влакна предавател се състои от едночестотен DFB лазер и електрооптичен модулатор. Благодарение на зрялостта на технологията на електрооптичните модулатори, външната модулация на RF през оптични влакна система може да постигне приложения в честотната лента над 40 GHz. Въпреки това, поради добавянето на...електрооптичен модулатор, системата е по-сложна и не е подходяща за приложение. Коефициентът на усилване на ROF връзката, коефициентът на шум и динамичният диапазон са важни параметри на ROF връзките и има тясна връзка между трите. Например, ниският коефициент на шум означава голям динамичен диапазон, докато високият коефициент на усилване не само се изисква от всяка система, но и има по-голямо влияние върху други аспекти на производителността на системата.
Време на публикуване: 03 ноември 2025 г.