Уводзіны ў радыёчастотныя сістэмы па валаконна-аптычным валакне

Уводзіны ў радыёчастотныя сістэмы па валаконна-аптычным валакне

РФ па валакнез'яўляецца адным з важных прымяненняў мікрахвалевай фатонікі і дэманструе беспрэцэдэнтныя перавагі ў такіх перадавых галінах, як мікрахвалевы фатонны радар, астранамічны радыётэлеаб'ектыў і сувязь з беспілотнымі лятальнымі апаратамі.

РФ па валакнеСпасылка ROFу асноўным складаецца з аптычных перадатчыкаў, аптычных прыёмнікаў і аптычных кабеляў. Як паказана на малюнку 1.

Аптычныя перадатчыкі: размеркаваныя лазеры з зваротнай сувяззю (DFB-лазер) ужываюцца ў прымяненнях з нізкім узроўнем шуму і высокім дынамічным дыяпазонам, у той час як FP-лазеры выкарыстоўваюцца ў прымяненнях з меншымі патрабаваннямі. Гэтыя лазеры маюць даўжыні хваль 1310 нм або 1550 нм.

Аптычны прыёмнік: На іншым канцы валаконна-аптычнай лініі святло выяўляецца PIN-фотадыёдам прыёмніка, які пераўтварае святло назад у ток.

Аптычныя кабелі: у адрозненне ад шматмодавых валокнаў, аднакадавыя валокны выкарыстоўваюцца ў лінейных лініях сувязі з-за іх нізкай дысперсіі і малых страт. Пры даўжыні хвалі 1310 нм аслабленне аптычнага сігналу ў аптычным валакне менш за 0,4 дБ/км. Пры 1550 нм яно менш за 0,25 дБ/км.

ROF-канал — гэта лінейная сістэма перадачы. Зыходзячы з характарыстык лінейнай і аптычнай перадачы, ROF-канал мае наступныя тэхнічныя перавагі:

• Вельмі нізкія страты, з затуханнем валакна менш за 0,4 дБ/км

• Звышшырокапалосная перадача ў аптычным валакне, страты ў аптычным валакне не залежаць ад частаты

Лінія сувязі мае больш высокую прапускную здольнасць/прапускную здольнасць сігналу, да 40 ГГц пастаяннага току

• Анты-электрамагнітныя перашкоды (EMI) (адсутнасць уплыву на сігнал у дрэннае надвор'е)

• Больш нізкі кошт за метр • Аптычныя валокны больш гнуткія і лёгкія, важаць прыкладна ў 1/25 ад хваляводаў і ў 1/10 ад кааксіяльных кабеляў

• Зручная і гнуткая кампаноўка (для медыцынскіх і механічных сістэм візуалізацыі)

У залежнасці ад складу аптычнага перадатчыка, радыёчастотныя сістэмы па валакне падзяляюцца на два тыпы: з прамой мадуляцыяй і знешняй мадуляцыяй. Аптычны перадатчык радыёчастотнай сістэмы з прамой мадуляцыяй па валакне выкарыстоўвае лазер з прамой мадуляцыяй DFB, які мае такія перавагі, як нізкая кошт, малыя памеры і лёгкая інтэграцыя, і шырока выкарыстоўваецца. Аднак з-за абмежаванняў, звязаных з чыпам лазера DFB з прамой мадуляцыяй, радыёчастотныя сістэмы з прамой мадуляцыяй па валакне могуць выкарыстоўвацца толькі ў дыяпазоне частот ніжэй за 20 ГГц. У параўнанні з прамой мадуляцыяй, радыёчастотныя перадатчыкі з знешняй мадуляцыяй па валакне складаюцца з адначастотнага лазера DFB і электрааптычнага мадулятара. Дзякуючы сталасці тэхналогіі электрааптычных мадулятараў, радыёчастотныя сістэмы з знешняй мадуляцыяй па валакне могуць знайсці прымяненне ў дыяпазоне частот больш за 40 ГГц. Аднак, дзякуючы даданню...электрааптычны мадулятар, сістэма больш складаная і не спрыяе ўжыванню. Каэфіцыент узмацнення канала ROF, каэфіцыент шуму і дынамічны дыяпазон з'яўляюцца важнымі параметрамі каналаў ROF, і паміж імі існуе цесная сувязь. Напрыклад, нізкі каэфіцыент шуму азначае шырокі дынамічны дыяпазон, у той час як высокі каэфіцыент узмацнення не толькі патрабуецца кожнай сістэмай, але і мае большы ўплыў на іншыя аспекты прадукцыйнасці сістэмы.