Inleiding tot RF over glasvezelsysteem

Inleiding tot RF over glasvezelsysteem

RF over glasvezelis een van de belangrijkste toepassingen van microgolffotonica en toont ongeëvenaarde voordelen op geavanceerde gebieden zoals microgolffotonische radar, astronomische radiotelefoto en communicatie met onbemande luchtvaartuigen.

De RF over glasvezelROF-linkBestaat voornamelijk uit optische zenders, optische ontvangers en optische kabels. Zoals weergegeven in Figuur 1.

Optische zenders: lasers met gedistribueerde feedback (DFB-laser) worden toegepast in toepassingen met weinig ruis en een hoog dynamisch bereik, terwijl FP-lasers worden gebruikt in toepassingen met lagere eisen. Deze lasers hebben golflengtes van 1310 nm of 1550 nm.

Optische ontvanger: Aan het andere uiteinde van de glasvezelverbinding wordt het licht gedetecteerd door de PIN-fotodiode van de ontvanger, die het licht weer omzet in stroom.

Optische kabels: In tegenstelling tot multimodevezels worden singlemodevezels gebruikt in lineaire verbindingen vanwege hun lage dispersie en lage verlies. Bij een golflengte van 1310 nm is de demping van het optische signaal in de glasvezel minder dan 0,4 dB/km. Bij 1550 nm is dit minder dan 0,25 dB/km.

De ROF-link is een lineair transmissiesysteem. Gebaseerd op de eigenschappen van lineaire transmissie en optische transmissie, biedt de ROF-link de volgende technische voordelen:

• Extreem laag verlies, met een vezelverzwakking van minder dan 0,4 dB/km

• Transmissie met ultra-bandbreedte via optische vezel, het verlies van optische vezel is onafhankelijk van de frequentie

De verbinding heeft een hogere signaaldraagkracht/bandbreedte, tot DC tot 40 GHz

• Anti-elektromagnetische interferentie (EMI) (Geen signaalimpact bij slecht weer)

• Lagere kosten per meter • Optische vezels zijn flexibeler en lichter, en wegen ongeveer 1/25 van golfgeleiders en 1/10 van coaxiale kabels

• Handige en flexibele indeling (voor medische en mechanische beeldvormingssystemen)

Afhankelijk van de samenstelling van de optische zender wordt het RF-over-fibersysteem onderverdeeld in twee typen: directe modulatie en externe modulatie. De optische zender van het direct-gemoduleerde RF-over-fibersysteem maakt gebruik van de direct-gemoduleerde DFB-laser, die de voordelen heeft van lage kosten, een klein formaat en eenvoudige integratie, en is wijdverbreid gebruikt. Echter, beperkt door de direct-gemoduleerde DFB-laserchip, kan de direct-gemoduleerde RF-over-fiber alleen worden toegepast in de frequentieband onder 20 GHz. Vergeleken met directe modulatie bestaat de externe modulatie RF-over-fiber optische zender uit een enkelvoudige frequentie DFB-laser en een elektro-optische modulator. Vanwege de volwassenheid van de elektro-optische modulatortechnologie kan het externe modulatie RF-over-fibersysteem toepassingen bereiken in de frequentieband groter dan 40 GHz. Echter, vanwege de toevoeging van deelektro-optische modulatorHet systeem is complexer en minder geschikt voor toepassing. ROF-linkversterking, ruisgetal en dynamisch bereik zijn belangrijke parameters van ROF-links, en er is een nauw verband tussen deze drie. Een laag ruisgetal betekent bijvoorbeeld een groot dynamisch bereik, terwijl een hoge versterking niet alleen vereist is voor elk systeem, maar ook een grotere impact heeft op andere prestatieaspecten van het systeem.