Introducció al sistema de RF sobre fibra

Introducció al sistema de RF sobre fibra

RF sobre fibraés una de les aplicacions importants de la fotònica de microones i mostra avantatges inigualables en camps avançats com el radar fotònic de microones, el radioteleobjectiu astronòmic i la comunicació amb vehicles aeris no tripulats.

La radiofreqüència sobre fibraEnllaç ROFestà compost principalment per transmissors òptics, receptors òptics i cables òptics. Com es mostra a la Figura 1.

Transmissors òptics: làsers de retroalimentació distribuïda (Làser DFB) s'apliquen en aplicacions de baix soroll i alt rang dinàmic, mentre que els làsers FP s'utilitzen en aplicacions amb requisits més baixos. Aquests làsers tenen longituds d'ona de 1310 nm o 1550 nm.

Receptor òptic: A l'altre extrem de l'enllaç de fibra òptica, la llum és detectada pel fotodíode PIN del receptor, que la converteix de nou en corrent.

Cables òptics: A diferència de les fibres multimode, les fibres monomode s'utilitzen en enllaços lineals a causa de la seva baixa dispersió i baixa pèrdua. A una longitud d'ona de 1310 nm, l'atenuació del senyal òptic a la fibra òptica és inferior a 0,4 dB/km. A 1550 nm, és inferior a 0,25 dB/km.

L'enllaç ROF és un sistema de transmissió lineal. Basant-se en les característiques de la transmissió lineal i la transmissió òptica, l'enllaç ROF té els següents avantatges tècnics:

• Pèrdua extremadament baixa, amb una atenuació de fibra inferior a 0,4 dB/km

• Transmissió d'ample de banda ultraràpid per fibra òptica, la pèrdua de fibra òptica és independent de la freqüència

L'enllaç té una capacitat de transport de senyal/amplada de banda més alta, fins a CC a 40 GHz

• Anti-interferència electromagnètica (EMI) (Sense impacte en el senyal en cas de mal temps)

• Cost per metre més baix • Les fibres òptiques són més flexibles i lleugeres, i pesen aproximadament 1/25 de les guies d'ona i 1/10 dels cables coaxials

• Disseny convenient i flexible (per a sistemes d'imatge mèdica i mecànica)

Segons la composició del transmissor òptic, el sistema de RF sobre fibra es divideix en dos tipus: modulació directa i modulació externa. El transmissor òptic del sistema de RF sobre fibra modulada directament adopta el làser DFB modulat directament, que té els avantatges de baix cost, mida petita i fàcil integració, i ha estat àmpliament utilitzat. Tanmateix, limitat pel xip làser DFB modulat directament, la RF sobre fibra modulada directament només es pot aplicar a la banda de freqüència inferior a 20 GHz. En comparació amb la modulació directa, el transmissor òptic de RF sobre fibra de modulació externa està compost per un làser DFB de freqüència única i un modulador electroòptic. A causa de la maduresa de la tecnologia del modulador electroòptic, el sistema de modulació externa de RF sobre fibra pot aconseguir aplicacions a la banda de freqüència superior a 40 GHz. Tanmateix, a causa de l'addició de...modulador electroòptic, el sistema és més complex i no és propici per a l'aplicació. El guany d'enllaç ROF, la xifra de soroll i el rang dinàmic són paràmetres importants dels enllaços ROF, i hi ha una estreta connexió entre els tres. Per exemple, una xifra de soroll baixa significa un rang dinàmic ampli, mentre que un guany alt no només és requerit per tots els sistemes, sinó que també té un impacte més gran en altres aspectes del rendiment del sistema.