Sissejuhatus raadiosageduslikku kiudoptilisse süsteemi

Sissejuhatus raadiosageduslikku kiudoptilisse süsteemi

RF üle kiudoptikaon mikrolaine-fotoonika üks olulisi rakendusi ja sellel on enneolematuid eeliseid sellistes edasijõudnud valdkondades nagu mikrolaine-fotooniline radar, astronoomiline raadiotelefoto ja mehitamata õhusõidukite side.

RF üle kiudoptikaROF-i linkkoosneb peamiselt optilistest saatjatest, optilistest vastuvõtjatest ja optilistest kaablitest. Nagu on näidatud joonisel 1.

Optilised saatjad: hajutatud tagasisidelaserid (DFB-laser) kasutatakse madala müratasemega ja suure dünaamilise ulatusega rakendustes, samas kui FP-lasereid kasutatakse madalamate nõuetega rakendustes. Nende laserite lainepikkused on 1310 nm või 1550 nm.

Optiline vastuvõtja: Optilise kiuühenduse teises otsas tuvastab valgust vastuvõtja PIN-fotodiood, mis muundab valguse tagasi vooluks.

Optilised kaablid: Erinevalt mitmemoodilistest kiududest kasutatakse lineaarsetes ühendustes ühemoodilisi kiude nende madala dispersiooni ja kadude tõttu. Lainepikkusel 1310 nm on optilise signaali sumbumine optilises kius alla 0,4 dB/km. Lainepikkusel 1550 nm on see alla 0,25 dB/km.

ROF-ühendus on lineaarne ülekandesüsteem. Lineaarse ja optilise ülekande omaduste põhjal on ROF-ühendusel järgmised tehnilised eelised:

• Äärmiselt madal kadu, kiudude sumbuvus alla 0,4 dB/km

• Optilise kiu üliribalaiusega ülekanne, optilise kiu kadu ei sõltu sagedusest

Lingi signaali kandevõime/ribalaius on suurem, kuni alalisvooluni 40 GHz.

• Elektromagnetiliste häirete (EMI) vastane (signaali ei mõjuta halva ilma korral)

• Madalam meetri hind • Optilised kiud on paindlikumad ja kergemad, kaaludes umbes 1/25 lainejuhtide ja 1/10 koaksiaalkaablite kaalust

• Mugav ja paindlik paigutus (meditsiiniliste ja mehaaniliste pildisüsteemide jaoks)

Optilise saatja koostise järgi jaguneb raadiosageduslik kiudoptiline süsteem kahte tüüpi: otsemodulatsioon ja väline modulatsioon. Otsemodulatsiooniga raadiosageduslik kiudoptiline süsteem kasutab otsemodulatsiooniga DFB-laserit, mille eelised on madal hind, väike suurus ja lihtne integreerimine ning mida on laialdaselt kasutatud. Otsemodulatsiooniga DFB-laserkiibi piirangute tõttu saab otsemodulatsiooniga raadiosageduslikku kiudoptilist saatjat rakendada ainult alla 20 GHz sagedusalas. Võrreldes otsese modulatsiooniga koosneb välise modulatsiooniga raadiosageduslik kiudoptiline saatja ühesageduslikust DFB-laserist ja elektrooptilisest modulaatorist. Tänu elektrooptilise modulaatori tehnoloogia küpsusele saab välise modulatsiooniga raadiosageduslikku kiudoptilist süsteemi kasutada sagedusalas üle 40 GHz. Kuid tänu ...elektrooptiline modulaator, on süsteem keerulisem ja ei sobi kasutamiseks. ROF-lingi võimendus, mürategur ja dünaamiline ulatus on ROF-lingide olulised parameetrid ning nende kolme vahel on tihe seos. Näiteks madal mürategur tähendab suurt dünaamilist ulatust, samas kui suur võimendus pole mitte ainult iga süsteemi jaoks vajalik, vaid sellel on ka suurem mõju süsteemi teistele jõudlusaspektidele.