Ievads RF optiskās pārraides RF pielietojumā pār šķiedru

Ievads pielietošanāRF optiskā pārraideRF pār šķiedru

Pēdējās desmitgadēs mikroviļņu sakaru un optisko telekomunikāciju tehnoloģijas ir strauji attīstījušās. Abas tehnoloģijas ir guvušas lielus panākumus savās attiecīgajās jomās un arī veicinājušas mobilo sakaru un datu pārraides pakalpojumu strauju attīstību, radot lielas ērtības cilvēku dzīvē. Abām tehnoloģijām - mikroviļņu sakaru un fotoelektrisko sakaru - ir savas priekšrocības, taču tām ir arī daži trūkumi, kurus nevar pārvarēt. Fotoelektriskajai pārraidei ir nepieciešams fizisks tīkls, un pastāv daži trūkumi konstrukcijas elastībā, ātrajā tīklā un mobilitātē. Mikroviļņu sakariem ir daži trūkumi tālsatiksmes pārraidē un lielā ietilpībā, un mikroviļņiem ir nepieciešama bieža releja pastiprināšana un atkārtota pārraide, un pārraides joslas platumu ierobežo nesējfrekvence. Tas noveda pie mikroviļņu un optisko šķiedru pārraides tehnoloģiju integrācijas, proti, radio pārraides pa šķiedru (ROF) tehnoloģijas, ko bieži dēvē parRF pār šķiedrujeb radiofrekvenču tālvadības tehnoloģija. Visplašāk izmantotā RF virs optiskās šķiedras tehnoloģijas joma ir optiskās šķiedras sakaru joma, tostarp mobilās bāzes stacijas, izkliedētās sistēmas, bezvadu platjoslas pieslēgums, kabeļtelevīzija, privāto tīklu sakari utt. Pēdējos gados, pieaugot mikroviļņu fotonikai, RF virs optiskās šķiedras tehnoloģija ir plaši izmantota mikroviļņu fotonu radaros, bezpilota lidaparātu sakaros, astronomijas pētījumos un citās jomās. Atkarībā no dažādiem lāzera modulācijas veidiem lāzera sakarus var iedalīt iekšējā modulācijā un ārējā modulācijā, visbiežāk izmantotā ir ārējā modulācija, un šajā rakstā ir aprakstīta RF virs optiskās šķiedras, kuras pamatā ir ārēja lāzera modulācija. RF virs optiskās šķiedras saites galvenokārt sastāv no optiskā raidītāja, pārraides unROF saites, kā parādīts nākamajā attēlā:

Īss ievads gaismas daļā. LD tiek bieži izmantotsDFB lāzeri(izkliedētās atgriezeniskās saites tipa), ko izmanto lietojumos ar zemu trokšņa līmeni un augstu dinamisko diapazonu, un FP (Fabri-Pero tipa) lāzeri tiek izmantoti mazāk prasīgiem lietojumiem. Visbiežāk izmantotie viļņu garumi ir 1064 nm un 1550 nm. PD irfotodetektors, un optiskās šķiedras savienojuma otrā galā gaismu uztver uztvērēja PIN fotodiode, kas pārveido gaismu elektriskā signālā un pēc tam pazīstamajā elektriskās apstrādes posmā. Starpposma savienojumam izmantotā optiskā šķiedra parasti ir vienmoda un daudzmodu optiskā šķiedra. Vienmoda šķiedra parasti tiek izmantota mugurkaula tīklā tās zemās dispersijas un zemo zudumu dēļ. Daudzmodu šķiedrai ir noteikts pielietojums lokālajā tīklos, jo to ir lēti izgatavot un tā var vienlaikus nodrošināt vairākas pārraides. Optiskā signāla vājināšanās šķiedrā ir ļoti maza, tikai ~0,25 dB/km pie 1550 nm.

Pamatojoties uz lineārās pārraides un optiskās pārraides īpašībām, ROF saitēm ir šādas tehniskās priekšrocības:

• Ļoti zemi zudumi, šķiedras vājināšanās mazāka par 0,4 dB/km

• Šķiedras īpaši platas joslas pārraide, šķiedras zudumi neatkarīgi no frekvences

• Savienojums ar lielāku signāla pārneses jaudu/joslas platumu līdz pat 110 GHz • Izturība pret elektromagnētiskajiem traucējumiem (EMI) (nelabvēlīgi laikapstākļi neietekmē signālu)

• Zemākas izmaksas par metru • Šķiedra ir elastīgāka un vieglāka, sverot aptuveni 1/25 no viļņvada un 1/10 no koaksiālā kabeļa

• Vienkārša un elastīga elektrooptisko modulatoru izvietošana (medicīniskajām un mehāniskajām attēlveidošanas sistēmām)