Úvod do aplikácie optického prenosu RF cez vlákno

Úvod do aplikácieRF optický prenosRF cez optické vlákno

V posledných desaťročiach sa mikrovlnná komunikácia a optická telekomunikačná technológia rýchlo rozvíjajú. Obe technológie dosiahli vo svojich oblastiach veľký pokrok a viedli k rýchlemu rozvoju služieb mobilnej komunikácie a prenosu dát, čo prináša veľké pohodlie do života ľudí. Tieto dve technológie, mikrovlnná komunikácia a fotoelektrická komunikácia, majú svoje výhody, ale aj určité nevýhody, ktoré nemožno prekonať. Fotoelektrický prenos vyžaduje fyzické prepojenie a existujú určité nedostatky vo flexibilite, rýchlosti prepojenia a mobilite konštrukcie. Mikrovlnná komunikácia má určité nedostatky v prenose na dlhé vzdialenosti a veľkej kapacite. Mikrovlny vyžadujú časté zosilňovanie a opätovný prenos relé a šírka pásma prenosu je obmedzená nosnou frekvenciou. To viedlo k integrácii mikrovlnnej a optickej prenosovej technológie, teda technológie Radio over Fiber (ROF), ktorá sa často označuje ako...RF cez optické vlákno, alebo rádiofrekvenčná diaľková technológia. Najpoužívanejšou oblasťou technológie RF over Fiber je oblasť komunikácie s optickými vláknami, vrátane mobilných základňových staníc, distribuovaných systémov, bezdrôtového širokopásmového pripojenia, káblovej televízie, komunikácie v súkromných sieťach atď. V posledných rokoch, s nástupom mikrovlnnej fotoniky, sa technológia RF over Fiber široko používa v mikrovlnných fotónových radaroch, komunikácii s UAV, astronomickom výskume a ďalších oblastiach. Podľa rôznych typov laserovej modulácie možno laserovú komunikáciu rozdeliť na internú moduláciu a externú moduláciu, pričom bežne používaná je externá modulácia a v tomto článku je opísaná RF over Fiber založená na externej laserovej modulácii. Spojenia RF over Fiber pozostávajú hlavne z optického vysielača/prijímača, prenosu a...Odkazy ROF, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku:

Stručný úvod do svetelnej časti. LD sa bežne používaDFB lasery(typ s distribuovanou spätnou väzbou), ktoré sa používajú pre aplikácie s nízkym šumom a vysokým dynamickým rozsahom, a FP (typ Fabry-Perot) lasery sa používajú pre menej náročné aplikácie. Najbežnejšie používané vlnové dĺžky sú 1064 nm a 1550 nm. PD je...fotodetektor, a na druhom konci optického vlákna je svetlo detekované PIN fotodiódou prijímača, ktorá ho premieňa na elektrický signál a následne ho prevedie do známeho kroku elektrického spracovania. Optické vlákno používané na medziľahlé pripojenie je bežne jednomódové a viacmódové optické vlákno. Jednomódové vlákno sa bežne používa v chrbticovej sieti kvôli nízkej disperzii a nízkym stratám. Viacmódové vlákno má určité uplatnenie v lokálnych sieťach, pretože je lacné na výrobu a dokáže spracovať viacero prenosov súčasne. Útlm optického signálu vo vlákne je veľmi malý, iba ~0,25 dB/km pri 1550 nm.

Na základe charakteristík lineárneho prenosu a optického prenosu majú ROF spoje nasledujúce technické výhody:

• Veľmi nízke straty, útlm vlákna menej ako 0,4 dB/km

• Ultraširokopásmový prenos optických vlákien, strata optických vlákien nezávislá od frekvencie

• Spojenie s vyššou prenosovou kapacitou/šírkou pásma signálu až do 110 GHz • Odolnosť voči elektromagnetickému rušeniu (EMI) (nepriaznivé počasie neovplyvňuje signál)

• Nižšie náklady na meter • Vlákno je flexibilnejšie a ľahšie, váži približne 1/25 vlnovodu a 1/10 koaxiálneho kábla

• Jednoduché a flexibilné usporiadanie elektrooptických modulátorov (pre lekárske a mechanické zobrazovacie systémy)