Uvod v uporabo RF optičnega prenosa RF preko optičnih vlaken

Uvod v uporaboRF optični prenosRF preko optičnega vlakna

V zadnjih desetletjih sta se mikrovalovna komunikacija in optična telekomunikacijska tehnologija hitro razvili. Obe tehnologiji sta dosegli velik napredek na svojih področjih in privedli do hitrega razvoja mobilnih komunikacij in storitev prenosa podatkov, kar je ljudem prineslo veliko udobja. Tehnologiji mikrovalovne komunikacije in fotoelektrične komunikacije imata svoje prednosti, a tudi nekaj pomanjkljivosti, ki jih ni mogoče premagati. Fotoelektrični prenos zahteva fizično omrežje, obstajajo pa tudi nekatere pomanjkljivosti v fleksibilnosti, hitrem omrežju in mobilnosti konstrukcije. Mikrovalovna komunikacija ima nekaj pomanjkljivosti pri prenosu na dolge razdalje in veliki zmogljivosti, mikrovalovi pa potrebujejo pogosto relejsko ojačanje in ponovno prenašanje, pasovna širina prenosa pa je omejena z nosilno frekvenco. To je privedlo do integracije mikrovalovne in optične tehnologije prenosa vlaken, torej tehnologije radia po vlaknih (ROF), ki se pogosto imenuje tudi radio po vlaknih (Radio over Fiber), ki se pogosto imenuje ...RF preko optičnega vlakna, ali radiofrekvenčna daljinska tehnologija. Najbolj razširjeno področje tehnologije RF over Fiber je področje komunikacije z optičnimi vlakni, vključno z mobilnimi baznimi postajami, porazdeljenimi sistemi, brezžičnim širokopasovnim dostopom, kabelsko televizijo, komunikacijo v zasebnih omrežjih in tako naprej. V zadnjih letih se je z vzponom mikrovalovne fotonike tehnologija RF over Fiber pogosto uporabljala v mikrovalovnem fotonskem radarju, komunikaciji z brezpilotnimi letalniki, astronomskih raziskavah in drugih področjih. Glede na različne vrste laserske modulacije lahko lasersko komunikacijo razdelimo na notranjo modulacijo in zunanjo modulacijo, najpogosteje uporabljena je zunanja modulacija, v tem članku pa je opisana RF over Fiber, ki temelji na zunanji laserski modulaciji. Povezave RF over Fiber so sestavljene predvsem iz optičnega oddajnika-sprejemnika, prenosnika in ...Povezave ROF, kot je prikazano na naslednji sliki:

Kratek uvod v svetlobni del. LD se pogosto uporabljaDFB laserji(porazdeljeni tip povratne zanke), ki se uporabljajo za aplikacije z nizkim šumom in visokim dinamičnim razponom, FP (tip Fabry-Perot) pa se uporabljajo za manj zahtevne aplikacije. Najpogosteje uporabljeni valovni dolžini sta 1064 nm in 1550 nm. PD jefotodetektor, na drugem koncu optične povezave pa PIN fotodioda sprejemnika zazna svetlobo, ki jo pretvori v električni signal in nato v znani korak električne obdelave. Optično vlakno, ki se uporablja za vmesno povezavo, je običajno enomodno in večmodno optično vlakno. Enomodno vlakno se pogosto uporablja v hrbteničnem omrežju zaradi nizke disperzije in nizkih izgub. Večmodno vlakno ima določeno uporabo v lokalnem omrežju, ker je poceni za izdelavo in lahko hkrati sprejme več prenosov. Slabljenje optičnega signala v vlaknu je zelo majhno, le ~0,25 dB/km pri 1550 nm.

Glede na značilnosti linearnega in optičnega prenosa imajo povezave ROF naslednje tehnične prednosti:

• Zelo nizke izgube, slabljenje vlaken manj kot 0,4 dB/km

• Ultrapasovni prenos v optičnih vlaknih, izguba v vlaknih neodvisna od frekvence

• Povezava z večjo prenosno zmogljivostjo/pasovno širino signala do 110 GHz • Odpornost na elektromagnetne motnje (EMI) (neugodno vreme ne vpliva na signal)

• Nižji stroški na meter • Optično vlakno je bolj fleksibilno in lažje, saj tehta približno 1/25 valovoda in 1/10 koaksialnega kabla

• Enostavna in prilagodljiva razporeditev elektrooptičnih modulatorjev (za medicinske in mehanske slikovne sisteme)