광섬유 기반 RF 시스템 소개

광섬유 기반 RF 시스템 소개

광섬유를 통한 RF마이크로파 광자학의 중요한 응용 분야 중 하나인 마이크로파 광자 레이더, 천체 관측용 전파 망원경, 무인 항공기 통신과 같은 첨단 분야에서 비할 데 없는 장점을 보여줍니다.

광섬유를 통한 RF 전송ROF 링크주로 광 송신기, 광 수신기 및 광 케이블로 구성됩니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이.

광 송신기: 분산 피드백 레이저(DFB 레이저)는 저잡음 및 고동적 범위 응용 분야에 사용되는 반면, FP 레이저는 요구 사항이 더 낮은 응용 분야에 사용됩니다. 이 레이저들은 1310nm 또는 1550nm의 파장을 가집니다.

광 수신기: 광섬유 링크의 다른 쪽 끝에서, 빛은 수신기의 PIN 포토다이오드에 의해 감지되어 다시 전류로 변환됩니다.

광케이블: 멀티모드 광섬유와 달리 싱글모드 광섬유는 낮은 분산과 낮은 손실 덕분에 선형 링크에 사용됩니다. 1310nm 파장에서 광섬유 내 광 신호의 감쇠는 0.4dB/km 미만이며, 1550nm 파장에서는 0.25dB/km 미만입니다.

ROF 링크는 선형 전송 시스템입니다. 선형 전송 및 광 전송의 특성을 기반으로 ROF 링크는 다음과 같은 기술적 장점을 가지고 있습니다.

• 손실이 매우 적으며, 광섬유 감쇠율은 0.4dB/km 미만입니다.

• 광섬유는 초고대역폭 전송이 가능하며, 광섬유 손실은 주파수와 무관합니다.

해당 링크는 DC부터 40GHz까지 더 높은 신호 전송 용량/대역폭을 제공합니다.

• 전자기 간섭(EMI) 방지 (악천후에도 신호에 영향 없음)

• 미터당 비용 절감 • 광섬유는 더 유연하고 가벼워 도파관의 약 1/25, 동축 케이블의 약 1/10에 불과한 무게를 가집니다.

• 편리하고 유연한 레이아웃 (의료 및 기계 영상 시스템에 적합)

광 송신기의 구성에 따라 RF over fiber 시스템은 직접 변조 방식과 외부 변조 방식의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 직접 변조 방식의 RF over fiber 시스템의 광 송신기는 직접 변조 DFB 레이저를 사용하는데, 이는 저비용, 소형화, 손쉬운 통합 등의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있습니다. 그러나 직접 변조 DFB 레이저 칩의 한계로 인해 직접 변조 방식의 RF over fiber 시스템은 20GHz 이하의 주파수 대역에서만 적용 가능합니다. 직접 변조 방식과 비교하여 외부 변조 방식의 RF over fiber 광 송신기는 단일 주파수 DFB 레이저와 전기광학 변조기로 구성됩니다. 전기광학 변조기 기술의 성숙도 덕분에 외부 변조 방식의 RF over fiber 시스템은 40GHz 이상의 주파수 대역에서 적용이 가능합니다. 하지만 추가적인 구성 요소로 인해...전기광학 변조기이러한 시스템은 더욱 복잡하고 실제 적용에 적합하지 않습니다. ROF 링크 이득, 잡음 지수 및 동적 범위는 ROF 링크의 중요한 매개변수이며, 이 세 가지는 서로 밀접한 관련이 있습니다. 예를 들어, 낮은 잡음 지수는 넓은 동적 범위를 의미하며, 높은 이득은 모든 시스템에 필수적일 뿐만 아니라 시스템의 다른 성능 측면에도 큰 영향을 미칩니다.