RF over Fiber 시스템 소개

RF over Fiber 시스템 소개

광섬유를 통한 RF마이크로파 광자학의 중요한 응용 분야 중 하나이며 마이크로파 광자 레이더, 천문 무선 망원경, 무인 항공기 통신과 같은 첨단 분야에서 비교할 수 없는 장점을 보여줍니다.

광섬유를 통한 RFROF 링크주로 광 송신기, 광 수신기, 그리고 광 케이블로 구성됩니다. 그림 1과 같습니다.

광 송신기: 분산 피드백 레이저(DFB 레이저)는 저잡음 및 고동적 범위(HDR) 응용 분야에 적용되는 반면, FP 레이저는 요구 사항이 낮은 응용 분야에 사용됩니다. 이 레이저의 파장은 1310nm 또는 1550nm입니다.

광 수신기: 광섬유 링크의 반대쪽 끝에서 수신기의 PIN 포토다이오드가 빛을 감지하여 빛을 다시 전류로 변환합니다.

광케이블: 다중 모드 광섬유와 달리 단일 모드 광섬유는 분산과 손실이 낮아 선형 링크에 사용됩니다. 1310nm 파장에서 광섬유의 광 신호 감쇠율은 0.4dB/km 미만입니다. 1550nm 파장에서는 0.25dB/km 미만입니다.

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

• 광섬유 감쇠가 0.4dB/km 미만으로 손실이 매우 낮습니다.

• 광섬유 초대역폭 전송, 광섬유 손실은 주파수에 무관함

링크는 최대 DC~40GHz까지 더 높은 신호 전달 용량/대역폭을 갖습니다.

• 전자파 간섭 방지(EMI) (악천후에도 신호 영향 없음)

• 미터당 비용 절감 • 광섬유는 더 유연하고 가벼워서 도파관의 약 1/25, 동축 케이블의 약 1/10 정도 무게입니다.

• 편리하고 유연한 레이아웃(의료 및 기계 영상 시스템용)

광 송신기의 구성에 따라 RF over fiber 시스템은 직접 변조와 외부 변조의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 직접 변조 RF over fiber 시스템의 광 송신기는 직접 변조 DFB 레이저를 채택하는데, 이는 저비용, 소형화, 그리고 손쉬운 집적화라는 장점을 가지고 있으며 널리 사용되고 있습니다. 그러나 직접 변조 DFB 레이저 칩의 제약으로 인해 직접 변조 RF over fiber는 20GHz 미만의 주파수 대역에만 적용될 수 있습니다. 직접 변조와 비교하여 외부 변조 RF over fiber 광 송신기는 단일 주파수 DFB 레이저와 전기 광학 변조기로 구성됩니다. 전기 광학 변조기 기술의 성숙으로 인해 외부 변조 RF over fiber 시스템은 40GHz 이상의 주파수 대역에서 응용될 수 있습니다. 그러나전기광학 변조기시스템이 더 복잡해지고 적용에 적합하지 않습니다. ROF 링크 이득, 잡음 지수, 그리고 동적 범위는 ROF 링크의 중요한 매개변수이며, 이 세 가지 요소 사이에는 밀접한 연관성이 있습니다. 예를 들어, 낮은 잡음 지수는 넓은 동적 범위를 의미하는 반면, 높은 이득은 모든 시스템에 필수적일 뿐만 아니라 시스템의 다른 성능 측면에도 더 큰 영향을 미칩니다.