Einführung in die Anwendung der optischen HF-Übertragung über Glasfaser

Einführung in die Anwendung vonHF-optische ÜbertragungHF über Glasfaser

In den letzten Jahrzehnten haben sich Mikrowellenkommunikation und optische Telekommunikationstechnologie rasant entwickelt. Beide Technologien haben in ihren jeweiligen Bereichen große Fortschritte erzielt und maßgeblich zur schnellen Entwicklung mobiler Kommunikations- und Datenübertragungsdienste beigetragen, was den Alltag der Menschen erheblich erleichtert hat. Mikrowellenkommunikation und fotoelektrische Kommunikation weisen zwar jeweils eigene Vorteile auf, haben aber auch einige Nachteile, die sich nicht vollständig beheben lassen. Die fotoelektrische Übertragung erfordert eine physische Vernetzung und ist hinsichtlich Flexibilität, schneller Vernetzung und Mobilität des Aufbaus eingeschränkt. Die Mikrowellenkommunikation hat Nachteile bei der Übertragung über große Entfernungen und bei hohen Kapazitäten. Sie erfordert häufige Verstärkung und erneute Übertragung, und die Übertragungsbandbreite ist durch die Trägerfrequenz begrenzt. Dies führte zur Integration von Mikrowellen- und Glasfaserübertragungstechnologie, der sogenannten Radio-over-Fiber-Technologie (ROF), die oft als … bezeichnet wird.HF über GlasfaserDie RF-over-Fiber-Technologie (RF-over-Fiber) wird auch als Funkfernübertragungstechnologie bezeichnet. Ihr häufigstes Anwendungsgebiet ist die Glasfaserkommunikation, darunter Mobilfunkbasisstationen, verteilte Systeme, drahtloses Breitband, Kabelfernsehen, private Netzwerkkommunikation und vieles mehr. In den letzten Jahren hat die RF-over-Fiber-Technologie mit dem Aufkommen der Mikrowellenphotonik breite Anwendung in Mikrowellenphotonik-Radar, UAV-Kommunikation, astronomischer Forschung und anderen Bereichen gefunden. Laserkommunikation lässt sich je nach Art der Lasermodulation in interne und externe Modulation unterteilen. Üblicherweise wird die externe Modulation verwendet, und die auf externer Lasermodulation basierende RF-over-Fiber-Technologie wird in diesem Artikel beschrieben. RF-over-Fiber-Verbindungen bestehen im Wesentlichen aus optischen Transceivern, Übertragungseinheiten und …ROF-Linkswie in der folgenden Abbildung dargestellt:

Eine kurze Einführung zum Thema Licht. LD wird häufig verwendet.DFB-Laser(Verteilte Rückkopplung) Laser werden für Anwendungen mit geringem Rauschen und hohem Dynamikbereich eingesetzt, während Fabry-Perot-Laser für weniger anspruchsvolle Anwendungen verwendet werden. Die am häufigsten verwendeten Wellenlängen sind 1064 nm und 1550 nm. Die Photodiode (PD) ist eineFotodetektorAm anderen Ende der Glasfaserverbindung wird das Licht von der PIN-Fotodiode des Empfängers erfasst, in ein elektrisches Signal umgewandelt und anschließend in einem bekannten elektrischen Verarbeitungsschritt weiterverarbeitet. Für die Zwischenverbindung werden üblicherweise Singlemode- oder Multimode-Glasfasern verwendet. Singlemode-Fasern kommen aufgrund ihrer geringen Dispersion und Dämpfung häufig im Backbone-Netzwerk zum Einsatz. Multimode-Fasern finden Anwendung in lokalen Netzwerken (LANs), da sie kostengünstig herzustellen sind und die gleichzeitige Übertragung mehrerer Signale ermöglichen. Die Dämpfung des optischen Signals in der Faser ist sehr gering und beträgt nur etwa 0,25 dB/km bei 1550 nm.

Aufgrund der Eigenschaften linearer und optischer Übertragung weisen ROF-Verbindungen folgende technische Vorteile auf:

• Sehr geringe Verluste, Faserdämpfung unter 0,4 dB/km

• Ultrabreitbandige Faserübertragung, Faserverlust unabhängig von der Frequenz

• Verbindung mit höherer Signalübertragungskapazität/Bandbreite bis zu 110 GHz • Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen (EMI) (schlechtes Wetter beeinträchtigt das Signal nicht)

• Geringere Kosten pro Meter • Glasfaser ist flexibler und leichter; sie wiegt etwa 1/25 des Wellenleiters und 1/10 des Koaxialkabels.

• Einfache und flexible Anordnung von elektrooptischen Modulatoren (für medizinische und mechanische Bildgebungssysteme)