Pengenalan kepada Sistem RF melalui gentian

Pengenalan kepada Sistem RF melalui gentian

RF atas gentianialah salah satu aplikasi penting fotonik gelombang mikro dan menunjukkan kelebihan yang tiada tandingannya dalam bidang termaju seperti radar fotonik gelombang mikro, telefoto radio astronomi, dan komunikasi kenderaan udara tanpa pemandu.

RF atas gentianpautan ROFterutamanya terdiri daripada pemancar optik, penerima optik dan kabel optik. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

Pemancar optik: Laser maklum balas teragih (Laser DFB) digunakan dalam aplikasi julat hingar rendah dan dinamik tinggi, manakala laser FP digunakan dalam aplikasi dengan keperluan yang lebih rendah. Laser ini mempunyai panjang gelombang 1310nm atau 1550nm.

Penerima optik: Di hujung satu lagi pautan gentian optik, cahaya dikesan oleh fotodiod PIN penerima, yang menukarkan cahaya kembali kepada arus.

Kabel optik: Berbeza dengan gentian berbilang mod, gentian mod tunggal digunakan dalam pautan linear kerana penyebarannya yang rendah dan kehilangan yang rendah. Pada panjang gelombang 1310nm, pengecilan isyarat optik dalam gentian optik adalah kurang daripada 0.4dB/km. Pada 1550nm, ia kurang daripada 0.25dB/km.

Pautan ROF ialah sistem penghantaran linear. Berdasarkan ciri-ciri penghantaran linear dan penghantaran optik, pautan ROF mempunyai kelebihan teknikal berikut:

• Kehilangan yang sangat rendah, dengan pengecilan gentian kurang daripada 0.4 dB/km

• Penghantaran ultra lebar jalur gentian optik, kehilangan gentian optik adalah bebas daripada kekerapan

Pautan mempunyai kapasiti pembawa isyarat/lebar jalur yang lebih tinggi, sehingga DC hingga 40GHz

• Gangguan anti-elektromagnetik (EMI) (Tiada kesan isyarat dalam cuaca buruk)

• Kos per meter yang lebih rendah • Gentian optik lebih fleksibel dan ringan, dengan berat kira-kira 1/25 pandu gelombang dan 1/10 kabel sepaksi

• Reka letak yang mudah dan fleksibel (untuk sistem pengimejan perubatan dan mekanikal)

Mengikut komposisi pemancar optik, sistem RF atas gentian dibahagikan kepada dua jenis: modulasi langsung dan modulasi luaran. Pemancar optik sistem RF termodulat terus melalui gentian menggunakan laser DFB termodulat langsung, yang mempunyai kelebihan kos rendah, saiz kecil dan penyepaduan mudah, dan telah digunakan secara meluas. Walau bagaimanapun, terhad oleh cip laser DFB termodulasi langsung, RF termodulat terus melalui gentian hanya boleh digunakan dalam jalur frekuensi di bawah 20GHz. Berbanding dengan modulasi langsung, modulasi luaran RF atas pemancar optik gentian terdiri daripada laser DFB frekuensi tunggal dan modulator elektro-optik. Disebabkan oleh kematangan teknologi modulator elektro-optik, modulasi luaran RF melalui sistem gentian boleh mencapai aplikasi dalam jalur frekuensi lebih daripada 40GHz. Walau bagaimanapun, kerana penambahanmodulator elektro-optik, sistem adalah lebih kompleks dan tidak kondusif untuk aplikasi. Keuntungan pautan ROF, angka hingar dan julat dinamik adalah parameter penting pautan ROF, dan terdapat hubungan rapat antara ketiga-tiganya. Sebagai contoh, angka hingar yang rendah bermakna julat dinamik yang besar, manakala keuntungan yang tinggi bukan sahaja diperlukan oleh setiap sistem, tetapi juga mempunyai kesan yang lebih besar pada aspek prestasi sistem yang lain.