Pengantar Sistem RF melalui Serat Optik

Pengantar Sistem RF melalui Serat Optik

RF melalui serat optikmerupakan salah satu aplikasi penting dari fotonika gelombang mikro dan menunjukkan keunggulan yang tak tertandingi di bidang-bidang canggih seperti radar fotonik gelombang mikro, telefoto radio astronomi, dan komunikasi kendaraan udara tak berawak.

RF melalui serat optikTautan ROFterutama terdiri dari pemancar optik, penerima optik, dan kabel optik. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Pemancar optik: Laser umpan balik terdistribusi (Laser DFBLaser ) diterapkan dalam aplikasi dengan noise rendah dan rentang dinamis tinggi, sedangkan laser FP digunakan dalam aplikasi dengan persyaratan yang lebih rendah. Laser ini memiliki panjang gelombang 1310nm atau 1550nm.

Penerima optik: Di ujung lain dari tautan serat optik, cahaya dideteksi oleh fotodioda PIN pada penerima, yang mengubah cahaya kembali menjadi arus.

Kabel optik: Berbeda dengan serat multimode, serat single-mode digunakan dalam tautan linier karena dispersi dan kerugiannya yang rendah. Pada panjang gelombang 1310nm, redaman sinyal optik dalam serat optik kurang dari 0,4dB/km. Pada 1550nm, kurang dari 0,25dB/km.

Tautan ROF merupakan sistem transmisi linier. Berdasarkan karakteristik transmisi linier dan transmisi optik, tautan ROF memiliki keunggulan teknis sebagai berikut:

• Kerugian sangat rendah, dengan redaman serat kurang dari 0,4 dB/km

• Transmisi ultra-bandwidth serat optik, kehilangan serat optik tidak bergantung pada frekuensi.

Sambungan ini memiliki kapasitas/bandwidth pembawa sinyal yang lebih tinggi, hingga DC sampai 40GHz.

• Anti-interferensi elektromagnetik (EMI) (Tidak memengaruhi sinyal dalam cuaca buruk)

• Biaya per meter lebih rendah • Serat optik lebih fleksibel dan ringan, beratnya sekitar 1/25 dari pandu gelombang dan 1/10 dari kabel koaksial

• Tata letak yang praktis dan fleksibel (untuk sistem pencitraan medis dan mekanis)

Berdasarkan komposisi pemancar optiknya, sistem RF over fiber dibagi menjadi dua jenis: modulasi langsung dan modulasi eksternal. Pemancar optik dari sistem RF over fiber modulasi langsung menggunakan laser DFB modulasi langsung, yang memiliki keunggulan biaya rendah, ukuran kecil, dan integrasi yang mudah, dan telah banyak digunakan. Namun, karena keterbatasan chip laser DFB modulasi langsung, RF over fiber modulasi langsung hanya dapat diterapkan pada pita frekuensi di bawah 20 GHz. Dibandingkan dengan modulasi langsung, pemancar optik RF over fiber modulasi eksternal terdiri dari laser DFB frekuensi tunggal dan modulator elektro-optik. Karena kematangan teknologi modulator elektro-optik, sistem RF over fiber modulasi eksternal dapat mencapai aplikasi pada pita frekuensi lebih besar dari 40 GHz. Namun, karena penambahanmodulator elektro-optikSistem ini lebih kompleks dan tidak kondusif untuk aplikasi. Gain link ROF, noise figure, dan dynamic range adalah parameter penting dari link ROF, dan terdapat hubungan erat di antara ketiganya. Misalnya, noise figure yang rendah berarti dynamic range yang besar, sedangkan gain yang tinggi tidak hanya dibutuhkan oleh setiap sistem, tetapi juga memiliki dampak yang lebih besar pada aspek kinerja sistem lainnya.