점점 더 상호 연결되는 세계에서 고속 및 고 용량의 신호 전송 수요는 전통적인 동축 케이블 시스템의 한계를 도전하고 있습니다.광섬유 라디오 주파수 전송 (RFoF) 에 대한 사람들의 관심은 날이 갈수록 증가하고 있습니다이 기술은 광섬유의 낮은 손실과 높은 대역폭의 장점을 전파 통신의 다기능성과 결합합니다.RFoF 시스템은 광섬유를 통해 RF 신호를 전송, 위성 지상 스테이션, 원격 안테나 배포에서 광범위한 응용 분야에서 장거리, 방해가없는 신호 전송을 달성합니다.3G-5G 인프라와 방어 시스템이 문서에서는 RFoF 시스템 설계의 기본 원리를 탐구합니다.
RFoF의 주요 기능
그림 1: RFoF의 주요 특성 (사진 소스: NuPhotonics)
장거리 전송 - 신호 강도
동축 케이블의 성능은 케이블 구성에 따라 다릅니다. 전형적인 다이 일렉트릭 SMA 케이블의 삽입 손실은 약 0.25 dB/m (2 GHz에서) 이다.부풀이 케이블의 성능은 약간 더 좋습니다, 그러나 비용은 훨씬 높습니다. 바로 이 높은 손실 특성이 RFoF 기술을 50 미터 이상의 전송 거리에 적용 할 수 있습니다. RFoF 기술에서,가장 일반적으로 사용되는 파장은 1310 nm 및 1550 nm입니다.1310nm 파장의 손실은 약 0.35 dB/km이며, 1550nm 파장의 손실은 0.25 dB/km에 불과합니다.이 기술의 손실이 동축 케이블보다 훨씬 낮다는 것을 알 수 있습니다..
디기키와 누포토닉스는 부품 구매 과정을 단순화합니다.
DigiKey는 중요한 부품의 조달 프로세스를 단순화하는 데 세계적 선두를 달리고 있습니다.그리고 대기업들은 모두 DigiKey를 통해 부품들을 구매하고 있습니다RF 및 광전자 장치 산업의 선도적인 제조업체로서 NuPhotonics는 DigiKey와 파트너십을 맺고 산업에 사용하기 쉽고 쉽게 액세스 할 수있는 부품 제품을 제공합니다.자연스러운 진행입니다 (그림 2 참조).
NuPhotonics 10G PIN 광다이오드 꼬리 섬유 FC/APC
그림 2: NuPhotonics10G PIN 광 다이오드 꼬리 섬유 FC/APC. (사진 소스: NuPhotonics)
현재 몇 가지 상업적 솔루션이 있지만 종종 경제적 이점이 없습니다. 이 기사에서는 표준 설계,사용자들이 NuPhotonics 컴포넌트를 이용한 저비용 전문 솔루션을 개발할 수 있도록이 기사에서 논의 된 제품 및 솔루션은 DigiKey에서 쉽게 구입할 수 있습니다.
RFoF 송신기 설계 - 10G DFB 레이저
RFoF 시스템을 설계하는 첫 번째 부분은 송신기를 개발하는 것입니다. RFoF 아키텍처의 경우 데이터 RF 신호를 광 통신 신호로 조정해야합니다.그리고 광학 연결을 통해 전송합니다분산 피드백 레이저 (DFB) 는 전파 신호에 의해 직접적으로 조절될 수 있어 전파 전기 신호를 광 신호로 변환하는 데 이상적인 장치입니다.기본 원칙은 그림 3에 나타납니다.레이저에 사용되는 애노드 측면 편향 방식 때문에 RF 주파수의 입력 단말도입니다. 시스템 안전을 보장하기 위해 회로에는 DC 차단 콘덴시터 (C2) 가 포함되어 있습니다.C2의 값은 원하는 낮은 주파수 절단점에 따라 정렬됩니다. 회로의 저항 R1은 10 Ω DFB 레이저와 50 Ω 시스템과의 임피던스 일치에 사용됩니다. R1 값이 커질수록 링크와 더 잘 일치합니다.하지만 단점은 광학 링크의 삽입 손실을 증가시킬 것입니다이것은 필요한 임피던스 매칭 및 삽입 손실 지표를 달성하기 위해 정확한 레벨 조절을 달성 할 수 있습니다.회로의 저항 R2는 레이저의 전류를 제한하는 데 사용되는 전류 제한 저항. 인덕터 L는 RF 신호에 대한 높은 임피던스 경로이며 레이저 DC 편향에 대한 최소 임피던스 전류 경로입니다.콘덴시터 C1는 편향된 T형 콘덴시터에서 전원 공급 소음을 필터링 콘덴시터로 사용하는 옵션 장치입니다..
10G DFB 레이저, 편향 T-융합 및 임피던스 매칭 회로
그림 3: 편향 T-junction 및 임피던스 매칭 회로와 함께 10G DFB 레이저. (사진 소스: NuPhotonics)
RFoF 수신기 설계 - 10G PIN 광 다이오드
광섬유의 빛은 더 유용한 전기 신호로 변환되어야 합니다. 이를 위해 광다이오드를 사용할 수 있습니다. 충분한 에너지를 가진 광자가 다이오드와 충돌하면, 광다이오드가전자 구멍 쌍이 생성됩니다.이 메커니즘은 내부 광전력 효과로도 알려져 있다. 이 구멍은 애노드 (+) 쪽으로 이동하고 전자는 캐토드 (-) 쪽으로 이동한다. 이 효과는 광전류를 생성한다.광대역 운용이 회로에 관여하기 때문에, 광다이오드가 역편향 bias 아래에서 작동합니다. 역편향 biased 때, 전류는 침투 빛이 광전류를 생성하는 조건 하에만 광다이오드를 통과합니다.이 편견 방법은 또 다른 장점을 가지고 있습니다., 이는 광 다이오드의 선형성을 향상시키는 것입니다. 소모층의 크기를 증가시킴으로써 역 편향 반응 시간을 단축할 수 있습니다.소모층 너비의 증가는 결합 용량을 줄이고 광 다이오드 내의 전하 운반자의 이동 속도를 증가시킬 것입니다.화물 운반기의 운송 시간은 짧아지고, 대응시간도 그에 따라 짧아질 것입니다.
그림 4은 광다이오드의 기본 구동 회로를 보여줍니다. 광다이오드 회로와 레이저 회로 사이에 유사성이 있습니다. 콘덴시터 C는 RF 포트를 보호하기 위해 사용되는 DC 차단 콘덴시터입니다.인덕터 L는 낮은 임피던스 DC 지상 경로로 DC 편향 핀에서 지상으로 전류를 흐르게합니다.DC 차단 콘덴서 C는 직접적인 지상 경로가 없기 때문에 R1과 C1을 올바르게 선택하는 것은 고주파 임피던스 매칭을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.