Introduction au système RF sur fibre optique

Introduction au système RF sur fibre optique

RF sur fibreest l'une des applications importantes de la photonique micro-ondes et présente des avantages inégalés dans des domaines de pointe tels que le radar photonique micro-ondes, la radiotéléphotographie astronomique et la communication par véhicules aériens sans pilote.

La radiofréquence sur fibreLien ROFIl est principalement composé d'émetteurs optiques, de récepteurs optiques et de câbles optiques, comme illustré sur la figure 1.

Émetteurs optiques : lasers à rétroaction distribuée (Laser DFBLes lasers à balayage de fréquence (FP) sont utilisés dans des applications à faible bruit et à grande plage dynamique, tandis que les lasers FP sont employés dans des applications moins exigeantes. Ces lasers ont des longueurs d'onde de 1310 nm ou 1550 nm.

Récepteur optique : À l’autre extrémité de la liaison par fibre optique, la lumière est détectée par la photodiode PIN du récepteur, qui la reconvertit en courant.

Câbles optiques : Contrairement aux fibres multimodes, les fibres monomodes sont utilisées dans les liaisons linéaires en raison de leur faible dispersion et de leurs faibles pertes. À une longueur d’onde de 1 310 nm, l’atténuation du signal optique dans la fibre optique est inférieure à 0,4 dB/km. À 1 550 nm, elle est inférieure à 0,25 dB/km.

La liaison ROF est un système de transmission linéaire. Grâce aux caractéristiques de la transmission linéaire et de la transmission optique, la liaison ROF présente les avantages techniques suivants :

• Pertes extrêmement faibles, avec une atténuation de la fibre inférieure à 0,4 dB/km

• Transmission par fibre optique à très large bande passante ; les pertes de la fibre optique sont indépendantes de la fréquence.

La liaison offre une capacité de transmission de signal/bande passante plus élevée, jusqu'à 40 GHz (DC).

• Protection contre les interférences électromagnétiques (EMI) (Aucun impact sur le signal par mauvais temps)

• Coût au mètre inférieur • Les fibres optiques sont plus flexibles et plus légères, pesant environ 1/25 du poids des guides d'ondes et 1/10 du poids des câbles coaxiaux

• Agencement pratique et flexible (pour les systèmes d'imagerie médicale et mécanique)

Selon la composition de l'émetteur optique, le système RF sur fibre optique se divise en deux types : modulation directe et modulation externe. L'émetteur optique du système RF sur fibre optique à modulation directe utilise un laser DFB à modulation directe, qui présente l'avantage d'un faible coût, d'une taille réduite et d'une intégration aisée, et est largement répandu. Cependant, en raison des limitations de la puce laser DFB à modulation directe, le système RF sur fibre optique à modulation directe ne peut être utilisé que dans la bande de fréquences inférieure à 20 GHz. Comparé à la modulation directe, l'émetteur optique RF sur fibre optique à modulation externe est composé d'un laser DFB monomode et d'un modulateur électro-optique. Grâce à la maturité de la technologie des modulateurs électro-optiques, le système RF sur fibre optique à modulation externe peut être utilisé dans la bande de fréquences supérieure à 40 GHz. Cependant, en raison de l'ajout du laser DFB, le système RF sur fibre optique à modulation externe présente des limitations.modulateur électro-optiqueLe système est plus complexe et moins adapté aux applications. Le gain, le facteur de bruit et la plage dynamique des liaisons ROF sont des paramètres importants et étroitement liés. Par exemple, un faible facteur de bruit implique une large plage dynamique, tandis qu'un gain élevé est non seulement indispensable à tout système, mais a également un impact majeur sur les autres performances.