Em um mundo cada vez mais interconectado, a procura de transmissão de sinal de alta velocidade e de grande capacidade está a desafiar os limites dos sistemas tradicionais de cabo coaxial.O interesse das pessoas na transmissão de radiofrequência por fibra óptica (RFoF) tem vindo a aumentar dia a diaEsta tecnologia combina as vantagens de baixa perda e largura de banda da fibra óptica com a multifuncionalidade da comunicação por radiofrequência (Figura 1).O sistema RFoF transmite sinais de RF através de fibras ópticas, permitindo a transmissão de sinais de longa distância, sem interferências, numa ampla gama de aplicações, a partir de estações terrestres por satélite, implantações de antenas remotas,para infra-estruturas e sistemas de defesa 3G-5GEste artigo explora os princípios básicos da concepção de sistemas RFoF.
As principais funções da RFoF
Figura 1: Principais características da RFoF. (Fonte da imagem: NuPhotonics)
Transmissão de longa distância - intensidade do sinal
O desempenho dos cabos coaxial varia de acordo com a configuração do cabo.O desempenho dos cabos infláveis é ligeiramente melhorÉ precisamente esta característica de alta perda que torna a tecnologia RFoF aplicável a distâncias de transmissão superiores a 50 metros.Os comprimentos de onda mais utilizados são 1310 nm e 1550 nmA perda a um comprimento de onda de 1310 nm é de aproximadamente 0,35 dB/km, enquanto a perda a um comprimento de onda de 1550 nm é de apenas 0,25 dB/km.Pode-se ver que a perda desta tecnologia é significativamente menor do que a dos cabos coaxial.
DigiKey e NuPhotonics simplificam o processo de aquisição de componentes
A DigiKey tem liderado o mundo na simplificação do processo de aquisição de componentes críticos.e grandes corporações estão comprando componentes através da DigiKeyComo fabricante líder nas indústrias de dispositivos RF e optoeletrônicos, a NuPhotonics fez parceria com a DigiKey para fornecer produtos de componentes fáceis de usar e facilmente acessíveis para a indústria,que é uma progressão natural (ver figura 2).
NuPhotonics 10G PIN fotodiodo de fibra de cauda FC/APC
Figura 2: NuPhotonics10G PIN fotodiodo de fibra de cauda FC/APC. (Fonte da imagem: NuPhotonics)
Embora existam actualmente algumas soluções comerciais disponíveis, muitas vezes não apresentam benefícios económicos.permitir aos utilizadores desenvolver soluções especializadas de baixo custo utilizando componentes NuPhotonicsOs produtos e soluções discutidos neste artigo podem ser facilmente comprados na DigiKey.
Design do transmissor RFoF - laser DFB 10G
A primeira parte do projeto de um sistema RFoF é o desenvolvimento do transmissor.e depois transmiti-lo através de uma ligação ópticaOs lasers de feedback distribuídos (DFBs) podem ser diretamente modulados por sinais de radiofrequência, tornando-os um dispositivo ideal para converter sinais elétricos de radiofrequência em sinais ópticos.O princípio básico é mostrado na figura 3Devido ao método de desvio do lado do ânodo usado no laser, ele também é um terminal de entrada para frequência RF. Para garantir a segurança do sistema, o circuito inclui um capacitor de bloqueio de CC (C2).O valor de C2 será ajustado de acordo com o ponto de corte de baixa frequência desejadoO resistor R1 no circuito é usado para combinar a impedância do laser DFB de 10 Ω com o sistema de 50 Ω. Quanto maior o valor R1, melhor a correspondência com o link,Mas a desvantagem é que ele vai aumentar a perda de inserção da ligação ópticaIsto pode conseguir um controlo de nível preciso para alcançar os indicadores de correspondência de impedância e de perda de inserção necessários.O resistor R2 no circuito é um resistor de limitação de corrente usado para limitar a corrente do laser. Indutor L é um caminho de alta impedância para sinais de RF e também o caminho de corrente de impedância mínima para distorção de laser DC.O condensador C1 é um dispositivo opcional usado como condensador de filtragem para filtrar o ruído da fonte de alimentação em condensadores de tipo T tendenciosos.
Laser 10G DFB com circuito de correspondência de desvio T-junção e impedância
Figura 3: Laser DFB 10G com bias T-junção e impedância de correspondência de circuito. (Fonte da imagem: NuPhotonics)
Projeto do receptor RFoF - fotodiodo PIN 10G
A luz das fibras ópticas precisa ser convertida em sinais elétricos mais úteis. Para isso, podem ser usados fotodiodos.Os pares de buracos de elétrons são geradosEste mecanismo também é conhecido como o efeito fotoelétrico interno. Estes furos se movem em direção ao ânodo (+) e os elétrons se movem em direção ao cátodo (-). Este efeito gerará fotocorrente.Devido ao envolvimento da operação de banda larga no circuitoQuando o diodo é inversamente tendencioso, a corrente só passará através do diodo sob a condição de que a luz incidente gere fotocorrente.Este método de viés também tem outra vantagemAo aumentar o tamanho da camada de esgotamento, o tempo de resposta do viés inverso pode ser encurtado.O aumento da largura da camada de esgotamento reduzirá a capacidade de junção e aumentará a velocidade de deriva dos portadores de carga no fotodiodoO tempo de trânsito dos transportadores de carga é reduzido e o tempo de resposta também será reduzido em conformidade.
A Figura 4 mostra o circuito de condução básico de um fotodiodo. Existem semelhanças entre os circuitos de fotodiodos e os circuitos de laser.Indutor L é um caminho de terra DC de baixa impedância que permite que a corrente flua do pin de distorção DC para a terraA escolha correta de R1 e C1 pode ajudar a melhorar a correspondência de impedância de alta frequência.