บทนำเกี่ยวกับระบบ RF ผ่านใยแก้วนำแสง
คลื่นวิทยุผ่านใยแก้วนำแสงเป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันที่สำคัญของไมโครเวฟโฟโตนิกส์ และแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าในสาขาขั้นสูง เช่น เรดาร์ไมโครเวฟโฟโตนิกส์ กล้องโทรทัศน์วิทยุดาราศาสตร์ และการสื่อสารของยานบินไร้คนขับ
คลื่นวิทยุผ่านใยแก้วนำแสงลิงก์ ROFประกอบด้วยตัวส่งสัญญาณแสง ตัวรับสัญญาณแสง และสายเคเบิลแสงเป็นหลัก ดังแสดงในรูปที่ 1
ตัวส่งสัญญาณแสง: เลเซอร์แบบป้อนกลับแบบกระจาย (เลเซอร์ DFBเลเซอร์ชนิด (Selective Laser) ถูกนำไปใช้ในงานที่ต้องการสัญญาณรบกวนต่ำและช่วงไดนามิกสูง ในขณะที่เลเซอร์ชนิด FP (Follow-in Laser) ถูกนำไปใช้ในงานที่มีข้อกำหนดต่ำกว่า เลเซอร์เหล่านี้มีความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตร หรือ 1550 นาโนเมตร
ตัวรับสัญญาณแสง: ที่ปลายอีกด้านของสายใยแก้วนำแสง แสงจะถูกตรวจจับโดยโฟโตไดโอด PIN ของตัวรับสัญญาณ ซึ่งจะแปลงแสงกลับเป็นกระแสไฟฟ้า
สายเคเบิลใยแก้วนำแสง: แตกต่างจากใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมด ใยแก้วนำแสงแบบซิงเกิลโหมดถูกใช้ในการเชื่อมต่อเชิงเส้นเนื่องจากมีการกระจายตัวต่ำและการสูญเสียต่ำ ที่ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตร การลดทอนของสัญญาณแสงในใยแก้วนำแสงน้อยกว่า 0.4 เดซิเบลต่อกิโลเมตร และที่ 1550 นาโนเมตร น้อยกว่า 0.25 เดซิเบลต่อกิโลเมตร
ระบบส่งสัญญาณ ROF เป็นระบบส่งสัญญาณเชิงเส้น โดยอาศัยคุณลักษณะของการส่งสัญญาณเชิงเส้นและการส่งสัญญาณด้วยแสง ระบบส่งสัญญาณ ROF จึงมีข้อได้เปรียบทางเทคนิคดังต่อไปนี้:
• การสูญเสียต่ำมาก โดยการลดทอนของสัญญาณในเส้นใยน้อยกว่า 0.4 dB/km
• การส่งสัญญาณด้วยใยแก้วนำแสงที่มีแบนด์วิดท์สูงมาก การสูญเสียในใยแก้วนำแสงไม่ขึ้นอยู่กับความถี่
ลิงก์นี้มีขีดความสามารถในการส่งสัญญาณ/แบนด์วิดท์ที่สูงกว่า ตั้งแต่ DC ถึง 40GHz
• ป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) (สัญญาณไม่ได้รับผลกระทบในสภาพอากาศเลวร้าย)
• ต้นทุนต่อเมตรต่ำกว่า • เส้นใยแก้วนำแสงมีความยืดหยุ่นและน้ำหนักเบากว่า โดยมีน้ำหนักประมาณ 1/25 ของท่อนำคลื่น และ 1/10 ของสายเคเบิลโคแอกเซียล
• รูปแบบที่สะดวกและยืดหยุ่น (สำหรับระบบการถ่ายภาพทางการแพทย์และเชิงกล)
ตามองค์ประกอบของตัวส่งสัญญาณแสง ระบบ RF ผ่านใยแก้วนำแสงแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ การมอดูเลตโดยตรงและการมอดูเลตภายนอก ตัวส่งสัญญาณแสงของระบบ RF ผ่านใยแก้วนำแสงแบบมอดูเลตโดยตรงใช้เลเซอร์ DFB แบบมอดูเลตโดยตรง ซึ่งมีข้อดีคือต้นทุนต่ำ ขนาดเล็ก และง่ายต่อการรวมเข้ากับระบบอื่น จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม ด้วยข้อจำกัดของชิปเลเซอร์ DFB แบบมอดูเลตโดยตรง ระบบ RF ผ่านใยแก้วนำแสงแบบมอดูเลตโดยตรงจึงสามารถใช้งานได้เฉพาะในย่านความถี่ต่ำกว่า 20GHz เท่านั้น เมื่อเทียบกับการมอดูเลตโดยตรง ตัวส่งสัญญาณแสง RF ผ่านใยแก้วนำแสงแบบมอดูเลตภายนอกประกอบด้วยเลเซอร์ DFB ความถี่เดียวและตัวมอดูเลตแบบอิเล็กโทรออปติก เนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีตัวมอดูเลตแบบอิเล็กโทรออปติก ระบบ RF ผ่านใยแก้วนำแสงแบบมอดูเลตภายนอกจึงสามารถใช้งานได้ในย่านความถี่มากกว่า 40GHz อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเพิ่ม...ตัวปรับสัญญาณอิเล็กโทรออปติกระบบมีความซับซ้อนมากขึ้นและไม่เอื้อต่อการนำไปใช้งาน อัตราขยายของลิงก์ ROF ค่าตัวเลขสัญญาณรบกวน และช่วงไดนามิก เป็นพารามิเตอร์สำคัญของลิงก์ ROF และทั้งสามมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ตัวอย่างเช่น ค่าตัวเลขสัญญาณรบกวนต่ำหมายถึงช่วงไดนามิกที่กว้าง ในขณะที่อัตราขยายสูงไม่เพียงแต่เป็นสิ่งที่ทุกระบบต้องการเท่านั้น แต่ยังมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพด้านอื่นๆ ของระบบด้วย
วันที่โพสต์: 3 พฤศจิกายน 2025