บทนำสู่การประยุกต์ใช้การส่งสัญญาณออปติคอล RFRF ผ่านไฟเบอร์
ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีการสื่อสารไมโครเวฟและโทรคมนาคมด้วยแสงได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีทั้งสองมีความก้าวหน้าอย่างมากในสาขาที่เกี่ยวข้อง และยังนำไปสู่การพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารเคลื่อนที่และบริการการส่งข้อมูล ซึ่งนำความสะดวกสบายมาสู่ชีวิตของผู้คน เทคโนโลยีทั้งสองอย่างของการสื่อสารไมโครเวฟและการสื่อสารด้วยแสงมีข้อดีของตัวเอง แต่ก็มีข้อเสียบางประการที่ไม่สามารถเอาชนะได้ การส่งสัญญาณด้วยแสงต้องใช้เครือข่ายทางกายภาพ และมีข้อบกพร่องบางประการในความยืดหยุ่น เครือข่ายที่รวดเร็ว และความคล่องตัวในการก่อสร้าง การสื่อสารด้วยไมโครเวฟมีข้อบกพร่องบางประการในการส่งสัญญาณระยะไกลและความจุขนาดใหญ่ และไมโครเวฟต้องการการขยายสัญญาณรีเลย์และการส่งซ้ำบ่อยครั้ง และแบนด์วิดท์ในการส่งสัญญาณถูกจำกัดโดยความถี่ของพาหะ สิ่งนี้ทำให้เกิดการผสานรวมเทคโนโลยีการส่งสัญญาณไมโครเวฟและไฟเบอร์ออปติก นั่นคือเทคโนโลยีวิทยุผ่านไฟเบอร์ (ROF) ซึ่งมักเรียกกันว่าRF ผ่านไฟเบอร์หรือเทคโนโลยีทางไกลด้วยความถี่วิทยุ สาขาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดของเทคโนโลยี RF over Fiber คือสาขาการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง รวมถึงสถานีฐานเคลื่อนที่ ระบบกระจาย บรอดแบนด์ไร้สาย ทีวีเคเบิล การสื่อสารเครือข่ายส่วนตัว และอื่นๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการเพิ่มขึ้นของโฟโตนิกส์ไมโครเวฟ เทคโนโลยี RF over Fiber จึงถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเรดาร์โฟตอนไมโครเวฟ การสื่อสารด้วย UAV การวิจัยดาราศาสตร์ และสาขาอื่นๆ ตามประเภทต่างๆ ของการมอดูเลตด้วยเลเซอร์ การสื่อสารด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งออกได้เป็นการมอดูเลตภายในและการมอดูเลตภายนอก ซึ่งที่ใช้กันทั่วไปคือการมอดูเลตภายนอก และ RF over Fiber ที่อิงจากการมอดูเลตด้วยเลเซอร์ภายนอกจะอธิบายไว้ในเอกสารนี้ ลิงก์ RF over Fiber ประกอบด้วยตัวรับส่งสัญญาณออปติก การส่งสัญญาณ และลิงค์ ROFดังแสดงในรูปต่อไปนี้:
การแนะนำสั้นๆ เกี่ยวกับส่วนแสง LD ถูกใช้กันทั่วไปเลเซอร์ DFB(แบบข้อเสนอแนะแบบกระจาย) ซึ่งใช้สำหรับการใช้งานที่มีเสียงรบกวนต่ำ ช่วงไดนามิกสูง และเลเซอร์ FP (แบบ Fabry-Perot) ใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงกว่า ความยาวคลื่นที่ใช้กันทั่วไปคือ 1,064 นาโนเมตรและ 1,550 นาโนเมตร PD คือเครื่องตรวจจับภาพและที่ปลายอีกด้านหนึ่งของลิงก์ใยแก้วนำแสง แสงจะถูกตรวจจับโดยโฟโตไดโอด PIN ของตัวรับ ซึ่งจะแปลงแสงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นจึงเข้าสู่ขั้นตอนการประมวลผลไฟฟ้าที่คุ้นเคย ใยแก้วนำแสงที่ใช้ในการเชื่อมต่อระดับกลางมักเป็นใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดียวและหลายโหมด ใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดียวมักใช้ในเครือข่ายหลักเนื่องจากการกระจายตัวต่ำและการสูญเสียต่ำ ใยแก้วนำแสงแบบหลายโหมดมีการใช้งานบางอย่างในเครือข่ายพื้นที่ท้องถิ่นเนื่องจากมีราคาถูกในการผลิตและสามารถรองรับการส่งสัญญาณหลายรายการในเวลาเดียวกัน การลดทอนของสัญญาณใยแก้วนำแสงในใยแก้วนำแสงมีขนาดเล็กมาก เพียง ~0.25dB/km ที่ 1550nm
เมื่อพิจารณาจากคุณลักษณะของการส่งสัญญาณเชิงเส้นและการส่งสัญญาณด้วยแสง ลิงก์ ROF จึงมีข้อได้เปรียบทางเทคนิคดังต่อไปนี้:
• การสูญเสียต่ำมาก การลดทอนของเส้นใยน้อยกว่า 0.4 dB/km
• การส่งผ่านข้อมูลด้วยไฟเบอร์แบบแบนด์วิดท์สูง การสูญเสียไฟเบอร์ไม่ขึ้นอยู่กับความถี่
• เชื่อมโยงกับความสามารถในการรับส่งสัญญาณ/แบนด์วิดท์ที่สูงขึ้นถึง 110GHz • ต้านทานการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) (สภาพอากาศเลวร้ายไม่ส่งผลต่อสัญญาณ)
• ต้นทุนต่อเมตรต่ำกว่า • ไฟเบอร์มีความยืดหยุ่นและมีน้ำหนักเบากว่า โดยมีน้ำหนักประมาณ 1/25 ของท่อนำคลื่นและ 1/10 ของสายโคแอกเซียล
• การจัดเรียงโมดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกที่ง่ายและยืดหยุ่น (สำหรับระบบถ่ายภาพทางการแพทย์และกลไก)
เวลาโพสต์ : 11 มี.ค. 2568