15.7. Основные типы волоконных каналов, используемых для построения волоконных распределительных систем.

15.7.1. Волоконный канал с МИПД-ПМ

В волоконном канале с (рис. 15.10) радиосигнал добавляется к постоянному току смещения инжекционного что приводит к модуляции интенсивности оптического излучения.

Фактически большинство волоконных каналов с МИПД-ПМ используют с резонатором Фабри-Перо или с распределенной обратной связью работающие на оптической длине волны 1,3 или где оптические волокна имеют малые потери и близкую к нулю величину дисперсии 1-го порядка.

Рис. 15.10. Волоконно-оптический канал с МИПД-ПМ на основе инжекционного лазерного диода или светоизлучающего диода: а - структурная схема реального канала [29] б - статические модуляционные характеристики ЛД и СИД [30]

Ширина полосы частот модуляции. Полоса частот волоконного канала определяет рабочую частоту и ширину полосы пропускания антенны. Собственно является прозрачным для немодулированного света в диапазоне частот, равном нескольким тысячам гигагерц. В одномодовых волоконных каналах возникают существенные ограничения полосы частот пропускания передаваемых радиосигналов, обусловленные процессами электрооптического и оптоэлектрического преобразования сигналов при модуляции и фотодетектировании соответственно.

Частота модуляции обычно ограничена частотой релаксационных осцилляций [28]. Если частота то модулирующий СВЧ-сигнал возбуждает в резонансный шумовой процесс, и поле на выходе лазера приобретает искаженный вид релаксационных колебаний, которые имеют форму, отличную от модулирующего СВЧ-сигнала. Обычно значение составляет а оптимизируя структуру и свойства материалов, увеличивая ток смещения до допустимого уровня, можно увеличить до и более. Рабочая частота выбирается много меньше, чем При этом максимальная полоса частот в каналах с МИПД-ПМ приблизительно равна

Ширина полосы частот фотодетектировання. В волоконных каналах чаще используют полупроводниковые структурой, работающие на Частотные ограничения, вносимые фотодетектором одинаковы для МИПД каналов как с так и с внешней модуляцией Максимальная полоса частот фотодетектирования составляет более однако, платой за широкую полосу является низкая чувствительность, связанная с уменьшением объема активной фоточувствительной области для снижения его паразитной емкости и приводящая к высоким потерям во всей системе. В серийном при типовом режиме работы фототок составляет

Ширина полосы пропускания канала. Полоса пропускания канала с МИПД-ПМ определяется исключительно полосой модуляции, которая для типового не превышает

Потери мощности передаваемого сигнала. Оптические волокна с потерями передаваемой СВЧ-мошности в конкурируют с коаксиальными кабелями, металлическими и диэлектрическими волноводами с потерями соответственно [31, 32]. Таким образом, в коротких волоконных каналах длиной несколько метров основные потери мощности передаваемого СВЧ-сигнала в основном связаны с процессами модуляции и фотодетектирования.

Для типового волоконного канала с МИПД-ПМ без последетекторного усиления величина коэффициента потерь составляет Такие потери ограничивают область применения

волоконных каналов с МИПД-ПМ, однако современные технологии электронного и оптического усиления успешно решают эти проблемы [33-36]. Как следует из табл. 15.1, в реальном канале с МИПД-ПМ использование последетекторного усилителя может не только полностью компенсировать вносимые потери, но и обеспечить усиление.

Таблица 15.1. (см. скан)

Отношение сигнал-шум на выходе канала. В типовом режиме ПМ ЛД значение ОСШ канала изменяется в диапазоне 120-140 дБ в полосе частот 1 Гц в зависимости от относительной шумовой интенсивности (RIN) ЛД. Если рабочая ширина полосы частот например, равна то ОСШ приблизительно равно Для полосы в составит 60-80 дБ. Уровень шумов в канале с прямо пропорционален RIN LD-лазера и мало чувствителен к изменению величины потерь в канале.

ОСШ в волоконном канале, RIN используемого лазера, его выходная оптическая мощность и коэффициент глубины ее модуляции определяют число каналов которые можно запитать от одного Так при и усилении величина т.е. четыре типовых могут использоваться для разводки сигналов по АФАР из излучателей.

Динамический диапазон передаваемых сигналов. Динамический диапазон волоконного канала с МИПД-ПМ, определяемый по отсутствию интермодуляционных искажений и обозначаемый IMFDR (intermo dulation-free dynamic range) зависит от типа используемого

В волоконных каналах распределения сигналов АФАР СВЧ (при на основе с резонатором а на основе РОС-лазеров потому что РОС-лазеры обладают меньшей относительной шумовой интенсивностью и более линейной свет-токовой зависимостью.

Компрессионный динамический диапазон, (CDR - compression dynamic range), соответствующий падению (компрессии) на 1 дБ экспериментальной

зависимости выходной мощности на основной частоте от теоретического линейного закона, обычно на (20-10) дБ выше, чем IMFDR, т.е. .