Передача ВЧ/СВЧ сигнала с помощью прямой модуляции
Существуют различные методики по построению оптических трактов для передачи СВЧ сигнала по оптическому волокну. Одни из вариантов построения – передача ВЧ и СВЧ сигнала с помощью прямой модуляции. Ниже приведена компонентная схема, построенная на базе излучающего DFB (distributed feedback, или лазеры с распределенной обратной связью) лазерного диода и фотоприемника, без использования внешнего оптического модулятора сигнала. Модуляция сигнала производится непосредственно с помощью излучающего оптического лазера, управление модуляцией осуществляется током, поданным на DFB лазер. Оптический изолятор используется для усечения излучающего спектра лазера, для более корректной работы. Использование DFB лазера обусловлено более узким спектром излучения, нежели у лазеров Фабри Перо (FP). Данное решение является оптимальным решением для передачи сигналов до 6-8 ГГц на относительно небольшие расстояния, так как нет необходимости использовать внешний модулятор, что существенно удешевляет решение.
Область применений:
- Беспроводная сеть и сетевая магистраль
- OEM-приложения в оптических коммуникациях, сетях и датчиках
- Сети кабельного телевидения, пассивные оптические сети (PON), DOCSIS 3.1
- Сети связи DWDM, включая цифровые, аналоговые
- Приложения, требующие очень хорошей линейности; такие как QAM
Лазеры с прямой модуляцией
Лазерные DBF диоды с прямой модуляцией применяются для передачи ВЧ и СВЧ сигнала по оптическому тракту без использования внешнего оптического амплитудного модулятора. Модули могут быть изготовлены как в виде «бабочки 14 пин» так и в виде «полу бабочки 7 пин» с коаксиальным входом. Также лазерные модули могут быть с несущей оптической длиной волны 1310/1550 нм, так и в CWDM/DWDM исполнении в соответствии с сеткой ITU.
Основные характеристики и данные лазеров с прямой модуляцией:
- Длины волн 1310, 1550 нм – включая варианты для CWDM и DWDM
- Мощность до 16 мВт (стандарт для 1550 нм)
- Прямая модуляция до 20 ГГц (с прямым СВЧ входом). Фактическая отсечка коммерчески доступных лазеров 14-pin: 2,5 ГГц; 4 ГГц; 7,5 ГГц.
- Различные варианты исполнения корпуса, из них 14-pin «бабочка» обладает наибольшим функционалом: TEC-охлаждение, изолятор, фотодиод для мониторинга, термистор
- SM волоконный выход
Важные параметры:
- Ширина спектральной полосы (FWHM) – 0,1 – 0,5 нм
- Коэффициент подавления боковых мод (SMSR) – 35-45 дБ
- Шум относительной интенсивности (RIN) – -150 дБ/Гц
Подходящие решения
Фотоприемники
Фотоприемники для построения трактов передачи ВЧ и СВЧ сигналов это неотъемлемая часть и необходимый компонент. Подобные фотоприемники имеют корпус с выводами и СВЧ разъемом (как правило мама). Изготавливаются в герметичном корпусе для индустриального температурного диапазона. Чаще всего используются PIN-фотодиоды. Кремниевые фотоприемники работают на длинах волн 400-1100 нм, более широкое распространение получили InGaAs фотоприемники с рабочим диапазоном 1250-1600 нм.
Основные преимущества:
- Производство InGaAs, GaAs – PIN и APD фотоприемников
- Диапазон до 40 ГГц
- Форм-фактор: одноканальные и многоканальные чипы, а также чипы на носителе и модули с СВЧ-выходом
- Низкая емкость: до 70пФ
- Низкий темновой ток: до 2 нА
- Высокая линейность
Подходящие решения
Радиофотонные передатчики
Лазерные DFB диоды 1310 нм с прямой модуляцией до 4 ГГц, 14-pin | Длина волны: 1300 - 1320 нм | Выходная оптическая мощность: 2-32 мВт |
Отн. интенсивность шума -145 дБ/Гц |
|
|
Лазерный DFB диод 1310 нм с прямой модуляцией до 10 ГГц, 7-pin+RF | Длина волны: 1290 - 1320 нм | Выходная оптическая мощность: 10 dBm | Аналоговая частота до 10 ГГц |
Лазерный DFB диод DWDM CW с низким RIN в корпусе 14-pin | Длина волны: 1530 - 1560 нм | Выходная оптическая мощность: 25-40 мВт |
Отн. интенсивность шума -160 дБ/Гц |
|
Лазерные DFB диоды DWDM с прямой модуляцией до 3 ГГц, 14-pin | Длина волны: 1527.22 - 1610.06 (по ITU-T сетке) | Выходная оптическая мощность: 8-12 мВт | Ширина спектра 6-10 МГц | |
|
Лазерный DFB диод DWDM с возможностью выбора длины волны серии SWLD |
Длина волны: 1260 - 1650 нм |
Выходная оптическая мощность: 10 мВт |
Аналоговая частота до 2,5 ГГц |
Радиофотонные приемники
Фотоприемник серии P40A до 40 ГГц (сделано в России) | Ширина полосы от 0 до 40 ГГЦ |
Диапазон длин волн: от 1260 до 1620 нм |
Входная оптическая мощность (макс.) + 10 дБм |
|
|
Фотоприемник от 100 кГц до 20 ГГц | Ширина полосы от 100 кГц до 20 ГГц |
Диапазон длин волн: от 1280 до 1580 нм |
Микроволновая вх. мощность +5 дБм |
Фотоприемник до 20 ГГц | Ширина полосы до 20 ГГц | Диапазон длин волн: от 1260 до 1620 нм |
Входная оптическая мощность (макс.) + 20 дБм |
|
Фотоприемник до 20 ГГц | Ширина полосы до 20 ГГц | Диапазон длин волн: от 1260 до 1610 нм |
Входная оптическая мощность (макс.) 40 мВт |
|
|
Фотоприёмник до 10 ГГц |
Ширина полосы до 10 ГГц |
Диапазон длин волн: от 1260 до 1610 нм |
Чувствительность: 0.85 A/W @ 1310 nm 0.90 A/W @ 1550 nm |