宽带射频信号光纤传输技术分析

摘要：当前，随着我国技术的快速发展，宽带射频信号光纤传输技术逐渐成为通信研究关注热点，可有效实现光电传输转换。本文围绕该技术进行深入分析，首先简要介绍了宽带射频信号光纤传输技术概述。然后阐述了光纤传输系统的基本构成，其中包括激光器、调制器、探测器。最后主要探讨了宽带射频信号光纤传输技术的具体应用与优化，如，完善传输系统结构、合理设置驱动电路、强化电压控制电路等，以供参考。

关键词：宽带射频信号，光纤传输技术;数字信号

一、引言

近年来，在我国通信行业的探究与研究下，不断提出各项技术，并对相关技术进行全面优化，将全新通信技术应用到实际工作中，可有效加快通信速度，为人们带来良好体验。目前，宽带射频信号光纤传输技术应用较为常见，该技术所使用材料较为特殊，能够有效带来较低损耗，促使光纤传输系统得以全面改善，并得到大力推广，使通信行业逐渐进入光纤时代，从而推动通信行业的良好发展。

二、宽带射频信号光纤传输技术概述

光纤传输技术通常是利用通信系统，在光波的基础上，运用纯度较高的光导纤维作为相应传输介质，从而有效实现光电信号之间转换，传输高速数字信号的技术，宽带射频信号光纤传输技术的优点相对较多。其在应用过程中，可传输容量相对较大。并且，具有较强的抗电磁干扰能力，能够有效屏蔽外界干扰，避免信号在传输过程中受到严重损失而降低信号传输速度。在该技术的使用过程中，还具有良好的保密性，可以防止出现信号丢失等现象，影响信号的正常传输。在光纤传输系统中，通常利用光纤将中心站以及基站进行有线连接，并运用光载波对信号进行合理调制，通过下行链路将信号传输到基站。同时，运用探测器对信号进行适当解调，从而促使基站能够在短时间内获取所需信号，随后可将信号放大，在天线的作用下发送到指定终端。在上行链路中，基站通常需要将接收到的信号传输到中心站进行适当处理，并逐渐优化基站结构，促使中心站对收集的信号进行全面处理，由此能够充分实现光电之间的转换，有效减少技术成本支出，为相关研究部门节省大量成本。并且，在光纤传输技术的应用下，其具有较多的优势，该技术的载波频率相对较高。在信号传输过程中，能够充分实现远距离传输，光纤损耗也相对较低，抗干扰能力较强[1]。同时，在光纤传输线系统的应用过程中，还可有效对相关资源进行管理，便于工作人员对该系统的安装以及维护，提高光纤传输系统的使用效率，确保信号传输质量。由此可充分将该系统应用到实际各个领域中，完善通信系统，明确光纤传输技术的应用范围，能够有效展现出对我国移动通信技术的发展具有较大优势。此外，在该技术的引进过程中，通常运用该技术对基站进行合理控制，明确具体的传输策略。并根据基站的不同特点，采取相适宜的方式进行合理分配，逐渐提高光纤传输系统性能，加强基站建设，有效增强信号的传输效率，促使相关系统得到全面拓展，快速实现信号的透明传输，充分满足信号传输的基本需求，解决移动通信中存在的相关问题，从而有效体现出该技术的实际价值。

三、光纤传输系统的基本构成

（一）激光器

在宽带射频信号光纤传输中，其构成要素相对较多，激光器则是其中之一，在光纤通信过程中所呈现出的光源通常是由激光器以及发光二极管所产生，激光器与发光二极管的实际原理存在较大差异。激光器在发射过程中，通常展现出受激辐射光，然而，发光二极管则呈现出自发辐射光，该两者设备的结构大体相似，均运用双质结芯片，将光源层设置在限制层之间。其中，发光二极管所输出光大多为非相干光，激光器则与此相反，表现为相干光，其主要能量通常在光學谐振腔中出现。并且，释放出的能量通常与时间以及空间有着较大关联，由此可充分展现出激光器具有良好的方向性。同时，在光纤传输系统中，若采用多模光纤，确保波长在1550nm左右时，则有效提高输入光功率，降低光纤传输损耗。在激光器中，其结构也较为多样，通常以双异质结平面条形结构为主，并由半导体材料所构成，在实际应用过程中具有良好的使用效果。

（二）调制器

在光纤传输系统中，调制器也较为重要，在实际研究过程中，需对该器件进行深入分析。通常情况下，调制器性能直接关系到光纤传输系统的整体性能，其主要运用电光效应，并利用Mach-Zehnder结构，从而促使宽带射频信号得到有效转换。在调制器材料中，通常还包含有机聚合物，可充分降低光纤信号传输中产生的损耗，不断提高电光效率，由此使调制器得到全面优化，通过对调制器的探索研究，逐渐增加其具体用途，提高其实际效能。在光纤传输系统的应用过程中，其具有良好的使用优势，不断提高整体速率，并具有较高的线性度，促使其逐渐向集成性方向发展[2]。同时，调制器电光效应主要是在电场中增加相应的传输介质，由此引发折射率出现不同变化，并改变吸收率以及散射率。在调制器使用过程中，相关人员需对外加电场加以注意，不断对折射率进行详细分析，由此逐渐完善调制器的制作，运用合理方法，改善调制器的整体性能，充分彰显出调制器的实际作用，宽带射频信号光纤传输具有良好优势，快速实现通信传输系统的全面发展。

（三）探测器

探测器在光纤传输系统中也具有关键作用，其能够将接收的信号进行合理转换，由此使光变电。探测器在实际运用过程中，其基本工作原理与光的吸收有着较大联系，探测器通常选用半导体材料，其整体尺寸相对较小，所使用材料也较为适宜，灵敏度相对较高。并在信号转换过程中响应速度也相对较快，由此促使探测器在光纤传输系统中得到大范围运用。一般情况下，探测器主要包括PIN探测器以及雪崩探测器。其中，PIN探测器主要是在不同材料去掺加相应的半导体材料，促使探测器在正常运行过程中，能够产生较大能量，并通过外界吸收逐渐形成相应电流，有效带动光纤传输系统的运行。同时，在雪崩探测器中，该探测器的灵敏度较高，能够充分利用强电场作用产生倍增效应，从而有效增加相应增益，并逐渐加快响速度，促使响应时间能够在0.5ns以内，频率可在100GHz以上，由此该探测器可对微弱信号进行快速探测，并将其应用到各个领域中，进一步实现光纤通信发展目标。

四、宽带射频信号光纤传输技术的具体应用

（一）完善传输系统结构

在我国通信行业的研究发展过程中，相关人员应当加强对宽带射频信号光纤传输技术的研究，并不断将该技术应用到实际工作中，要求工作人员对光纤传输链路的整体原理以及相关特性进行充分了解，并逐渐对其展开深入分析。从而完善传输系统结构，对电路以及光纤系统进行合理设计，促使激光器在发射过程中保持稳定功率，并使波长保持在1550nm左右。通常情况下，在激光器驱动电路中，包含恒流功率以及自动温度两个方面的控制电路，促使激光器输出的光准确进入到调制器中，由调制器将宽带射频信号进行合理调节[3]。在调制器正常运行时，相关人员需在电路中设置相适宜的电压，避免在温度的影响下，发生漂移等现象，致使偏移点出现明显变化，导致链路整体性能造成改变，影响光纤传输的稳定性。为了防止相关现象的发生，工作人员需对电压电路进行全面控制，避免出现偏移现象。同时，在调制器输出过程中，应当确保95%的信号传输到耦合器中，并逐渐将信号传输到探测器中，经过探测器处理对其进行合理转换。并且，在中心站中，工作人员还需对数字信号进行合理调制，确保激光器中输出光波长在1310nm左右，并运用光纤传输技术对信号进行快速传输，以达到良好的传输效果。此外，在基站中，工作人员需将光纤进行划分，促使一根光纤保持1550nm信号光，另一个光纤保持1310nm信号光，由此将1550nm信号光传输到探测器中，并将1310nm信号光传输到耦合器中，从而对信号进行合理解调，达到宽带射频信号光纤传输的目的。

（二）合理设置驱动电路

由于激光器具有较多优点，促使其在通信中得到广泛使用，但在宽带射频信号光纤传输中，对激光器有着较高要求。在多种因素影响下，极易对激光器产生较大损坏，导致激光器的性能逐渐降低，电流以及稳定性出现明显变化，从而对功率造成较大影响。为此，相关人员在光纤传输技术的应用过程中，需对激光器的应用进行合理分析，科学设置驱动电路，并对该系统进行深入探究，明确电流出现波动的具体原因，避免激光器在使用过程中出现较强噪音，对信号传输产生不良影响，并使损耗也逐渐提升。由此在驱动器设计过程中，工作人员应当明确激光器的主要工作方式，利用电反馈对回路进行有效控制，并对电压进行全面管控，充分提高激光器输出的稳定性。同时，在恒定功率方式下，工作人员需根据电流变化对温度进行全面控制，并对反馈回路进行全面监测，从而能够充分实现对驱动电流的整体控制。并且，在实际设计过程中，还需对自动功率控制方式进行合理对比，并对输出功率进行准确判断，在此情况下，工作人员可快速将信号进行传输，不断对驱动电流进行适当调整，充分确保功率的稳定。此外，在激光器输出过程中，还需利用探测器对输出功率进行全面探测，促使其转变为光电流，不断将信号放大，扩大电流范围，从而有效展现出光纤传输技术的应用优势。

（三）强化电压控制电路

在宽带射频信号调制过程中，工作人员需充分运用调制器，在具体工作过程中，由于直流偏置点受到相关因素影响，导致电荷出现偏移情况，缓冲层也存在一定漂移。由此在电压控制电路的设计过程中，工作人员还需充分明确偏置点的具体位置[4]。同时，在实际控制过程中，相关人员需将调制器中95%的光进行有效传输，使5%的光传输到PIN探测器中，在该探测器内可有效对低频信号进行全面探测。工作人员可利用调制器对宽带射频信号进行整体传输，PIN探测器则会产生平均功率，在探测器内的光则得到有效转换。并且，在電压控制电路过程中，通常包含不同模块，如，转换模块、处理模块等。通过探测器利用转换模块将光电流逐渐转换为电压产生相应信号，并经过AD转换，促使信号逐渐进入单片机，并对信号进行适当处理，使信号再次输出，从而能够达到良好的控制电压效果。另外，在光电检测电路的应用过程中，可有效将探测器中的光进行直接转换，形成相应电压。并且，工作人员需对相关芯片进行整体更换，确保芯片具有较高精度以及广阔的应用范围，能够有效对射频信号进行准确测量。相关人员对电路进行适当调节，并对光功率进行合理调整，从而展现出不同的电路结构。工作人员通过对不同电路分析，强化整体电路设计，确保宽带射频信号得到广泛传输。

（四）优化数字信号传输

在宽带射频信号传输调制过程中，工作人员应当选择合理方式，在对数字信号进行有效传输时，需充分利用光纤传输技术，对数字信号传输方式进行全面优化，借助直接调制的方式，不断提高信号调制质量。在实际调制过程中，工作人员需合理选择偏置点，由于电路设计较为复杂，需充分保证激光器发射出的光具有较强稳定性，由此应当在激光器外部设置相应的控制回路，确保该电路保持恒定状态。从而在温度的变化下，可对激光器形成曲线进行分析，明确电流功率。同时，在数字信号调制过程中，还应当采取较为简便方法，将偏置点设置在指定位置，利用芯片完善驱动电路设计。通常情况下，芯片温度范围大约在-55℃～125℃之间，充分满足光纤传输系统的实际要求，符合宽带射频信号传输的基本标准，有效将数字信号调制到指定光功率上。并且，在数字信号解调过程中，通常包含两部分，如，光电检测电路以及判决电路。其中，在光电检测电路中，可充分运用PIN探测器对信号光进行有效调制，利用转换功能将信号进行放大，对激光器中是否有光放出做出准确判断。在判决电路中，比较器为主要核心，能够激昂信号传输到比较器中，设置相应的固定值，从而将数字信号进行充分解调，形成相反信号，有助于工作人员根据判决电路获取相应信号。

（五）加强光纤系统测试

相关人员在宽带射频信号光纤传输技术的应用过程中，应当对光纤传输系统进行全面测试，根据具体的电气性能指标对系统进行合理检测。通常情况下，在实际测试过程中，需要测试条件为常温环境，工作人员需明确具体的供电参数以及射频信号。并在测试时，应当充分利用光谱仪、信号源等，对光功率进行深入测量，由此在测试过程中，工作人员需利用相关设备对低频信号进行检测[5]。当光纤系统达到正常工作状态时，需运用激光器传输宽带射频信号，促使其波长在1550nm左右。在数字信号传输中，促使光功率在1310nm左右，在信号发射过程中，应当确保电压在+12V左右，接收机的电压保持在+8V左右。在光纤传输系统的运行下，满足常温环境要求，保持接收机的电流在0.1A左右，发射机电流则在0.27A左右。在系统运行一定时间下，电流会随之上升，大约在1h左右，电流可达到0.45A左右。在高温下，发射机电流通常在0.72A左右，由此不同温度下所产生电流均不相同。同时，在激光器温度控制模块的启动过程中，需确保该模块处于制冷状态，根据温度的实际情况，对该模块进行适当调节，以满足激光器的应用要求，符合光纤传输线系统的运行标准，逐渐提高电路电流的稳定性，并达到预期的测试效果，增强光纤传输系统的应用效率，通过运用该系统，推动通信信号的广泛传输。

五、结束语

总而言之，宽带射频信号光纤传输技术具有良好的应用效果，其在通信行业中具有重要作用，由此相关人员需对该技术进行全面分析，充分明确光纤传输系统中的主要构成要素。通过对各要素的全面研究，可有效了解光纤传输技术的具体应用情况，不断对电路进行合理设计，并对激光器以及调制器等进行全面运用，科学控制电压以及电流，促使宽带射频信号得到有效传输，提高信号传输准确性。

作者单位：李希明    中国电子科技集团公司第三十四研究所

参  考  文  献

[1]张浩，杨海峰，李璇，等.分布式宽带微波光纤传输幅相一致性技术[J].雷达科学与技术，2021.

[2]胡微.光纤传输技术在广播电视信号传输中的有效利用探究[J].科技传播， 2020，12（3）：2.

[3]侯俊杰.射频微波信号在光纤中传输及处理技术探析[J].通信电源技术， 2020，37（24）：4.

[4]万兆媛，卢乐一.光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用研究[J].卫星电视与宽带多媒体，2020（16）：3.

[5]尹怡辉，朱宏韬，熊汉林，等.射频信号光纤传输技术研究现状及进展[J].光通信技术，2020，44（2）：5.