المدونة

في العديد من أنظمة الاتصالات، تحتاج إشارات التردد اللاسلكي إلى قطع عشرات الكيلومترات. عند الترددات المنخفضة، لا تزال الكابلات المحورية صالحة للاستخدام، ولكن بمجرد الانتقال إلى نطاق الترددات المتعددة غيغاهرتز، يصبح الفقد والتداخل غير مقبولين بسرعة.

يعالج RFoF (الراديو عبر الألياف) هذه المشكلة بتعديل إشارات التردد اللاسلكي مباشرةً على ناقل بصري، وإرسالها عبر الألياف، ثم استعادتها عند الطرف البعيد. يجمع هذا بين انخفاض الخسارة وعرض النطاق الترددي الواسع للألياف الضوئية وسهولة تجاوز تحويلات التردد الإضافية.

نطاق التردد وخصائص الارتباط

نموذجي وحدة RFoF بتردد 6 جيجاهرتز يغطي نطاق الترددات من 5 إلى 6000 ميجاهرتز. يبلغ كسب الوصلة من طرف إلى طرف حوالي 22 ديسيبل، مع ثبات في نطاق ±2.5 ديسيبل عبر النطاق الكامل. على نطاق أضيق يبلغ 36 ميجاهرتز، يمكن أن يصل الثبات إلى ±0.25 ديسيبل. هذا مهم للإشارات متعددة الموجات الحاملة أو النطاق العريض، لأن الثبات في الاستجابة يقلل من تكلفة المعادلة.

النطاق الديناميكي والضوضاء

المقياسان الرئيسيان لأي رابط RFoF هما رقم الضوضاء (NF) والنطاق الديناميكي الخالي من الترددات الزائفة (SFDR).

• تبلغ قيمة NF حوالي 16 ديسيبل، مما يسمح للإشارات الضعيفة بالبقاء قابلة للاستخدام بعد النقل.
• تبلغ قيمة SFDR حوالي 104 ديسيبل·هرتز^(2/3)، مما يشير إلى مدى قدرة الرابط على التعامل مع الإشارات القوية والضعيفة معًا دون تشويه.

على سبيل المثال، في نطاق ترددي يبلغ 10 ميجاهرتز، يُترجم هذا إلى نطاق ديناميكي فعال في حدود 70-80 ديسيبل - وهو ما يكفي لمعظم سيناريوهات الاستقبال الأمامي والأقمار الصناعية.

الاعتبارات البيئية والواجهة

تعمل هذه الوحدات عادةً في درجات حرارة تتراوح بين -20 و+75 درجة مئوية، مع حدود تخزين تتراوح بين -40 و+85 درجة مئوية. تشمل الواجهات الشائعة موصلات بصرية FC/APC، بأطوال موجية قابلة للاختيار عند 1310 نانومتر أو 1550 نانومتر. عادةً ما تكون الطاقة 5 فولت عند حوالي 150 مللي أمبير، مما يُبقي استهلاك الطاقة منخفضًا ويسهل عملية التكامل.

سيناريوهات التطبيق

• شبكة 5G / LTE الأمامية: ربط محطات القاعدة ووحدات RF البعيدة مع زمن انتقال منخفض ونطاق ترددي عالٍ؛
• محطات الأقمار الصناعية الأرضية: تحمل إشارات التردد العالي من مواقع الهوائيات إلى غرف التحكم؛
• شبكات CATV / HFC:استبدال الكابلات المحورية على مسافات طويلة لتقليل التوهين؛
• مرافق البحث: التلسكوبات الراديوية وغيرها من احتياجات نقل الإشارات منخفضة الضوضاء.

خاتمة

لا يُعدّ RFoF حلاً شاملاً، ولكن عندما تمتد الترددات إلى نطاق الجيجاهيرتز وتمتد المسافات كيلومترات، فإنه يوفر مزايا واضحة: نطاق ترددي واسع، وخسارة منخفضة، ونطاق ديناميكي قوي. يُعدّ فهم ميزانية الوصلة ومفاضلات المعلمات أمرًا أساسيًا لبناء أنظمة موثوقة.

يمكن العثور على المواصفات الكاملة في ورقة البيانات الفنية.