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多くの通信システムでは、RF信号は数十キロメートルも伝送する必要があります。低周波数帯では同軸ケーブルも使用可能ですが、数GHz帯に入ると、損失と干渉はすぐに許容できないレベルに達します。

RFoF（Radio over Fiber）は、RF信号を光キャリアに直接変調し、光ファイバーを介して送信し、リモートエンドで復元することでこの問題に対処します。これは、光ファイバーの低損失と広帯域という特性と、追加の周波数変換を回避できるシンプルさを兼ね備えています。

周波数範囲とリンク特性

典型的な 6GHz RFoFモジュール 5MHz～6000MHzをカバーします。エンドツーエンドのリンクゲインは約22dBで、全帯域にわたって平坦性は±2.5dB以内です。より狭い36MHzの範囲では、平坦性は±0.25dBまで向上します。これは、マルチキャリア信号や広帯域信号において重要です。より平坦な応答はイコライゼーションのオーバーヘッドを削減します。

ダイナミックレンジとノイズ

あらゆる RFoF リンクの 2 つの重要な指標は、ノイズ指数 (NF) とスプリアスフリー ダイナミック レンジ (SFDR) です。

• NF は約 16 dB なので、弱い信号でも転送後も使用可能です。
• SFDR は約 104 dB·Hz^(2/3) であり、リンクが強い信号と弱い信号を歪みなく処理できる程度を示します。

たとえば、10 MHz の帯域幅では、これは 70～80 dB 程度の有効ダイナミック レンジに相当し、ほとんどのフロントホールおよび衛星受信シナリオには十分です。

環境とインターフェースの考慮事項

これらのモジュールは通常、-20℃～+75℃で動作し、保管温度は-40℃～+85℃です。一般的なインターフェースにはFC/APC光コネクタが含まれ、波長は1310nmまたは1550nmから選択可能です。電源は通常5V、約150mAで動作するため、消費電力が低く、システムへの組み込みも容易です。

アプリケーションシナリオ

• 5G / LTE フロントホール: 低遅延かつ高帯域幅で基地局とリモート RF ユニットをリンクします。
• 衛星地上局: アンテナサイトから制御室まで高周波信号を伝送します。
• CATV / HFCネットワーク: 長いスパンにわたって同軸ケーブルを交換して減衰を減らす。
• 研究施設: 電波望遠鏡やその他の低ノイズ信号伝送のニーズ。

結論

RFoFは万能なソリューションではありませんが、周波数がGHz帯にまで拡張され、距離が数キロメートルに及ぶ場合、広い帯域幅、低損失、そして優れたダイナミックレンジといった明確な利点が得られます。リンクバジェットとパラメータのトレードオフを理解することは、信頼性の高いシステムを構築する鍵となります。

詳細な仕様については、 技術データシート.