微波信號光纖傳輸技術探討

楊建梅

（山西廣播電視無線管理中心太原微波站，太原 030001）

微波技術誕生已久，目前已經滲透到社會的各個角落當中，但是隨著時代的發展，該技術的發展遭遇了瓶頸，在長距離傳輸中的損耗嚴重，嚴重制約了高頻擴展。與此同時，光纖技術成為時代發展的前沿技術，將其與微波技術相結合，通過強強聯手，共同創造出一個廣闊的平臺，充分符合當今時代在信息傳播方面的新需求。

1 微波信號光纖傳輸技術

1.1 概念

微波通信主要是指波長為1mm到1m之間的電磁波進行通信，這個波長范圍也被稱為是微波。此類通信模式無需固體介質的加入，當滿足兩點之間直線距離、內部不存在障礙時便能夠實現通信，并且具有質量高、容量大、傳輸距離遠等特征，在國家通信網中得到廣泛地應用，同時也被應用到各種專用通信網當中。

1.2 優勢

微波信號光纖技術的優勢十分顯著：（1）材料的消耗度低，信號傳輸的距離較遠，由于數據中心和天線分別處于獨立狀態，這將使偵測系統與通信系統具有較強的抗毀滅性與隱蔽性；（2）帶寬較寬，在遠距離傳輸過程中，通信的傳輸能夠暢通無阻，保障信號的真實性；（3）信號動態范圍較大，能夠充分滿足系統特性、靈敏度、抗飽和度等多個方面的需求，使信息變得更加真實、全面和具體；（4）信息保密性強，信息的安全性得到有效保障，確保信號不會受到電磁干擾，防止信息泄漏，使系統能夠始終處于安全穩定的工作狀態[1]。

2 微波光纖傳輸的核心技術

微波光纖傳輸系統的誕生與應用離不開核心技術的支撐，主要包括預失真補償技術、SBS閾值控制技術、激光器降噪技術，具體體現在以下幾個方面。

2.1 預失真補償技術

由于微波傳輸技術主要通過模擬調制的方式實現，其本質上屬于模擬通信技術，因此對于調制器的范圍、線性等方面存在嚴格要求，不然很容易對信號的真實性產生嚴重影響。但事實上，電光轉換器特性的調制具有非線性屬性，例如，LiNbO3調制器具有COS函數關系，激光器具有中間線性特征，而兩側則是X2關系，因此需要采用預失真補償技術的方式，使系統所得到的SFDR、OIP2等指標處于最佳狀態。現階段，在補償技術中使用最為普遍的一種便是多項式技術，對于相應的頻段來說，其產生的偶數階與二階等失真信號，與激光器自身具有的失真大小一致，在相位方面則恰好相反，因此能夠做到相互抵消，進而實現微波信號的高線性傳輸。

主要的工作原理為：在經過分離器A對射頻信號進行分離后，其中大多數能量將被輸送到主通道當中，少數部分被輸送到副通道當中，然后經過分離器B作用后，使副通道1中的非線性產生二階失真電信號，而副通道2中的非線性產生的失真則與固有的失真幅度一致，在相位上恰恰相反。衰退器的主要作用在于對信號的幅度進行調整；而相位之間的關系則是依靠對主通道當中的時延進行調整，使其能夠與副通道當中的時延有效匹配。對預失真補償電路進行合理設計主要作用在于使調制器中的線性程度提升10～20dB。

2.2 激光器降噪技術

由于轉換器自身具有較大的噪聲，使1～18GHz頻段中的噪聲達到40～55dB，因此需要將光纖鏈路當中的噪聲降低，使其能夠與系統中的相關規定相符合，通常情況下，鏈路的噪聲被控制在1025dB即可。對于系統降噪來說，最為行之有效的操作為：利用APC技術、ATC技術使激光器芯片中的溫度得到有效的抑制，然后使RIN噪聲降低，并且借助熔接光的接口，使用APC模式接口，使鏈路中的光反射得到顯著的降低，減少光反射對于激光器中噪聲產生的影響，進而充分符合系統對于此方面的規定[2]。

2.3 SBS閾值控制技術

對SBS閾值產生影響的因素包括較長的長波、較高的光功率以及較窄的光譜，上述三種情況主要是通過增加光信號之間的傳輸距離，減少色散對其的影響等方式，使長波的損耗降低、光功率的傳輸距離增加，但是上述方式均難以充分符合非線性的相關要求，進而很容易產生了SBS閾值問題。SBS閾值主要是指輸出波長的光信號功率超出特定的閾值以后，系統中的非線性與噪聲產生了顯著的變化。從頻譜方面來看，噪聲的功率譜十分密集，其中包含的雜散信號的指標都在發生較大的變化。現階段，對此問題可以采取的措施主要是借助調制器的力量，對相位進行適當的調整，使其傳輸出的光譜能夠適當的得到拓展，在對SBS閾值與色散等進行有效的優化和處理，使其能夠最大限度的是光信號的傳輸距離得到顯著增加。

3 結束語

綜上所述，微波光纖傳輸技術作為一種新興技術，目前已經受到了社會上的廣泛關注。由于其與以往通信技術相比來看，具有較低的損耗、動態性較強、安全保密性較好等特征，使其在各個頻段的信號傳輸過程中得到廣泛應用，如今其應用領域已經擴展到了電子系統、商用、軍用等多個領域的通信當中，未來的發展前景也將十分的光明和美好。