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In vielen Kommunikationssystemen müssen HF-Signale Dutzende von Kilometern zurücklegen. Bei niedrigeren Frequenzen sind Koaxialkabel noch verwendbar, aber sobald man in den Multi-GHz-Bereich kommt, werden Verluste und Störungen schnell inakzeptabel.

RFoF (Radio over Fiber) löst dieses Problem, indem es HF-Signale direkt auf einen optischen Träger moduliert, sie durch Glasfaser sendet und am entfernten Ende wiederherstellt. Dies kombiniert die geringen Verluste und die große Bandbreite von Glasfaser mit der Einfachheit, zusätzliche Frequenzkonvertierungen zu umgehen.

Frequenzbereich und Verbindungsmerkmale

Ein typisches 6 GHz RFoF-Modul deckt den Bereich von 5 MHz bis 6000 MHz ab. Die End-to-End-Verbindungsverstärkung beträgt ca. 22 dB, die Frequenzbandbreite liegt über das gesamte Band bei ±2,5 dB. Im schmaleren Bereich von 36 MHz kann die Frequenzbandbreite bis zu ±0,25 dB betragen. Dies ist insbesondere bei Mehrträger- oder Breitbandsignalen wichtig, da die flachere Frequenzwiedergabe den Entzerrungsaufwand reduziert.

Dynamikbereich und Rauschen

Zwei wichtige Kennzahlen für jede RFoF-Verbindung sind die Rauschzahl (NF) und der störungsfreie Dynamikbereich (SFDR).

• Der NF-Wert liegt bei etwa 16 dB, wodurch schwache Signale auch nach dem Transport noch nutzbar bleiben.
• Der SFDR beträgt etwa 104 dB·Hz^(2/3) und gibt an, wie gut die Verbindung starke und schwache Signale gleichzeitig ohne Verzerrung verarbeiten kann.

Bei einer Bandbreite von 10 MHz ergibt sich daraus beispielsweise ein effektiver Dynamikbereich in der Größenordnung von 70–80 dB – ausreichend für die meisten Fronthaul- und Satellitenempfangsszenarien.

Umwelt- und Schnittstellenaspekte

Diese Module arbeiten typischerweise bei –20 °C bis +75 °C, mit Lagergrenzen von –40 °C bis +85 °C. Zu den gängigen Schnittstellen gehören optische FC/APC-Anschlüsse mit wählbaren Wellenlängen bei 1310 nm oder 1550 nm. Die Stromversorgung beträgt üblicherweise 5 V bei ~150 mA, wodurch der Stromverbrauch niedrig und die Integration unkompliziert bleibt.

Anwendungsszenarien

• 5G/LTE-Fronthaul: Verbindung von Basisstationen und entfernten HF-Einheiten mit geringer Latenz und hoher Bandbreite;
• Satelliten-Bodenstationen: Übertragung von Hochfrequenzsignalen von Antennenstandorten zu Kontrollräumen;
• CATV-/HFC-Netzwerke: Ersetzen von Koaxialkabeln über lange Strecken, um die Dämpfung zu verringern;
• Forschungseinrichtungen: Radioteleskope und andere Anforderungen an den rauscharmen Signaltransport.

Abschluss

RFoF ist keine universelle Lösung, bietet aber bei Frequenzen bis in den GHz-Bereich und Entfernungen von mehreren Kilometern klare Vorteile: große Bandbreite, geringe Verluste und ein starker Dynamikbereich. Das Verständnis von Link-Budget und Parameter-Kompromissen ist der Schlüssel zum Aufbau zuverlässiger Systeme.

Die vollständigen Spezifikationen finden Sie in der Technisches Datenblatt.