全光开关助力高可靠光载无线（RFoF）系统灵活组网应用

    数十年来，RF(Radio Frequency）射频信号一直在同轴电缆上传输，但对于当今的关键任务如政府/军事/情报行动，随着频段提升，射频系统越来越昂贵，并可能带来安全风险。为了克服这些限制，射频系统工程师越来越多地转向光纤射频RFoF（RF distribution over optical fiber）。在 RFoF 系统中，电光（E/O）转换器用于在信号源处将RF转换为光信号，然后沿单模光纤中传输，到目的地以后通过光电（O/E）转换器将光信号转换回RF信号。光纤的主要优势在于极低的传输损耗和对电磁、无线电或其他类型信号的抗干扰能力，这为系统带来更大的弹性，更好的性能，更高的安全性及更低的成本。

大带宽和远距离传输——光纤可以比同轴电缆传输更多的带宽，并且信号损伤更小。这减少了对昂贵的放大器和其他信号类型设备的需求，同时允许信号跨越更远的距离。

高安全性——光纤比同轴电缆更难窃听，任何干扰都更容易检测和定位。

面向未来——通过光纤传输射频信号与射频信号格式、频率和比特率无关，因此光纤可用于传输几乎任何商业射频信号。随着射频信号格式随时间变化和比特率增加，无需升级即可使用相同的光纤基础设施。运营商甚至可以通过相同的光纤基础设施分配不同的信号类型，以获得最大的灵活性。

低成本和小尺寸——光缆的尺寸和重量远低于同轴电缆，安装和维护更简单，成本更低。光缆在本质上也比同轴电缆更可靠，并且更不易受到腐蚀和其他环境影响。

卓越的传输效率——波分复用 (WDM) 技术允许将多达80波或更多波长复用到单根光纤上。

    在RFoF系统使用全光开关，可以充分利用光纤端到端的优势，包括：

• 从射频天线到接收端的高安全性

• 易于配置冗余路径且成本低

• 面向未来，适用当前和未来任意RF频率、数据速率、调制格式

• 全光开关具有紧凑尺寸（1U机架可容纳48×48光开关规模）和超低功耗

    RFoF的模拟特性要求RF信号经过交换系统后，信号质量不会有下降，这就要求全光开关稳定性好，以及超低背向反射和超低插入损耗。

    近20年来，HUBER+SUHNER Polatis的超可靠光交换解决方案一直在满足一些最恶劣和关键任务环境中的RFoF应用需求。Polatis全光矩阵光开关可提供此类应用所需的严苛规格和功能，包括：

– 极低插入损耗 —— 小于 1dB 的光插入损耗，可最大限度地减少信号损伤

– 无与伦比的性能 —— 唯一一款没有抖动且极低回损(>50dB)的全光矩阵开关

– 超低串扰 —— 在任何频率的通道之间优于串扰<-50dB

– 灵活的矩阵尺寸 —— 可选对称和非对称端口配置，适用于任何规模的部署

    Polatis公司专利的Directlight™高性能光开关技术，可最大限度地减少对穿过开关连接的 RFoF信号的损伤。Polatis的技术使用集成位置传感器，直接对准光学准直器以建立和保持暗光纤连接，不会引入信号抖动而削弱RFoF信号。与基于MEMS的全光开关技术相比，这是一个关键优势，后者使用微机械镜面反射作为对准过程的一部分，以建立和保持光路连接，易受外界振动扰动，从而增加不必要的信号调制。在RFoF系统中，这种基于MEMS的过度调制直接与RF信号混合，增加了信号本底噪声并且使RF信号恶化，如图1 所示。

图1：客户通过全光开关测量射频/光链路相位噪声

图2:典型的光开关卫星地面站 RF over Fiber 架构

    借助光纤网络和全光交换，可以部署高度安全的解决方案，其功能是传统的基于同轴电缆的系统无法实现的。在典型的卫星地面站部署中，基于光纤的方法具有显著优势：

• 信号控制室可以远离天线，安全性更高

• 可以远程、自动和即时完成配置，不受位置限制（可以来自世界各地）

• 卫星天线资源可以由不同的部门共享

• 可以轻松地重新路由数据，解决链路通信故障，提升系统鲁棒性

– 时频传输——时间服务器、无线基站通信

– 海事通信——GPS 和卫星通信

– 政府和国防——安全通信、卫星通信、信号情报

– 遥测——卫星、导弹和航天器。

    HUBER+SUHNER Polatis可提供8×8~384×384各类灵活矩阵光开关，也可以提供端到端光纤射频解决方案所需的所有其他同类最佳射频和光子器件和系统，包括RF高频电缆、连接器和RF-to-Optical收发器、多路复用器，以及大量光纤和射频布线和电缆管理产品。

48×48光开关

384×384光开关