Аналоговый оптический тракт с внешней модуляцией и c цифровым выходом для радиосигналов L-диапазона: экспериментальная оценка эффективного числа бит

При передаче аналоговых сигналов по оптическим трактам качество сигнала ухудшается вследствие потерь, нелинейных искажений и шумов, что приводит к уменьшению эффективного числа бит в переданном сигнале, подвергнутом аналого-цифровому преобразованию. В настоящей статье представлены результаты экспериментального исследования функционирования сверхширокополосного сверхвысокочастотного аналогового оптического тракта с цифровым выходом. Целью работы является оценка качества передачи сигнала исследуемым трактом с точки зрения цифровых метрик. Выполнено сравнение результатов оцифровки сигнала генератора и этого же сигнала, переданного аналоговым оптическим трактом. При помощи анализа радиочастотных спектров оцифрованных сигналов оценен вклад оптической части системы в изменение качества сигнала. Измерением получено, что уровень нелинейных искажений и шума, вносимый в сигнал оптическим трактом, составил 14.7 дБ, что определяет уменьшение эффективного числа бит в оцифрованном сигнале тракта на 2.44.

1. Cox III C.H. Analog Optical Links: Theory and Practice. Cambridge University Press, 2004. doi: 10.1017/CBO9780511536632

2. Urick V.J., McKinney J. D., Williams K.J. Fundamentals of microwave photonics (Urick/Fundamentals of Microwave Photonics). Wiley & Sons, 2015. doi: 10.1002/9781119029816

3. Chen N., Okada M. Toward 6G Internet of Things and the Convergence With RoF System // IEEE Internet of Things Journal, 2021. V. 8. №;11. P. 8719–8733. doi: 10.1109/JIOT.2020.3047613

4. Yang H., Tian W., Li J., Chen Y. Multi-Band Analog Radio-over-Fiber Mobile Fronthaul System for Indoor Positioning, Beamforming, and Wireless Access // Sensors, 2025. V. 25. №. 7. P. 2338. doi: 10.3390/s25072338

5. Sung M., Kim S., Kim E. S., Moon S.R., Kim M. et al. Photonic THz Communications Based on Radio-Over-Fiber Technology for 6G Mobile Network: Design and Opportunity // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2023. Vol.29. № 5. P. 1–11. doi: 10.1109/JSTQE.2023.3308899

6. Hoff M.T., Ralph S.E., Stevens R.C. Optical Signal Transport on Aerospace Platforms: Analog vs. Digital Links // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 2025. doi: 10.1109/MAES.2025.3554480

7. Fu Y., Zhang X., Hraimel B., Liu T., Shen D. Mach-Zehnder: A Review of Bias Control Techniques for Mach-Zehnder Modulators in Photonic Analog Links // IEEE Microwave Magazine, 2013. V.14. №7. P.102–107. doi: 10.1109/MMM.2013.228033

8. Walden R. Analog-to-digital converter survey and analysis // IEEE J. Sel. Areas Communic., 1999. V. 17. P. 539–550.

9. Walden R. Analog-to-digital conversion in the early twenty-first century / The Wiley Encyclopedia of Computer Science and Engineering. John Wiley & Sons Inc., New York, 2008. P. 126–138.