光纖無線電技術可能是光纖電信網絡中討論最少的方面之一。但是，它是將寬帶無線接入帶到偏遠地區的電信基礎設施的眾多部分之一。對于無法實現標準無線回傳或成本過高的農村地區的未來5G基礎設施，此方法可能會發揮重要作用。文本主要討論光纖無線電技術的PCB設計。

就像任何其他電子系統一樣，光纖無線電鏈路也需要PCB。光纖無線電是專為無源光網絡而設計的，其中提取的RF信號無需有源電子組件即可直接到達目的地。這為電信網絡中的更快的數據傳輸提供了一種極其快速的解決方案。它也可以擴展到THz頻率。研究界的許多工程師都在關注此技術的光源和基本基礎結構，但PCB設計人員還應發揮作用，以確保在光纖無線鏈路的Tx / Rx端進行準確的信號提取和路由。

什么是光纖無線電？

光纖無線電是一種在無源光網絡中將RF信號傳輸到遠距離接收機的方法。在光纖無線電中，無線電信號用于對來自紅外激光二極管的光信號進行幅度調制。然后，可以通過標準單模光纖發送此光信號，最大可達20 km。

光纖無線電技術的主要優點是，它不會像同軸電纜一樣遭受衰減問題，從而可以達到傳統無線回程無法達到的更長距離。與現有的光學解決方案相比，該技術可提供更大的帶寬，而無需數模轉換（DAC）。這消除了有源組件中出現的延遲問題，因為延遲是由PCB上無線電信號的傳播延遲有效確定的。

在接收端，光電二極管用于接收光信號，全光或GHz包絡檢波器用于提取編碼的微波信號。這允許提取GHz模擬信號，該信號可以與各種幅度調制方案（例如，針對LTE，WiFi或其他RF協議的數字化QAM）一起使用。下面顯示了光纖無線電傳輸中使用的體系結構的概述。

具有兩個PCB的光纖無線技術的簡化架構

上面顯示的體系結構也可以與BBU（Tx端）中的DWDM一起使用。陣列波長光柵單元可用于分離不同的載波，并將其路由到不同的Rx端。這提供了一種簡單的方法來將模擬光纖無線信號路由到無源光網絡中的多個接收器。

Tx側面布局挑戰

光纖無線電鏈路的Tx側的布局挑戰取決于傳輸方法。在過去的許多論文中都使用了激光二極管，但是模式梳正成為一種有希望的光纖無線電傳輸方法。在較早的光纖無線電研究和開發中，激光二極管的輸出已用所需的RF信號調制，并且二極管的輸出使用標準收發器耦合到光纖。由于大多數激光二極管和光電二極管接收器的開啟和恢復時間，該方法的局限性在于可發送的頻率被限制在WiFi頻率附近。

在即將到來的應用中，較低的射頻頻率面臨的布局挑戰在于將射頻信號路由至調制器。在發送方面，關鍵的挑戰包括正確PCB設計，并在射頻和光學部分之間建立足夠的隔離。傳輸線設計仍將限制在WiFi頻率范圍內，這得益于帶有集成電磁場求解器的路由工具的大力支持。真正的布局挑戰始于Rx端，尤其是當我們研究高GHz和THz體制時。

Rx側面布局挑戰

如果對單個激光二極管進行調制，則可能會在Rx端使用相同的技術。在Tx端更好的解決方案是使用兩個自由運行的激光器，這允許長距離發射的RF頻率達到GHz甚至THz級別。使這些激光器的輸出克服雜散，從而產生調幅輸出。可調諧垂直腔表面發射激光器（VCSEL）當前用于探測從5G頻率到THz頻率的任何位置。

由于這可以使信號行為達到THz頻率，因此該區域對于業內絕大多數PCB設計人員來說仍是未知的領域。學術界一直致力于PCB的THz互連PCB設計和建模，并且在這一領域有很多創新。提出將基板集成波導布線作為PCB上共面波導布線的更好替代方法，但是電介質中的分散會限制系統的帶寬。這些系統需要在整個所需帶寬內進行無可挑剔的阻抗控制，這可能會由于介電基片中的分散而變得復雜。

SFP和SFP +可插拔收發器仍可與光纖無線技術一起使用

Rx端的匹配網絡和放大器也需要仔細設計，尤其是在高GHz和THz頻段。這些系統中的匹配可能非常復雜，并且需要精心設計信號鏈，以防止信號損失，反射和功率通過設備的傳遞。
編輯：hfy