RF オーバー ファイバー (RFoF) これは、現代の衛星通信および通信アーキテクチャの商用および防衛実装における重要な構成要素です。これは、完全にデジタル化されたネットワークよりも大幅に優れた機能を提供し、 アナログRF信号 しかし、伝送媒体を超低損失光ファイバーに変更することで、最大6GHzのフィーダーリンク帯域幅用に特別に設計されたRFoFは、DIFIでは実現できない信号コンテンツ帯域幅を提供します。[1, 2, 3]
3GPPとは何ですか？[0]
3GPP（第3世代パートナーシッププロジェクト）は、3G、4G（LTE）、5G、そして今後登場する6Gネットワークを含む、モバイル通信の技術仕様を開発・維持する国際組織です。7つの地域別通信標準開発組織を統合し、ネットワークとデバイス間の世界的な互換性と相互運用性を確保しています。
RFoFとは何ですか？
6 GHz RFoF は、衛星の波形をパケットに変換して同軸ケーブルや導波管を介して RF 信号 (または任意の通信電磁チャネル) を伝送する代わりに、必要な周波数と帯域幅に応じて直接変調または外部変調によるアナログ光変調 [4] を利用します。
- メカニズム: アナログRF信号（IFフィーダーリンクには最大6GHzが必要）は、中間周波数（IF）にダウンコンバートされた後、アンテナで光送信機に直接入力されます。特殊な高直線性レーザーダイオードが、電気電圧の変化を対応する光強度の変化（強度変調）に直接変換します。[5]
- 媒体: 電磁信号はアナログ光波に変換され、数千メートルに及ぶシングルモード光ファイバーケーブルを介して屋内ゲートウェイ機器まで伝送される。[6]
- 回復： 受信側では、フォトダイオードが光を同一の電気アナログRF信号に変換します。このプロセスは通信プロトコルに対して完全に透過的であるため、スペクトラム拡散やその他の高度な変調技術に対応でき、将来性を維持できます。[6]
なぜ特に6GHzなのか？
6GHzという制限は意図的なものであり、2つの明確なアーキテクチャ上の理由から、商業的に極めて重要な最適な周波数帯となっている。
- 従来のLバンドIFを超える拡張： 従来、地上アンテナは、同軸ケーブルでの信号減衰を大幅に防ぐために、Lバンド（950 MHz～2150 MHz）と呼ばれる低い中間周波数（IF）を使用していました。RFoFに移行することで、オペレーターはLバンドの制限を回避できます。6 GHzの広帯域光リンクにより、アンテナは、混雑したLバンド空間へのダウンコンバートやKおよびKa信号の6GHz IF信号へのダウンコンバートを行うことなく、はるかに高いIF（Sバンド、Cバンド、または分散Ku/Kaバンドの広い範囲）で大量のスペクトルを処理できます。[5, 8]
- 直接Cバンドアップリンク伝送： 商用Cバンド通信は、おおよそ3.4GHzから6.7GHzの間で動作します。RFoF機器は容易に7GHzまで対応できるため、オペレーターはネイティブなルーティングを行うことができます。 CバンドRF信号 屋内制御室から光ファイバーを介してアンテナまで直接伝送し、アンテナ側で周波数変換を一切行わない。[1]
RFoF方式とデジタル化方式（デジタルIF）の比較
現代の衛星テレポート設計（例：3GP）では、6GHz帯RFoFはデジタル化されたアーキテクチャ（DIFI規格など）と直接競合する。
- パフォーマンス上の利点: アナログRFoFは、アンテナディッシュに高価で電力消費の大きい高速アナログ-デジタル変換器（ADC）を必要としません。量子化ノイズはゼロで、処理遅延もゼロであり、膨大な瞬時帯域幅を容易に処理できます。[10, 11]
- 脆弱性の利点： 光ファイバーケーブルは、ローカルの携帯電話や電気干渉（EMI）を拾わないため、高忠実度の衛星信号がサーバーラックへの経路で劣化するのを防ぎます。[2] また、冗長パスを可能にし、システムは単一障害点から自動的に復旧できます（N+1冗長アーキテクチャを利用）。
- トレードオフ: RFoFは依然として アナログ 光ファイバー内の信号は、分散、レーザーノイズ、光反射などの物理的なファイバー障害の影響を受けます。これを効果的に使用するには、現在一般市場向けには製造されていない特殊な設計が必要です。一方、光ファイバー上のデジタルデータは、信号劣化なしに標準的なIPネットワークスイッチを介してグローバルにルーティングできます。[8, 10, 11, 12]
ハードウェアベンダーは、衛星ゲートウェイのかさばる同軸銅線トランクを置き換えるために、特に現場での使用に耐え、商業的に成功している6GHz光リンクを製造している。[4, 9, 12]
【1] https://ja.sanlandtech.com
【2] https://www.microwavejournal.com
【5] https://dev-systemtechnik.com
8] https://www.microwavejournal.com
【10] https://www.kratosspace.com
【11] https://www.octanewireless.com
【12] https://www.opticalzonu.com