光纤通信第4章_光纤通信系统原理200604.ppt

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1、第4章光纤通信系统原理光纤通信系统的构成光发射机Transmitter光接收机Receiver光纤通信系统的设计和考虑7/21/202111光纤通信系统的构成图4.1光纤通信系统图4.2光发射机图4.3光接收机1.1光纤光纤对系统的限制；光纤的连接；1.2光发射机数字和模拟；直接调制和外调制；1.3光接收机模拟和数字7/21/20212图4.4光纤连接器SC型ST型FC型7/21/20213图4.5外调制器包括波导调制器、电吸收调制器(d)电吸收调制器LDEAS(c)开关调制器(a)相位调制器(b)MZ调制器7/21/202142光发射机2.1光发射机的基本要求2.2LED的驱动电路2.2

2、.1LED数字驱动电路晶体管驱动；TTL驱动；ECL驱动2.2.2LED模拟驱动电路模拟驱动；负反馈非线性补偿；前馈非线性补偿；预失真法；2.3LD的驱动电路和伺服电路2.3.1ATC自动温度控制电路2.3.2APC自动光功率控制电路平均值光功率控制电路；峰值/平均值光功率控制电路2.3.3LD保护电路2.3.4LD数字驱动电路2.3.5LD模拟驱动电路7/21/20215图4.6ECL驱动电路地-5.2VECLLEDT5D1T1T2T4D2T37/21/20216图4.7负反馈非线性补偿VcLEDA2T1PINA1A1P(t)f(t)+-i(t)=A2[f(t)-A1P(t)]为分

3、光比7/21/20217图4.8前馈非线性补偿VcLEDPINA1f(t)A2-+T1T2VcLEDDelay1Delay27/21/20218图4.9LD的结构及使用化封装7/21/20219图4.10ATC自动光功率控制电路VcA+-R1CoolerVcW1R3RtR2Rfv0Icooler7/21/202110图4.11APC自动光功率控制电路和偏置电路VEEA2-+R1VRLDIbPINA1+-VEEV2V17/21/202111图4.12峰值/平均值光功率控制电路VEELDPINF(t)A1A2A3A4A5A6A7A8IbImAC+DCAC7/21/2021123光接收机3.1光

4、接收机组成和基本要求图4.3组成：前置放大器；AGC主放大器；定时判决（输出级）基本要求：速率、误码率、接收光功率（灵敏度）。带宽、信噪比、接收光功率（灵敏度）3.2光接收前置放大器3.2.1高阻抗前置放大器（HZ）3.2.2跨阻抗前置放大器（TZ）3.3光接收机的噪声3.3.1光接收机噪声的构成3.3.2光接收的噪声3.3.3信噪比和接收光功率（灵敏度）——模拟系统3.3.4误码率和接收光功率（灵敏度）——数字系统量子极限灵敏度；消光比、强度噪声、时间多动抖动对灵敏度的影响7/21/202113图4.13经典跨阻抗前置放大器R1T1PINVCCT2T3R2R3RfR4R5ReC2C17/

5、21/202114图4.14光接收前置放大器（a）高阻抗（b)跨阻抗F1G1F2G2F3G3FnGn图4.15多级放大器系统的噪声组成7/21/202115图4.16数字信号的判决图4.17Q参数和误码率BER的关系7/21/202116图4.18极限灵敏度与速率、波长的关系图4.19极限灵敏度与消光比、强度噪声、时间抖动的关系7/21/2021174光纤通信系统的设计和考虑4.1系统的拓扑结构点对点；分配网；局域网；PON无源光网络4.2工作波长和光纤系统的设计4.2.1光纤的损耗限制4.2.2光纤的色散限制4.3系统的功率和带宽预算4.3.1系统光功率预算4.3.2系统带宽预算7/21

6、/202118图4.20点对点光纤传输（a）电中继（b）光中继图4.21光纤分配网（a）HUB（b）BUS图4.22光纤局域网（a）环形（b）星形7/21/202119图4.23PON的拓扑结构和光路OLTONUONUONUONUONUONU1:32……….127/21/202120思考题三光发射机的基本要求？（数字和模拟系统）ATC和APC的工作原理和实现方法？为什么LD/LED的模拟调制会产生非线性失真，模拟调制的非线性补偿原理和实现方法？ECL驱动电路的工作原理和参数计算？TTL驱动电路的工作原理？什么是模拟信号的调制深度？什么是数字信号的消光比？光接收机的组成和技术要求？（数字

7、和模拟系统）光接收机噪声的构成？（通过热噪声理论分析，阐明构成的主要因素），光接收前置放大器的类型及其特点？模拟光接收机Pin和SNR的关系？什么是光接收灵敏度Pr？数字光接收机Pin和BER的关系？什么是光接收灵敏度Pr？论述光纤通信系统拓扑结构的设计。论述光纤损耗和色散对系统设计的限制。7/21/202121