第4章 光纤通信系统ppt课件.ppt

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1、第4章　　光纤通信系统4.1IM-DD光纤通信系统4.2衰减和色散队中继距离的影响4.3噪声及灵敏度分析14.1光纤通信中的调制技术(1)光源的调制特性光源所采用的调制方式包括内调制和外调制（也称为直接调制或间接调制）。在IM-DD光纤通信系统中，采用的是内调制。通常内调制适用于半导体光源。据调制信号的性质不同，内调制又可分为模拟信号的调制和数字信号的调制。24.1光纤通信中的调制技术图4-1半导体光源的直接调制原理34.1光纤通信中的调制技术图4-2光数字发射机原理图44.2IM-DD光纤通信系统4.1.1传输线路码型4.1.2

2、IM-DD光纤通信系统的结构54.1.1光纤通信中的线路码型在数字光纤通信系统中所传输的信号是数字信号，而由交换机送来的电信号符合ITU-T所规定的脉冲编码调制(PCM)通信系统中的接口码速率和码型。HDB3（三阶高密度双极性码）CMI（反转码）PCM系统中的这些码型并不都适于在数字光纤通信系统中传输64.1.1光纤通信中的线路码型在PDH光纤通信系统中是通过重新编码，通常称为线路编码，即在原有的码流中插入脉冲。在PDH光纤通信系统中，常使用的线路编码有分组码、伪双极性码(CMI和DMI)和插入码。使用不同的线路编码，光端机的输出

3、信号速率不同。因此在PDH系统中仅具有标准的电接口，而无标准的光接口。但在SDH系统中，SDH信号速率与其线路速率是相同的。74.1.2IM-DD光纤通信系统的结构1．光发射机2．光接收机3．光纤通信系统81．光发射机(2)对光发射机的要求①光源的发光波长要合适②合适的输出光功率③较好的消光比④调制特性好此外还希望光发射机的稳定性好，光源的寿命长等。91．光发射机(3)光发射机的组成方框图和各部分功能①均衡放大②码型变换③复用复用是指利用一个大的传输信道来同时传送多个低容量的信息以及开销信息的过程。101．光发射机(3)光发射

4、机的组成方框图和各部分功能④扰码为了保证所提取时钟的频率以及相位与光发射机中的时钟信号一致，必须避免所传信号码流中出现长“0”或长“1”的现象。解决这一问题的方法就是扰码，即在发送端加入一个扰码电路，而在接收端则要加一个与扰码相反的解扰电路，以恢经过扰码后的数字信号通过调制电路对光源进行调制，让光源发出的光信号强度跟随信号码流的变化，形成相应的光脉冲送入光纤。复信号码流原来的状态。⑤时钟111．光发射机(3)光发射机的组成方框图和各部分功能⑥调制(驱动)经过扰码后的数字信号通过调制电路对光源进行调制，让光源发出的光信号强度跟

5、随信号码流的变化，形成相应的光脉冲送入光纤。121．光发射机(3)光发射机的组成方框图和各部分功能⑦自动功率控制由于老化等因素的影响，使得光发射机的光源在使用一段时间之后，出现输出光功率降低的现象。为了保持光源输出功率的稳定，在光发射机中常使用自动功率控制(APC)电路。131．光发射机图4-3激光器老化使输出光功率降低141．光发射机图4-4激光器温度变化引起输出功率的变化151．光发射机图4-5环境温度变化引起输出光功率的变化161．光发射机(3)光发射机的组成方框图和各部分功能⑧自动温度控制特性曲线对环境温度的变化反映很灵

6、敏，使输出光功率的大小随温度出现变化。在环境温度发生变化时，为了能使激光器的输出特性保持稳定，在发射机盘上需安装自动温度控制(ATC)电路。171．光发射机图4-6自动温度控制电路方框图182．光接收机(3)光发射机的组成方框图和各部分功能⑨其他保护、监测电路LD保护电路无光告警电路192．光接收机图4-7数字光纤通信接收光端机方框图202．光接收机①光电检测器光电检测器的作用是将由发送光端机经光纤传过来的光信号转变为电信号，即具有光/电转换功能。目前广泛使用的光电检波管是PIN管和雪崩光电二极管，前者称为半导体光电二极管后者

7、又称为APD管。后者具有信号放大的作用。212．光接收机②前置放大器由于这个放大器与光电检测器紧紧相连，故称前置放大器。对多数放大器的前级提出特别的要求是非常必要的，它应具有低噪声、高增益的特性，这样才能得到较大的信噪比。由于跨阻型前置放大器不仅具有宽频带、低噪声的优点，而且其动态范围也比高阻型前置放大器改善很多，因此在光纤通信中得到广泛的使用。222．光接收机③放大器主放大器的作用有下述两个方面。将前置放大器输出的信号放大到判决电路所需要的信号电平。它还是一个增益可调节的放大器。一般主放大器的峰—峰值输出是几伏数量级。23

8、2．光接收机④均衡器拖尾现象采用均衡器来使经过其后的波形，在本码判决时刻，其瞬时值应为最大值；而这个本码波形的拖尾在邻码判决时刻的瞬时值应为零。这样，即使经过均衡后的输出波形仍有拖尾，但是这个拖尾在邻码判决的这个关键时刻为零，从而不干扰对邻码的判决