单元二话音在光纤通信系统中的传输 任务4话音在光纤通信系统中的传输 教学活动学习光端机功能、组成及性能。 2023/7/16
2023/7/16 1 单元二 话音在光纤通信系统中的传输 任务4 话音在光纤通信系统中的传输 教学活动 学习光端机功能、组成及性能
第4章 数字光纤通信系统 本章重点内容是： 1.光纤通信的特点； 2.光纤通信系统的基本组成： 3.光纤的结构和分类、光纤的导光原理及主要工作特性； 4.光源、光检测器、光无源器件的工作原理和工作特性 5.光端机的基本组成及各部分的主要作用； 6.SDH的基本特点； 7.SDH的标准速率与帧结构： 8.我国SDH的复用结构： 9.SDH网中的复用设备和数字交叉连接器； 10.SDH网络结构。 2023/7/16
2023/7/16 2 第4章 数字光纤通信系统 本章重点内容是： 1. 光纤通信的特点； 2．光纤通信系统的基本组成； 3．光纤的结构和分类、光纤的导光原理及主要工作特性； 4．光源、光检测器、光无源器件的工作原理和工作特性 5．光端机的基本组成及各部分的主要作用； 6．SDH的基本特点； 7．SDH的标准速率与帧结构； 8．我国SDH的复用结构； 9．SDH网中的复用设备和数字交叉连接器； 10．SDH网络结构
4.3光端机 所谓光端机是光纤通信系统中的光纤传输终端设 备。光端机包括光发送机和光接收机。框图如图4-27■ 光发送机的主要作用是将电端机送来的数字基带电信号 变换为光信号，并藕合进光纤线路中进行传输。 光接收机的主要作用是将光纤传输微弱的光信号变换为 电信号，并对电信号进行放大、 整形、再生输人到电接 收端机。 光端机 中继器 光端机 光缆 光缆 光源 光检器 光源 光检器 电端机 【发) 电 (收 图4-27光纤通信系统构成
2023/7/16 3 4.3 光端机 所谓光端机是光纤通信系统中的光纤传输终端设 备。光端机包括光发送机和光接收机。框图如图4-27 光发送机的主要作用是将电端机送来的数字基带电信号 变换为光信号，并藕合进光纤线路中进行传输。 光接收机的主要作用是将光纤传输微弱的光信号变换为 电信号，并对电信号进行放大、整形、再生输人到电接 收端机
4.3 光端机 4.3.1光发射机 1、数字光发射机的功能： 电端机输出的数字基带电信号转换为光信号； 用耦合技术注入光纤线路： 用数字电信号对光源进行调制。 2、调制方式：直接调制和外调制。 受调制的光源特性参数有：功率、幅度、频率和 相位，广泛应用的是直接光强（功率）调制。 2023/7/16
2023/7/16 4 4.3 光端机 4.3.1 光发射机 1、数字光发射机的功能: 电端机输出的数字基带电信号转换为光信号； 用耦合技术注入光纤线路； 用数字电信号对光源进行调制。 2、调制方式：直接调制和外调制。 受调制的光源特性参数有：功率、 幅度、频率和 相位，广泛应用的是直接光强(功率)调制
P 输出光信号 输出光信号 输入电信号 输入电信号 (a)LED数字调制原理； (b)LD的数字调制原理 > 当激光器的驱动电流大于阈值电流Ith时，输出光功率P和驱动 电流基本上是线性关系。 输出光功率和输入电流成正比，输出光信号反映输入电信号。 2023/7/16
2023/7/16 5 I I P P 输入电信号 输出光信号 输出光信号 输入电信号 (a) LED数字调制原理； (b) LD的数字调制原理 ➢ 当激光器的驱动电流大于阈值电流Ith时，输出光功率P和驱动 电流I基本上是线性关系。 ➢ 输出光功率和输入电流成正比，输出光信号反映输入电信号
3、光发射机基本组成 数字光发射机的方框图如图所示，主要有光源和 电路两部分。 光源是实现电/光转换的关键器件，在很大程度上 决定着光发射机的性能。 电路的设计应以光源为依据，使输出光信号准确 反映输入电信号。 输入 线路 调制 光源 电信号输入 接口 编码 电路 光信号输出 图 数字光发射机方框图 控制电路 2023/7/16
2023/7/16 6 3、光发射机基本组成 数字光发射机的方框图如图所示，主要有光源和 电路两部分。 光源是实现电/光转换的关键器件，在很大程度上 决定着光发射机的性能。 电路的设计应以光源为依据，使输出光信号准确 反映输入电信号。 输入 接口 线路 编码 调制 电路 光源 控制电路 电信号输入 光信号输出 图 数字光发射机方框图
1)光源 对通信用光源的要求如下： 发射的光波长应和光纤低损耗“窗口”一致，即 中心波长应在0.85um、1.31m和1.55m附近。光 谱单色性要好，即谱线宽度要窄，以减小光纤色散 对带宽的限制。 电/光转换效率要高，即要求在足够低的驱动电流 下，有足够大而稳定的输出光功率，且线性良好。发 射光束的方向性要好，以利于提高光源与光纤之间的 耦合效率。 2023/7/16
2023/7/16 7 1 对通信用光源的要求如下 ： 发射的光波长应和光纤低损耗“窗口”一致，即 中心波长应在0.85 μm、 1.31 μm和1.55 μm附近。光 谱单色性要好， 即谱线宽度要窄， 以减小光纤色散 对带宽的限制。 电/光转换效率要高，即要求在足够低的驱动电流 下， 有足够大而稳定的输出光功率，且线性良好。发 射光束的方向性要好，以利于提高光源与光纤之间的 耦合效率
允许的调制速率要高或响应速度要快，以满 足系统的大传输容量的要求。 器件应能在常温下以连续波方式工作，要求 温度稳定性好，可靠性高，寿命长。 此外，要求器件体积小，重量轻，安装使用方 便，价格便宜。 2023/7/16
2023/7/16 8 允许的调制速率要高或响应速度要快， 以满 足系统的大传输容量的要求。 器件应能在常温下以连续波方式工作， 要求 温度 稳定性好， 可靠性高，寿命长。 此外，要求器件体积小，重量轻，安装使用方 便，价格便宜
2)调制电路和控制电路 直接光强调制的数字光发射机主要电路有：调制 电路、控制电路和线路编码电路。 3)线路编码电路 电端机输出的数字信号是适合电缆传输的双极 性码，而光源不能发射负脉冲，要变换为适合于光 纤传输的单极性码。 2023/7/16
2023/7/16 9 2） 直接光强调制的数字光发射机主要电路有：调制 电路、控制电路和线路编码电路。 3 电端机输出的数字信号是适合电缆传输的双极 性码，而光源不能发射负脉冲， 要变换为适合于光 纤传输的单极性码
4.3.2光接收机 1、光接收机基本组成 直接强度调制、直接检测方式的数字光接收机 方框图示于图。主要包括： 光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、 时钟提取电路、取样判决器以及自动增益控制 (AGC)电路。 前置放大器：主放大器 光信号 再生码流 光检测器 均衡器 判决器 偏压控制 AGC 时钟 电路 提取 2023/7/16 0
2023/7/16 10 4.3.2光接收机 1、光接收机基本组成 直接强度调制、直接检测方式的数字光接收机 方框图示于图。 主要包括： 光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、 时钟提取电路、取样判决器以及自动增益控制 (AGC)电路。 光检测器 偏压控制 前置放大器 AGC 电 路 均衡器 判决器 时 钟 提 取 再生码流 主放大器 光信号