第6章模拟光纤通信系统 61调制方式 62模拟基带直接光强调制光纤传输系统_ 63副载波复用光纤传输系统 返回主目录
6.1 调制方式 6.2 6.3 副载波复用光纤传输系统 第 6 章 模拟光纤通信系统 返回主目录
61调制方式 模拟光纤传输方式主要有以下几种方式: 模拟基带直接光强调制(D-M) 模拟间接光强调制方式 频分复用光强调制方式
6.1 模拟光纤传输方式主要有以下几种方式： • 模拟基带直接光强调制(D-IM) • 模拟间接光强调制方式 • 频分复用光强调制方式
6.1.1模拟基带直接光强调制 模拟基带直接光强调制(D-IM) 是用承载信息的模拟基带信号,直接对发射机光源①ED或 D)进行光强调制,使光源输出光功率随时间变化的波形和输 入模拟基带信号的波形成比例。 20世纪70年代末期,光纤开始用于模拟电视传输时,采用 一根多模光纤传输一路电视信号的方式,就是这种基带传输方 式 所谓基带,就是对载波调制之前的视频信号频带
6.1.1 模拟基带直接光强调制 模拟基带直接光强调制(D-IM) 是用承载信息的模拟基带信号，直接对发射机光源(LED或 LD)进行光强调制，使光源输出光功率随时间变化的波形和输 入模拟基带信号的波形成比例。 20世纪70年代末期，光纤开始用于模拟电视传输时，采用 一根多模光纤传输一路电视信号的方式，就是这种基带传输方 式。 所谓基带，就是对载波调制之前的视频信号频带
对于广播电视节目而言,视频信号带宽(最高频率)是6MHz, 加上调频的伴音信号,这种模拟基带光纤传输系统每路电视信号 的带宽为8MHz。 用这种模拟基带信号对发射机光源(线性良好的LED)进行直 接光强调制,若光载波的波长为0.85μum,传输距离不到4km,若 波长为1.3μm,传输距离也只有10km左右 DIM光纤传输系统的特点是: 设备简单 价格低廉 因而在短距离传输中得到广泛应用
对于广播电视节目而言，视频信号带宽(最高频率)是6MHz， 加上调频的伴音信号，这种模拟基带光纤传输系统每路电视信号 的带宽为8 MHz。 用这种模拟基带信号对发射机光源(线性良好的LED)进行直 接光强调制，若光载波的波长为0.85 μm， 传输距离不到4 km, 若 波长为1.3 μm，传输距离也只有10 km左右。 D-IM光纤传输系统的特点是： • 设备简单 • 价格低廉 因而在短距离传输中得到广泛应用
6.1.2模拟间接光强调制 模拟间接光强调制方式 是先用承载信息的模拟基带信号进行电的预调制,然后用这 个预调制的电信号对光源进行光强调制(IM) 这种系统又称为预调制直接光强调制光纤传输系统。 预调制主要有以下三种 1.频率调制(FM) 频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对正弦载波进 行调频,产生等幅的频率受调的正弦信号,其频率随输入的模拟 基带信号的瞬时值而变化。然后用这个正弦调频信号对光源进行 光强调制,形成FMM光纤传输系统
6.1.2 模拟间接光强调制 模拟间接光强调制方式 是先用承载信息的模拟基带信号进行电的预调制，然后用这 个预调制的电信号对光源进行光强调制(IM)。 这种系统又称为预调制直接光强调制光纤传输系统。 预调制主要有以下三种: 1. 频率调制(FM) 频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对正弦载波进 行调频，产生等幅的频率受调的正弦信号，其频率随输入的模拟 基带信号的瞬时值而变化。然后用这个正弦调频信号对光源进行 光强调制， 形成FM-IM光纤传输系统
2.脉冲频率调制(PFM) 脉冲频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对脉冲 载波进行调频,产生等幅、等宽的频率受调的脉冲信号,其脉 冲频率随输入的模拟基带信号的瞬时值而变化。然后用这个脉 冲调频信号对光源进行光强调制,形成PFMM光纤传输系统。 3.方波频率调制(SwFM 方波频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对方波 进行调频,产生等幅、不等宽的方波脉冲调频信号,其方波脉 冲频率随输入的模拟基带信号的幅度而变化。然后用这个方波 脉冲调频信号对光源进行光强调制,形成SWFMⅠM光纤传输 系统
2. 脉冲频率调制(PFM) 脉冲频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对脉冲 载波进行调频，产生等幅、等宽的频率受调的脉冲信号，其脉 冲频率随输入的模拟基带信号的瞬时值而变化。然后用这个脉 冲调频信号对光源进行光强调制，形成PFM-IM光纤传输系统。 3. 方波频率调制(SWFM) 方波频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对方波 进行调频，产生等幅、不等宽的方波脉冲调频信号，其方波脉 冲频率随输入的模拟基带信号的幅度而变化。然后用这个方波 脉冲调频信号对光源进行光强调制，形成SWFM-IM光纤传输 系统
采用模拟间接光强调制的目的: 提高传输质量和增加传输距离 由于模拟基带直接光强调制(D-IM光纤传输系统的性能受到 光源非线性的限制,一般只能使用线性良好的LED作光源。LED 入纤功率很小,所以传输距离很短。 在采用模拟间接光强调制时,由于驱动光源的是脉冲信号, 它基本上不受光源非线性的影响,所以可以采用线性较差、入纤 功率较大的LD器件作光源 因而PFM-IM系统的传输距离比DIM系统的更长 对于多模光纤,若波长为0.85μum,传输距离可达10km:若 波长为1.3μm,传输距离可达30km。对于单模光纤,若波长为 1.3μm,传输距离可达50km
采用模拟间接光强调制的目的: 提高传输质量和增加传输距离 由于模拟基带直接光强调制(D-IM)光纤传输系统的性能受到 光源非线性的限制，一般只能使用线性良好的LED作光源。LED 入纤功率很小，所以传输距离很短。 在采用模拟间接光强调制时，由于驱动光源的是脉冲信号， 它基本上不受光源非线性的影响，所以可以采用线性较差、入纤 功率较大的LD器件作光源。 因而PFM-IM系统的传输距离比D-IM系统的更长 对于多模光纤，若波长为0.85 μm，传输距离可达10 km；若 波长为1.3 μm，传输距离可达30 km。对于单模光纤，若波长为 1.3 μm，传输距离可达50 km
SWFM-IM光纤传输系统不仅具有PFMM系统的传输距离 长的优点,还具有PFMM系统所没有的独特优点: 在光纤上传输的等幅、不等宽的方波调频(SWFM脉冲不含 基带成分 因而这种模拟光纤传输系统的信号质量与传输距离无关 SWFM-IM系统的信噪比也比DM系统的信噪比高得多 上述光纤的传输方式都存在一个共同的问题:一根光纤只能传输 路信号 这种情况,既满足不了现代社会对大信息量的要求,也没有 充分发挥光纤带宽的独特优势 因此,开发多路模拟传输系统,就成为技术发展的必然
SWFM-IM光纤传输系统不仅具有PFM-IM系统的传输距离 长的优点，还具有PFM-IM系统所没有的独特优点: •在光纤上传输的等幅、不等宽的方波调频(SWFM)脉冲不含 基带成分 • 因而这种模拟光纤传输系统的信号质量与传输距离无关 • SWFM-IM系统的信噪比也比D-IM系统的信噪比高得多 上述光纤的传输方式都存在一个共同的问题：一根光纤只能传输 一路信号。 这种情况，既满足不了现代社会对大信息量的要求，也没有 充分发挥光纤带宽的独特优势。 因此，开发多路模拟传输系统，就成为技术发展的必然
实现一根光纤传输多路信号有多种方法 目前现实的方法是先对电信号复用,再对光源进行光强调制。 对电信号的复用可以是频分复用(FDM),也可以是时分复用 (TDM)。 FDM系统的优点: 电路结构简单、制造成本较低以及模拟和数字兼容等 FDM系统的传输容量只受光器件调制带宽的限制,与所用 电子器件的关系不大 这些明显的优点,使FDM多路传输方式受到广泛的重视
实现一根光纤传输多路信号有多种方法 目前现实的方法是先对电信号复用，再对光源进行光强调制。 对电信号的复用可以是频分复用(FDM)，也可以是时分复用 (TDM)。 FDM系统的优点： •电路结构简单、制造成本较低以及模拟和数字兼容等 •FDM系统的传输容量只受光器件调制带宽的限制，与所用 电子器件的关系不大 这些明显的优点，使FDM多路传输方式受到广泛的重视
61.3频分复用光强调制 频分复用光强调制方式 用每路模拟电视基带信号,分别对某个指定的射频(RF)电信 号进行调幅(AM)或调频(FM),然后用组合器把多个预调RF信号 组合成多路宽带信号,再用这种多路宽带信号对发射机光源进行 光强调制 光载波经光纤传输后,由远端接收机进行光/电转换和信号分 离 因为传统意义上的载波是光载波,为区别起见,把受模拟基 带信号预调制的RF电载波称为副载波,这种复用方式也称为副载 波复用(SCM)
6.1.3 频分复用光强调制 频分复用光强调制方式 用每路模拟电视基带信号，分别对某个指定的射频(RF)电信 号进行调幅(AM)或调频(FM)，然后用组合器把多个预调RF信号 组合成多路宽带信号，再用这种多路宽带信号对发射机光源进行 光强调制。 光载波经光纤传输后，由远端接收机进行光/电转换和信号分 离。 因为传统意义上的载波是光载波，为区别起见，把受模拟基 带信号预调制的RF电载波称为副载波，这种复用方式也称为副载 波复用(SCM)