第4章光端机 41光发射机 42光接收机 43线路编码 返回主目录
第 4 章 4.1 光发射机 4.2 光接收机 4.3 线路编码 返回主目录
41光发射机 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 调制分为直接调制和外调制两种方式 受调制的光源特性参数有:功率、幅度、频率和相位
4.1 光发射机 •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 •调制分为直接调制和外调制两种方式 受调制的光源特性参数有：功率、幅度、频率和相位
输出光信号 输出光信号 一输入电信号 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It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
输出光信号 p I t Iin 输入电信号 p I （a） LED数字调制原理 输出光信号 输入电信号 Iin Ith Ib (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
411光发射机基本组成 数字光发射机的方框图如图42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
4.1.1 光发射机基本组成 数字光发射机的方框图如图4.2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 接口 编码 电路 电信号输入 光信号输出 控制电路 图42数字光发射机方框图
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 4.2 数字光发射机方框图
1.光源 对通信用光源的要求如下 (1)发射的光波长应和光纤低损耗“窗口”一致,即中心波 长应在0.85m、1.31pm和1.55um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。 (2)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,即远场的辐射角要小,以利于提 高光源与光纤之间的耦合效率
1. 对通信用光源的要求如下 (1) 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。 (2) 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，即远场的辐射角要小，以利于提 高光源与光纤之间的耦合效率
(3)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。 (4)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。 (5)此外,要求器件体积小,重量轻,安装使用方便,价格 便宜 以上各项中,调制速率、谱线宽度、输出光功率和光束方 向性,直接影响光纤通信系统的传输容量和传输距离,是光源 最重要的技术指标
(3) 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。 (4) 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。 (5) 此外，要求器件体积小，重量轻，安装使用方便，价格 便宜。 以上各项中，调制速率、谱线宽度、输出光功率和光束方 向性，直接影响光纤通信系统的传输容量和传输距离，是光源 最重要的技术指标
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 采用激光器作光源时,还有偏置电路 对调制电路和控制电路的要求如下: l)输出光脉冲的通断比(全“1"码平均光功率和全“0码 平均光功率的比值,或消光比的倒数)应大于10,以保证足够的 光接收信噪比
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 采用激光器作光源时，还有偏置电路 对调制电路和控制电路的要求如下： (1) 输出光脉冲的通断比(全“1”码平均光功率和全“0”码 平均光功率的比值，或消光比的倒数)应大于10，以保证足够的 光接收信噪比
(2)输出光脉冲的宽度应远大于开通延迟(电光延迟)时间, 光脉冲的上升时间、下降时间和开通延迟时间应足够短,以便 在高速率调制下,输岀的光脉冲能准确再现输入电脉冲的波形 (3)对激光器应施加足够的偏置电流,以便抑制在较高速率 调制下可能岀现的张弛振荡,保证发射机正常工作 (4)应采用自动功率控制(APC)和自动温度控制(ATC),以 保证输出光功率有足够的稳定性
(2) 输出光脉冲的宽度应远大于开通延迟(电光延迟)时间， 光脉冲的上升时间、下降时间和开通延迟时间应足够短，以便 在高速率调制下，输出的光脉冲能准确再现输入电脉冲的波形 (3) 对激光器应施加足够的偏置电流，以便抑制在较高速率 调制下可能出现的张弛振荡，保证发射机正常工作 (4) 应采用自动功率控制(APC)和自动温度控制(ATC)， 以 保证输出光功率有足够的稳定性
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
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