片不錯的技術文章ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 輸出至電端機光中繼器自動溫度控制監控系統 電源 倒換系統光源 調制脈沖插入編碼 擾碼 解碼 均放光監測 自動功率控制告警輸出脈沖復接監控公務區間通信其他光纖時鐘提取第 17章 光纖通信技術 光端機 由于光纖通信系統一般都是雙向的 ， 因此將光發射機和接收機做在一起并稱為光端機 。 下面分別介紹光發射機和接收機 。 光發射機的作用是將電信號變成光信號 ， 然后送入光纖中傳輸出去 。 光發射機主要由光源 、 光源驅動與調制以及信道編碼電路三部分組成 ， 如圖 17― 4所示 。 第 17章 光纖通信技術 (1)光源 。 光發射部分的核心是產生激光或熒光的光源 ， 它是組成光纖通信系統的重要器件 。 目前 ， 用于光纖通信的光源主要是半導體激光器 LD和半導體發光二極管LED， 它們都屬于半導體器件 ， 共同特點是體積小 、重量輕 、 耗電量小 。 LD和 LED相比 ， 其主要區別表現在 ， 前者發出的是激光 ， 而后者發出的是熒光 。 因此 ， LED的話線寬度較寬 ， 調制速度較低 ， 與光纖的耦合效率也較低 。但是 ， LED也有許多優點：它的輸出特性曲線線性好 ，使用壽命長 ， 成本低 ， 適合于短距離 、 小容量的傳輸系統 。 而 LD一般適用于長距離 、 大容量的傳輸系統 。 第 17章 光纖通信技術 圖 17―4 光發射機框圖 數字基帶信號均衡 碼型變換 擾碼時鐘編碼 驅動自動功率控制( A P C )光檢測光源自動溫度控制( A T C )信道編碼電路光源驅動與調制電路第 17章 光纖通信技術 (2) 信道編碼電路 。 信道編碼電路用于對基帶信號的波形和碼型進行變換 ， 使其適合作為光源的控制信號 。 它主要完成以下功能： 均衡 。 由 PCM端機送來的 HDB3或 CMI（ 又稱傳號反轉碼 ） 碼流 ， 首先需要經過均衡器均衡 ， 用于補償由電纜傳輸產生的衰減和畸變 ， 以便正確譯碼 。 第 17章 光纖通信技術 碼型變換 。 由均衡器輸出的 HDB3或 CMI碼 ， 在數字電路中為了處理方便 ， 需要通過碼型變換電路 ， 將其變換為非歸零碼 （ 即 NRZ碼 ） 。 擾碼 。 若信碼流中出現長連 “ 0”或長連 “ 1”的情況 ， 將會給時鐘信號的提取帶來困難 。 為了避免出現這種情況 ， 加一擾碼電路 ， 它可以有規律地破壞長連“ 0”或長連 “ 1”的碼流 ， 達到 0、 1等概率出現 。 擾碼以后的信號再進行線路編碼 （ 信道編碼 ） 。 第 17章 光纖通信技術 時鐘提取 。 由于碼型變換和時鐘提取過程都需要以時鐘信號作為依據 ， 因此 ， 在均衡電路之后 ， 由時鐘提取電路提取時鐘信號 ， 供碼型變換和擾碼電路使用 。 編碼 。 如上所述 ， 經過擾碼以后的碼流 ， 盡量使得 0的個數均等 ， 這樣便于接收端提取時鐘信號 。另外 ， 為了便于不間斷業務的誤碼監測 、 區間通信聯絡 、 監控及克服直流分量的波動 ， 在實際的光纖通信系統中 ， 都對經過擾碼以后的信碼流進行信道編碼 ，以滿足上述要求 。 經過編碼以后 ， 變為適合光纖線路傳送的線路碼型 。 第 17章 光纖通信技術 (3)光源驅動與調制電路 。 光源驅動與調制電路主要包含下面幾個電路：光源驅動電路 。 它用經過編碼以后的數字信號來調制發光器件的發光強度 ， 完成電／光變換任務 。 APC（ 自動光輸出功率控制電路 ） 。 它的作用有三個 ， 一是為了使光輸出信號電平保持穩定；二是防止光源因電流過大而損壞；三是防止因光輸出功率過大 ， 而使光源的輸出散彈噪聲增加 ， 系統的性能變差 。 第 17章 光纖通信技術 ATC（ 自動溫度控制電路 ） 。 對激光二極管而言 ，結溫高的時候光輸出功率會下降 ， 在 APC的作用下控制電流就會自動增加 ， 使結溫進一步升高 ， 造成惡性循環而導致激光二極管損壞 。 ATC電路用以進行光源的溫度補償 。 光監測 。 監測光電二極管用于檢測激光器發出的光功率 ， 經放大器放大后控制激光器的偏置電流 ， 使其輸出的平均功率保持恒定 。 第 17章 光纖通信技術 (4)光發射機的指標 。 有合適的輸出光功率 。 光發射機的輸出光功率 ，通常是指耦合進光纖的功率 ， 亦稱入纖功率 。 入纖功率越大；可通信的距離就越長 ， 但光功率太大會使系統工作在非線性狀態 ， 對通信將產生不良影響 。 因此 ，要求光源應有合適的光功率輸出 ， 一般在 ~5mW。與此同時 ， 要求輸出光功率保持恒定 ， 在環境溫度變化或器件老化的過程中 ， 穩定度要求在 5%~10%。 第 17章 光纖通信技術 有較好的消光比 Ext。 消光比是指全 0碼時的平均光功率 P0與全 1碼時的平均光功率 P1之比 。 作為一個調制好的光源 ， 希望在全 0碼時沒有光功率輸出 ， 否則它將使光纖系統產生噪聲 ， 使接收機靈敏度降低 ， 因此 ，一般要求 Ext≤10%。 調制特性要好 。 所謂調制特性好 ， 即要求調制效率和調制頻率要高 ， 以滿足大容量 、 高速率光纖通信系統的需要 。 目前一般認為 LD管可以實現的最高調制頻率為 10GHz， 實際上已有調制速率達 20Gb/s的報道 。 除此之外 ， 要求電路盡量簡單 、 成本低 、 光源壽命長等等 。 第 17章 光纖通信技術 光接收機的作用是接收經光纖傳輸衰減后的十分微弱的光信號 ， 從中檢測出傳送的信息 ， 放大到足夠大后 ， 供終端處理使用 。 它包