【正文】 ?????? 式中 , 〈 i2RIN〉 、 〈 i2q〉 和 〈 i2T〉 分別為激光器的相對(duì)強(qiáng)度噪聲 、 光檢測(cè)器的量子噪聲和折合到輸入端的放大器噪聲產(chǎn)生的均方噪聲電流 。 設(shè)在電 /光轉(zhuǎn)換 、 光纖傳輸和光 /電轉(zhuǎn)換過程中 ， 都不存在信號(hào)失真 。 模擬基帶電視信號(hào)對(duì)射頻的預(yù)調(diào)制 ， 通常用殘留邊帶調(diào)幅 (VSBAM)和調(diào)頻 (FM)兩種方式 ， 各有不同的適用場(chǎng)合和優(yōu)缺點(diǎn) 。 在實(shí)際工程中是否采用短波長(zhǎng) LED和多模 SI光纖 ，要根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益 (系統(tǒng)成本和維修費(fèi)用 )來決定 。 由式 ()和式 ()得到 212611)(1??????????????????BCBLB?? 例如 ， 在 ， 多模光纖 C(λ) =120 ps/(nm 如果采用多模 SI光纖 ， 其帶寬只有幾十 MHzkm和 B1=96 MHz 用上述舉例中的數(shù)據(jù) ，Pt=15 dBm， Pr=30 dBm， 由式 ()計(jì)算得到中繼距離分別為L(zhǎng)=4 km和 L=12 km。 1. 系統(tǒng)參數(shù) (1) 帶寬 0～ 6 MHz SNR≥50 dB(未加校 ) 驅(qū)動(dòng)箝位阻抗匹配同步分離FM阻抗匹配接收放大A G CTV伴音分離箝位同步分離D F MDGDP箝位視放同步分離音放TV 入75 ?? 不平伴音 入600 ?? 平衡伴音 出600 ?? 平衡TV 出75 ?? 不平LED P I N光纖 模擬基帶直接 光強(qiáng)調(diào)值光前點(diǎn)時(shí)傳輸系統(tǒng)方框圖 DG4% DP4176。 模擬基帶直接光強(qiáng)調(diào)制光纖電視傳輸系統(tǒng)方框圖如圖 所示 。 目前這種系統(tǒng)都采用補(bǔ)償式跨阻抗前放 。 APD需要較高偏壓 (30～ 200 V)才能正常工作 ， 且內(nèi)增益隨環(huán)境溫度變化較大 ， 應(yīng)有偏壓控制電路 。 對(duì)光接收機(jī)的基本要求是： (1) 信噪比 (SNR) (2) (3) 帶寬要寬 。 驅(qū)動(dòng)電路的末級(jí)及其工作原理示于圖 ， 圖中 R1C1電路用于調(diào)節(jié) DIM系統(tǒng)電視信號(hào)的幅頻特性 ， Re用于監(jiān)測(cè)通過 LED的電流 ， Rc用于控制通過 LED的極限電流 ， V2用于保護(hù) LED防止反向擊穿 ， LED的工作點(diǎn)由箝位電路調(diào)節(jié) 。 m大 ， 有利于改善 SNR； 但 m太大 ， 不利于減小 DP和 DG。 發(fā)射光功率取決于光源 ， LD優(yōu)于 LED。 圖 微分相位補(bǔ)償原理 圖 微分相位補(bǔ)償電路 V5R3E3V4R2E2E1V3 R1R0C0R4R5＋ Ec＋ Ec3 0 J 9 GU13 0 G 6 DV1RcC1ReV2 圖 微分增益補(bǔ)償電路 V1＋ EcU13 0 G 6 DE1Re 1Re 0V2E2Re 2V3E3Re 3U0RcV 光端機(jī)包括光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī) 。 在模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)中 ， 最廣泛使用的電路是微分相位四點(diǎn)補(bǔ)償電路 ， 如圖 。 設(shè)系統(tǒng)發(fā)射端輸入信號(hào) V1與接收端輸出信號(hào) V2之間相移為φ1， 它包含了 LED輸出光功率 P與驅(qū)動(dòng)電流之間的相移 ， 以及系統(tǒng)中其他各級(jí)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的相移 。 模擬信號(hào)直接光強(qiáng)調(diào)制光纖傳輸系統(tǒng)的非線性補(bǔ)償有許多方式 ， 目前一般都采用預(yù)失真補(bǔ)償方式 。 例如 ， 短波長(zhǎng) GaAlAsLED的 DG可能高達(dá) 20%， DP高達(dá) 8176。 參看圖 。 因而 ， 實(shí)際靈敏度比極限靈敏度要低得多 。s為普朗克常數(shù) ， f=c/λ為光頻率 ， c=3 108 m/s為光速 ， λ為光波長(zhǎng) (μm ), η為光檢測(cè)器量子效率 (%)， B為噪聲帶寬 。 和 SNR關(guān)系密切的一個(gè)參數(shù)是接收靈敏度 。 在這些條件下 ， 光檢測(cè)器的輸出光電流 is=I0(1+m cosωt) () 均方信號(hào)電流 222 ??????? msIi 式中 , Im=mI0 為信號(hào)電流幅度 ， I0為平均信號(hào)電流 ， m為調(diào)制指數(shù) ， 其定義為 ? ?? ? nmi nminminmibom IIIIIIIIIIIm?????????m a xm a xm a xm inm a x2/2/平均信號(hào)電流信號(hào)電流幅度平均信號(hào)電流 I0=gIP=gρPb () 式中 , Pb=KPB為輸入光檢測(cè)器的平均光功率 ， K代表光纖線路的衰減 ， ρ為光檢測(cè)器的響應(yīng)度 ， IP為一次光生電流 ， gAPD的倍增因子 。 這種系統(tǒng)的信噪比定義為接收信號(hào)功率和噪聲功率 (NP)的比值 圖 發(fā)光二極管模擬調(diào)制原理 輸出信號(hào)輸入信號(hào)PPbIbIIm axIm i nIom02222nsLnLsiiRiRiNps ???噪聲功率信號(hào)功率式中 ， 〈 i2s〉 和 〈 i2n〉 分別為均方信號(hào)電流和均方噪聲電流 ， RL為光檢測(cè)器負(fù)載電阻 。 模擬基帶直接光強(qiáng)調(diào)制光纖傳輸系統(tǒng) 模擬基帶直接光強(qiáng)調(diào)制 (DIM)光纖傳輸系統(tǒng)由光發(fā)射機(jī) (光源通常為發(fā)光二極管 )、 光纖線路和光接收機(jī) (光檢測(cè)器 )組成 ， 這種系統(tǒng)的方框圖如圖 。 (3) 在數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)未能廣泛應(yīng)用的今天 ， 線性良好的大功率 LD已能得到實(shí)際應(yīng)用 ， 因而發(fā)展 SCM模擬電視傳輸系統(tǒng)是適時(shí)的選擇 。 因?yàn)閭鹘y(tǒng)意義上的載波是光載波 ， 為區(qū)別起見 ， 把受模擬基帶信號(hào)預(yù)調(diào)制的 RF電載波稱為副載波 ， 這種復(fù)用方式也稱為副載波復(fù)用 (SCM)。 而且 ， FDM系統(tǒng)的傳輸容量只受光器件調(diào)制帶寬的限制 ， 與所用電子器件的關(guān)系不大 。 因此 ， 開發(fā)多路模擬電視光纖傳輸系統(tǒng) ， 就成為技術(shù)發(fā)展的必然 。 此外 ， SWFMIM系統(tǒng)的信噪比也比 DIM系統(tǒng)的信噪比高得多 。 對(duì)于多模光纖 ， 若波長(zhǎng)為 μm， 傳輸距離可達(dá) 10 km；若波長(zhǎng)為 μm， 傳輸距離可達(dá) 30 km。 由于模擬基帶直接光強(qiáng)調(diào)制 (DIM)光纖電視傳輸系統(tǒng)的性能受到光源非線性的限制 ， 一般只能使用線性良好的 LED作光源 。 然后用這個(gè)脈沖調(diào)頻信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制 ， 形成 PFMIM光纖傳輸系統(tǒng) 。 預(yù)調(diào)制又有多種方式 ， 主要有以下三種 。 用這種模擬基帶信號(hào)對(duì)發(fā)射機(jī)光源 (線性良好的 LED)進(jìn)行直接光強(qiáng)調(diào)制 ， 若光載波的波長(zhǎng)為 μm， 傳輸距離不到 4 km, 若波長(zhǎng)為 μm， 傳輸距離也只有 10 km左右 。 調(diào)制方式 副載波復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng) 第 6 章模擬光纖通信系統(tǒng) 返回主目錄 第 6章 模擬光纖通信系統(tǒng) 模擬基帶直接光強(qiáng)調(diào)制 (DIM)是用承載信息的模擬基帶信號(hào) ， 直接對(duì)發(fā)射機(jī)光源 (LED或 LD)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制 ， 使光源輸出光功率隨時(shí)間變化的波形和輸入模擬基帶信號(hào)的波形成比例 。 來自 .... 中國(guó)最大的資料庫(kù)下載 于廣播電視節(jié)目而言 ， 視頻信號(hào)帶寬 (最高頻率 )是 6 MHz， 加上調(diào)頻的伴音信號(hào) ， 這種模擬基帶光纖傳輸系統(tǒng)每路電視信號(hào)的帶寬為 8 MHz。 這種系統(tǒng)又稱為預(yù)調(diào)制直接光強(qiáng)調(diào)制光纖傳輸系統(tǒng) 。 2. 脈沖頻率調(diào)制 (PFM) 脈沖頻率調(diào)制方式是先用承載信息的模擬基帶信號(hào)對(duì)脈沖載波進(jìn)行調(diào)頻 ， 產(chǎn)生等幅 、 等寬的頻率受調(diào)的脈沖信號(hào) ， 其脈沖頻率隨輸入的模擬基帶信號(hào)的瞬時(shí)值而變化 。 采用模擬間接光強(qiáng)調(diào)制的目的是提高傳輸質(zhì)量和增加傳輸距離 。 因而 PFMIM系統(tǒng)的傳輸距離比 DIM系統(tǒng)的更長(zhǎng) 。 來自 .... 中國(guó)最大的資料庫(kù)下載 這種獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是：在光纖上傳輸?shù)牡确?、 不等寬的方波調(diào)頻 (SWFM)脈沖不含基帶成分 ， 因而這種模擬光纖傳輸系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量與傳輸距離無(wú)關(guān) 。 這種情況 ， 既滿足不了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電視頻道日益增多的要求 ， 也沒有充分發(fā)揮光纖大帶寬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì) 。 和TDM系統(tǒng)相比 ， FDM系統(tǒng)具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 制造成本較低以及模擬和數(shù)字兼容等優(yōu)點(diǎn) 。 光載波經(jīng)光纖傳輸后 ， 由遠(yuǎn)端接收機(jī)進(jìn)行光 /電轉(zhuǎn)換和信號(hào)分離 。 因而在電視傳輸網(wǎng)中競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng) ， 發(fā)展速度快 。 在副載波系統(tǒng)中 ， 預(yù)調(diào)制是采用調(diào)頻還是調(diào)幅 ， 取決于所要求的信道載噪比和所占用的帶寬 。 圖 光強(qiáng)調(diào)制的原理 。 由于到達(dá)光檢測(cè)器的信號(hào)很弱 ， 光接收機(jī)引起的信號(hào)失真可以忽略 。 由式 ()、 式 ()和式 ()得到 ， 正弦信號(hào)直接光強(qiáng)調(diào)制系統(tǒng)的信噪比為 )/422(2/)(lg10 2LdbbRkTFeIpeBgpmSNR??? ?? 對(duì)于電視信號(hào)直接光強(qiáng)調(diào)制系統(tǒng)的信噪比有些不同 ， 假設(shè)傳輸?shù)氖请A梯形全電視信號(hào) ， 則 )/422(LdbbTVRkTFeIpeBPmSNR??? ?? 式中 , mTV為電視信號(hào)的調(diào)制指數(shù) ， 其他符號(hào)的意義和式()相同 ， 但 g=1。