[信息與通信]1光纖通信緒論新版本-資料下載頁
2025-01-03 23:23本頁面
【正文】 基帶信號）分別調(diào)制指定的不同頻率的射頻（ RF）電波，、然后把多個這種帶有信息的 RF信號組合成多路寬帶信號，最后輸入光發(fā)射機(jī)，由光載波進(jìn)行傳輸。在這個過程中，受調(diào)制的 RF電波稱為副載波，這種采用頻分復(fù)用的多路電視傳輸技術(shù)，稱為副載波復(fù)用（ SCM）。 ? 不管是數(shù)字系統(tǒng)，還是模擬系統(tǒng)，輸入到光發(fā)射機(jī)帶有信息的電信號，都通過調(diào)制轉(zhuǎn)換為光信號。光在波經(jīng)過光纖線路傳輸?shù)浇邮斩?，再由光接收機(jī)把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。電接收機(jī)的功能和電發(fā)射機(jī)的功能相反，它把接收的電信號轉(zhuǎn)換為基帶信號，最后由信宿恢復(fù)用戶信息。 ? 在整個通信系統(tǒng)中，在光發(fā)射機(jī)之前和光接收機(jī)之后的電信號段，光纖通信所用的技術(shù)和設(shè)備與電纜通信相同，不同的只是由光發(fā)射機(jī)、光纖線路和光接收機(jī)所組成的基本光纖傳輸系統(tǒng)代替了電纜傳輸。 基本光纖傳輸系統(tǒng)的三個組成部分 光發(fā)送機(jī) 組成框圖： 光 源 調(diào)制器 通道耦合器 電信號輸入 光輸出 驅(qū)動電路 載波源 光源光譜特性 ： 輸出光功率足夠大，調(diào)制頻率足夠高，譜線寬度和光束發(fā)散角盡可能小，輸出功率和波長穩(wěn)定， 器件壽命長 電信號對光的調(diào)制的實現(xiàn)方式 直接調(diào)制 用電信號直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管的驅(qū)動電流 ，使輸出光隨電信號變化而實現(xiàn)的 。 這種方案技術(shù)簡單 ， 成本較低 ， 容易實現(xiàn) ， 但調(diào)制速率受激光器的頻率特性所限制 。 激光源 驅(qū)動器 光纖 光信號輸出 電信號 輸入 (a)直接調(diào)制； 外調(diào)制 把激光的產(chǎn)生和調(diào)制分開，用獨立的調(diào)制器調(diào)制激光器的輸出光而實現(xiàn)的。 外調(diào)制的優(yōu)點是調(diào)制速率高，缺點是技術(shù)復(fù)雜，成本較高，因此只有在大容量的波分復(fù)用和相干光通信系統(tǒng)中使用。 激光源 調(diào)制器 驅(qū)動和控制 電信號輸入 光纖 光信號輸出 (b)間接調(diào)制 (外調(diào)制 ) 2. 功能： 是把來自光發(fā)射機(jī)的光信號 ， 以盡可能小的畸變 (失真 )和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C(jī) 組成 :光纖 、 光纖連接器 、 光纖放大器和中繼器等 低損耗 “ 窗口 ” ： 普通石英光纖在近紅外波段 ， 除雜質(zhì)吸收峰外 ， 其損耗隨波長的增加而減小 ， 在 μm、 μm和 μm有三個損耗很小的波長 “ 窗口 ” ， 見后圖 。 光源 激光器的發(fā)射波長 和 光檢測器 光電二極管的波長響應(yīng) ，都要和光纖這三個波長 窗口 相一致 。 目前在實驗室條件下 ， μm的損耗已達(dá)到 dB/km， 接近石英光纖損耗的理論極限 。 第一窗口 第二窗口 波長 —— λ（ μm） 6 5 4 3 2 1 0。 4 0。 2 第三窗口 C 波段 1525~1565nm 普通單模光纖的衰減隨波長變化示意圖 光接收機(jī) 功能： 是把從光纖線路輸出、產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)放大和處理后恢復(fù)成發(fā)射前的電信號 組成部分： 耦合器，光電檢測器，解調(diào)器 組成框圖： 電子電路 光輸入 檢測器 放大器 解調(diào)器 電信號輸出 結(jié)構(gòu)參數(shù)： 接收機(jī)靈敏度 ，定為誤碼率 BER≤109條件下，所要 求的最小平無接收功率。 檢測方式： 直接檢測 和 外差檢測 數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng) 數(shù)字通信系統(tǒng) 用參數(shù)取值離散的信號 (如脈沖的有和無 、 電 平的高和低等 )代表信息 ， 強(qiáng)調(diào)的是信號和信息之間的一一對應(yīng)關(guān)系； 模擬通信系統(tǒng) 則用參數(shù)取值連續(xù)的信號代表信息 ， 強(qiáng)調(diào)的是變換過程中信號和信息之間的線性關(guān)系 。 這種基本特征決定著兩種通信方式的優(yōu)缺點和不同時期的發(fā)展趨勢 。 數(shù)字通信系統(tǒng)的 優(yōu)點 如下： ① 抗干擾能力強(qiáng) ， 傳輸質(zhì)量好 。 ② 可以用再生中繼 ， 傳輸距離長 。 ③ 適用各種業(yè)務(wù)的傳輸 ， 靈活性大 。 ④ 容易實現(xiàn)高強(qiáng)度的保密通信 。 ⑤ 數(shù)字通信系統(tǒng)大量采用數(shù)字電路 ， 易于集成 ， 從而實現(xiàn)小型化 、 微型化 ， 增強(qiáng)設(shè)備可靠性 ， 有利于降低成本 。 模擬通信系統(tǒng)的 優(yōu)點 占用帶寬較窄外 ， 電路簡單易于實現(xiàn) 、 價格便宜等 。 現(xiàn)在光通信研究的熱點 ? 光通信協(xié)議的制定以及標(biāo)準(zhǔn)化配件規(guī)格的制定。 ? 光通信網(wǎng)絡(luò)功能的擴(kuò)展與完善。 ? 新的編碼技術(shù)以充分利用通信帶寬。 ? 新型的光纖通信器件、無源光器件。 ? 超長距離超大容量通信技術(shù)。 ? 全光光通信技術(shù)。
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