【正文】 圖 SCM系統(tǒng)帶內(nèi)三階互調(diào)干擾的最佳頻譜分布 f1Bi fjfN系統(tǒng)頻寬三階互調(diào)譜f 由式 ()和式 ()可以看到 ， CSO與 m2成正比 ， CTB與 m4成正比 ， 因此隨著 m值的增大 ， CSO和 CTB迅速劣化 。 因?yàn)轵?qū)動(dòng)激光器的信號(hào)電流隨 m值的增大而增加 ， 可能偶然延伸到 LD的閾值以下或超過(guò)功率特性曲線的線性部分 ， 引起削波 (削底和限頂 )效應(yīng) ， 如圖 ， 因而產(chǎn)生信號(hào)失真 。 由于多路 RF信號(hào)的疊加具有隨機(jī)性 ， 當(dāng) N很大時(shí) ， 服從高斯分布 ， 產(chǎn)生過(guò)大信號(hào)的概率很小 。 分析計(jì)算表明 ， CSO和 CTB是參數(shù) μ=m N十分復(fù)雜的函數(shù) ， m為調(diào)制指數(shù) ， N為頻道總數(shù) 。 圖 (a)和 (b)分別示出 N=47和 N=59時(shí) CSO, CTB與 μ和 m的關(guān)系曲線 。 2N 圖 激光器的削波效應(yīng) 分析計(jì)算表明 ， CSO和 CTB是參數(shù) μ= N十分復(fù)雜的函數(shù) ， m為調(diào)制指數(shù) ， N為頻道總數(shù) 。 圖 (a)和 (b)分別示出 N=47和 N=59時(shí) CSO, CTB與 μ和 m的關(guān)系曲線 。 由圖可見(jiàn) ， 為保證 CSO≤65 dBc和 CTB≤65 dBc， μ值不應(yīng)大于 ， 由此得m≤。 由圖 ， 當(dāng) μ≥ 時(shí) ， CSO, CTB與 N幾乎無(wú)關(guān) 。 (3) 采用外調(diào)制技術(shù) ， 把光載波的產(chǎn)生和調(diào)制分開(kāi) 。 這樣 ， 光源譜線不會(huì)因調(diào)制而展寬 ， 沒(méi)有附加的線性調(diào)頻 (啁啾 ， chirp)產(chǎn)生的信號(hào)失真 ， 因而改變了 CSO和 CTB。 2NN 圖 CSO、 CTB 圖 CSO和 CTB與頻道數(shù)的關(guān)系 1. 光發(fā)射機(jī) 對(duì)殘留邊帶 — (1) 輸出光功率要足夠大 ， (P[CD*2]I) (2) 調(diào)制頻率要足夠高 ， (3) 輸出光波長(zhǎng)應(yīng)在光纖低損耗窗口 ， (4) 溫度穩(wěn)定性要好 。 VSBAM光發(fā)射機(jī)的構(gòu)成示于圖 。 輸入到光發(fā)射機(jī)的電信號(hào)經(jīng)前饋放大器放大后 ， 受到電平監(jiān)控 ， 以電流的形式驅(qū)動(dòng)激光器 。 LD輸出特性要求是線性的 ， 但在實(shí)際電 /光轉(zhuǎn)換過(guò)程中 ， 微小的非線性效應(yīng)是不可避免的 ， 而且要影響系統(tǒng)的性能 。 所以優(yōu)質(zhì)的光發(fā)射機(jī)都要進(jìn)行預(yù)失真控制 。 方法是加入預(yù)失真補(bǔ)償電路 (預(yù)失真線性器 )。 預(yù)失真補(bǔ)償電路實(shí)際上是一個(gè)與激光器的非線性相反的非線性電路 ， 用來(lái)補(bǔ)償激光器的非線性效應(yīng) ， 以達(dá)到高度線性化的目的 。 為保證輸出光的穩(wěn)定 ， 通常采用制冷元件和熱敏電阻進(jìn)行溫度控制 。 同時(shí)用激光器的后向輸出通過(guò) PINPD檢測(cè)的光電流實(shí)現(xiàn)自動(dòng)功率控制 。 為抑制光纖線路上不均勻點(diǎn) (如連接器 )的反射 ， 在 LD輸出端設(shè)置光隔離器 。 正確選擇光發(fā)射機(jī)對(duì)系統(tǒng)性能和 CATV網(wǎng)的造價(jià)都有重大意義 。 (1) 直接調(diào)制 1310 nm分布反饋 (DFB)激光器光發(fā)射機(jī) ， 如圖 (2) 外調(diào)制 1550 nm分布反饋 (DFB)激光器光發(fā)射機(jī) ， 如圖 (3) 外調(diào)制摻釹釔鋁石榴石 (Nd: YAG)固體激光器光發(fā)射機(jī) ， 如圖 。 圖 VSB AM光發(fā)射機(jī)的構(gòu)成 前饋放大器電控衰減器電平檢測(cè)寬帶驅(qū)動(dòng)與預(yù)失真補(bǔ)償自動(dòng)功率控制P I N LD→隔離器雙向溫控致冷器熱敏電阻偏流指示光纖溫度致冷電流光功率指示激光器組件 圖 直接調(diào)制 DFB光發(fā)射機(jī)方框圖 C S O熱敏電阻C TB預(yù)失真控制微型計(jì)算機(jī)/ 控制器光輸出1310D F B 激光器dc 電源與通信接口RF 功率檢測(cè)器R F 監(jiān)視點(diǎn)RF 輸入 圖 外調(diào)制 DFB光發(fā)射機(jī)方框圖 1 5 5 0 D F B激光器L i N b O3調(diào)制器S B S預(yù)失真線性器微型計(jì)算機(jī)/ 控制器光纖 2 輸出RF 監(jiān)視點(diǎn)RF 輸入RF 功率檢測(cè)器光纖 1 輸出 圖 外調(diào)制 YAG光發(fā)射機(jī)方框圖 微型計(jì)算機(jī) / 控制器光功率調(diào) 節(jié)N d : Y A G激光器監(jiān)視器接收機(jī)光纖 1 輸出光纖 2 輸出光監(jiān)視點(diǎn)光監(jiān)視點(diǎn)互調(diào)控制器預(yù)失真線性器RF驅(qū)動(dòng)偏置驅(qū)動(dòng)L i N b O3調(diào)制器光分路器R S 4 8 5通信RF 輸入 直接調(diào)制 1310 nm DFB光發(fā)射機(jī)是目前 CATV光纖傳輸網(wǎng)特別是分配網(wǎng)使用最廣泛的光發(fā)射機(jī) 。 原因是這種光發(fā)射機(jī)發(fā)射光功率高達(dá) 10 mW, 傳輸距離可達(dá) 35 km, 而且性能良好 ， 價(jià)格比其他兩種光發(fā)射機(jī)便宜 。 這種良好性能來(lái)自 DFB激光器這種單模激光器 ， 其譜線寬度非常窄 。 外調(diào)制 YAG光發(fā)射機(jī)主要由 YAG激光器 、 電光調(diào)制器 、 預(yù)失真線性器和互調(diào)控制器構(gòu)成 。 預(yù)失真線性器作為調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)電路 ， 互調(diào)控制器實(shí)際上是一個(gè)自動(dòng)預(yù)失真控制器 。 波長(zhǎng)為 1310 nm外調(diào)制 YAG光發(fā)射機(jī)發(fā)射光功率高達(dá) 40 mW以上 ， 相對(duì)強(qiáng)度噪聲 (RIN)低到 165 dB/Hz， 信號(hào)失真性能極好 。 缺點(diǎn)是設(shè)備較大 ， 技術(shù)較復(fù)雜 。 這種光發(fā)射機(jī)主要用于CATV干線網(wǎng) ， 也可以用于分配網(wǎng) 。 外調(diào)制 1550 nm DFB光發(fā)射機(jī)結(jié)合了直接調(diào)制 1310 nm DFB光發(fā)射機(jī)和外調(diào)制 YAG光發(fā)射機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 。 這種光發(fā)射機(jī)采用 DFB LD作光源 ， 用電流直接驅(qū)動(dòng) ， 因而與 1310 nm DFB光發(fā)射機(jī)同樣具有小型 、 輕便等優(yōu)點(diǎn) 。 采用外調(diào)制技術(shù) ， 又與外調(diào)制 YAG光發(fā)射機(jī)同樣具有極好的信號(hào)失真性能 。 雖然外調(diào)制 1550 nm DFB光發(fā)射機(jī)的發(fā)射光功率只有 2～ 4 mW， 但是這種缺點(diǎn)是可以克服和彌補(bǔ)的 。 目前 1550 nm摻鉺光纖放大器 (EDFA)已經(jīng)投入實(shí)用 ， 使用 EDFA可以把弱小的光信號(hào)放大到 50 mW以上 。 另一方面 ， 1550 nm的光纖損耗比 1310 nm的低 。 外調(diào)制1550 nm DFB光發(fā)射機(jī)和 EDFA組合提供了一個(gè)具有長(zhǎng)距離傳輸潛力的光發(fā)射源 ， 但由于 EDFA要產(chǎn)生噪聲 ， 所以這種組合的載噪比 (CNR)不能和直接調(diào)制 1310 nm DFB光發(fā)射機(jī)或外調(diào)制YAG光發(fā)射機(jī)的性能相匹敵 。 外調(diào)制 1550 nm DFB光發(fā)射機(jī)和 EDFA結(jié)合 ， 在兩個(gè)重要場(chǎng)合特別適用 。 主要應(yīng)用是取代微波和強(qiáng)化前端 (Headend)所要求的超長(zhǎng)傳輸距離 。 但這時(shí)必須采用復(fù)雜的抑制受激布里淵散射(SBS)才能發(fā)揮作用 。 SBS是一種依賴光功率的非線性效應(yīng) ， 這種效應(yīng)隨光纖長(zhǎng)度的增長(zhǎng)而明顯增加 ， 所以必須進(jìn)行補(bǔ)償 。 另一個(gè)重要應(yīng)用是在密集結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)上 ， 這種結(jié)構(gòu)需要高功率以分配給多個(gè)光分路 。 在這種場(chǎng)合就不存在 SBS的限制了 。 2. 對(duì) VSB AM (1) 在一定輸入功率條件下 ， 有足夠大的 RF輸出和盡可能小的噪聲 ， 以獲得大 CNR或 SNR； (2) 要有足夠大的工作帶寬和頻帶平坦度 ， 因而要采用高截止頻率的光檢測(cè)器和寬帶放大器 。 VSBAM光接收機(jī)的構(gòu)成如圖 。 PINPD把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流 ， 前置放大器大多采用能把信號(hào)電流變換為電壓的跨阻抗型放大器 ， 主放大器設(shè)有自動(dòng)增益控制 (AGC)。 圖 VSB AM光接收機(jī)的構(gòu)成 阻抗匹配P I N前置放大電控衰減A G C主放大器光纖 用 PIN PD的光接收機(jī)輸出信號(hào)電壓 U(V)和輸入平均光功率 P0(W)的關(guān)系為 U= () 式中 , ρ為光檢測(cè)器響應(yīng)度 (A/W)， m為調(diào)制指數(shù) ， G1為前置放大器的變換增益 (V/A)， G2為主放大器的電壓增益 。 [ 2210 GmGP? 由光發(fā)射機(jī) 、 光纖線路和光接收機(jī)構(gòu)成的基本光纖通信系統(tǒng) ， 作為一個(gè)獨(dú)立的 “ 光信道 ” ， 在工程上一般稱為光鏈路 。 光鏈路性能通常用在規(guī)定 CSO和 CTB的條件下 ， 載噪比CNR與光鏈路損耗 αL的關(guān)系表示 ， αL=PtP0, α和 L分別為光鏈路的平均損耗系數(shù)和傳輸長(zhǎng)度 ， Pt和 P0分別為平均發(fā)射光功率和平均接收光功率 。 作為例子 , 圖 示出外調(diào)制 YAG光發(fā)射機(jī)和 PINPD光接收機(jī)構(gòu)成的光鏈路的 CNR與光鏈路損耗的關(guān)系 ， 傳輸 80個(gè)頻道 (NTSCM)NTSC：美國(guó)國(guó)家電視系統(tǒng)委員會(huì)的正交平衡調(diào)幅制 。 圖 外調(diào)制 YAG光鏈路性能 光發(fā)射機(jī) RF輸入電平為 18～ 33 dBmv,工作帶寬為 45～ 750 MHz, 發(fā)射光功率為 13 dBm， 調(diào)制指數(shù)為 %， 光波長(zhǎng)為 1310 nm。 由圖 ， 當(dāng)光鏈路損耗為 10 dB(相當(dāng)于接收光功率 3 dBm)時(shí) ， CNR=53 dB， 并隨光鏈路損耗的增加而減小 。 如果增加調(diào)制指數(shù) ， 使 CNR改善 2 dB, CTB將從 65 dBc劣化為 dBc。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. 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