中職中專-數(shù)字通信技術(shù)電子課件8(參考版)
2025-03-10 15:07本頁面
【正文】 由摻鉺光放大器組成的光中繼器可實現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)的全光傳輸 。 光接收機由光電檢測器和信道解碼電路組成 。 光發(fā)射機由三部分組成： 光源 、 光驅(qū)動電路 和 信道編碼電路 。 連接的方法有兩種 ， 一種是采用 活動連接器 ， 二是 弧焊連接 。 光纖的傳輸損耗有兩類 ， 一是光纖本身的損耗 ， 二是連接時產(chǎn)生的損耗 。 單模光纖纖芯直徑小 ，傳輸損耗小 ， 使用比較廣泛 。 信號處理部分主要是光的發(fā)送和光的檢測 。 光濾波器的作用是將光放大器所產(chǎn)生的自然輻射光中不含信號光的波長區(qū)域遮斷 ， 改善信噪比 。 合波連接器 (WDM)是使信號光和激勵光匯合在一起并入射 EDF的裝置 。 當(dāng)從端面用波長為 光入射進行激勵時 ， 則對從端面射入的波長為 具有放大作用 ， 摻鉺光纖的長度約為 20～ 40m， 者 。 圖 光－電－光中繼器原理方框圖 (2)摻鉺光纖放大器 光放大器省去了光－電轉(zhuǎn)換過程 ， 可以對光信號直接進行放大 ， 實現(xiàn)了光纖通信系統(tǒng)的全光傳輸 ， 比較有代表性的是摻鉺光纖 （ EDF） 放大器 ， 它的出現(xiàn)深刻地改變著光纖通信的面貌 ， 是光纖通信發(fā)展史上一個新的里程碑 。 (1)光－電－光中繼器 實用的光纖光－電－光中繼器 ， 如圖 。 可視實際需要選用 。 為此需在光波信號傳輸過一定距離以后 ， 加一個光中繼器 ， 以放大信號 ， 恢復(fù)失真的波形 ， 使光脈沖得到再生 。 四 、 光中繼器 1． 光中繼器的作用 光脈沖信號從光發(fā)射機輸出經(jīng)光纖傳輸若干距離后 ， 由于光纖的損耗和色散的影響 ， 將使光脈沖信號的幅度受到衰落 ， 波形出現(xiàn)失真 。 當(dāng)這些被合并的光波傳到接收端后 ， 又通過一個復(fù)用器 —— 分波器 ， 將合并的信號分開 ， 再分別送到各自相應(yīng)的光電檢波器通道中 ， 從而實現(xiàn)在一根光纖上傳輸多個光源光信號的目的 。 圖 單向傳輸?shù)牟ǚ謴?fù)用系統(tǒng) 這 N個系統(tǒng)在發(fā)端有 N臺光發(fā)射機 （ 即有 N個不同波長的光源 ） 。 許多國家大力研究波分復(fù)用光纖通信技術(shù) ， 且已研制出實用的波分復(fù)用系統(tǒng) 。 在長距離光纖通信中 ， 波分復(fù)用具有很好的經(jīng)濟性 。 它類似于無線電信道的頻分復(fù)用 。 此處不再重復(fù)敘述它的原理功能 。 雖然光纖信道是恒參信道 ， 但仍有可能因為系統(tǒng)內(nèi)的光電器件性能變化 、 控制電路的不穩(wěn)定以及器件的更換等原因 ， 使光接收電路所接收到的信號電平發(fā)生波動 ， 因此光接收機必須有自動增益控制的功能 。 光電二極管只需 5～ 8V的非臨界電壓 ， 雪崩二極管一般情況下要求偏壓為 100～ 400V， 需要反復(fù)調(diào)試 。 我們知道 ， 制作高靈敏度光接收機時 ， 必須使熱噪聲最小 ， 因此光接收電路首先應(yīng)該是低噪聲電路 。 (2)光信號接收電路 光信號接收電路主要有以下三個作用： ① 低噪聲放大 。 與 PIN相比較 ， APD是一種具有增益的光電檢測器 ， 響應(yīng)度較高 ， 效果較好 。 目前在光纖通信中廣泛使用的光電檢波管是半導(dǎo)體光電二極管 ， 它具有尺寸小 、 靈敏度高 、 響應(yīng)速度快以及工作壽命長等優(yōu)點 。 除了光電檢測器 、 光信號接收電路外 ， 信道解碼電路部分與數(shù)字通信機的接收電路基本相同 。 目前 ， 140Mbit/s光接收機的動態(tài)范圍 ， 我國郵電部的技術(shù)指標(biāo)為－ 12dB。 因此 ， 要求光接收機有一個動態(tài)范圍 ， 低于這個動態(tài)范圍的下限 （ 即靈敏度 ） ， 將會產(chǎn)生過大的誤碼；高于這個動態(tài)范圍的上限 ， 在判決時亦造成過大的誤碼 。 (2)接收機的動態(tài)范圍 光接收機的動態(tài)范圍 D， 是在保證系統(tǒng)的誤碼率指標(biāo)要求下 ， 接收機的最低光功率和最大允許光功率之比 ， 單位為 dB， 即 D＝ 10lg（ Pmax/Pmin） () 光接收機要求有一個動態(tài)范圍 ， 是因為當(dāng)環(huán)境溫度變化時 ， 光纖的損耗將產(chǎn)生變化；隨著時間的增長 ， 光源輸出光功率亦將變化 。 如果一部光接收機 ， 在滿足給定的誤碼率指標(biāo)下所需的平均光功率低 ， 說明這部光接收機在微弱的輸入光條件下 ， 就能正常工作 。通常用最低平均光功率 Pmin 來描述 。 對光接收機的要求主要有接收機靈敏度 、 動態(tài)范圍和頻率響應(yīng) 。 ④ 光監(jiān)測電路 用于監(jiān)測激光器發(fā)出的功率 ， 經(jīng)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 。 ③ ATC（ 自動溫度控制電路 ） 對激光二極管而言 ，結(jié)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(jié)溫進一步升高 ， 造成惡性循環(huán)而導(dǎo)致激光二極管損壞 。 (3)光源驅(qū)動與控制電路 ① 光源驅(qū)動電路 它用已編碼的數(shù)字信號來調(diào)制發(fā)光器件的發(fā)光強度 ， 完成電 /光變換任務(wù) 。 另外 ， 為了便于不間斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測 、 區(qū)間通信聯(lián)絡(luò) 、 監(jiān)控及克服直流分量的波動 ， 在實際的光纖通信系 統(tǒng)中 ， 都對經(jīng)過擾碼以后的信碼流重新進行編碼 ， 以滿足上述要求 。 ④ 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(jù) ， 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 。 ③ 擾碼 若信碼流中出現(xiàn)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(xiàn)這種情況 ， 加一擾碼電路 ， 它可有規(guī)律地破壞長連 “ 0” 和連 “ 1”的碼流 ， 達(dá)到 0、 1等概率出現(xiàn) 。 ① 均衡器 由 PCM端機送來的 HDB3或 CMI碼流 ， 首先需要均衡 ， 用
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