光發(fā)送機(jī)與接收機(jī)

1、光發(fā)送機(jī)與接收機(jī)1第1頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一2第2頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一本章內(nèi)容和重點(diǎn)本章內(nèi)容 光線路碼型 光發(fā)送機(jī) 光接收機(jī) 光中繼器 無(wú)源光器件本章重點(diǎn) 光通信常用線路碼型。 光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)的功能、電路組成和性能。光發(fā)射機(jī)與光接收機(jī) 3第3頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一本章作業(yè) 什么是PDH，系列PDH接口的速率是多少，線路碼型為什么？ 光發(fā)送機(jī)的主要性能指標(biāo)是什么？ 光接收機(jī)的主要性能指標(biāo)是什么？ 光中繼器的有哪幾種？它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 光通信設(shè)備對(duì)信息進(jìn)行線路編碼的意義是什么？ 4第4頁(yè)

2、，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一一、光纖通信系統(tǒng)的分類(lèi) 根據(jù)所使用的光波長(zhǎng)、傳輸信號(hào)形式、傳輸光纖類(lèi)型、信號(hào)的調(diào)制方式、光接收方式的不同，光纖通信系統(tǒng)可分成:分類(lèi)方式類(lèi)別特點(diǎn)按信號(hào)類(lèi)型數(shù)字光纖通信抗干擾能力強(qiáng)，傳輸質(zhì)量好模擬光纖通信對(duì)系統(tǒng)要求高，適用于圖像傳輸按光波長(zhǎng)（通道）個(gè)數(shù)單波長(zhǎng)（通道）技術(shù)難度小，應(yīng)用成熟多波長(zhǎng)（WDM）傳輸容量大，距離遠(yuǎn)按調(diào)制方式直接強(qiáng)度調(diào)制IM技術(shù)成熟，成本低外調(diào)制高速傳輸，成本較高按接收方式直接檢測(cè)DD技術(shù)成熟，成本低，效率高相干調(diào)制CD靈敏度高，傳輸容量大，距離遠(yuǎn)按光纖特性多模光纖MMF采用850nm波長(zhǎng)，距離短單模光纖SMF采用1310/

3、1550nm波長(zhǎng)，傳輸容量大，距離遠(yuǎn)光纖通信系統(tǒng)5第5頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一二、光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1. 光纖通信系統(tǒng)的主要組成單元光纖光器件光發(fā)送機(jī)光接收機(jī)光放大器2. 光纖系統(tǒng)的具體應(yīng)用點(diǎn)到點(diǎn)連接廣播和分配網(wǎng)局域網(wǎng)光纖通信系統(tǒng)6第6頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一RxTxRxRxTxTx再生器再生器光發(fā)送機(jī)光接收機(jī)光發(fā)送機(jī)RxTxAA放大器放大器光接收機(jī)三、點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸系統(tǒng)1. 采用再生器和光放大器作為周期性損耗補(bǔ)償?shù)狞c(diǎn)到點(diǎn)連接光放大器：將接收到的微弱光比特流信號(hào)直接放大而不需將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。(1R)光放大器不能無(wú)限制級(jí)聯(lián)，因?yàn)樯?dǎo)

4、致的脈沖畸變、噪聲積累最終限制了系統(tǒng)的性能。光-電-光再生中繼則不存在這種問(wèn)題。光纖通信系統(tǒng)7第7頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一2. 點(diǎn)到點(diǎn)傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)與性能指標(biāo)利用光纖的低損耗、寬帶寬特點(diǎn)性能指標(biāo)：比特率距離積（BL）BL積與光纖損耗和色散特性有關(guān)，而光纖特性又與波長(zhǎng)有關(guān)，所以BL積與波長(zhǎng)有關(guān)光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展階段3. 設(shè)計(jì)問(wèn)題中繼距離的選?。涸诩?jí)聯(lián)的EDFA系統(tǒng)中， ASE噪聲積累問(wèn)題是關(guān)鍵所在，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何設(shè)置EDFA的放大間隔使接收端的OSNR滿(mǎn)足要求色散補(bǔ)償技術(shù)：色散補(bǔ)償方案的選擇及設(shè)計(jì)光纖非線性的避免光纖通信系統(tǒng)8第8頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月

5、20日，3點(diǎn)39分，星期一光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)N 123EDFA功放線放前放MUXDEMUX典型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信系統(tǒng)1N 32光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光纖通信系統(tǒng)9第9頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一四、光纖廣播分配網(wǎng)功能：光纖通信系統(tǒng)不僅要求傳送信息，而且要求將信息分配給多個(gè)用戶(hù)應(yīng)用：光纜電話(huà)網(wǎng)、公用天線電視(CATV)、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)：傳輸距離較短、帶寬要求寬結(jié)構(gòu)：樹(shù)型拓?fù)?、總線拓?fù)涔饫w通信系統(tǒng)10第10頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一HubHubHubHubHub 信道在中心點(diǎn)分配，光纖的作用與

6、點(diǎn)到點(diǎn)連接系統(tǒng)類(lèi)似。樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：光纖通信系統(tǒng)11第11頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一1432NBus 單根光纖承載整個(gè)業(yè)務(wù)范圍的多信道光信號(hào)，通過(guò)光接頭完成分路，光分路器將一小部分功率分送給每個(gè)用戶(hù)。多路視頻信道分配CATV系統(tǒng)；高清晰度電視HDTV?？偩€拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：光纖通信系統(tǒng)12第12頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一五、局域網(wǎng)局域網(wǎng)：在光纖通信系統(tǒng)中，要求在網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)局部區(qū)域內(nèi)（如在一個(gè)大學(xué)校園內(nèi)）的大量用戶(hù)相互連接，使任何用戶(hù)可以隨機(jī)地進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳送給其他任何用戶(hù)。LAN中要求對(duì)每個(gè)用戶(hù)提供隨機(jī)的收發(fā)數(shù)據(jù)功能，存在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議問(wèn)題。結(jié)構(gòu)

7、：總線型Bus、 環(huán)型Ring、 星型Star光纖通信系統(tǒng)13第13頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一數(shù)字電話(huà)傳輸： 電話(huà)機(jī)把語(yǔ)音轉(zhuǎn)換為頻率為3003400Hz的模擬基帶信號(hào)，通過(guò)電發(fā)射機(jī)將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（PCM），并把多路數(shù)字信號(hào)組合在一起(合群)，每路語(yǔ)音轉(zhuǎn)換成傳輸速率為64kb/s的數(shù)字信號(hào)，然后用數(shù)字復(fù)接器把24路(北美、日本)或30路(中國(guó)、歐洲)PCM信號(hào)（取樣頻率為8kHz，即采樣周期T=125us，并且每一量化信號(hào)用8個(gè)比特二進(jìn)制脈沖代替。）合群成1.544Mb/s或2.048Mb/s的基群(一次群)，甚至更高群的數(shù)字系列，最后輸入光發(fā)射機(jī)。數(shù)字光纖通信

8、系統(tǒng)14第14頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一一、 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成 1. 電發(fā)射機(jī)；2. 輸入接口；3. 光發(fā)射機(jī)；4. 中繼放大；5. 光接收機(jī)；6. 輸出接口；7. 電接收機(jī)；8. 備用系統(tǒng)；9. 輔助系統(tǒng) 用 戶(hù)123765光纜光纜489 用 戶(hù)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)15第15頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一電發(fā)射機(jī)：把用戶(hù)信息經(jīng)A/D變換，按時(shí)分復(fù)用方式把多路信號(hào)復(fù)接，合群成高比特率的數(shù)字信號(hào)；輸入接口：電發(fā)射機(jī)的合群信號(hào) 輸入接口，通過(guò)輸入接口進(jìn)行編碼、電平和阻抗匹配；光發(fā)射機(jī)：編碼信息經(jīng)光發(fā)射機(jī)調(diào)制發(fā)射光信號(hào)；中繼放大：EDFA、O

9、/E/O；光接收機(jī)：根據(jù)調(diào)制方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；輸出接口：對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼、電平和阻抗匹配；電接收機(jī)：分群、解復(fù)用；備用系統(tǒng)：主用系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)手動(dòng)或自動(dòng)切換到備用系統(tǒng)；數(shù)字光纖通信系統(tǒng)16第16頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一輔助系統(tǒng)：監(jiān)控管理系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)、控制、管理系統(tǒng)，保證光纖通信正常運(yùn)行；公務(wù)通信系統(tǒng)：公務(wù)電話(huà)，為值班維護(hù)人員聯(lián)絡(luò)使用（數(shù)字段內(nèi)、數(shù)字段間）；自動(dòng)倒換系統(tǒng)：主用系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)啟動(dòng)備用系統(tǒng)；告警處理系統(tǒng)：發(fā)出告警指令，并含告警顯示信息，使維護(hù)人員快速、有效識(shí)別故障設(shè)備；電源供給系統(tǒng)：光端機(jī)各部分電路都需相應(yīng)的直流電源，包括中繼站無(wú)人值守的遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)，或者

10、這些站利用太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電等本地能源的供電系統(tǒng)。數(shù)字光纖通信系統(tǒng)17第17頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH（ plesiochronous digital hierarchy ）1. 中國(guó)、歐洲制式 30路64kb/s的數(shù)字信號(hào)復(fù)接成2.048Mb/s的基群速率（一次群），然后在基群的基礎(chǔ)上復(fù)接成更高群（二次群、三次群 ）。 對(duì)于這種制式，各次群的話(huà)路數(shù)按4倍遞增，速率的關(guān)系略大于4倍，因?yàn)閺?fù)接為更高一次群時(shí)需插入維護(hù)、管理等輔助比特字節(jié)。2. 北美、日本制式 24路64kb/s的數(shù)字信號(hào)復(fù)接成1.544Mb/s的基群速率（一次群）。 對(duì)于這種制式，

11、3次群以上，北美與日本又不同。PDH光纖通信系統(tǒng)18第18頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一一次群（基群）二 次 群三 次 群四 次 群北美24路1.544 Mbit/s96路（244）6.312 Mbit/s672路（966）44.736 Mbit/s4 032路（6726）274.176 Mbit/s日本24路1.544 Mbit/s96路（244）6.312 Mbit/s480路（965）32.064 Mbit/s1 440路（4803）97.782 Mbit/s歐洲中國(guó)30路2.048 Mbit/s120路（304）8.448 Mbit/s480路（1204）34

12、.368 Mbit/s1 920路（4803）139.264 Mbit/s準(zhǔn)同步數(shù)字體系：PDH光纖通信系統(tǒng)19第19頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一引導(dǎo)文圖3-1 32路TDM幀組成結(jié)構(gòu)示意圖 20通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)2022/9/2PDH光纖通信系統(tǒng)20第20頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一21第21頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字系列 ）：1、北美、歐洲和日本三種數(shù)字體系彼此互不兼容，造成國(guó)際互通的困難。2、沒(méi)有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范。PDH光纖通信系統(tǒng)22第22頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日

13、，3點(diǎn)39分，星期一線路編碼AMI/HDB3編譯碼 AMI碼的全稱(chēng)是傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼。編碼規(guī)則是：代碼中的“0”不變；代碼中的“1”則交替地變換為傳輸碼的“+1”和“1”。如： AMI碼信號(hào)無(wú)直流成分，且只有很小的低頻成分，適宜在不允許這些成分通過(guò)的信道中傳輸。在AMI碼的編碼中，一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)變換成一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)，又稱(chēng)為1B/1T碼型。23通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)2022/9/2線路編碼23第23頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一線路編碼 AMI碼除有上述特點(diǎn)外，還有編譯碼電路簡(jiǎn)單及便于觀察誤碼情況等優(yōu)點(diǎn)，但是，AMI碼有一個(gè)重要的缺點(diǎn)，即接收端從該信號(hào)中獲取定時(shí)信息時(shí)，由于

14、它可能出現(xiàn)長(zhǎng)的連“0”串，因而會(huì)造成提取定時(shí)信號(hào)的困難。 為了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)而克服其缺點(diǎn)，人們提出了許多種類(lèi)的改進(jìn)AMI碼，HDB3碼就是其中有代表性的一種。24通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)2022/9/2圖3-5 AMI/HDB3頻譜示意圖 線路編碼24第24頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一線路編碼 HDB3碼的全稱(chēng)是三階高密度雙極性碼。其編碼規(guī)則是：先把消息代碼變換成AMI碼，然后去檢查AMI碼的連“0”串的情況，當(dāng)沒(méi)有4個(gè)以上連“0”串時(shí)，則這時(shí)的AMI碼就是HDB3碼；當(dāng)出現(xiàn)4個(gè)以上連“0”串時(shí)，則將每4個(gè)連“0”小段的第4個(gè)“0”變換成與其前一非“0”符號(hào)（“1”

15、或“1”）同極性的符號(hào)。顯然，這可能破壞“極性交替反轉(zhuǎn)”的規(guī)律。這個(gè)符號(hào)就稱(chēng)為破壞符號(hào)，用符號(hào)V表示（即“+1”記為+V, “”記為V）。為使附加V符號(hào)后的序列不破壞“極性交替反轉(zhuǎn)”造成的無(wú)直流特性，還必須保證相鄰符號(hào)V也應(yīng)極性交替。當(dāng)相鄰符號(hào)之間有奇數(shù)個(gè)非“”符號(hào)時(shí)，則極性交替是能得到保證的；當(dāng)有偶數(shù)個(gè)非“0”符號(hào)時(shí)，就得不到保證，這時(shí)再將該小段的第1個(gè)“0”變換成+B或B，符號(hào)的極性與前一非“0”符號(hào)的相反，并讓后面的非“0”符號(hào)從符號(hào)V開(kāi)始再交替變化。 25通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)2022/9/2線路編碼25第25頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一線路編碼 圖3-6 H

16、DB3碼編碼原理方框圖 圖3-7 HDB3碼譯碼原理方框圖 26通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)2022/9/2線路編碼26第26頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一光線路編碼 PCM通信系統(tǒng)中的接口速率和碼型，如表所示。PDH接口碼速率與接口碼型基 群二 次 群三 次 群四 次 群接口碼速率 (Mbit/s)2.0488.44834.368139.264接口碼型HDB3HDB3HDB3CMI PCM系統(tǒng)中的這些碼型并不都適合在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中傳輸。為此，在光端機(jī)中必須進(jìn)行碼型變換。 在PDH系統(tǒng)中，常用的線路編碼有分組碼mBnB，1B2B碼（CMI、DMI和雙相碼等）和插入碼， S

17、DH光纖通信系統(tǒng)中廣泛使用的是加擾的NRZ碼。 線路編碼的目的是：誤碼檢測(cè)，傳輸輔助信息27第27頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一光線路編碼碼 型碼型變換規(guī)則傳輸速率誤碼監(jiān)測(cè)適用系統(tǒng)1B2B碼CMI“1”：11,00交替“0”：012fi按編碼規(guī)則檢查PDH雙相碼“1”：10 “0”：012fi同上DMI“1”：11,00交替“0”：01（前二個(gè)碼為01，11時(shí)）10（前二個(gè)碼為10，00時(shí)）2fi同上分組碼mBnB正負(fù)模式交替nfi /m（1）查禁用碼字（2）利用DRS插入碼mB1P（1）P碼滿(mǎn)足奇校驗(yàn)規(guī)則（2）P碼滿(mǎn)足偶校驗(yàn)規(guī)則(m+1) fi /m奇偶校驗(yàn)mB1C

18、C=Bm(m+1)fi /m模2和=0mB1H混合碼加擾NRZ給輸入NRZ序列加擾fi無(wú)SDH常用的線路編碼28第28頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一 1分組碼 分組碼常用mBnB表示，每進(jìn)入mbit，出nbit，nm，形成一種一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。般選取n=m+1。 常用的mBnB碼有1B2B、3B4B、5B6B、8B9B和17B18B等。 遵循讓“0”，“1”均衡分布的原則，mBnB碼的缺點(diǎn)是傳輸輔助信號(hào)比較困難。五 光線路編碼29第29頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一 1分組碼1B2B碼 （1）CMI碼 CMI碼又稱(chēng)傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼，它是一種1B2B碼。

19、其變換規(guī)則是原碼的“0”碼用“01”碼代替，原碼的“1”碼用“00”或“11”交替代替。 ITU-T建議CMI碼作為PDH四次群和SDH的STM-1的接口碼型。請(qǐng)總結(jié)CMI碼的優(yōu)點(diǎn)。五 光線路編碼30第30頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一mB碼100110001101 2插入碼 每進(jìn)入mbit，插入一個(gè)碼組成m+1bit輸出。 （1）mB1C碼mBlC碼1001110100101010優(yōu)點(diǎn)：能傳遞豐富的輔助信息及中途方便的上下話(huà)路。根據(jù)插入碼的用途不同，可以分為mB1C碼、mB1H碼和mB1P碼等五 光線路編碼31第31頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，

20、星期一（2）mB1H碼mBlH碼，B為信息比特，H碼為一個(gè)混合碼。所插入的H碼可以根據(jù)不同用途分為兩類(lèi)：C碼，它是第m位碼的補(bǔ)碼，用于在線誤碼率監(jiān)測(cè)G碼，用于區(qū)間通信、幀同步、公務(wù)、數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)等信息的傳輸。主要優(yōu)點(diǎn)：由以上插入碼來(lái)總結(jié)缺點(diǎn)：頻譜特性不如mBnB碼五 光線路編碼32第32頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一CGF1S1S2S3F2S4S5S6F3S7S8S9F4S10S11S12BBBBH （2）mB1H碼舉例（4B1H）注釋?zhuān)篎 幀同步（1001）； S5 檢測(cè)碼（監(jiān)控通道）； S11 公務(wù)碼； S2S8 為數(shù)據(jù)碼； S1S3S4S6S7S9S10S12 區(qū)

21、間通信以上就是此種碼型在34M系統(tǒng)中應(yīng)用的幀結(jié)構(gòu)，請(qǐng)問(wèn)4B1H編碼后的碼速是多少？其幀長(zhǎng)為多少？34*5/4=43Mbps 幀長(zhǎng)：32*5=160H為C與G的交替混合碼。G：F1S1S2S3 F2S4S5S6 F3S7S8S9 F4S10S11S12光線路編碼33第33頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一 4擾碼 SDH光纖通信系統(tǒng)中廣泛使用的是加擾的NRZ碼，去除碼流中長(zhǎng)連“0”或長(zhǎng)連“1”的情況，從而有利于接收端提取時(shí)鐘信號(hào)。 信號(hào)序列擾亂方法有： 用一個(gè)隨機(jī)序列與輸入信號(hào)序列進(jìn)行邏輯加，這樣就能把任何輸入信號(hào)序列變換為隨機(jī)序列，但完全隨機(jī)的序列不能再現(xiàn)。 光線路編碼3

22、4第34頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一六 光發(fā)射機(jī) 光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)統(tǒng)稱(chēng)為光端機(jī)。光端機(jī)位于電端機(jī)和光纖傳輸線路之間，如圖所示。光纖通信系統(tǒng)組成 光纖通信系統(tǒng)主要包括光纖（光纜）和光端機(jī)。每一部光端機(jī)又包含光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)兩部分，通信距離長(zhǎng)時(shí)還要加光中繼器。光發(fā)送機(jī)完成E/O轉(zhuǎn)換，光接收機(jī)完成O/E轉(zhuǎn)換，光纖實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的傳輸，光中繼器延長(zhǎng)通信距離。 35第35頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一 作用：是把從電端機(jī)送來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)，并送入光纖線路進(jìn)行傳輸。 性能： （1）有合適的輸出光功率（dBm） 光發(fā)送機(jī)的輸出光功率，是指耦合進(jìn)光纖

23、的功率，亦稱(chēng)入纖功率。光源應(yīng)有合適的光功率輸出，一般為0.01mW5mW。 （2）有較好的消光比 消光比的定義為全“1”碼平均發(fā)送光功率與全“0”碼平均發(fā)送光功率之比?？捎孟率奖硎臼街校琍11為全“1”碼時(shí)的平均光功率；P00為全“0”碼時(shí)的平均光功率。一般要求EXT10dB。 六 光發(fā)射機(jī)36第36頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一 （3）調(diào)制特性要好 所謂調(diào)制特性好，是指光源的PI曲線在使用范圍內(nèi)線性特性好，否則在調(diào)制后將產(chǎn)生非線性失真。 除此之外，還要求電路盡量簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性好、光源壽命長(zhǎng)等。六 光發(fā)射機(jī)37第37頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39

24、分，星期一六 光發(fā)送機(jī)的基本組成 數(shù)字光發(fā)送機(jī)的基本組成包括均衡放大、碼型變換、復(fù)用、擾碼、時(shí)鐘提取、光源、光源的調(diào)制電路、光源的控制電路（ATC和APC）及光源的監(jiān)測(cè)和保護(hù)電路等。如圖4-2。圖4-2 數(shù)字光發(fā)送機(jī)原理方框圖38第38頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一七 光發(fā)送機(jī)的基本組成 （1）均衡放大：補(bǔ)償由電纜傳輸所產(chǎn)生的衰減和畸變。 （2）碼型變換：將HDB3碼或CMI碼變化為NRZ碼。 （3）復(fù)用：用一個(gè)大傳輸信道同時(shí)傳送多個(gè)低速信號(hào)的過(guò)程。 （4）擾碼：使信號(hào)達(dá)到“0”、“1”等概率出現(xiàn)，利于時(shí)鐘提取。 （5）時(shí)鐘提?。禾崛CM中的時(shí)鐘信號(hào)，供給其它電路使

25、用。 （6）調(diào)制（驅(qū)動(dòng)）電路：完成電/光變換任務(wù)。 （7）光源：產(chǎn)生作為光載波的光信號(hào)。 （8）溫度控制和功率控制： 穩(wěn)定工作溫度和輸出的平均光功率。 （9）其他保護(hù)、監(jiān)測(cè)電路：如光源過(guò)流保護(hù)電路、無(wú)光告警電路、LD偏流（34倍，壽命完結(jié)）告警等。39第39頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一 溫度對(duì)激光器輸出光功率的影響主要通過(guò)閾值電流Ith和外微分量子效率d產(chǎn)生，如下圖（a）和（b）所示。 當(dāng)溫度升高，閾值電流增加，外微分量子效率減小，輸出光脈沖幅度下降。 光發(fā)送機(jī)的基本組成 ATC溫度引起的光功率輸出的變化40第40頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星

26、期一 注： 自動(dòng)溫度控制電路消除溫度對(duì)器件的影響，從而產(chǎn)生的輸出功率的變化； 自動(dòng)功率控制電路消除器件老化而產(chǎn)生的輸出功率的變化。 對(duì)于短波長(zhǎng)激光器，一般只需加自動(dòng)功率控制電路即可。 對(duì)于長(zhǎng)波長(zhǎng)激光器，由于其閥值電流隨溫度的漂移較大，因此，除自動(dòng)功率控制外，一般還需加自動(dòng)溫度控制電路，以使輸出光功率達(dá)到穩(wěn)定。光發(fā)送機(jī)的基本組成 ATC41第41頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一八 數(shù)字光接收機(jī) 光接收機(jī)作用： 將光纖傳輸后的幅度被衰減、波形產(chǎn)生畸變的、微弱的光信號(hào)變換為電信號(hào)； 并對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大、整形、再生后，形成與發(fā)送端相同的電信號(hào)，輸入到電接收端機(jī)； 并且用自動(dòng)增益

27、控制電路（AGC）保證穩(wěn)定的輸出。 光接收機(jī)中的關(guān)鍵器件是半導(dǎo)體光檢測(cè)器，它和接收機(jī)中的前置放大器合稱(chēng)光接收機(jī)前端。前端性能是決定光接收機(jī)性能的主要因素。42第42頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一 強(qiáng)度調(diào)制直接檢波（IM-DD）的光接收機(jī)方框圖如圖所示數(shù)字光接收機(jī)方框圖 主要包括光電檢測(cè)器、前置放大器、主放大器、均衡器、時(shí)鐘恢復(fù)電路、取樣判決器以及自動(dòng)增益控制（AGC）電路等。數(shù)字光接收機(jī)的基本組成光接收機(jī)前端43第43頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一 1放大器 光接收機(jī)的放大器包括前置放大器和主放大器兩部分。 因?yàn)楣饨邮諜C(jī)的噪聲主要取決于前端的噪聲性能，所以對(duì)前置放大器要求是較低的噪聲、較寬的帶寬和較高的增益。 主放大器一般是多級(jí)放大器，它的功能主要是提供足夠高的增益，把來(lái)自前置放大器的輸出信號(hào)放大到判決電路所需的信號(hào)電平。使輸出電信號(hào)應(yīng)保持恒定輸出。 主放大器和AGC決定著光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。數(shù)字光接收機(jī)的基本組成44第44頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)39分，星期一 2均衡器 均衡器的作用是對(duì)已畸變(失真)和有碼間干擾的電信號(hào)進(jìn)行均衡補(bǔ)償，減小誤碼率。 3再生電路 再生電路的任務(wù)是把放大器輸出的升余弦波形恢復(fù)成數(shù)字信號(hào)，由判決器和時(shí)鐘恢復(fù)電