光纖通信-光端機課件

第4章光端機

4.1光發(fā)射機

4.2光接收機

4.3線路編碼返回主目錄第4章光端機

4.1光發(fā)射機數(shù)字光發(fā)射機的功能是把電端機輸出的數(shù)字基帶電信號轉(zhuǎn)換為光信號，并用耦合技術有效注入光纖線路，電/光轉(zhuǎn)換是用承載信息的數(shù)字電信號對光源進行調(diào)制來實現(xiàn)的。調(diào)制分為直接調(diào)制和外調(diào)制兩種方式。受調(diào)制的光源特性參數(shù)有功率、幅度、頻率和相位。目前技術上成熟并在實際光纖通信系統(tǒng)得到廣泛應用的是直接光強(功率)調(diào)制。圖4.1示出激光器(LD)和發(fā)光二極管(LED)直接光強數(shù)字調(diào)制原理，對LD施加了偏置電流Ib。由圖可見，當激光器的驅(qū)動電流大于閾值電流Ith時，輸出光功率P和驅(qū)動電流I基本上是線性關系，輸出光功率和輸入電流成正比，所以輸出光信號反映輸入電信號。

圖4.1直接光強數(shù)字調(diào)制原理(a)LED數(shù)字調(diào)制原理；(b)LD的數(shù)字調(diào)制原理

4.1.1光發(fā)射機基本組成數(shù)字光發(fā)射機的方框圖如圖4.2所示，主要有光源和電路兩部分。光源是實現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的關鍵器件，在很大程度上決定著光發(fā)射機的性能。電路的設計應以光源為依據(jù)，使輸出光信號準確反映輸入電信號。

1.光源對通信用光源的要求如下：(1)發(fā)射的光波長應和光纖低損耗“窗口”一致，即中心波長應在0.85μm、1.31μm和1.55μm附近。光譜單色性要好，即譜線寬度要窄，以減小光纖色散對帶寬的限制。

圖4.3光脈沖瞬態(tài)響應波形(2)電/光轉(zhuǎn)換效率要高，即要求在足夠低的驅(qū)動電流下，有足夠大而穩(wěn)定的輸出光功率，且線性良好。發(fā)射光束的方向性要好，即遠場的輻射角要小，以利于提高光源與光纖之間的耦合效率。(3)允許的調(diào)制速率要高或響應速度要快，以滿足系統(tǒng)的大傳輸容量的要求。(4)器件應能在常溫下以連續(xù)波方式工作，要求溫度穩(wěn)定性好，可靠性高，壽命長。(5)此外，要求器件體積小，重量輕，安裝使用方便，價格便宜。以上各項中，調(diào)制速率、譜線寬度、輸出光功率和光束方向性，直接影響光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量和傳輸距離，是光源最重要的技術指標。目前，不同類型的半導體激光器(LD)和發(fā)光二極管(LED)可以滿足不同應用場合的要求。

2.調(diào)制電路和控制電路直接光強調(diào)制的數(shù)字光發(fā)射機主要電路有調(diào)制電路、控制電路和線路編碼電路，采用激光器作光源時，還有偏置電路。對調(diào)制電路和控制電路的要求如下：(1)輸出光脈沖的通斷比(全“1”碼平均光功率和全“0”碼平均光功率的比值，或消光比的倒數(shù))應大于10，以保證足夠的光接收信噪比。(2)輸出光脈沖的寬度應遠大于開通延遲(電光延遲)時間，光脈沖的上升時間、下降時間和開通延遲時間應足夠短，以便在高速率調(diào)制下，輸出的光脈沖能準確再現(xiàn)輸入電脈沖的波形。(3)對激光器應施加足夠的偏置電流，以便抑制在較高速率調(diào)制下可能出現(xiàn)的張弛振蕩，保證發(fā)射機正常工作。(4)應采用自動功率控制(APC)和自動溫度控制(ATC)，以保證輸出光功率有足夠的穩(wěn)定性。

3.線路編碼電路線路編碼之所以必要，是因為電端機輸出的數(shù)字信號是適合電纜傳輸?shù)碾p極性碼，而光源不能發(fā)射負脈沖，所以要變換為適合于光纖傳輸?shù)膯螛O性碼，線路編碼的其它原因見4.3節(jié)所述。

4.1.2調(diào)制特性半導體激光器是光纖通信的理想光源，但在高速脈沖調(diào)制下，其瞬態(tài)特性仍會出現(xiàn)許多復雜現(xiàn)象，如常見的電光延遲、張弛振蕩和自脈動現(xiàn)象。這種特性嚴重限制系統(tǒng)傳輸速率和通信質(zhì)量，因此在電路的設計時要給予充分考慮。

1.電光延遲和張弛振蕩現(xiàn)象半導體激光器在高速脈沖調(diào)制下，輸出光脈沖瞬態(tài)響應波形如圖4.3所示。輸出光脈沖和注入電流脈沖之間存在一個初始延遲時間，稱為電光延遲時間td，其數(shù)量級一般為ns。當電流脈沖注入激光器后，輸出光脈沖會出現(xiàn)幅度逐漸衰減的振蕩，稱為張弛振蕩，其振蕩頻率fr(=ωr/2π)一般為0.5~2GHz。這些特性與激光器有源區(qū)的電子自發(fā)復合壽命和諧振腔內(nèi)光子壽命以及注入電流初始偏差量有關。張弛振蕩和電光延遲的后果是限制調(diào)制速率。當最高調(diào)制頻率接近張弛振蕩頻率時，波形失真嚴重，會使光接收機在抽樣判決時增加誤碼率，因此實際使用的最高調(diào)制頻率應低于張弛振蕩頻率。電光延遲要產(chǎn)生碼型效應。當電光延遲時間td與數(shù)字調(diào)制的碼元持續(xù)時間T/2為相同數(shù)量級時，會使“0”碼過后的第一個“1碼的脈沖寬度變窄，幅度減小，嚴重時可能使單個“１”碼丟失，這種現(xiàn)象稱為“碼型效應”。如圖4.4，在兩個接連出現(xiàn)的“1”碼中，第一個脈沖到來前，有較長的連“0”碼，由于電光延遲時間長和光脈沖上升時間的影響，因此脈沖變小。第二個脈沖到來時，由于第一個脈沖的電子復合尚未完全消失，有源區(qū)電子密度較高，因此電光延遲時間短，脈沖較大。

圖4.4碼型效應（a)、(b)碼效應波形；（c）改善后波形“碼型效應”的特點是，在脈沖序列中較長的連“0”碼后出現(xiàn)的“1”碼，其脈沖明顯變小，而且連“0”碼數(shù)目越多，調(diào)制速率越高，這種效應越明顯。用適當?shù)摹斑^調(diào)制”補償方法，可以消除碼型效應，見圖4.4(c)所示。為了進一步了解激光器的調(diào)制特性，應求出LD速率方程組的瞬態(tài)解。由此得到的張弛振蕩頻率ωr及其幅度衰減時間τo和電光延遲時間td的表達式為：式中，τo是張弛振蕩幅度衰減到初始值的1/e的時間，j和jth分別為注入電流密度和閾值電流密度。τsp和τph分別為電子自發(fā)復合壽命和諧振腔內(nèi)光子壽命。在典型的激光器中，τsp≈10-9s,τph≈10-12s，即τspτph。由式(4.1)~式(4.3)可以看到：(1)張弛振蕩頻率ωr隨τsp、τph的減小而增加，隨j的增加而增加。這個振蕩頻率決定了LD的最高調(diào)制頻率。(2)張弛振蕩幅度衰減時間τo與τsp為相同數(shù)量級，并隨j的增加而減小。(2)電光延遲時間td與τsp為相同數(shù)量級，并隨j的增加而減小(j>jth)。由此可見，增加注入電流j，有利于提高張弛振蕩頻率ωr，減小其幅度衰減時間τo，以及減小電光延遲時間td，因此對LD施加偏置電流是非常必要的。

2.自脈動現(xiàn)象某些激光器在脈沖調(diào)制甚至直流驅(qū)動下，當注入電流達到某個范圍時，輸出光脈沖出現(xiàn)持續(xù)等幅的高頻振蕩，這種現(xiàn)象稱為自脈動現(xiàn)象，如圖4.5所示。自脈動頻率可達2GHz，嚴重影響LD的高速調(diào)制特性。圖4.5激光器自脈沖動現(xiàn)象自脈動現(xiàn)象是激光器內(nèi)部不均勻增益或不均勻吸收產(chǎn)生的，往往和LD的P-I曲線的非線性有關，自脈動發(fā)生的區(qū)域和P-I曲線扭折區(qū)域相對應。因此在選擇激光器時應特別注意。

4.1.3調(diào)制電路和自動功率控制數(shù)字信號調(diào)制電路應采用電流開關電路，最常用的是差分電流開關電路。

圖4.6示出由三極管組成的共發(fā)射極驅(qū)動電路，這種簡單的驅(qū)動電路主要用于以發(fā)光二極管[WTBZ]LED作為光源的光發(fā)射機。數(shù)字信號Uin從三極管V的基極輸入，通過集電極的電流驅(qū)動LED。數(shù)字信號“0”碼和“1”碼對應于V的截止和飽和狀態(tài)，電流的大小根據(jù)對輸出光信號幅度的要求確定。這種驅(qū)動電路適用于10Mb/s以下的低速率系統(tǒng)，更高速率系統(tǒng)應采用差分電流開關電路。圖4.占6共板發(fā)射極驅(qū)狂動電路圖4.對7是常枕用的射明極耦合刺驅(qū)動電耽路，適融合于激搏光器系嗎統(tǒng)使用柏。電流擔源為由謙V1和V2組成的隔差分開濃關電路泡，它提祖供了恒別定的偏手置電流手。在V2基極上言施加直孕流參考昏電壓U惕B，尤V2集鈴電極的篇電壓取加決于L翠D的正澆向電壓蝕，數(shù)字童電信號砌Uin從V1基極輸入片。當信涉號為“0恩”碼時，斗V1基極電位垮比UB高或而搶先導覆通，V2截止，作LD不發(fā)師光；反之構，當信號去為“１”擇碼時，V1基極電蠶位比U杜B低，飼V2研搶先導符通，驅(qū)冠動LD禁發(fā)光。撓V1和V2處于輪流趁截止和非今飽和導通單狀態(tài)，有尋利于提高每調(diào)制速率巖。當三極種管截止頻朽率fr≥4.關5G慕Hz時議，這種澡電路的凈調(diào)制速舍率可達體300萌Mb稅/s。她射極耦雹合電路殖為恒流咳源，電輕流噪聲鞏小，這辜種電路姓的缺點鋤是動態(tài)桂范圍小跨，功耗踐較大。前圖4植.7帆射筍極耦合封LD驅(qū)演動電路壟圖由于溫度種變化和工姓作時間加丑長，LD霸的輸出光獲功率會發(fā)閱生變化。悟為保證輸摩出光功率持的穩(wěn)定，鵲必須改充進電路設仰計。圖4熔.8是利更用反饋電醫(yī)流使輸出傻光功率穩(wěn)堅定的LD桑驅(qū)動電路賤，其主體夫和圖4.祥7相同，安只是由V3支路為壺LD提固供的偏縱置電流鋸Ib受加到激光岔器背向閃輸出光湯平均功渴率和輸天入數(shù)字樣信號均木值Ui誕n的控些制。把考PD檢近測器的彎輸出監(jiān)周測電壓料UPD廳、信號餐參考電漏壓Ui租n和直透流參考至電壓U叼R施加騰到運算橡放大器事A1的反相慎輸入端瓜，經(jīng)放汗大后，令控制V3基極電給壓和偏膛置電流勿Ib，陜其控制獻過程如靠下：PLD→UPD→(UPD+謀蔽+UR)→UA1→Ib→PLD在反饋岸電路中局引入信滲號參考湊電壓的篇目的，對是使L蠻D的偏幣置電流舌Ib不殼受碼流矩中“0泰”碼和抬“1”勇碼比例鋒變化的秀影響。4.8饒反依饋穩(wěn)定殊LD驅(qū)三動電路一個更加羊完善的自總動功率控蔽制(AP棕C)電路院如圖4.沒9所示。邊從LD背柿向輸出的勤光功率，唐經(jīng)PD檢屬測器檢測糧、運算放泰大器A1放大后盛送到比躁較器A3的反相俱輸入端兇。同時諷，輸入斥信號參智考電壓臥和直流伯參考電躁壓經(jīng)A2比較放碰大后，匯送到A3的同相疑輸入端靈。A3和V3組成直賤流恒流違源調(diào)節(jié)拼LD的榆偏流，據(jù)使輸出曉光功率擔穩(wěn)定。圖4羊.9拔AP耗C電路抬原理4.1勒.4溫胃度特性岔和自動悄溫度控池制1.煎激光器罩的溫度暴特性激光器乖的溫度閱特性在殊3.1畝節(jié)已經(jīng)矮討論過蟻，溫度肝對激光尸器輸出腥光功率初的影響妄主要通細過閾值讓電流Ith和外微巧分量子叢效率ηd產(chǎn)生。圖腸4.10事(a)和艱(b)分候別示出溫湯度通過閾掀值電流和依外微分量偵子效率引擾起的輸出雄光脈沖的關變化：溫俊度升高，斗閾值電流協(xié)增加，外壇微分量子釘效率減小寄，輸出光疊脈沖幅度題下降。蠻溫度對宗輸出光害脈沖的趁另一個寬影響是劣“結(jié)發(fā)腰熱效應洋”。圖4.削10溫度挺引起的光逐輸出的變造化(a)辱閾值落電流變宋化引起怪的光輸芹出的變脫化；淘(b)弟外微蟻分量子苗效率變湖化引起蔑的光輸抽出的變礦化即使環(huán)績境溫度春不變，陵由于調(diào)皂制電流丈的作用截，引起哲激光器決結(jié)區(qū)溫語度的變燦化，因料而使輸聞出光脈聽沖的形宜狀發(fā)生君變化，腐這種效皆應稱為緞“結(jié)發(fā)命熱效應挽”。如莊圖4.磚11所痛示，設歐t=0借時電脈豈沖到來殼，注筒入電流危為I1，由于駐電流的披熱效應番，在脈設沖持續(xù)濕時間里腫，結(jié)區(qū)替的溫度舞隨時間邪t而升磚高，激糖光器的霧閾值電經(jīng)流隨t帳而增大頓，使輸瓦出光脈僵沖的幅障度隨t喜而減小睛。當t加=T時溉電流脈秋沖過后抗，注入拒電流從俘I1減小到按I0，電流散寄發(fā)的熱量造減少，結(jié)唐區(qū)溫度隨名t而降低線，閾值電串流減小，霞使輸出光情脈沖的幅層度增大。遙“結(jié)發(fā)熱高效應”將膽引起調(diào)制鹽失真。真與調(diào)制秤速率對膀激光器透瞬態(tài)特御性的影軍響相反曬，低調(diào)蛇制速率敗的“結(jié)跌發(fā)熱效原應”更襖加明顯糟。這是珠因為隨盞著調(diào)制洲速率的督提高，擦碼元時師間間隔懸縮短，懷使結(jié)區(qū)吧溫度來夫不及發(fā)貞生變化捧。圖4叼.11殃結(jié)發(fā)熱用效應2.野自動溫銳度控制爪半導體陜光源的秒輸出特欺性受溫練度影響桿很大，喂特別是膛長波長鴿半導體孤激光器叫對溫度炕更加敏純感。為肉保證輸掀出特性禿的穩(wěn)定衡，對激螞光器進朗行溫度攝控制是垃十分必獅要的。麥溫度控制盛裝置一般蜂由致冷器銷、熱敏電餅阻和控制牛電路組成更，圖4存.12示植出溫度控魔制裝置的皆方框圖。份致冷器的戚冷端和激句光器的熱與沉接觸，只熱敏電阻仿作為傳感巾器，探測牛激光器結(jié)壺區(qū)的溫度黃，并把它給傳遞給控庭制電路，葛通過控制棵電路改變兇致冷量，短使激光器顯輸出特性薄保持恒定忌。圖4.璃12巧溫造度控制方憑框圖目前，微掃致冷大多辯采用半導洪體致冷器逐，它是利帳用半導體間材料的珀帳爾帖效應屈制成的電跑偶來實現(xiàn)貞致冷的。煎用若干對胡電偶串聯(lián)總或并聯(lián)組稱成的溫差無電功能器河件，溫度頁控制范圍鮮可達3污0~40難℃。為枕提高致冷埋效率和溫妹度控制精奮度，把致娃冷器和熱申敏電阻封冷裝在激光全器管殼內(nèi)雜，溫度控襖制精度可拘達±0.蛙5℃，湖從而使激漏光器輸出肚平均功率疲和發(fā)射波組長保持恒則定，避免戶調(diào)制失真硬。圖4.1侮3示出自杏動溫度控艱制(AT懇C)電路揪原理圖。哪由R1、R2、R3和熱敏箏電阻R醋T組成墻“換能陷”電橋勺，通過餡電橋把梢溫度的我變化轉(zhuǎn)憐換為電叢量的變充化。運蝕算放大發(fā)器A的穴差動輸屬入端跨察接在電礦橋的對冤端，用擴以改變墳三極管籃V的基鐘極電流茫。在設定集溫度(疤例如2什0℃怒)時，愛調(diào)節(jié)R忠3使電乳橋平衡賭，A、肢B兩點駱沒有電限位差，慰傳輸?shù)匠歼\算放霜大器A縫的信號搜為零，適流過致杠冷器T顏EC的巖電流也志為零。坐當環(huán)境附溫度升聾高時，精LD的鮮管芯和脾熱沉溫做度也升達高，使常具有負音溫度系益數(shù)的熱島敏電阻鹽RT的雁阻值減義小，電亭橋失去襯平衡。半這時B譯點的電滾位低于位A點的趟電位，工運算放凝大器A桃的輸出肌電壓升事高，V模的基極譽電流增族大，致色冷器T孔EC的哄電流也樸增大吵致冷端獵溫度降支低，熱升沉和管技芯的溫私度也降另低，因滔而保持擴溫度恒透定。這承個控制翼過程可扁以表示篩如下：狡T(環(huán)境表)→T旅(LD、然熱沉)→勺RT→I(猴致冷器贏)→T休(LD創(chuàng))闖ATC的徑致冷器和映熱敏電阻抄以及AP屈C的PI催NPD認封裝在L壩D管殼內(nèi)咳構成的組齡件如圖3杠.18所環(huán)示。溪4.13炎A西TC電路阿原理4.2獸光伸接收機4.2耐.1光粒接收機亞基本組始成直接強度粘調(diào)制、直租接檢測方風式的數(shù)字家光接收機避方框圖示艦于圖4.峽14，主鮮要包括光攔檢測器、挖前置放大益器、主放影大器、均忌衡器、混時鐘提取恒電路、取伏樣判決器蹈以及自動破增益控制醬(AGC煩)電路。1.光罪檢測器光檢測器流是光接收秘機實現(xiàn)光祝/電轉(zhuǎn)換聲的關鍵器襲件，其性楊能特別是沫響應度和銷噪聲直接及影響光接曾收機的靈種敏度。對飾光檢測器越的要求如笨下：(1)泰波長響應祥要和光纖放低損耗窗衫口(0.牌85μ杰m、1吹.31極μm和1口.55陪μm)兼謊容；圖4.伍14竟數(shù)字光態(tài)接收機方駕框圖(2)揪響應度要蘿高，在砌一定的接伶收光功率溪下，能劑產(chǎn)生最大遣的光電流悠；(3)躍噪聲飲要盡可兼能低，婆能接拜收極微迅弱的光贏信號；瞇店(4)友性能穩(wěn)節(jié)定，可落靠性高，謎壽命長匯，功耗答和體積小恢。目前，爺適合萬于光纖類通信系豈統(tǒng)應用柱的光檢軌測器有偏PIN鞭光電二狂極管和栽雪崩光喬電二極避管(A球PD)塔。2.臺放大器搶前置放大岸器應是低決噪聲放大癢器，它的甩噪聲對光王接收機的渠靈敏度影修響很大。吼前放的噪騎聲取決于林放大器的宋類型，目佛前有三種標類型的前礦放可供選酸擇(參看蠻4.2.穿2節(jié))。主放大炊器一般云是多級釀放大器罷，它的訴作用是攜提供足鬼夠的增污益，摟并通過晨它實現(xiàn)然自動增捧益控制魚(AG吵C)，座以使輸象入光信從號在一蔽定范圍饞內(nèi)變化漠時，配輸出電約信號保用持恒定蒼。主放窗大器和象AGC攀決定著沿光接收醉機的動乓態(tài)范圍團。3.軌均衡和啊再生均衡的目敏的是對經(jīng)股光纖傳輸截、光/電獵轉(zhuǎn)換和放滅大后已產(chǎn)蔽生畸變(刃失真)的勁電信號進死行補償，旬使輸出信捕號的波形奔適合于判侮決(一般志用具有升陷余弦譜的廳碼元脈沖萄波形)，揀以消除碼午間干擾，宰減芒小姓誤碼率。誰再生電路想包括判決舅電路和時株鐘提取電毛路，它的勻功能是從冷放大器輸離出的信號妄與噪聲混刃合的波形欣中提取碼杜元時鐘，瘦并逐個地巡壽對碼元波鼓形進行取茄樣判決，續(xù)以得到原柳發(fā)送的碼目流。4.喬光電集攪成接收屢機圖4.1壘4中除光買檢測器以財外的所有曲元件都是胸標準的電按子器件，間很容易哥用標準的策集成電路趁(IC)鹿技術將它勻們集成在甲同一芯片骨上。不喊論是硅(沒Si)還完是砷化鎵犬(GaA罪s)IC廣技術都能脅夠使集成腹電路的工搶作帶寬超畫過2G死Hz，甚哄至達到1盯0GH辟z。為了適治合高傳手輸速率佛的需求菊，人們線一直在加努力開羞發(fā)單片欺光接收雞機，即固用“光泡電集成親電路(馳OEI覆C)技剪術”在棟同一芯熔片上集型成包括羊光檢測貫器在內(nèi)醒的全部幟元件。晨這樣比的完全預集成對柴于Ga定As接行收機(流即工作聞在短波跌長的接下收機)重是比較叔容易的奮，而且柔早已得直到實現(xiàn)緩。然露而，對籍于工作前在1.認3~1暴.6瘡μm波喘長的系旁統(tǒng)，人奔們需要勿基于I馬nP的皮OEI男C接收駛機。在來199皂1年試風驗成功幻玉的單路菊InG野aAs詠OE蓮IC接召收機，料其運行吩速率達吼5G炒b/s躲。InGa發(fā)AsO爺EIC接喊收機也可伍以用混合指法實現(xiàn)。磁如圖4.平15所示類，電元槳件集成在蛋GaAs傷基片上，治而光檢測搖器集成在問InP基國片上，兩奸個部分通杰過接觸片蕉連接在一照起。圖4粘.15筋光電集錘成接收李機4.2損.2噪皆聲特性光接收機乳的噪聲有季兩部分：攀一部分是冊外部電磁糞干擾產(chǎn)生忙的，這漁部分噪聲粥的危害可固以通過屏錫蔽或濾波搏加以消除沸；另一部餡分是內(nèi)部蔬產(chǎn)生的，躲這部分噪殲聲是在信喚號檢測和惠放大過程格中引入的膜隨機噪聲川，只能通奔過器件的酒選擇和電速路的設計腎與制造盡狹可能減小既，一般傻不可能完渡全消除。解我們下面柳要討論的于噪聲是指彼內(nèi)部產(chǎn)生絡的隨機噪犯聲。光接收水機噪聲摟的主要羨來源是規(guī)光檢測懼器的噪迫聲和前美置放大永器的噪攜聲。因亞為前置隨級輸入診的是微控弱信號倍，其噪佛聲對輸宰出信噪比比影響向很大，映而主放擔大器輸王入的是礙經(jīng)前置尖級放大肥的信號效，只要框前置級削增益足荷夠大，厲主放大驕器引入哪的噪聲刻就可以所忽略。圖4.理16示顧出光接主收機的果噪聲等詠效模型藥，由葵光檢測便器和放個大器兩迎部分組悟成。圖妙中〈i2q〉和〈i2d〉分別填為光檢盲測器的眠量子噪矮聲和暗蹲電流噪誘聲產(chǎn)生題的均方逝噪聲電車流(等牛效噪聲賠功率)皺，其織相應的咬功率譜域密度分悠別表示修為Sq羅和Sd半。ip但、R和黎C分別徑為光檢茶測器的億輸出光乒生電流沾、偏置扎電阻和障電容(鞠結(jié)電容蠟和其他登電容)踏。放大象器分解廈為理想渣放大器偏和等效爹噪聲電袍流源〈罪i20〉和電壓慚源〈u架20〉，盛其相應的拒功率譜密泰度分別表駐示為SI和SE，Rin是放大關器的輸弦入電阻術。光檢測抵器等效蔬噪聲特愿性請參瞧看3.獻2節(jié)的摘內(nèi)容。場效應霜管(F喝ET)翅前置放休大器跨阻型泉前置放凳大器蝴-雙腫極型晶花體管跨阻型前遵置放大器能-場寶效應管圖4.斜16杜光接收勒機的噪聲漢等效模型放大器噪塘聲特性取證決于所采升用的前置細放大器類束型，根萍據(jù)放大器謠噪聲等效暴電路和晶仰體管理論獵可以計算偽。常用三苗種類型前壇置放大電追路示于圖諷4.17咳，其輸附出的等效舌噪聲功率迫NA為：圍雙極型晶芬體管(B芳JT)前垮置放大器三種類型寇前置放大均器的比較緒：(1)琴雙極嘗型晶體李管前置任放大器甲的主要趕特點是吉輸入阻揭抗低，過電路款時間常蓮數(shù)RC息小于信不號脈沖殘寬度T療，因而讀碼間干淡擾小，驗適用于梳高速率繭傳輸系盈統(tǒng)。炮(2)患場效應管扮前置放大界器的主要陣特點是輸言入阻抗高議，噪聲收小，高頻鏈特性較差羽，適用于珍低速率傳重輸系統(tǒng)。預(3)羞跨阻喘型前置模放大器勉最大的苦優(yōu)點是遮改善了神帶寬特夠性和動化態(tài)范圍介，并具逢有良好淺的噪聲拘特性。仇圖4奧.17爭光接收舉機的前熱置級放史大電路纏(a張)雙呆極型晶蠟體管；閥(b眼)場勉效應管隱；(小c)年跨阻型4.2鑒.3誤差碼率由于噪昌聲的存液在，放倒大器輸出出的是拘一個隨梨機過程駕，其競?cè)又荡绞请S機伶變量，鴿因此在強判決時旦可能發(fā)森生誤判浮，把發(fā)販射的“眨0”碼揭誤判為始“1”體碼，或訊把“1積”碼誤全判為“囑0”碼愈。光接烤收機對堆碼元誤封判的概剃率稱為秒誤碼率膜(在二上元制的窗情況下論，等于衡誤比特視率，B泡ER)肆，用魚較長時鋸間間隔惰內(nèi)，在伴傳輸?shù)某a流中房誠，誤判糟的碼元致數(shù)和接澡收的總歇碼元數(shù)盯的比值跳來表示漁。碼元被誤狡判的概率透，可以膏用噪聲電羨流(壓)島的概率密桃度函數(shù)來布計算。如斷圖4.1剃8所示，教I1是“1”桂碼的電流遲，I0是“0”賤碼的電流孤。Im是“１”釣碼的平均搏電流，而蝦“0”碼評的平均電議流為0。蠶D為判決們門限值，虎一般取D船=Im/況2。圖4挨.18幟計算誤已碼率的壇示意圖在“１”環(huán)碼時，如殖果在取樣征時刻帶有潮噪聲的電想流I1<D，納則可能亡被誤判財為“0尾”碼；餐在“0密”碼時憐，如果著在取樣反時刻帶傳有噪聲婚的電流青I0>D，懼則可能痛被誤判束為“１惠”碼。溪要確定捎誤碼率錄，不僅伏要知道朋噪聲功愛率的大撫小，而謠且要知卷道噪聲畫的概率嚴分布。洗光接收活機輸出當噪聲的棕概率分身布十分襲復雜，坐一般假膠設噪聲四電流(或或電壓謝)的瞬坑時值服雙從高斯況分布，班其概率咽密度函縫數(shù)為式中x是終代表噪聲援這一高斯丙隨機變量凡的取值，絹其均值今為零，方繩差為σ2。在已知光恐檢測器和想前置放大敲器的噪聲卸功率，并饞假設了噪鞏聲的概率仇分布后，獨現(xiàn)在可鴿以分別計即算“0”古碼和“１妨”碼的誤傳碼率了。呢在發(fā)“0次”碼時，體平均噪猶聲功率N0=NA，NA為前置放羽大器的平逮均噪聲功專率。這時沒貪有光信政號輸入織，光檢種測器的倉平均噪強聲功率哄ND=艱0(略化去暗電知流)。錢由式(烏4.8福)得到罪發(fā)“0也”碼的橡條件下穩(wěn)噪聲的所概率密也度函數(shù)懇為根據(jù)誤碼染率的定義敵，把“0草”碼誤判恥為“1”糞碼的概率打，應等蕩于I0值超過蠶D值的側(cè)概率，樂即式中x刊=I0/在發(fā)“1取”碼時，嘴平均噪聲樂功率N1=NA+ND。ND是在放大飲器輸出端廣光檢測器乎的平均噪援聲功率。些這時噪聲艙電流的幅其度為I1-Im，判決圾門限值贈仍為D糞，則只毫要取樣織值Im-I1>Im-D或I1-Im<D-樹Im，就可能良把“１”宅碼誤判為嘩“0”碼屈。所以，慚把“1”計碼誤判為落“0”碼被的概率為垮：式中y=越(I1-Im)/杠?！?”碼刃和“1”兵碼的誤碼槽率一般是沃不相等的鍬，但對于客“0”碼租和“1”蝴碼等概率挎的碼流而洞言，一般背認為Pe,捏01=Pe,10時，可以課使誤碼率棕達到最小盡。因此，吹總誤碼率蜓(BER連)可以表錢示為式中水Q=Q=Q稱為超尼擾比，含拒有信噪比貸的概念。袋它還表示類在對“0蓬”碼進行拜取樣判決糾時，判決閘門限值D珍超過放大忌器平均噪羨聲電流的倍數(shù)。粗由此可見閘，只要知跳道Q值，玩就可根據(jù)店式(4.燈12)捕的積分求洞出誤碼率陪，結(jié)果示樣于圖4.必19。例墓如：Q=北6,B崖ER≈1失0-9，Q≈姐7，期BER胡=10-12。圖4.圈19塵誤碼謎率和的坑關系4.2.筍4靈敏度靈敏度吃是衡量淚光接收挪機性能春的綜合笨指標。兩靈敏度敵Pr的羽定義是妹，在徑保證通過信質(zhì)量悄(限定謙誤碼率蝴或信噪愈比)的止條件下靜，光滋接收機熔所需的祝最小平栗均接收真光功率當〈P〉腥min節(jié)，并以裙dBm績?yōu)閱挝粚?。由定疊義得到顆Pr=1照0lg性(4.授14)權靈敏度表幕示光接收欄機調(diào)整到類最佳狀態(tài)殼時，能夠植接收微弱約光信號的提能力。提捕高靈敏度相意味著能曬夠接收更治微弱的光郵信號。站那么，理破想光接收魔機的靈敏蠟度可以達快到多少?墳影響光資接收機的喝靈敏度有鵝哪些因素罪?1.理蠻想光接收枯機的靈敏東度假設光躁檢測器鈴的暗電蹄流為零情，放大群器完全故沒有噪啦聲，系接統(tǒng)可以翼檢測出醬單個光爛子形成壁的電子孤-辜空穴對程所產(chǎn)生仁的光電橫流，股這種接報收機稱琴為理想裝光接收公機。它申的靈敏友度只受毯到光檢拋測器的儲量子噪生聲的限川制，因腳為量子石噪聲是股伴隨光語信號的俱隨機噪爬聲，只牲要有光申信號輸瓶入，就殊有量子善噪聲存往在?？呈紫瓤妓鶓]理想嘴光接收宣機的誤校碼率。勵當光檢鬼測器沒抓有光輸范入時，覆放大弓器就完反全沒有途電流輸熄出，因假此“0肅”碼誤牧判為“穩(wěn)１”碼畜的概率生為0，鈔即Pe曉,0警1=0嫂。產(chǎn)生勉誤碼的樸惟一可娛能就是健當一個僑光脈沖仔輸入時導，光檢激測器沒完有產(chǎn)生許光電流例，放大恭器沒有傅電流輸疾出。贏這個概卷率，即亭“1”介碼誤判政為“0缺”碼的蛇概率P蕉e,傅10=居exp鋸(-n峰)，n敢為一個披碼元的肯平均光細子數(shù)。撞當“0諷”碼和山“1”夜碼等概盤率出現(xiàn)趣時，吵誤碼率包為Pe=爸(4.初15)Pe,01+傍Pe,10=厘ex記p(-n浩)現(xiàn)在考芬慮理想彈光接收車機的靈另敏度。進設傳輸?shù)镜氖欠瞧D歸零碼典(NR指Z)，此每個光回脈沖最煮小平均造光能量斤為Ed饅，碼元品寬度為杠Tb，久一個泳碼元平籌均光子桿數(shù)為n時，那么套光接收餅機所需疏最小平辮均接收游功率為〈P〉m下in=式中，溜因子2子是“0否”碼和純“1”凝碼功率土平均的耀結(jié)果，償h=6輩.62嗽8×1虛0-3耕4J·免s為普處朗克常良數(shù)，f焰=c/苦λ，f輔、λ分莫別為光矛頻率和悔光波長圍，c為識真空中修的光速仍。利用號Tb=1/鈴fb，篩fb為系傳輸速沿率；糞并考慮叛光/電狗轉(zhuǎn)換時理的量子方效率為愧η。把鍬這些關愧系代入北式(4奴.16菊)，聾得到理賭想光接貿(mào)收機靈寧敏度Pr=貍10l閘g晝(4.1蹈7)對于數(shù)境字光纖蓋通信系銷統(tǒng)，一景般要求桐誤碼率陽Pe≤肌10-江9，根凝據(jù)式(證4.1垮5)得送到n≥場21。堵這表明耽至少要疊有21譯個光子葬產(chǎn)生的赤光電流橋，才粥能保證土判決時熱誤碼率傍小于或湊等于1能0-抄9。設動η=0咽.7，始并把相葉關的常叢數(shù)代入道式(4貨.17泥)，酸計算出胡的不同瓦λ和不數(shù)同fb獵的Pr濤值列于系表4.棵1。這廢是光接醒收機可合能達到應的最高墊靈敏度描，這個樂極限值屬是由量鄰子噪聲艘決定的紅，所以劍稱為量恢子極限茂。由表簡4.態(tài)1我陡們明顯尿看到了城靈敏度染與光波常長和傳胖輸速率仇的關系除。2.弄實際光多接收機陡的靈敏尾度影響實青際光接伯收機靈券敏度的扒因素很勉多，計雀算也十箏分復雜盒，這則里只作湖簡要介劈燕紹。利票用誤碼隸率的公吼式(4元.12與)、(拒4.1廣3)可找以計算尼最小平楚均接收袋光功率兵。為此揭，應建息立超擾犁比Q與等入射光縫功率的宴關系。惡在發(fā)“堪0”碼命的情況姐下，入幟射信號辟的光功熟率P0=0，兆輸出光受電流I0=0。在啄發(fā)“1”斜碼的情況抄下，入射載信號的光封功率P1和光電咸流I1的關系晨為惰I1=gρP1=2g完ρ〈P主〉式中，g蛙為APD哄倍增因子酷(對于P求INPD覆，g=1荒)，ρ為軌光檢測器敞的響應度貫，〈P〉謊=(P1耽+P0)印/2為“司0”碼和婦“１”碼等的平均光澤功率。在放大艱器輸出湯端“１素”碼的符平均電棵流Im=I1A，A為我放大器增痛益，利用誼式(4.市13)和阻式(4.克18)得盛到察Q止=繭(4.兔19)鐘給定Q值斗，便得朱到限定誤潔碼率的最紋小平均接滾收光功率式中，兩N0和N1分別為傳砌輸“0”運碼和“1界”碼時的跌平均噪聲纏功率。如評前所述，蘋在略去暗圈電流的情歸況下，N1=NA+ND式中，N狠A是前置制放大器的蝴平均噪聲助功率，悲如式(4甩.4)~危式(4.貧7)所示執(zhí)；ND是寒在放大器棕輸出端光頂檢測器的只平均噪聲左功率，N搬D=〈i2q〉A2，齒〈i2q〉為均方百量子噪聲跡電流，如圣式(3.祖22)和群式(3.營26)所凡示。對于PI兄N光電二團極管，N膜DNA，本g=1，銹式(4.選20)可拔以簡化為〈P〉min=式中nA=NA/A2是折合到裕輸入端的稅放大器噪新聲功率。馬設PI在N-P余D光接芝收機的膀工作參籮數(shù)如下款：光波寸長λ=臣0.8菌5臭μm，復傳輸速復率fb=8.跪448齊Mb/熟s，光食電二極房誠管響應殃度ρ=馳0.4拜，互阻牙抗前置減放大器階(FE糠T)的蛾nA≈10-18。要求誤裳碼率Pe蒜=10-9，即Q=躍6，由碎式(4.軋21)計郵算得到〈僵P〉mi木n=1.到5×10-8W，Pr樸=-48奮.2d喊Bm。猶這樣計算堂光接收機暴的靈敏度縫是一種粗浸略的方法斃，其中沒考有考慮下也列因素：殃波形引起布的碼間干禍擾的影響今；均衡器拼頻率特性午的影響；棚光檢測器俯暗電流和瓶信號含直嚇流光的影換響。這些桑使靈敏度勒降低的影茅響，一般饑不能忽略伯。S.D節(jié)Per城soni雅ck考慮蓋了上述因華素，提婆出了一套伯修正參數(shù)生，國際榴電報電話原咨詢委員候會(CC衣ITT)撕采納了這朱種方法，堵并加以修原改和推薦害，在國內(nèi)肉外獲得廣制泛應用。掌由于計曠算復雜，恢這里省歡略不作介細紹。圖4.岸20示疊出典型霉短波長星光接收姑機靈敏渠度與傳放輸速率魯?shù)年P系患曲線。碗圖中誤綿碼率限佳定為1組×10-9，假設光且檢測器量陣子效率η貌=0.5嫌，附加暗噪聲系數(shù)挎x=0.這4，暗電職流id=舟1nA，詢滾降因子軍β=1，璃相對脈拐沖展寬σ喉/T=0鈔.3。由血圖可見，跪在限定誤畜碼率的條模件下，姻決定光接今收機靈敏緞度的主要府因素是傳桿輸速率和篩光檢測器牲、前置放聰大器的特免性，特別速是噪聲特軋性。作為約例子，圖夕4.21閉示出一個君長波長系納統(tǒng)的實測源誤碼率和耀平均接收塞光功率的刊關系。圖4.喪20鹽典型短波車長光接收盼機靈敏度室與傳輸速僑率的關系悉的關系4.2攏1實網(wǎng)測誤碼盤率與平銀均接收達光功率捏4.2.爭5自動增條益控制和錯動態(tài)范圍放大器辦是一個滅普通的罪寬帶高者增益放炸大器，仍由于痰前置放倚大器輸閣出信號番幅度較洋大，所權以主放存大器的臂噪聲通坐常不必給考慮。滔涌主霧放大器北一般由仰多級放找大器級巖聯(lián)構成助，其免功能是炒提供足燈夠的增叢益A，桑以滿足緒判決所攤需的電框平Im航。Im桌=I1使A，利必用式(努4.1串8)得拿到伶A=樸(4.2狀2)式中，閣g為A合PD倍嬌增因子塌，ρ為拖光檢測摔器的響選應度，奴〈P〉混為“0確”碼和忌“1”拴碼的平鍛均光功澤率。螞主放大器贈的另一個計功能是實爺現(xiàn)自動增敏益控制(討AGC)茫，使光接祖收機具有寸一定的動糊態(tài)范圍，垂以保證在賓入射光強嗚度變化時捕輸出電流痛基本恒定罩。動態(tài)范悔圍(D尾R)的揉定義是校：在限尺定的誤曬碼率條息件下，錯光接收忙機所能挖承受的蔥最大平禾均接收纖光功率芽〈P〉鉗max興和所需災最小平汪均接收春光功率航〈P〉等min曲的比值獨，用d視B表示蘋。根據(jù)感定義碼DR毫=10l要g唇(4艇.23)阻動態(tài)范灣圍是光柄接收機云性能的原另一個暑重要指穗標，它存表示光歷接收機筑接收強施光的能充力，數(shù)漂字光接擴收機的窄動態(tài)范窮圍一般崗應大于低15長dB?？加捎谑果}用條件償不同，委輸入光貸接收機鬧的光信趙號大小漢要發(fā)生年變化，輝為實現(xiàn)奔寬動態(tài)童范圍，貫采用A霜GC是護十分有泰必要的熟。AG承C一般群采用直垮流運算職放大器者構成的約反饋控特制電路投來實現(xiàn)寄。對于后APD腹光接收智機，A休GC控簡制光檢撥測器的宿偏壓和通放大器即的輸出善；對付于PI打N光接叮收機，絨AGC傷只控制護放大器攀的輸出郵。位4.3線梅路編碼在光纖通改信系統(tǒng)中個，從電端結(jié)機輸出的份是適合于留電纜傳輸唯的雙極性編碼。光源哪不可能發(fā)田射負光脈洞沖，因此鐵必須進行學碼型變換膏，以適合病于數(shù)字光嘗纖通信系江統(tǒng)傳輸?shù)奶嬉?。?shù)棗字光纖通咬信系統(tǒng)普終遍采用二礙進制二電旬平碼，即方“有光脈猛沖”表示嶄“１”碼丙，“無桿光脈沖”免表示“0辜”碼。但尋是簡單的俗二電平碼巨會帶來如猜下問題：聚(1)呼在碼流中坐，出現(xiàn)“階１”碼和挎“0”碼袍的個數(shù)是作隨機變化困的，因夕而直流分枕量也會發(fā)乞生隨機波祖動(基線禍漂移)，站給光接著收機的判秧決帶來困弊難。(2)耐在隨機碼吧流中，容賺易出現(xiàn)長澇串連“１督”碼或長陶串連“0舌”碼，這慘樣可能造源成位同步呀信息丟失末，給定時殲提取造成鎮(zhèn)困難或產(chǎn)偏生較大的僚定時誤差逐。(3)姐不能實現(xiàn)脂在線(不鵝中斷業(yè)務萍)的誤碼扯檢測，聯(lián)不利于長餡途通信系除統(tǒng)的維護輪。數(shù)字光怨纖通信系泄統(tǒng)對線路寬碼型的主耗要要求是雹保證傳輸凱的透明性朝，具體要幫求有：載(1)叉能限制信走號帶寬，興減小功率專譜中的高完低頻分量氏。這樣就凳可以減小訂基線漂移五、提高輸扮出功率的嚼穩(wěn)定性和燒減小碼間鉆干擾，踢有利于提復高光接收楊機的靈敏沸度。(2)蹲能給光接毒收機提供養(yǎng)足夠的定些時信息。架因而應盡間可能減少碧連“１”妙碼和連“訴0”碼的老數(shù)目，使耽“1”碼扶和“0”勵碼的分布屆均勻，凈保證定時癥信息豐富驗。(3)格能提曠供一定駱的冗余賞碼，用瞇于平衡臨碼流、禮誤碼監(jiān)嫁測和公鈔務通信賣。但對蹄高速光喉纖通信絞系統(tǒng)，懼應適當戚減少冗主余碼，邁以免占弦用過大工的帶寬越。4.3.發(fā)1擾碼為了保證溫傳輸?shù)耐竵砻餍裕陂T系統(tǒng)光發(fā)基射機的調(diào)悟制器前，摧需要附瀉加一個擾脅碼器，將僵原始的二呈進制碼序駛列加以變薯換，使其溝接近于隨摔機序列。塵相應地，木在光接收宮機的判決蹲器之后，樂附加一個礙解擾器，控以恢復原燭始序列。劫擾碼與解段擾可由反武饋移位寄米存器和對號應的前饋孝移位寄存寧器實現(xiàn)。閥擾碼改蛇變了“峰１”碼抽與“0指”碼的物分布，蹦從而跪改善了白碼流的撒一些特才性。例如：隸擾碼前竄：1岔1渾00娛0阻00淺0釋11瞇0堂00廣…擾碼后旅：1至1箭01眾1危10服1豪10馬0辮11支…但是，徒擾碼啊仍具有木下列缺鞏點：①不能蹲完全控制巡壽長串連“今１”和長改串連“0冬”序列的喊出現(xiàn)；治墊②琴沒有引入標冗余，蜂不能進行輕在線誤碼形監(jiān)測；藥③信號吳頻譜中接眠近于直流咬的分量較性大，不厭能解決基摩線漂移。訴因為擾月碼不能叉完全滿留足光纖慣通信對賄線路碼絞型的要鼠求，摩所以許尊多光纖臺通信設項備除采愧用擾碼忍外還采孝用其它溫類型的稍線路編滴碼。4.3.鴨2mBn味B碼mBn后B碼是設把輸入環(huán)的二進破制原始浙碼流進我行分組壟，每組堡有m個馬二進制毯碼，記笛為mB蓄，稱為掃一個碼憤字，然罰后把一秩個碼字礙變換為裙n個二津進制碼灣，記為懂nB，叛并在同羨一個時遼隙內(nèi)輸斥出。這雕種碼型賠是把m訂B變換補為nB陸，所以忽稱為m辮BnB呆碼，其揉中m和偉n都是敏正整數(shù)薪，n窯>m，狠一般選絕取n=吧m+1啦。mB必nB碼鴿有1B畢2B、置3B4胞B、5的B6B鼠、8訴B9B梅、1薯7B1圈8B等迫等。奶1.m興BnB碼球編碼原理夫最簡單侵的mB娃nB碼穴是1B增2B碼沉，即曼晌徹斯特升碼，這狡就是把塵原碼的魂“０”軟變換為冬“01捆”，互把“1冒”變換世為“1援0”。因此最格大的連拼“０”愿和連“總１”的戀數(shù)目不色會超過愿兩個，姓例如1惡001斃和01陵10。帽但是在召相同時裳隙內(nèi)，撕傳輸1歡比特變獅為傳輸希2比特蜓，碼譯速提高帆了1倍借。以3B世4B碼漿為例，戚輸入的隆原始碼袖流3B辭碼，共它有(23)8個半碼字，恰變換哈為4B館碼時，輪共有蓄(24)16黃個碼字鄉(xiāng)豐，見表仔4.2扔。為保邁證信息誤的完整瓣傳輸，攜必須從監(jiān)4B碼牌的16治個碼字夠中挑選躲8個碼攻字來代悔替3B察碼。袖設計者潛應根據(jù)斃最佳線咽路碼特造性的原栽則來選凳擇碼表土。例如膊：在3鋪B碼中莊有2個伏“0”它，變?yōu)檐?B碼少時補1躬個“１拋”；在侄3B碼燒中有2希個“1布”，河變?yōu)?盡B碼時攤補1個鈴“0”種。而0離00用海000木1和1碑110親交替使該用；霞111彼用01拖11和秋100蒼0交替持使用。涼同時，拔規(guī)定一侍些禁止脾使用的蹲碼字，減稱為虜禁字，夾例如0男000寧和11亦11。蛋表4康.23駕B和4巖B的碼慨字作為普詢遍規(guī)則輪，引入絞“碼字踩數(shù)字和命”(W壞DS)驢來描述誰碼字的束均勻性每，并以慘WDS溝的最佳灘選擇來稿保證線囑路碼的噸傳輸特嗚性。所子謂“碼爹字數(shù)字恥和”，刷是在n烏B碼的舅碼字中持，用“符-1”陶代表“互0”碼俊，用戴“+1船”代表償“１”嗽碼，整攀個碼字萌的代數(shù)避和即為遙WDS蘿。如聚果整個遼碼字“無１”碼學的數(shù)目貼多于“紐奉0”碼欣，則W冒DS為卷正；如哲果“0總”碼的與數(shù)目多黃于“1籮”碼，魚則W頑DS為敗負；如瞧果“0脫”碼和購“1”展碼的數(shù)余目相等輕，則W包DS為憂0。例釘如：對滲于01翠11，僑WDS筐=+2追；對于朋000組1，盯WD結(jié)S=-仗2；對否于00及11，巴WDS擊=0。延送nB碼漠的選擇印原則是銳：盡可哄能選擇恐|WD帝S|最憶小的碼酷字，鄰禁止使床用|W扮DS|抄最大的記碼字。擠以3B秒4B為內(nèi)例，應弄選擇W原DS=奪0和W慨DS=箱±2的輩碼字，彎禁止恥使用W鼠DS=滑±4的租碼字。昌表4.轉(zhuǎn)3示搏出根據(jù)根這個規(guī)予則編制冰的一種響3B4產(chǎn)B碼表奶，表中簽正組和狂負組交撓替使用典。表4.享3班一種3B緒4B碼表我國3津次群和需4次群均光纖通井信系統(tǒng)偶最常用邁的線路失碼型是腐5B6拘B碼，峰其編碼窩規(guī)則如陸下：王5B碼秒共有(懲25)32行個碼字削，變換唐6B碼漿時共有桿(26)64個津碼字，其付中WDS塌=0有2布0個，W碧DS=±鍬2有15渾個，WD緞S=-2貧有15個鄉(xiāng)豐，共有5坐0個|W吼DS|最洪小的碼字晚可供選擇滑。由于變夏換為6B齡碼時只需蕉32個碼論字，為減澡少連“１譯”和連“貴0”的數(shù)判目，刪踐去：0僑0001著1、1稀1000向0、0稈0111帝1和11杰1100罵。當然禁拘用WDS方=±4和掉±6的碼柿字。表槳4.4示風出根據(jù)這維個規(guī)則編這制的一種奮5B6B短碼表，正進組和負組蟻交替使用求。表中緩正組選用揀20個W替DS=0賤和12個殘WDS=樓+2，負盡組選用2盟0個WD棗S=0和萄12個W炭DS=-法2。mBn給B碼是甩一種分桂組碼，塊設計者烏可以根賀據(jù)傳輸捉特性的蜜要求確林定某種堡碼表。爆mBn悶B碼的航特點是虎：(1)糊碼流中“去0”和“史1”碼的殃概率相等掠，連“死0”和連?！?”的返數(shù)目較少盛，定時信者息豐富。(敢2)圖高低頻詢分量較滅小，信難號頻譜留特性較順好，基攪線漂移第小。辟易(3乖)在廁碼流中獄引入一矩定的冗銷余碼，登便于勞在線誤悉碼檢測蝕。浸mB狀nB碼串的缺點涉是傳輸餐輔助信致號比較極困難。賣因此，酬在要求擱傳輸輔悔助信號無或有一敞定數(shù)量扒的區(qū)間搶通信的辜設備中法，不宜應用這種扇碼型。2.附編譯碼默器有兩種咱編譯碼女電路：有一種是總組合邏潮輯電路莫，就是敢把整個努編譯碼販器都集取成在一垂小塊芯炒片上，局組成一截個大規(guī)鋪模專用撒集成塊凍，國棉外設備竄大多采棟用這種灑方法；悅另一種寇是把設把計好的天碼表全斬部存儲案到一塊截只讀存學儲器(盯PRO筒M)內(nèi)中而構成位，國內(nèi)飽設備一貌般采用鉗這種方疲法。描以3B貨4B碼蛇為例，柏碼表存酒儲編碼炕器的工律作原理腹示于圖翁4.2肌2?；@首先把歪設計好剃的碼表講存入P雖ROM京內(nèi)，待宣變換的覽信號碼市流通過嘴串-河并變棍換電路兆變?yōu)?該比特一舍組的碼千b1、b2、b3，并行輸沿出作為P永ROM的利地址碼，吹在地址碼健作用下，包PROM宗根據(jù)存儲默的碼表，墨輸出與頌地址對應駁的并行4體B碼，再主經(jīng)過并志-串變農(nóng)換電路，叉讀出已變血換的4B億碼流。圖4雷.22伴碼表存錦儲編碼毀器原理圖中A昂、B、違C三條繡線為組岡別控制儲控制線喉，當W擠DS=窮±2時凈，從仙A、B圖分別送妹出控制佳信號，臂通過嬸C線決舅定組別善。叢譯碼器與椅編碼器基只本相同，屠只是除去踢組別控制分部分。芝譯碼時，考把送來的些已變換的波4B信號盲碼流，每允4比特并隸聯(lián)為一組撿，作為摧PROM發(fā)的地址，徑然后讀出否3B碼，哲再經(jīng)過并畝-串策變換還原愁為原來的照信號碼流稱。其他的m小BnB碼載編譯碼電概路原理相堤同，只是治電路復雜睬程度有所血區(qū)別而已嚇。4.3寫.3插羽入碼插入碼薯是把輸史入二進蔬制原始攀碼流分孫成每m斯比特(是mB)核-一組央，然后么在每組法mB碼悠末尾按款一定規(guī)但律插入窩一個碼駕，組成浙m+1某個碼為堪一組的樂線路碼濟流。曲根據(jù)插緊入碼的葵規(guī)律，集可以分話為mB桑1C碼服、mB陵1H碼露和mB即1P碼賣。1.插犬入碼的編誓碼原理mB1C葬碼的編碼用原理是，聞把原始碼蔥流分成每墾m比特(燥mB)一浮組，然押后在每組牽mB碼的胃末尾插入秤1比特補載碼，這個句補碼稱為叮C碼，澇所以稱為拿mB1C捎碼。補碼宋插在mB萍碼的末尾避，連“0釋”碼和連周“1”碼畝的數(shù)目最柔少。mB1C籃碼的結(jié)構去如圖4.族23所示敵，例如：芒mB碼肝為：1至001艱100倚011閣01…撲…埋mB1斷C碼為：額100雁1110艦10