第6章模拟光纤通信系统1(精品·公开课件).ppt

* 现代通信技术研究所 殷洪玺 (2) 限制调制指数m，以保证CSO和CTB符合规定的指标。 由式(6.40)和式(6.41)可以看到，CSO与m2成正比，CTB与m4成正比，因此随着m值的增大，CSO和CTB迅速劣化。 因为驱动激光器的信号电流随m值的增大而增加，可能偶然延伸到LD的阈值以下或超过功率特性曲线的线性部分，引起削波(削底和限顶)效应，如图6.16所示，因而产生信号失真。 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 图6.16 激光器的削波效应 削波部分 Ib Ith I P 输出功率 线性 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 6.3.2 光端机 1. 光发射机 对VSB—AM光发射机的基本要求是： ? 输出光功率要足够大， 输出光功率特性(P-I)线性要好 ? 调制频率要足够高， 调制特性要平坦； ? 输出光波长应在光纤低损耗窗口， 谱线宽度要窄； ? 温度稳定性要好。 VSB-AM光发射机的构成示于图6.19。输入到光发射机的电信号经前馈放大器放大后，受到电平监控，以电流的形式驱动激光器。 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 图6.19 VSB-AM光发射机的构成 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 LD输出特性要求是线性的，但在实际电/光转换过程中，微小的非线性效应是不可避免的，而且要影响系统的性能。所以优质的光发射机都要进行预失真控制。方法是加入预失真补偿电路(预失真线性器)。 预失真补偿电路实际上是一个与激光器的非线性相反的非线性电路，用来补偿激光器的非线性效应，以达到高度线性化的目的。为保证输出光的稳定，通常采用制冷元件和热敏电阻进行温度控制。 同时用激光器的后向输出通过PIN-PD检测的光电流实现自动功率控制。为抑制光纤线路上不均匀点(如连接器)的反射， 在LD输出端设置光隔离器。 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 正确选择光发射机对系统性能和CATV网的造价都有重大意义。目前可供选择的光发射机有： (1) 直接调制1310 nm分布反馈(DFB)激光器光发射机； 图6.20 直接调制DFB光发射机方框图 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 (2) 外调制1550 nm分布反馈(DFB)激光器光发射机。 图6.21 外调制DFB光发射机方框图 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 图6.22 外调制YAG光发射机方框图 (3) 外调制掺钕钇铝石榴石(Nd: YAG)固体激光器光发射机。 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 直接调制1310 nm DFB光发射机是目前CATV光纤传输网、特别是分配网使用最广泛的光发射机。 原因是这种光发射机发射光功率高达10 mW, 传输距离可达35 km, 而且性能良好， 价格比其他两种光发射机便宜。这种良好性能来自DFB激光器这种单模激光器，其谱线宽度非常窄。 外调制YAG光发射机主要由YAG激光器、 电光调制器、 预失真线性器和互调控制器构成。 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 缺点是: ? 设备较大 ? 技术较复杂 ? 这种光发射机主要用于CATV干线网，也可以用于分配网。 预失真线性器作为调制器的驱动电路，互调控制器实际上是一个自动预失真控制器。波长为1310 nm外调制YAG光发射机发射光功率高达40 mW以上， 相对强度噪声(RIN)低到?165 dB/Hz，信号失真性能极好。 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 外调制1550 nm DFB光发射机结合了直接调制1310 nm DFB光发射机和外调制YAG光发射机的优点。 这种光发射机采用DFB-LD作光源， 用电流直接驱动，因而与1310 nm DFB光发射机同样具有小型、 轻便等优点。 采用外调制技术， 与外调制YAG光发射机同样具有极好的信号失真性能。虽然外调制1550 nm DFB光发射机的发射光功率只有2 ~ 4 mW，但是这种缺点是可以克服和弥补的。 目前1550 nm掺铒光纤放大器(EDFA)已经投入实用，使用EDFA可以把弱小的光信号放大到50 mW以上。 * 现代通信技术研究所 殷洪玺 另一方面，1550 nm的光纤损耗比1310 nm的低。外调制1550 nm DFB光发射机和EDFA组合提供了一个具有长距离传输潜力的光发射源，但由于EDFA要产生噪声，所以这种组合的载噪比(CNR)不能和