...话音在光纤通信系统中的传输教学活动 学习光端机功能、组...课件.ppt

单元二 话音在光纤通信系统中的传输 任务4 话音在光纤通信系统中的传输 教学活动 学习光端机功能、组成及性能。 精品 第4章 数字光纤通信系统 本章重点内容是： 1. 光纤通信的特点； 2．光纤通信系统的基本组成； 3．光纤的结构和分类、光纤的导光原理及主要工作特性； 4．光源、光检测器、光无源器件的工作原理和工作特性 5．光端机的基本组成及各部分的主要作用； 6．SDH的基本特点； 7．SDH的标准速率与帧结构； 8．我国SDH的复用结构； 9．SDH网中的复用设备和数字交叉连接器； 10．SDH网络结构。 精品 4.3 光端机 所谓光端机是光纤通信系统中的光纤传输终端设 备。光端机包括光发送机和光接收机。框图如图4-27 光发送机的主要作用是将电端机送来的数字基带电信号 变换为光信号，并藕合进光纤线路中进行传输。 光接收机的主要作用是将光纤传输微弱的光信号变换为 电信号，并对电信号进行放大、整形、再生输人到电接 收端机。 精品 4.3 光端机 4.3.1 光发射机 1、数字光发射机的功能: 电端机输出的数字基带电信号转换为光信号； 用耦合技术注入光纤线路； 用数字电信号对光源进行调制。 2、调制方式：直接调制和外调制。 受调制的光源特性参数有：功率、 幅度、频率和相位，广泛应用的是直接光强(功率)调制。 精品 I I P P 输入电信号 输出光信号 输出光信号 输入电信号 (a) LED数字调制原理； (b) LD的数字调制原理 当激光器的驱动电流大于阈值电流Ith时，输出光功率P和驱动 电流I基本上是线性关系。 输出光功率和输入电流成正比，输出光信号反映输入电信号。 精品 3、光发射机基本组成 数字光发射机的方框图如图所示，主要有光源和电路两部分。 光源是实现电/光转换的关键器件，在很大程度上决定着光发射机的性能。 电路的设计应以光源为依据，使输出光信号准确反映输入电信号。 输入接口 线路编码 调制电路 光源 控制电路 电信号输入 光信号输出 图 数字光发射机方框图 精品 1）光源 对通信用光源的要求如下 ： 发射的光波长应和光纤低损耗“窗口”一致，即中心波长应在0.85 μm、 1.31 μm和1.55 μm附近。光谱单色性要好， 即谱线宽度要窄， 以减小光纤色散对带宽的限制。 电/光转换效率要高，即要求在足够低的驱动电流下， 有足够大而稳定的输出光功率，且线性良好。发射光束的方向性要好，以利于提高光源与光纤之间的耦合效率。   精品 允许的调制速率要高或响应速度要快， 以满足系统的大传输容量的要求。  器件应能在常温下以连续波方式工作， 要求温度 稳定性好， 可靠性高，寿命长。 此外，要求器件体积小，重量轻，安装使用方 便，价格便宜。 精品 2） 调制电路和控制电路 直接光强调制的数字光发射机主要电路有：调制电路、控制电路和线路编码电路。 3）线路编码电路 电端机输出的数字信号是适合电缆传输的双极性码，而光源不能发射负脉冲， 要变换为适合于光纤传输的单极性码。 精品 4.3.2光接收机 1、光接收机基本组成 直接强度调制、直接检测方式的数字光接收机方框图示于图。 主要包括： 光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、 时钟提取电路、取样判决器以及自动增益控制(AGC)电路。 精品 1） 光检测器 光检测器是光接收机实现光/电转换的关键器件，其性能特别是响应度和噪声直接影响光接收机的灵敏度。 对光检测器的要求如下：  波长响应要和光纤低损耗窗口(0.85 μm、 1.31μm和1.55 μm)兼容； 响应度要高， 在一定的接收光功率下， 能产生最大的光电流； 噪声要尽可能低， 能接收极微弱的光信号； 性能稳定， 可靠性高， 寿命长， 功耗体积小。  目前， 适合于光纤通信系统应用的光检测器有 PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)。 精品 ? 2）放大器 前置放大器应是低噪声放大器，它的噪声对光接收机的灵敏度影响很大。 前放的噪声取决于放大器的类型，目前有三种类型的前放可供选择。 主放大器一般是多级放大器，它的作用是： 提