《光发送机与接收机》课件.pptVIP

**********************光发送机与接收机光发送机和接收机是光纤通信系统中至关重要的组成部分。它们负责将电信号转换为光信号，并在接收端将光信号转换为电信号。课程导学课程概述本课程将深入讲解光发送机和光接收机的基本原理、工作机制、性能指标、应用领域以及未来发展趋势。内容涵盖光发送机和光接收机的组成、工作原理、种类、性能指标、典型应用、测试与维护、发展趋势、行业标准、市场分析、研究前沿等方面。课程目标学习光发送机和光接收机的基本原理和工作机制，掌握其性能指标的评估方法，了解其典型应用和发展趋势。培养学生在光通信领域，特别是光发送机和光接收机方面的专业知识和实践能力，为今后的学习和工作打下坚实基础。光发送机的组成光源光源是光发送机的重要组成部分。光源主要用于将电信号转换为光信号。常见的激光光源包括半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）。调制器调制器将数字信号加载到光信号上。调制器可以根据信号类型进行选择，例如直接调制或外部调制。光放大器光放大器可用来增强光信号强度。放大器可以是掺铒光纤放大器（EDFA）或半导体光放大器（SOA）。其他组件光发送机还包含其他组件，例如耦合器、滤波器和监控器。这些组件用于优化光信号传输性能。光发送机的工作原理信号转换电信号首先被转换为光信号。光调制光信号的强度或频率被调制，以承载要传输的信息。光放大为了增强光信号的强度，可能会使用光放大器。光耦合光信号被耦合到光纤中，通过光纤传输到接收端。光发送机的种类11.电吸收调制激光器(EAM)EAM集成电吸收调制器，直接调制激光器输出的光信号，适合高速率数据传输。22.外腔式激光器(ECDL)ECDL具有高输出功率、窄线宽、低噪声等优点，适用于精密测量和科研应用。33.分布式反馈激光器(DFB)DFB采用光栅结构，实现单模输出，适用于光纤通信系统。44.法布里-珀罗激光器(FP)FP激光器结构简单，成本低，适用于低速率数据传输和短距离光纤通信。光发送机的性能指标光发送机的性能指标直接影响光通信系统的性能。100G速率光发送机的传输速率，单位为Gbps。40km距离光发送机所能传输的距离，单位为公里。10dB功率光发送机输出的光功率，单位为dBm。0.5mW噪声光发送机输出的光信号噪声，单位为mW。其他性能指标还包括：光谱宽度、偏振、频率稳定性、温度特性等。光发送机的典型应用光发送机在各种光学通信系统中发挥着至关重要的作用，其应用广泛。光发送机在光纤通信系统、光传感系统、光网络等领域中得到了广泛应用。光纤通信系统光传感系统光网络光接收机的组成光电探测器将光信号转换为电信号。放大电路提高信号强度，降低噪声。滤波电路滤除噪声和干扰信号。信号处理电路对电信号进行整形和解码。光接收机的工作原理1光电转换光接收机首先将光信号转换成电信号。光信号照射到光电二极管(PIN或APD)上，产生光电流。2电流放大光电流非常微弱，需要放大才能被后续电路处理。前置放大器将光电流放大，增强信号强度。3信号处理放大后的信号经过整形、滤波等处理，恢复成原始的数字或模拟信号。最终输出到接收设备。光接收机的种类光电二极管接收机光电二极管将光信号转换为电流信号，具有高灵敏度和低噪声的特点。广泛应用于高速光通信系统。雪崩光电二极管接收机雪崩光电二极管通过内部雪崩效应放大光信号，可以实现更高的灵敏度，适合弱光信号接收。PIN光电二极管接收机PIN光电二极管结构简单，价格低廉，广泛应用于低速光通信系统。光接收机的性能指标光接收机性能指标直接影响光通信系统的质量和可靠性。主要指标包括灵敏度、带宽、噪声系数、动态范围和功耗等。这些指标决定了光接收机的性能，例如接收信号强度、数据传输速率和抗干扰能力。此外，光接收机还应具备良好的稳定性和可靠性，以确保其在长期运行中能够正常工作。光接收机的典型应用光接收机在各种光通信和光传感系统中发挥着至关重要的作用。它能够将光信号转换为电信号，实现光信号的接收和处理。例如，光接收机在光纤通信系统中用于接收来自光发送机的光信号，并将其转换为电信号，以便进一步处理和传输。光接收机系统中的功率分析接收功率光接收机灵敏度噪声功率光信号强度光接收机能够检测到的最小光信号强度光接收机内部噪声信号功率与噪声功率的比值影响接收信号质量的重要指标光接收机能够准确接收信号的范围光发送机和光接收机之间的链路预算1确定链路长度测量发送机到接收机的距离，考虑光纤类型和连接器损耗。2计算光