单元二话音在光纤通信系统中的传输任务话音在光纤通信系

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1、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。7/5/20211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。7/5/202124.3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

2、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。7/5/202134.3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。7/5/20214IIPP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

3、；(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。7/5/202153、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7/5/202161）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0.85μm、1.31μ

4、m和1.55μm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。7/5/20217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。7/5/202182）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

5、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。7/5/202194.3.2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。7/5/2021101）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(0.85μm、1.31μm和1.55μm)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

6、；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)。7/5/2021112）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：提供足够的增益；并通过它实现自动增益控制(AGC)，使输入光信号在一定范围内变化时，输出电信号保持恒定。主放大器和AGC决定着光接收机的动态范围。7/5/2021123）均衡和再生均衡的目的：对经光纤传输、光/电转换和放大

7、后已产生畸变(失真)的电信号进行补偿；使输出信号的波形适合于判决，以消除码间干扰，减小误码率。再生电路包括：判决电路和时钟提取电路7/5/2021132、光电集成接收机图中除光检测器以外的所有元件都是标准的电子器件，很容易用标准的集成电路(IC)技术将它们集成在同一芯片上。不论是硅(Si)还是砷化镓(GaAs)IC技术都能够使集成电路的工作带宽超过2GHz，甚至达到10GHz。为了适合高传输速率的需求，人们一直在努力开发单片光接收机，即用“光电集成电路(OEIC)技术”在同