第-4-章----光端机(1)(1).讲课稿.ppt

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1、第-4-章----光端机(1)(1).4.1发射机的结构防止LD输出的激光反射，实现光的单向传输保持LD组件内恒定的温度，保证激光参数的稳定性使LD有恒定的光输出功率数据电接口线路编码驱动电路调制器光隔离器LD功控温控光发射机4.1光发射机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。调制分为直接调制和外调制两种方式。受调制的光源特性参数有：功率、幅度、频率和相位。目前，成熟且广泛应用：直接光强（功率）调制（IM）。4.1.1光源的调制方式调制

2、方式：直接调制间接调制（外调制）一、直接调制的特点：将要传送的信息转变为电流信号注入LD或LED调制后的光波振幅的平方比例于调制信号（强度调制）简单、经济、容易实现响应带宽有限（~2.5Gb/s）引入调制啁啾-----光纤通信系统中广泛采用的调制方式。LED的调制模拟调制需设置偏置电流Ib，在Ib上加信号电流，保证工作在P-I曲线的线性区。IPIttPIb对LD施加偏置电流Ib，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，所以输出光信号反映输入

3、电信号。LD的调制加大偏置电流使其逼近激光器阈值，可以大大减小电光延迟时间，同时使张驰振荡得到一定程度的抑制.偏置于阈值附近，较小的调制脉冲电流即可得到足够的输出光脉冲，从而可大大减小码型效应和结发热效应的影响.另一方面，加大直流偏置电流将会使光信号消光比(EX)恶化，光源消光比将直接影响接收机灵敏度.实验发现，异质结激光器的散粒噪声在阈值处出现最大值，因此偏置电流不正好偏置在阈值处.调制电流幅度Im的选择，应根据激光器的P-I曲线，既要有足够的输出光脉冲幅度，又要考虑到光源的负担。如果激光器在某些区域有自脉

4、动现象发生，则Im的选择应避开自脉动发生的区域.数字直接调制中偏置电流和调制电流大小的选择偏置电流Ib和调制电流Iin的选择□Ibtd,驰张振荡，码型效应。□IbEXT恶化。一般Ib在Ith附近。根据要求的输出光功率和斜度效率选择调制电流Iin。4.1.1光发射机基本组成数字光发射机的构成：光源：调制电路电路控制电路线路编码电路实现电/光转换的关键器件，在很大程度上决定着发射机的性能。设计应以光源为依据，使输出光信号准确反映输入电信号。§4.1.1光发射机基本组成输入接口光发射机与电发射端机的连

5、接口。作用：将电端机输出的HDB3码或CMI码变换成二元NRZ码，送入线路编码器；从电端机输出的HDB3码或CMI码中提取出时钟，送入线路编码器。ITU-T规定：一，二，三次群电端机的输出码型为HDB3码。四次群，STM-1电端机的输出码型为CMI码。光源对通信用光源的要求：---发射的光波长应和光纤低损耗“窗口”一致，光谱单色性要好（即谱线宽度要窄）。---电/光转换效率要高，且线性良好；发射光束的方向性要好（即远场的辐射角要小)---允许的调制速率要高或响应速度要快。---器件应能在常温下以连续波方式工作

6、，要求温度稳定性好，可靠性高，寿命长。---体积小，重量轻，安装使用方便，价格便宜。4.1.1光发射机基本组成系统对光源的要求：(1)波长稳定性要求WDM系统对光源发射波长的稳定性具有较高的要求；波长的漂移将导致信道之间的串扰；温度变化是波长漂移的主要因素。(2)功率稳定性要求某信道功率的漂移，不仅影响本信道的传输性能，而且通过EDFA的瞬态效应影响其它信道的性能；影响发射功率的因素：管芯温度：温度增加－－功率下降器件老化：功率下降光发射机的控制电路光源的控制电路：自动温度控制(ATC)和自动功率控制电路(A

7、PC)。作用：消除温度变化和器件老化的影响，稳定发射机性能。其它的控制电路：光源慢启动保护电路、激光器反向冲击电流保护电路、激光器过流保护电路和激光器关断电路。4.1.1光发射机基本组成调制电路和控制电路光发射机的调制电路光源注入合适的偏置电流和调制电流就能发射光，也就是说可以通过直接调制电流信号从而调制光信号，这也是直接调制名称的由来。在发射机中是由驱动电路提供恒定的偏置电流和调制电流，并采用一定的机制保持光功率不变。4.1.1光发射机基本组成调制电路和控制电路对调制电路和控制电路的要求1.输出光脉冲的通断

8、比(全“1”码平均光功率和全“0”码平均光功率的比值，或消光比的倒数)应大于10，以保证足够的光接收信噪比。2.输出光脉冲的宽度应远大于开通延迟(电光延迟)时间，光脉冲的上升时间、下降时间和开通延迟时间应足够短，以便在高速率调制下，输出的光脉冲能准确再现输入电脉冲的波形。3.对激光器应施加足够的偏置电流，以便抑制在较高速率调制下可能出现的张弛振荡，保证发射机正常工作。4.应采用自动功率控制(APC)