现代广播电视网络中的光纤传输技术（2）

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1、现代广播电视网络中的光纤传输技术（2）现代广播电视网络中的光纤传输技术(2)口刘志学(河南省鹤壁市广播电视发射中心4580(~口徐化卿(河南省广播电影电视局4,50008)(上接第21期)2.2.3.3光接收器(1)光接收器的原理①光接收器与光纤和光发射器一样,也是光传输系统中不可缺少的器件,就相当于电气通信中的检波器.光接收器件中使用的也是半导体二极管,它把输入的光信号变成输出的电信号,所以也称为光检测或光电二极管(PD).②从I'D取出的是与光功率成正比的电流,也可以用负载电阻把这一电流变成电压.光功率与被检测的

2、电流或电压成比例这一点,说明被检测的光的电场强度分量之平方值与电流成比例,所以可认为是平方律检波.③对PD要求的基本性能包括高灵敏度(可以适应微光),高速响应(可对光的高速调制响应且频带宽)和低噪声,此外还必须考虑它的稳定和易用性(低压供电等).④光射人半导体时,如图12所示,半导体原子接受光能量,使得价带中的电子跃迁到导带.价带中电子处于被束缚的状态,而导带中的电子则可以自由运动.满带失去电子后即出现空穴,所以由光的入射就会产生电子一空穴对.从外部加上电压,使这些带电的电子,空穴发生移动,从而形成电流.这就是光检测

3、器的工作原理电子导带低空亢价带图12(2)光接收器的构成①光接收器负责检测进入的光波信号,并将它转换为一种适当的电信号,以便接收设备处理.光接收器通常是宽带器件,它能够在一个相对宽广的波长范围内(12801580nm)检测信号.例如,光接收器可以直接将两个具有不同发射器波长的非兼容网络接口相连.一端以1310nm为波长,而另一端可以1550llnl为波长.②为能产生电子,空穴对,入射光子的能量必须大于禁带(价带与导带之间的带隙),即^≤1.24EG(3)其中:Ec(ev)——某种半导体材料所固有的禁带能量.主干线,如

4、果这时主干线确实短路6.3V小电珠发光,这时就不能按复位按钮,处理好主干线路后,6.3V小电珠不发光,这时按复位按钮,可控硅失控,J释放,J1接通,60V通电.这里干线短路指示灯巧妙采用交流指示灯主要考虑主干线回路中有变压器初级电感并联及开关电源输入阻抗并联,如果使用直流指示,即使干线不短路,依靠上述电感的直流电阻就能使指示灯发光,所以一定要用交流供电指示灯,虽然这时主干线上有AC6V交流电,由于串联小电珠,所以不影响主干线工作,也不会发生触电现象.具体做法是在面板上多钻两个孔,在原短路指示灯位置装干线短路指示6.3

5、V小电珠灯座.另外在报警音响开关上方打一孔装一个绿色发光二极管作报警指示,开一小孔加装一个按钮开关作复位按钮.加装的变压器可以用2w左右输出6V小型变压器.经过以上改进后,优尼卡电源供电器才真正在主干线短路时达到保护目的,同时又由于有了干线短路指示灯,对干线短路状况有了明显了解,维修调整工作就很方便.(收稿日期:20014)8-16)21高+●●●●●I图l3是几种半导体材料的波长特性可以看出,它们都具有波长变化时灵敏度急剧下降的特性,这是因为光子能量不足的缘故在1(300nrn以下的短波长可以使用硅,而在波长为l3

6、10nrn及1550nrn等光传输用波长范围内则要使用锗和半导体化台物相对灵敏度500looo150020130波长(rum)圈l3③作为PD希望暗流要小.随着PD材料的不同,其暗流也不相同,硅(Si)较小而锗(Ge)就大.由于检测的电流很小,在后面的电路里,要连接放大器,其热噪声功率是以其噪声的指数倍产生影响,所以,必须使用低噪声放大器,如图14所示.卜—一光——卜路———++.+量子噪声热噪声噪声糸数PD噪圈14223.4光放大器(1)光放大器的原理①光纤放大器是在光纤芯材中掺杂能产生激光的元素,其实是把固体激光

7、器做成了光纤形状,所以也称光纤激光器.若将其卷成线圈状.即可很容易地加长激光器的工作长度,从而较易获得高的放大增益,这是光纤的优点.②能够被放大的波长取决于激光介质的种类.目前巳产品化的光纤放大器是使用铒(Er)元素作为激光介质,它恰好能放大传输损耗最小的1550nm的光.使用铒元素时,除了其放大的波长带域与光纤最易使用的波长带域一致外,还能进行高效的放大,这也是这种放大器能迅速实用化的原因.这种放大器被称为掺铒光纤放大器,简称EDFA.③应用l310nm波长的光纤放大器的研究虽有进22展,但尚未达到实用阶段,这主要

8、是尚未找到像l550nrn将铒与石英光纤进行最佳组合的缘故由于l310nrn的优点是色散为零,在CAT~'系统中复合二阶失真)也小,所以,人们期待着l310/11121光放大器的实用化④图l5中示出了铒的部分能级图当处于最低的基态(E)的某原子遇到激励的光时,原子周围运动的电子吸收了激励光的能量,就能跃迁到较高能级B,当光子的能量与能级差一致时