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.ppt
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1、2019/3/18,1,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。,2019/3/18,2,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; 6SDH的基本特点; 7SDH的标准速率与帧结构; 8我国SDH的复用结构; 9SDH网中的复用设备和数字交叉连接器; 10SDH网络结构。,2019/3/18,3,4.3 光端机,所谓光端机是光纤通信
2、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。,2019/3/18,4,4.3 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。,2019/3/
3、18,5,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。,2019/3/18,6,3、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。,2019/3/18,7,1)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 m、 1.31 m和1.55 m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
4、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。 ,2019/3/18,8,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。,2019/3/18,9,2) 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
5、, 要变换为适合于光纤传输的单极性码。,2019/3/18,10,4.3.2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。,2019/3/18,11,1) 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 m、 1.31m和1.55 m)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
6、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)。,2019/3/18,12,2)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。 ,2019/3/18,13,3)均衡和再生 均衡的目的: 对经光纤传输、光/电转换
7、和放大后已产生畸变(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,2019/3/18,14,2、 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2 GHz,甚至达到10 GHz。 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”在同一芯片上集成包括光检测器在内的全部元件。,2019/3/18,15,在1991年试验成功的
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