光通信复习及课件.ppt
《光通信复习及课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《光通信复习及课件.ppt(36页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、6.1 调制方式调制方式6.2 模拟基带直接光强调制光纤传输系统模拟基带直接光强调制光纤传输系统6.3 副载波复用光纤传输系统副载波复用光纤传输系统第第 6 章章 模拟光纤通信系统模拟光纤通信系统返回主目录 6.1 调制方式调制方式 模拟光纤传输方式主要有以下几种方式:模拟光纤传输方式主要有以下几种方式:模拟基带直接光强调制模拟基带直接光强调制模拟基带直接光强调制模拟基带直接光强调制(D-IM)(D-IM)模拟间接光强调制方式模拟间接光强调制方式模拟间接光强调制方式模拟间接光强调制方式 频分复用光强调制方式频分复用光强调制方式频分复用光强调制方式频分复用光强调制方式6.1.1 模拟基带直接光强
2、调制模拟基带直接光强调制 模拟基带直接光强调制模拟基带直接光强调制模拟基带直接光强调制模拟基带直接光强调制(D-IM)(D-IM)是用承载信息的模拟基带信号,直接对发射机光源是用承载信息的模拟基带信号,直接对发射机光源(LED或或LD)进行进行光强调制光强调制光强调制光强调制,使光源输出光功率随时间变化的波形和输,使光源输出光功率随时间变化的波形和输入模拟基带信号的波形成比例。入模拟基带信号的波形成比例。20世纪世纪70年代末期,光纤开始用于模拟电视传输时,采用年代末期,光纤开始用于模拟电视传输时,采用一根多模光纤传输一路电视信号的方式,就是这种基带传输方一根多模光纤传输一路电视信号的方式,就
3、是这种基带传输方式。式。所谓所谓基带基带基带基带,就是对载波调制之前的视频信号频带。,就是对载波调制之前的视频信号频带。对对于于广广播播电电视视节节目目而而言言,视视频频信信号号带带宽宽(最最高高频频率率)是是6MHz,加加上上调调频频的的伴伴音音信信号号,这这种种模模拟拟基基带带光光纤纤传传输输系系统统每每路路电电视视信号的带宽为信号的带宽为8 MHz。用用这这种种模模拟拟基基带带信信号号对对发发射射机机光光源源(线线性性良良好好的的LED)进进行行直直接接光光强强调调制制,若若光光载载波波的的波波长长为为0.85 m,传传输输距距离离不不到到4 km,若波长为若波长为1.3 m,传输距离也
4、只有,传输距离也只有10 km左右。左右。D-IM光纤传输系统的特点是:光纤传输系统的特点是:设备简单设备简单 价格低廉价格低廉 因而在短距离传输中得到广泛应用。因而在短距离传输中得到广泛应用。6.1.2 模拟间接光强调制模拟间接光强调制 模拟间接光强调制方式模拟间接光强调制方式模拟间接光强调制方式模拟间接光强调制方式 是是先先用用承承载载信信息息的的模模拟拟基基带带信信号号进进行行电电的的预预调调制制,然然后后用用这这个预调制的电信号对光源进行个预调制的电信号对光源进行光强调制光强调制(IM)p147。这种系统又称为这种系统又称为预调制直接光强调制光纤传输系统预调制直接光强调制光纤传输系统。
5、预调制主要有以下三种预调制主要有以下三种:1.频率调制频率调制(FM)频频率率调调制制方方式式是是先先用用承承载载信信息息的的模模拟拟基基带带信信号号对对正正弦弦载载波波进进行行调调频频,产产生生等等幅幅的的频频率率受受调调的的正正弦弦信信号号,其其频频率率随随输输入入的的模模拟拟基基带带信信号号的的瞬瞬时时值值而而变变化化。然然后后用用这这个个正正弦弦调调频频信信号号对对光光源源进进行行光强调制,光强调制,形成形成FM-IM光纤传输系统。光纤传输系统。2.脉冲频率调制脉冲频率调制(PFM)脉脉冲冲频频率率调调制制方方式式是是先先用用承承载载信信息息的的模模拟拟基基带带信信号号对对脉脉冲冲载载
6、波波进进行行调调频频,产产生生等等幅幅、等等宽宽的的频频率率受受调调的的脉脉冲冲信信号号,其其脉脉冲冲频频率率随随输输入入的的模模拟拟基基带带信信号号的的瞬瞬时时值值而而变变化化。然然后后用用这这个个脉脉冲调频信号对光源进行光强调制,形成冲调频信号对光源进行光强调制,形成PFM-IM光纤传输系统。光纤传输系统。3.方波频率调制方波频率调制(SWFM)方方波波频频率率调调制制方方式式是是先先用用承承载载信信息息的的模模拟拟基基带带信信号号对对方方波波进进行行调调频频,产产生生等等幅幅、不不等等宽宽的的方方波波脉脉冲冲调调频频信信号号,其其方方波波脉脉冲冲频频率率随随输输入入的的模模拟拟基基带带信
7、信号号的的幅幅度度而而变变化化。然然后后用用这这个个方方波波脉脉冲冲调调频频信信号号对对光光源源进进行行光光强强调调制制,形形成成SWFM-IM光光纤纤传传输输系统。系统。采用模拟间接光强调制的目的采用模拟间接光强调制的目的采用模拟间接光强调制的目的采用模拟间接光强调制的目的:提高传输质量和增加传输距离提高传输质量和增加传输距离 由由于于模模拟拟基基带带直直接接光光强强调调制制(D-IM)光光纤纤传传输输系系统统的的性性能能受受到到光光源源非非线线性性的的限限制制,一一般般只只能能使使用用线线性性良良好好的的LED作作光光源源。LED入纤功率很小,所以传输距离很短。入纤功率很小,所以传输距离很
8、短。在在采采用用模模拟拟间间接接光光强强调调制制时时,由由于于驱驱动动光光源源的的是是脉脉冲冲信信号号,它它基基本本上上不不受受光光源源非非线线性性的的影影响响,所所以以可可以以采采用用线线性性较较差差、入入纤纤功率较大的功率较大的LD器件作光源。器件作光源。因而因而因而因而PFM-IMPFM-IM系统的传输距离比系统的传输距离比系统的传输距离比系统的传输距离比D-IMD-IM系统的更长系统的更长系统的更长系统的更长 对对于于多多模模光光纤纤,若若波波长长为为0.85 m,传传输输距距离离可可达达10 km;若若波波长长为为1.3 m,传传输输距距离离可可达达30 km。对对于于单单模模光光纤
9、纤,若若波波长长为为1.3 m,传输距离可达,传输距离可达50 km。上述光纤的传输方式都存在一个共同的问题:一根光纤只能传输一路信号。这种情况,既满足不了现代社会对大信息量的要求,也没有充分发挥光纤带宽的独特优势。因此,开发多路模拟传输系统,就成为技术发展的必然。开发多路模拟传输系统,就成为技术发展的必然。实现一根光纤传输多路信号有多种方法实现一根光纤传输多路信号有多种方法 目目前前现现实实的的方方法法是是先先对对电电信信号号复复用用,再再对对光光源源进进行行光光强强调调制制。对电信号的复用可以是对电信号的复用可以是频分复用频分复用(FDM),也可以是,也可以是时分复用时分复用(TDM)。F
10、DM FDM系统的优点:系统的优点:系统的优点:系统的优点:电路结构简单、制造成本较低以及模拟和数字兼容等电路结构简单、制造成本较低以及模拟和数字兼容等 FDM系系统统的的传传输输容容量量只只受受光光器器件件调调制制带带宽宽的的限限制制,与与所所用用电子器件的关系不大电子器件的关系不大 这些明显的优点,使这些明显的优点,使FDM多路传输方式受到广泛的重视。多路传输方式受到广泛的重视。6.1.3 频分复用光强调制频分复用光强调制 频分复用光强调制方式频分复用光强调制方式频分复用光强调制方式频分复用光强调制方式 用用每每路路模模拟拟电电视视基基带带信信号号,分分别别对对某某个个指指定定的的射射频频
11、(RF)电电信信号号进进行行调调幅幅(AM)或或调调频频(FM),然然后后用用组组合合器器把把多多个个预预调调RF信信号号组组合合成成多多路路宽宽带带信信号号,再再用用这这种种多多路路宽宽带带信信号号对对发发射射机机光光源源进进行行光光强调制。强调制。光光载载波波经经光光纤纤传传输输后后,由由远远端端接接收收机机进进行行光光/电电转转换换和和信信号号分离。分离。因因为为传传统统意意义义上上的的载载波波是是光光载载波波,为为区区别别起起见见,把把受受模模拟拟基基带带信信号号预预调调制制的的RF电电载载波波称称为为副副载载波波,这这种种复复用用方方式式也也称称为为副副载载波复用波复用(SCM)。S
12、CM模拟电视光纤传输系统的优点:模拟电视光纤传输系统的优点:一一个个光光载载波波可可以以传传输输多多个个副副载载波波,各各个个副副载载波波可可以以承承载载不同类型的业务。不同类型的业务。SCM系系统统灵灵敏敏度度较较高高,又又无无需需复复杂杂的的定定时时技技术术,制制造造成本较低。成本较低。前前后后兼兼容容。不不仅仅可可以以满满足足目目前前社社会会对对电电视视频频道道日日益益增增多多的的要要求求,而而且且便便于于在在光光纤纤与与同同轴轴电电缆缆混混合合的的有有线线电电视视系系统统(HFC)中采用。中采用。6.2 模拟基带直接光强调制光纤传输系统模拟基带直接光强调制光纤传输系统 模模拟拟基基带带
13、直直接接光光强强调调制制(D-IM)光光纤纤传传输输系系统统由由光光光光发发发发射射射射机机机机(光光源源通通常常为为发发光光二二极极管管)、光光光光纤纤纤纤线线线线路路路路和和光光光光接接接接收收收收机机机机(光光检检测测器器)组组成成,这种系统的方框图如图所示。这种系统的方框图如图所示。图图 6.1 模拟信号直接光强调制系统方框图模拟信号直接光强调制系统方框图 调制器发光二极管发送机光检测器接收机放大器恢复原信号m(t)基带信号m(t)光纤 6.2.1 特性参数特性参数 评评价价模模拟拟信信号号直直接接光光强强调调制制系系统统的的传传输输质质量量的的最最重重要要的的特特性性参数是参数是信噪
14、比信噪比(SNR)和和信号失真信号失真(信号畸变信号畸变)。1.信噪比信噪比 正正弦弦信信号号直直接接光光强强调调制制系系统统的的信信信信噪噪噪噪比比比比主主要要受受光光接接收收机机性性能能的的影影响响,因因为为输输入入到到光光检检测测器器的的信信号号非非常常微微弱弱,所所以以对对系系统统的的SNR影响很大。影响很大。图图 6.2 发光二极管模拟调制原理发光二极管模拟调制原理 图示出对发光二极管进行正弦信号直接光强调制的原理。图示出对发光二极管进行正弦信号直接光强调制的原理。式中,i2s为均均方方信信号号电电流流和i2n为均均方方噪噪声声电电流流,RL为光检测器负载电阻光检测器负载电阻。这这种
15、种系系统统的的信信噪噪比比定定义义为为接接收收信信号号功功率率和和噪噪声声功功率率(NP)的比值的比值:信噪比一般用dB作单位,即(6.1)2.信号失真信号失真 为为使使模模拟拟信信号号直直接接光光强强调调制制系系统统输输出出光光信信号号真真实实地地反反映映输输入入电电信信号号,要要求求系系统统输输出出光光功功率率与与输输入入电电信信号号成成比比例例地地随随时时间间变化,变化,即不发生信号失真。即不发生信号失真。一一般般说说,实实现现电电/光光转转换换的的光光源源,由由于于在在大大信信号号条条件件下下工工作作,线线性性较较差差,所所以以发发射射机机光光源源的的输输出出功功率率特特性性是是DIM
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 光通信 复习 课件
限制150内