西北大学物理系：《光纤通信系统》第八章 光纤通信系统设计（冯选旗）

第八章光纤通信系统设计 8,1概述 8.2模光纤通信系统 8.3数光通信系统 8.4光纤损耗和色款欢系统性能的制 8.5光波系统的预堂 8.6米线收机灵@度恶化和系统功率优价 8.7光液系统的设 点专此处结束放殃 4合

1 第八章 光纤通信系统设计 8.1 概 述 8.2 模拟光纤通信系统 8.3 数字光纤通信系统 8.4 光纤损耗和色散对系统性能的限制 8.5 光波系统的预算 8.6 光接收机灵敏度恶化和系统功率代价 8.7 光波系统的设计

81概述 光纤通信系统根据传送的信号可以分 为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。 随着光纤通信技术的进步,系统的传 输容量(速率)越来越高 点专此处结束放殃 4合

2 8.1 概 述 光纤通信系统根据传送的信号可以分 为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。 随着光纤通信技术的进步，系统的传 输容量(速率)越来越高

3 系统设计的任务是:遵循建议规范, 采用先进、成熟技术,综合考虑系统经济 成本,合理地选用器件和设备,明确系统 的全部技术参数,完成实用系统的合成。 它与工程设计主要区别在于: 首先系统设计与工程设计的区别表现 在复杂程度上。 其次系统设计与工程设计的区别表现 在它们的任务不同。 点专此处结束放殃 4合

3 系统设计的任务是：遵循建议规范， 采用先进、成熟技术，综合考虑系统经济 成本，合理地选用器件和设备，明确系统 的全部技术参数，完成实用系统的合成。 首先系统设计与工程设计的区别表现 在复杂程度上。 其次系统设计与工程设计的区别表现 在它们的任务不同

实用光纤通信系统组成框图 光发信机 中继器 光收信机 电端机 光 调制光源 检|块光1光纤光放电 检 端 测生源 测大机 图8-1光纤通信系统的组成 点专此处结束放殃 4合

4 实用光纤通信系统组成框图。 图8-1 光纤通信系统的组成

5 光纤通信系统由以下五个部分组成。 冷(1)光发信机:是实现电光转换的光端机。它由 光源、驱动器和调制器组成。 冷(2)光收信机:是实现光/电转换的光端机。它由 光检测器和光放大器组成。 冷(3)光纤或光缆:光纤或光缆构成光的传输通路。 冷(4)中继器:中继器由光检测器、光源和判决再生 电路组成。(补偿、整形) 冷(5)光纤连接器、耦合器等无源器件:由于光纤或 光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制, 且光纤的拉制长度也是有限度的。 点专此处结束放殃 4合

5 光纤通信系统由以下五个部分组成。 ❖（1）光发信机：是实现电/光转换的光端机。它由 光源、驱动器和调制器组成。 ❖（2） 光收信机：是实现光/电转换的光端机。它由 光检测器和光放大器组成。 ❖（3） 光纤或光缆：光纤或光缆构成光的传输通路。 ❖（4）中继器：中继器由光检测器、光源和判决再生 电路组成。(补偿、整形) ❖（5）光纤连接器、耦合器等无源器件：由于光纤或 光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制， 且光纤的拉制长度也是有限度的

目前实用的光纤通信系统都采用直接检波系 统。 直接检波系统就是在发送端直接把信号调制 到光波上,而在接收端用光电检波管直接把被调 治的光波检波为原信号的系统。 电端机就是一般电信号设备,例如载波机或 电视图象发送与接受设备等。 光端机则是把电信号转变为光信号(发送光 端机),或把光信号转变为电信号(接收光端机) 的设备。 点专此处结束放殃 4合

6 目前实用的光纤通信系统都采用直接检波系 统。 直接检波系统就是在发送端直接把信号调制 到光波上，而在接收端用光电检波管直接把被调 治的光波检波为原信号的系统。 电端机就是一般电信号设备，例如载波机或 电视图象发送与接受设备等。 光端机则是把电信号转变为光信号（发送光 端机），或把光信号转变为电信号（接收光端机） 的设备

发送光端机的作用是将发送的电信号进行处 理,加在半导体激光器上,使电信号调制光波, 然后将此已调制光波送入光导纤维。 已调制光波经光导纤维传送至接收光端机的 半导体光电管上检波。 检波后得到的电信号经过适当处理再送接受 电端机,然后按一般电信号处理。 这就是整个光纤通信的过程。这个过程和 般无线电通信过程是十分相似的。当然光线通信 的空间传输手段是光导纤维,这与一般无线电通 信在空间传输电波的情况是不同的。 点专此处结束放殃 4合

7 发送光端机的作用是将发送的电信号进行处 理，加在半导体激光器上，使电信号调制光波， 然后将此已调制光波送入光导纤维。 已调制光波经光导纤维传送至接收光端机的 半导体光电管上检波。 检波后得到的电信号经过适当处理再送接受 电端机，然后按一般电信号处理。 这就是整个光纤通信的过程。这个过程和一 般无线电通信过程是十分相似的。当然光线通信 的空间传输手段是光导纤维，这与一般无线电通 信在空间传输电波的情况是不同的

直接检波系统的基本优点是构成简单, 就当前光波技术水平来讲现实可行 同时由于光波频率极高,在这样系统 上传送上万路电话,几十路电视并不困难, 完全可以满足目前通信的需要。 因此直接检波系统是光纤通信当前较 多采用的形式。 点专此处结束放殃 4合

8 直接检波系统的基本优点是构成简单， 就当前光波技术水平来讲现实可行。 同时由于光波频率极高，在这样系统 上传送上万路电话，几十路电视并不困难， 完全可以满足目前通信的需要。 因此直接检波系统是光纤通信当前较 多采用的形式

9 8.2模拟光纤通信系统 模拟光纤通信系统多采用副载波复用 技术。所谓副载波是指射频电磁波,以区 别于光调制时的光载波。副载波调制的电 视系统框图如图8-2所示。 点专此处结束放殃 4合

9 8.2 模拟光纤通信系统 模拟光纤通信系统多采用副载波复用 技术。所谓副载波是指射频电磁波，以区 别于光调制时的光载波。副载波调制的电 视系统框图如图8-2所示

10 光发机 光收机 视频1 视频 调制 BPF 解调1 LPF PIN f 视频 组 视频2 调制2 BPF 也嫁他(￥<3本趣阅离聊明2 LPF 合宽[动 路 路 视频n 视频n 调制n BPF 调解n LPF BPF:带通滤波器 LPF:低通滤波器 图8-2副载波复用模拟电视传输系统 点专此处结束放殃 4合

10 图8-2 副载波复用模拟电视传输系统