光发射机

OptiSystem仿真实例

OptiSystem 仿真实例 目录 1光发送机（Optical T ransmitters）设计 1.1光发送机简介 1.2光发送机设计模型案例：铌酸锂（LiNbO3）型Mach-Zehnder调制器的啁啾（Chirp） 分析 2光接收机（Optical Receivers）设计 2.1光接收机简介 2.2光接收机设计模型案例：PIN光电二极管的噪声分析 3光纤（Optical Fiber）系统设计 3.1光纤简介 3.2光纤设计模型案例：自相位调制（SPM）导致脉冲展宽分析 4光放大器（Optical Amplifiers）设计 4.1光放大器简介 4.2光放大器设计模型案例：EDFA的增益优化 5光波分复用系统（WDM Systems）设计 5.1光波分复用系统简介 5.2光波分复用系统使用OptiSystem设计模型案例：阵列波导光栅波分复用器（A WG ） 的设计分析 6光波系统（Lightwave Systems）设计 6.1 光波系统简介 6.2 光波系统使用OptiSystem设计模型案例：40G单模光纤的单信道传输系统设计 7色散补偿（Dispersion Compensation）设计 8.1 色散简介 8.2 色散补偿模型设计案例：使用理想色散补偿元件的色散补偿分析 8孤子和孤子系统（Soliton Systems） 9.1 孤子和孤子系统简介 9.2 孤子系统模型设计案例： 9结语

1 光发送机（Optical Transmitters ）设计 1.1 光发送机简介 一个基本的光通讯系统主要由三个部分构成，如下图1.1所示： 作为一个完整的光通讯系统，光发送机是它的一个重要组成部分，它的作用是将电信号转变为光信号，并有效地把光信号送入传输光纤。光发送机的核心是光源及其驱动电路。现在广泛应用的有两种半导体光源：发光二级管（LED ）和激光二级管（LD ）。其中LED 输出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低；而LD 是相干光输出，频谱窄，入纤功率大、调制速率高。前者适宜于短距离低速系统，后者适宜于长距离高速系统。 一般光发送机由以下三个部分组成： 1) 光源（Optical Source ）：一般为LED 和LD 。 2) 脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator ）：提供数字量或模拟量的电信号。 3) 光调制器（Optical Modulator ）：将电信号（数字 或模拟量）“加载”到光波上。以光源和调制器的关系来看，可划分为光源的内调制和光源的外调制。采用外调制器，让调制信息加到光源的直流输出上，可获得更好的调制特性、更好的调制速率。目前常采用的外调制方法为晶体的电光、声光及磁光效应。 图1.1 光通讯系统的基本构成 1）光发送机 2） 传输信道 3）光接收机

光发射机平均光功率的测试

光发射机平均光功率的测试 一、实验目的 1.了解数字光发射机平均光功率的指标要求。 2.掌握数字光发射机平均光功率的测试方法。 二、实验内容 1.测试数字光发射机的平均光功率。 三、实验仪器 1.光纤通信实验系统1台。 2.示波器1台。 3.万用表1部。 4.FC/PC光纤跳线1根。 四、实验原理 光发送机的平均输出光功率被定义为当发送机送伪随机序列时，发送端输出的光功率值。ITU-U在规范标准光接口时，为使成本最佳，同时适应运行条件变化，并考虑了活动连接器的磨损、制造和测量容差以及老化因素的影响后，给出了一个允许的范围。其中比较重要的激光器劣化机理是有源层的劣化和横向漏电流的增加所导致的激励电流增加以及光谱特性随时间的变化。通常，光发送机的发送功率需要有1～1.5 dB的富余度。本实验将带领大家测量本实验系统发射光功率。 五、实验注意事项 1.在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。 2.不要带电插拔信号连接导线。 六、实验步骤 1.在实验系统断电的情况下，用信号连接线连接数字信号源模块PN序列二输出口P283和1310nm数字光发模块数字光发信号输入口P261。 2.用光纤跳线连接1310nm光发和光收接口，并将1310nm光收模块开关K3打到“光功率计”。 3.将1310nm光发模块的J1第一位拨为“ON”（数字光调制的通状态），第二位拨为“OFF”（自动光功率控制补偿电流的断状态）。将K1设置为“数字”。 4.将1310nm光发模块的RP300（数字光调制的光发射功率大小的调节旋钮，顺时针旋转为光功率增大），顺时针旋到最大。

5.打开系统电源。此时光功率计的读数，即为光发端机的平均光功率。 6.做完实验后关掉系统电源，拆除实验导线。 7.将各实验仪器摆放整齐。

直调式1550nm光发应用与测试

1550nm直调光发射机在城网中的实际应用与测试 按照下一代广播电视网络(NGB)的规划和EPON的标准，1550nm 波长是分配给有线电视使用的。随着光纤成本的大幅下降，HFC网络的光纤传输网到楼或单元已形成共识。建立一张1550nm传输系统的有线电视网络是各地在当前与今后的一个重要工作，但是在具体实践中，尤其是在数字电视整体整体平移完成之后，如何何科学、经济、兼顾后续发展地建设一张1550网络，是否能用价格较便宜的1550nm直调光发射机来代替价格昂贵的1550nm外调制发射机是一个摆在广电人面前的一个新课题。 在传统的设计理念里，网络中使用的1550nm光发射机，都是外调制技术的，能有效地抑制色散，特别适用于长距离。但这类设备目前基本从国外进口，设备成本比较高，虽然也有国产设备，但基于主要器件需要进口，成本价格也很高，同时国产设备系统指标做的也不是很好。在一个网络中往往只使用1－2台外调制型1550nm 光发射机，利用掺铒光纤放大器（EDFA)，组建一张全光网络，中间不再进行光电转换，有效提高了系统信号指标，这对于单向的有线电视的广播是非常有效可行的。目前国内大多数广电网络公司是按照这种思路进行1550网络建设和改造的。这种方案实际只单纯地考虑了单向电视信号的传输，对于双向的互动电视节目，尤其是采用IPQAM方式进行互动，采用全光网络方式在经济成本上是否最佳值得商榷。 在IP QAM实现互动电视点播（VOD）时，下行的并发流需要定向广播，使之服务于不同用户群，必须在分前端配置多台边缘QAM调制器。一般1台边缘QAM调制器能支持32个频点，320个标清电视（SDTV）流。按一个光节点支持100户，远期按30%的点播率，一台1台边缘QAM调制支持12个光节点的用户群。按照目前流行的用1550nm光纤放大技术与直调式1550nm光发射机波分复用的模式，基本每台光放大器需要配备2-3台直调式1550nm光发射机采用实现30%的点播率，其建网成本可不是一个小数。在完成数字电视整体转换完成之后，用直调式1550nm光发射机直接取代目前的1310nm光发射机，用射频方式实现IPQAM插播，应该是一个比较好的思路。 一．直调式1550nm光发射机及其技术特性

CBE3光发射机说明书

CBE3技术手册 https://www.360docs.net/doc/8719017642.html, - 0 - Tel:(021)69980005, 69980006 Fax:(021)69982848 SDI 数字视频传输光发送机 型号：CBE3 技术手册 目 录 第一章 概述 第二章 工作原理 2.1 光端机原理 2.2 激光器的选择 2.3 电源 2.4前面板状态显示 2.5后面板信号连接 2.6典型应用 第三章：产品特点 第四章：技术参数 4.1 性能参数 4.2 系统指标 4.3 指标测试 第五章：设备开通注意事项 第六章：其他注意事项 第七章：保修服务 7.1对故障设备的处理 7.2 返修设备的包装 7.3返修设备邮寄地址 第八章:光端机实测指标

第一章：概述 1.1主要功能 CBE3系列SDI数字视音频光发送机的主要功能是可以在一根光纤(或电缆)上，同时传输视频信号（模拟复合视频或模拟半分量视频S-VIDEO或模拟分量视频YUV或数字SDI视频）;二路数字音频信号<符合AES/EBU (SMPTE276M)或AES3 或S/PDIF、EIAJ 标准>，或一路数字音频信号，二路高保真音频信号，或四路高保真音频信号；二路单向低速RS232控制信号。音频嵌入遵循SMPTE272M标准，音频嵌入后的SDI信号符合SMPTE259M/ITU-601 270Mbps 标准，光输出符合SMPTE297M标准。 第二章:工作原理 2.1光端机原理 整机输入分二部分：一是视频信号部分、二是音频信号部分。视频又分两部分即模拟视频输入和数字SDI输入；音频也分二部分即模拟音频输入和单向RS232数据部分，另一部分是数字音频输入；模拟视频又分三部分，一是广播复合视频CVBS，另外部分是分量视频输入YUV 和半分量YC输入。 通过BNC接口输入的模拟视频信号，首先进行滤波减小干扰，随后进行视频的数字箝位和AGC,使视频的输入幅度可从0.6V-1.8V,再将信号按ITU-R BT.656标准YUV 4:2:2 10bit AD 变换，由于SDI（270M）是一个分量视频量化传输过程，因此本系统传输分量视频比传输复合

光发送机仿真

光发送机的仿真实验 ㈠实验目的： ①学会使用仿真软件进行仿真模信号 ②了解光发机的组成与仿真实验图的构建 ③熟悉光发射机工作原理 ㈡实验原理及结果： 光发送机是一个非常重要组成部分，它的作用是将电信号转化成光信号，并有效地将光信号传入光纤，其核心是光源和其驱动电路。现在广泛应用的有两种半导体光源：发光二极管（LED）、激光二极管（LD）。其中LED输出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低：而LD是相干光则与之相反。前者适宜于短距离低速系统，后者适宜于长距离高速系统。 光发送机一般都是由光源、脉冲驱动电路、光调制器组成，图1如下： （图1）

①构建一个外调制激光发射机：光源为频率193.1THZ的激光二极管，同时用仿真软件模拟所需数字信号序列，经过NRZ 脉冲发生器转化成所需电脉冲信号，让该信号通过调制器加载到光波上，成为载有“信息”的光信号。构建图2如下： （图2） ②设计实例，对铌酸型Mach-Zehnder调制的啁啾分析，外调制器由于激光光源处于窄带稳频模式，消除降低系统啁啾量。典型的外调器是由铌酸锂（LiNo3）晶体构成。通过对其外加电压的分析调整而减少其啁啾量，设计图3如下： （图3）

③在图3中，驱动电路1电压改变量▽V1和驱动电路2电压改变量▽V2相同，图4为MZ调制器参数设定窗口，MZ以正交模式工作，其参数调制如下图4： （图4） 其中V1、V2分别为两个驱动电路的的电压，α为啁啾系数：α=（V1+V2）/（V1—V2） 图5为一系列信号脉冲输入时，在2、3口的电压V1=-V2=2.0V 时的波形，根据公式可得图6的结果：

题库高清交互业务装维培训知识要点0001

高清交互业务装维培训知识要点 ＜有线数字电视技术〉知识要点 1.同轴电缆由内导体、外导体、绝缘介质和外护套四部分组成。 2.分支器的电气性能:插入损失;分支损失;分支隔离度：反向隔离度。 3.载噪比(C/N)定义为图像或声音载波功率与噪声功率之比 T4.放大器是有线电视系统中最重要的器件之一，其作用是把信号放大以补偿在传输过程中的损耗，保证用户端电平足够髙、失真和噪声尽可能小。 5.由于同轴电缆的芯线传输的是高频电视信号，因此具有集肤效应，因此可以采用铜包铝结构，则就具有价格便宜、重量轻、导电性能良好的特点。 T6.光有源设备主要有光发射机、光接收机和光放大器。 T7.光接收机的作用是将光纤中传输来的光信号转换成射频电视信号。 T8.分支器、分配器上标有IN的端口是输入端口，分支器主路输出端口标有OUT。 9.干线传输系统的任务是把前端输出的髙频电视信号髙质疑地传输给用戸分配系统，其传输方 式主要有光纤、微波和同轴电缆三种。 T1 0.分析有线电视故障的方法有:直观法，压缩法，测量法，代替法。 11.电视频道混合器是将多路射频信号混合成一路输出。 12.符合视频全电视信号是由视频信号、同步信号、消隐信号、色同步信号四部分组成。 13.有线电视系统中电缆的特性阻抗为75欧姆 T14.数字电视系统是指音频、视频和数据信号从信源编码、调制、接收和处理均采用数字技术的电视系统。 15.数字电视系统按信号传输方式主要分为地面无线传输数字电视、卫星传输数字电视、有线 传输数字电视。 16.数字信号处理的技术有:压缩编码和解码技术、数据加扰和解扰、加密和解密技术等。 17.欧洲数字电视标准为DVB包括：数字电视地而广播(DVB-T)、数字电视卫星广播(DVB-S)、 数字电视有线广播(DVB — C)标准。 18.DVB数字电视标准中，数字电视卫星广播(DVB-S)采用Q PSK调制、数字电视有线广播(D VB- C)采用QAM调制。 19.模拟信号数字化的三个步骤是:抽样、量化、编码。 20.衡量一个数字声音波形的质量(即衡量一个数字音频信息的质量)可以用以下三个指标。取 样频率、量化位数、声逍数。 T2 1 .有线电视同轴电缆的衰减随温度变化而变化，当温度升高时，电缆的衰减将会升高。 T22.数字机顶盒组成：一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成，可以分为四层，从底层向上分别为:硬件、底层软件、中间件、应用软件。 T23.数字电视的优点 (1)抗干扰能力强、无噪声积累。 (2)便于加密处理。 (3)便于存储、处理和交换。 (4)频谱资源利用率高 (5)节省发送功率，覆盖范围广

1550直调光发射机技术

1550直调光发射机技术在 接入网中工程应用介绍

81310nm传输系统特性 1.单台1310nm光发射机成本低，但输出功率也低。 2. 1310nm组网方案简单灵活，可方便的实现网络的扩容。 3.单台1310nm光发射机所带用户少，每户所分带宽充裕，有利于开展 个性化服务，如VOD、Cablemodem业务。 4. 1310nm波长零色散传输特性，通过普通G.652光纤传输，色散其对 系统的CTB和CSO指标基本没有损伤。 5. 1310nm光射机发采用激光器直接调制方式。

1310nm传输系统概述 ?1310nm传输系统局限性 1.1310nm系统输出最大功率的局限性很大，最多20mW，约13dBm，工作在1290nm- 1310nm带宽范围内的掺镨光纤放大器（PDFA）至今技术还不成熟，商业化路途遥 远。这样使1310nm系统在远距离传输上失去可能。 2.采用光电转换方式传输长距离，对网络系统指标C/N、CSO和CTB的损伤巨 大，一次光电转换，传输信号指标下降C/N:3dBm，CSO:4.5dBm，CTB:6dBm。 县-乡-村网建设而言，最多也只能允许一次光电转换。实行两次光电转换,指标将无法满足要求。 3. 1310nm在G.652光纤中的传输损耗高达0.4dBm/km，光功率消耗严重，使单位 mW的光利用率大幅降低，网络造价提高。

1.最低损耗窗口，传输损耗小0.25dB/km 2.输出光功率大，最大＋23dBm(200mw) 3.对光放大，能实现光的中继，传输距离长，避免了光电转换 4.性能好，CTB、CSO指标高 5.成本低（单位mw价格低）

光电课程设计_光学仿真

概述：一、光源 在光纤通信系统中，光源器件可实现从电信号到光信号的转换，是光发射机以及光纤通信系统的核心器件，它的性能直接关系到光纤通信系统的性能和质量指标。光纤通信系统要求光源具有合适的发射波长，处在光纤的低损耗窗口之中；有足够大的输出功率，从而有较长的传输距离；有较窄的发光谱线，可以减少光纤的色散对信号传输质量的影响；易于与光纤耦合，确保更多的光功率进入光纤；易于调制，响应速度要快，调制失真小，带宽大；在室温下能连续工作，可靠性高，寿命至少在10万小时以上。下面简单介绍已广泛应用的两类半导体光源：半导体发光二极管（LED ）和半导体激光二极管（LD ）。 1 发光二极管（LED ） 发光二极管（LED ）是低速、短距离光波通信系统中常用的光源。其寿命很长，受温度影响较小，输出光功率与注入电流的线性关系较好，价格也比较便宜。驱动电路简单，不存在模式噪声等问 题。 发光二极管结构简单，是一个正向偏置的PN 同质结，电子-空穴对在耗尽区辐射复合发光，称为电致发光。发出的部分光耦合进入光纤供传输使用。LED 所发出的光是非相干光，具有较宽的谱宽（30～60nm ）和较大的发射角（≈100°）。 自发辐射产生的功率是由正向偏置电压产生的注入电流提供的，当注入电流为I ，在稳态时，电子-空穴对通过辐射和非辐射复合，其复合率等于载流子注入率I/q ，其中发射电子的复合率决定于内量子效率ηint ，光子产生率为(I ηint/q)，因此LED 内产生的光功率为 ()int int /P w q η= (2.1) 式中，ω 为光量子能量。假定所有发射的光子能量近似相等，并设从LED 逸出的功率占内部产生功率的份额为ηext ，则LED 的发射功率为 ()int int /e ext ext P P w q I ηηη== (2.2) ηext 亦称为外量子效率。由上式可知，LED 发射功率P 和注入电流I 成正比。 发光二极管LED 是光纤通信中的常用 光源，它的发光仅仅是自发辐射，属于非相干光源，其输出光发射角较大，但LED 线性度好，调制时动态范围大，信号失真小，也就是P-I 曲线线性好，其P-I 特性曲线如图2.1所示。 2 激光器（LD ） 图2.1 发光二极管的P —I 特性曲线 15 10 5 0 200 400 电流(mA) 发射功率(m W ) 边发光 面发光

光发射机的原理及其选择与使用

光发射机的原理及其选择与使用作者：佚名来源：慧聪发布时间：2006-4-15 20:52:34 [收藏] [评论] 光发射机的原理 用光波传输电视信号和数据信息是20世纪末发展起来的一门新的科学技术，它的出现使世界信息产业得到了飞速发展，现在光纤传输技术正以超出人们想像的速度发展，其光传输速度比10年前提高了100倍，在今后的发展中估计还要提高100倍左右。随着光纤传输技术的不断发展，在光域上可进行复用、解复用、选路、交换，网络可利用光纤的巨大带宽资源，增加网络的容量，实现多种业务的“透明”传输。 光传输系统主要由光发射机、光接收机、光分路器和光纤电缆及其它器件组成。 一光纤传输光信号的基理 光传输是在发送方和接收方之间以光信号形态进行传输的技术。光传输电视信号的工作过程是在光发射机、光纤和光接收机三者之间进行的; 在中心机房的光发射机把输入的RF电视信号变换成光信号，它由电/光变换器(Electric-Optical Transducer，E/O)完成，变换成的光信号由光纤传输导向接收设备(光接收机)接收，光接收机把从光纤中获取的光信号变换还原成电信号。因此光传输信号的基理就是电/光和光/ 电变换的全过程，也称为光链路。 目前光传输方式采用光强度调制。如采用激光器的光发器件发出相位一致的所谓相干光，因此采取了使发光强度整体发生变化的调制方式，它利用了输出光功率对应于电/光变换器输入信号电流的变化而线性 变化的特性。 在光/电变换器(Optical-Electric Transducer，O/E)中，输出正比于输入光信号强度的电流，光/电变换器的输出电流波形因而与电/光变换器输入电流波形相似，达到了信号传输的目的。 那么，光纤又是如何导向光信号的呢？目前有线电视系统使用的光纤是圆柱体的光纤，它由光纤圆柱体和包层组成，是石英玻璃材料。包层起着把光严密地封闭在光纤内的作用，保护纤芯，增强光纤本身的强度。而纤芯的作用是传输光信号。纤芯和包层虽然都是石英玻璃材料生产而成，但在生产时对两者的掺杂成份有区别，因而导致了所产生的折射率大小不同(纤芯为1.463~ 1.467，包层为1.45~1.46)，当然也与所采用的材料不同有关。当激光器发射的光源进入纤芯后，光入射到包层界面时，只要入射角大于临界角，就会在纤芯内产生全反射，光不会漏射到包层中，这样聚入到纤芯内的光信号就会不间断地传播下去，直到导向光接收机为止。这个过程就是光信号在光纤中传输的基理。 二光传输中产生的失真 光在光纤中传输时，也会产生一些失真，产生失真的原因有以下几点: (1)在光纤传输系统中，由于半导体激光器的电/光转换特性的非线性，使输出的光信号与激励电流的变化不一致导致了失真，它称为调制失真。调制指数M值不允许太大，选择高性能、预失真处理技术强的光发射机很有必要，预失真处理技术是利用人为的设计产生预失真改善调制线性，达到消除和减轻光纤传 输系统中CSO与CTB的目的。 (2)在光传输系统中，由于驱动RF放大器和接收RF放大器产生失真的机会很小，线性PIN光电二极管因信号电平不太高，产生的微小失真可不计，而它的主要原因来自于半导体激光器调制特性的失真和光 纤的色散。 (3)激光器在光强度调制时，光的波长会发生变化，出现附加频率调制，使信号频率展宽，出现啁啾 效应，主要表现为CSO失真。 (4)光纤的色散特性会使不同波长的群时延发生差异，形成到达终端的时间会先后不一致所引起的失 真，主要是CSO失真。

光纤通信实验二 光发射机与光接收机

实验二光发射机与光接收机实验 一、实验目的 1.了解光源的调制的原理 2.学习光发送模块的电路原理 3.了解光接收机的组成 4.了解光收端机灵敏度的指标要求 二、实验内容 1.介绍光源的调制方法 2.介绍光发射电路的框图 3.了解光接收机的组成 三、实验仪器 1.光纤通信实验系统1 台 2.示波器1台 3.光纤跳线1根 4.万用表 5.光功率计 四、实验原理 1、光发射机、光调制。 根据调制与光源的关系，光调制可以分为直接调制和间接调制两大类。直接调制方法仅适用于半导体光源（LD和LED），这种方法是把要传送的信息转变为电信号注入LD或LED，从而获得相应的光信号，所以是采用电源调制方法。直接调制后的光波电场振幅的平方与调制信号成一定比例关系，是一种光强度调制（IM）的方法。 间接调制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，这种调制方式既适应于其他类型的激光器。间接调制最常用的外调制的方法，即在激光形成以后加载调制信号。对某些类型的激光器，间接调制也可以采用内调制的方法，即在激光器的谐振腔内放置调制元件，用调制信号控制调制元件的物理性质，将改变谐振腔的参数，从而改变激光输出特芯以实现其调制。 光源的调制方法及所利用的物理效应如下表所示。 2、模拟信号调制与数字信号调制 模拟信号调制是直接用连续的模拟信号（如话音、电视等信号）对光源进行调制从而使LED或LD的输出光功率跟随模拟信号变化，如下图所示：

由于光源，尤其是激光器的非线性比较严重，所以目前模拟光纤通信系统仅仅用于对线性要求较低的地方，要实现大容量的频分复用还比较困难，仅自一些小系统中使用。对一些容量较大、通信距离较长的系统，多采用对半导体激光器进行数字调制的方式。 数字调制主要是用数字信号的“1”和“0”来控制激光的“有”和“无”，如下图所示： 与LED 相比，LD 的调制问题要复杂得多。尤其在高速率调制系统中，驱动条件的选择、调制电路的形成和工艺、激光器的控制等，都对调制性能至关重要。 3、光发射机模拟部分与数字部分的实现 1310nm 和1550nm 光发射机具有相同的结构。他们是由模拟光发和数字光发部分组成： 1、模拟光发电路的框图如下： 2、数字光发电路的框图如下： LD 输出光功 率 LED 输出光功 率 LED 和LD 的模拟调制 P －I 特性曲线与波形 模拟信号 输入

模拟信号发生和模拟光发射光接收电路设计

专业课程设计报告 设计题目：模拟信号发生和模拟光发射/光接收电 路设计 专业班级： 姓名： 班内序号： 指导教师： 地点： 时间： 电子科学与技术教研室

一、设计题目 模拟信号光发射与光接收电路设计 二、设计要求 将信号源的正弦信号，通过光电调制变为光信号，用光纤传输，然后再光电解调，恢复为原始的电信号。恢复的电信号可随信号源的电信号频率及幅度改变。 三、分析设计 1、分析： 1）、系统原理： 光电通信系统首先将欲传输的电信号转换成光信号，通过合适的光导传输系统后，再将光信号复原成电信号。完成这些转换 和传输功能的关键元件是光发射机、光纤和光接收机等。 在光线通信系统中，光发射机的基本功能是将携带信息的电信号转换成光信号，并将光信号输送入光纤中。发光射机主要由 光源及其驱动电路以及一些使系统正常、可靠工作的辅助控制电 路组成。 模拟光发射机的基本组成包括光源、输入电信号的接口电路、光源的驱动电路以及光源的控制、保护电路等四部分，结构 如图所示。要传输的电信号首先通过光发射机的接口部分进入光 发射机，实现信号的幅度、阻抗的匹配，以适应光发射机的要求。模拟光发射机框图:

系统结构图： 2）、 发射电路为LED 驱动电路，根据LED 的P —I 特性，要求注入电流30mA 至80mA,驱动电路使光源的注入电流随着输入信号的变化而变化，从而使光源发出的光携带有输入信号的特性，将电信号转换为光信号，实现光发射。 在实际搭建电路中，由于发光二极管的电阻大约为10欧姆左右，我们可用10欧姆电阻代替LED 管（调试好后再换为二极管，以防止损坏器件），用示波器可以测得该电阻的直流分压。 由于要求注入LED 的电流为30mA 至80mA 。为了在温度发生变化时能使Ic 维持恒定,所以采用射极偏置电路来稳定工作点,以达到恒定的C 极电流,从而使电路稳定工作。 放大电路 光发射电路 光接收电路 模拟信号 光 纤 模拟信号 驱动电路 保护 光源 温度 控制 功率控

光发射机、光接收机的安装与调试

CATV光发射机、光接收机的安装与调试 光纤传输系统的光发射机和光接收机,应按以下步骤安装与调试。 一、光发射机的安装与调试 1.光发射机应安放在通风良好的位置,周围应留有足够的散热空间, 光发射机外壳应接上安全地线。 2.光发射机电源插头应插入具有自动稳压电源输出的防雷电源插座 上。 3.从CATV 前端来的多频道RF 激励信号,用75 - 5 电缆跳线,接入 光发射机。根据光发射机的设备型号不同，调整适合光发射机的前端信号强度，一般不低于80DB。若前端激励信号过强,可插入一个(0～15) DB 的可调衰减器,接入光发射机,因所需的RF驱动电平要求不同,用可调衰减器进行调节。 4.光发射机的光功率输出端口,用FC/APC 跳线连接光分路器输入 端。分光路的输出端尾纤与光缆熔接,请确认光纤接头是FC/APC 形式。 二、光发射机通电前的系统检查 1.在前端用1 台光源从光分路器输入, 这是检查光纤传输网络是否 连接好,光功率损耗是否正常。 2.检查光分路器、熔接头、活接头FC/APC 尾纤的连接是否正常。

3.检查光发射机接地是否可靠,供电电源是否正常,有无防雷措施。最 好接有防雷插座。 4.检查RF 激励信号电平是否正常。 5.检查光发射机钥匙开关,应放置在“关”位置。 三、光发射机通电时测试 1.将检查完的RF 激励信号接入光发射机RF 信号输入端。同时 将光发射机的输出FC/APC 跳线从分光路输入端拔出。 2.打开光发射机钥匙开关,检查光发射机面板上的各个指示是否 正常, (绿灯亮) ,若红灯亮即为报警信号。 3.检查无误后,将光发射机关机,把光发射机输出光纤尾纤接入光 分路器输入端,即接通光发射机至光纤传输系统。 4.将光发射机再次开机，把光发射机钥匙开关置于“开”状态,在前 面板LCD 显示器可显示是否正常。 四、光接收机的安装与调试 1.室内型光接收机应安装于机柜中,机柜、光接收机及供电电源 要统一安全接地。 2.光接收机交流电源插头插入防雷插座。 3.光缆与光节点接续盒、光接收机连接:将光缆中光纤与光节点 盒输入端FC/APC 跳线连接,再连接光节点盒输出与光接收机 输入端。

光发送机

光发射机模型设计与仿真 一、光发送机原理简介 1、光发送机的结构 光发送机是它的一个光通信系统中重要的组成部分，它的作用是将电端机送来的电信号转变为光信号，并送进光纤线路进行传输。光发送机的核心是光源及其驱动电路。一般光发送机由以下三个部分组成： 1)光源（Optical Source）：一般为LED和LD，此次用的为连续波激光器 2)脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator）：提供数字量或模拟量的电信号。 3）光调制器（Optical Modulator）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。 2、设计光发送机的原理图 此次设计是利用光源为频率193.1Thz的激光二极管CW Laser，同时使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator模拟所需的数字信号序列，利用用户自定义码发生器，经过一个NRZ非归零码脉冲发生器转换为所需要的电脉冲信号，再通过低通高斯滤波器，再使信号通过一个LiNb Mach-Zehnder调制器，通过电光效应加载到光波上，成为最后入纤所需的载有“信息”的光信号。 图1 光纤发送机原理图 图中存在4个观察仪，分别为两个示波器观察仪和一个光时域观察仪和一个光谱仪，用来观察输出的光信号的时域特点和光谱特点。

二、电路的仿真图与参数设计 1、示波器的显示与设计 由原理图的驱动电路1的电压改变量ΔV1和驱动电路2的电压改变量ΔV2是相同的。下图为MZ调制器的参数设定窗口。其中MZ调制器以正交模式工作，外置偏压位于调制器光学响应曲线的中点，使偏压强度为其峰值的一半。而消光系数设为200dB，以避免任何由于不对称Y型波导而导致的啁啾声。 图2 MZ调制器参数设计图 下面两个图为示波器的显示图，两个图的正负相反，是由于电增益的增益为负值， 图3 两个示波器的显示图

1550直调光发射机和外调光发射有什么区别

1550直调光发射机和外调光发射有什么区别 一、关于直接调制 对半导体激光器的直接调制是将预调制的（AM、FM、PCM)信号电流叠加到激光器的偏置电流上对激光器进行调制，由于它是要使光的强度发生变化，所以，也称之为强度调制。对于数字传输，尽管速率很高，但只是有光信号或无光信号两种工作状态，在接收端也是只要能对这两种状态进行判定就行。这种调制方式存在着几种缺点： 1、在对LD(半导体激光器）进行直接调制时，当强度发生变化是，波长也发生了变化，即产生了光的频率调制（FM),这种现象称为附加频率调制（Chirping),它将使调制边带有进一步加大。 2、有调制产生的宽频谱信号，其相位因为光纤的色散特性而相互偏移，在接收端就会表现为复合二阶失真（CSO)。 3、直接光强度对激光器LD调制时其光输出与电流之间的线性关系是静态特性，在进行高频直接调制时会因内部电流与光相互作用而引起光频率的变化。在这种情况下，也会产生较大的复合二阶失真（CSO)。 直接调制虽然简便且成本较低，但由于存在上述问题，人们也在研究别的调制方法。这就是不在激光器内部进行调制，而是用外部调制器对激光器输出的光进行调制的光外调制器技术。 二、光外调制方式 光外调制器技术是将激光器（LD)发射出的一定强度的光束，注入LiNbO3(铌酸锂）等晶体制成的外调制器上，即经处理的射频调制信号加到调制器的电极上，在电场作用下，对光束光强和相位进行调制，调制器的输出光强即为随调制信号而变化的光信号。和直接调制不同的地方是调制信号加在调制器上，而不是加在光源上，光输出的光是直流光，而且光源可以是LD光源，也可以是固态激光器。由于外调制器不存在光源的附加频率调制，所以可以有效克服组合二次失真（CSO). 光的外调制方式，从原理上讲虽然有几种，但目前用于有线电视网中的外调制器，主要是应用电广效应的马赫——曾德效应（M--Z)干涉计型。它的结构是以电光结晶为衬底，再在衬底面上以单模的光波导做成通路。输入光由光波导通路将光分成两个通路，而在进行合成时产生干涉的就是吗赫--曾德干涉（M--Z)。在马赫--曾德干涉计的单侧通路上，利用电光效应进行相位变化时，所干涉的光输出就会随相位差发生变化。为产生电光效应，原理上是将单侧的波导通路的两边，贴装上电极，再加上信号电压即可。如果两个通路的长度相等，外加电压为零，故无相位差会形成相加合成，当外加半波长电压的相位差为л时，则产生抵消，输出为零。（未完）

光发射机、接收机指标测试

实验一 光发射机指标测试 一、实验内容： 1.测试数字光发端机的平均光功率 2.测试数字光发端机的消光比 3.绘制数字光发端机的P-I 特性曲线 二、实验目的： 1.了解数字光发端机平均输出光功率的指标要求 2.掌握数字光发端机平均输出光功率的测试方法 3.了解数字光发端机的消光比的指标要求 4.掌握数字光发端机的消光比的测试方法 三、实验仪器： LTE-GX-02E 型光纤通信实验系统、示波器、光功率计、万用表、FC-FC 光跳线。 四、实验原理： 光发射机的指标包括：半导体光源的P-I 特性曲线、消光比（EXT ）和平均光功率。 1.半导激光器的P-I 特性曲线测试 半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如下图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流(或称阈值电流)，用Ith 表示。当输入电流小于Ith 时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED 发出光，当电流大于Ith 时 ，则输出光为激光，且输入电流和输出光功率成线性关系，该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P-I 的线性关系． 图 1 半导体激光器P-I 曲线示意图 2．消光比（EXT ）的测试 光比定义为： ，式中00P 是光发射机输入全“0”时输出的平均光功率即无输入信号时的输出光功率。 是光发射机输入全“1”时输出的平均光功率。 当输入信号为“0”时，光源的输出光功率为00P ,它将由直流偏置电流b I 来确定。无信号时光源输出的光功率对接收机来说是一种噪声，将降低光接收机的灵敏度。因此，从接收机角度考虑，希望消光比越小越好。但是，应该指出，当b I 减小时，光源的输出功率将降低，光源的谱线宽度增加，同时，还会对光源的其他特性产生不良影响，因此，必须全面考虑b I 的影响，一般取b I =(0.7～0.9)Ith (Ith 为激光器的阈值电流)。 0011 10lg P EXT P 11P b I

光发射机的原理

光发射机的原理 用光波传输电视信号和数据信息是20世纪末发展起来的一门新的科学技术，它的出现使世界信息产业得到了飞速发展，现在光纤传输技术正以超出人们想像的速度发展，其光传输速度比10年前提高了100倍，在今后的发展中估计还要提高100倍左右。随着光纤传输技术的不断发展，在光域上可进行复用、解复用、选路、交换，网络可利用光纤的巨大带宽资源，增加网络的容量，实现多种业务的“透明”传输。 光传输系统主要由光发射机、光接收机、光分路器和光纤电缆及其它器件组成。 一光纤传输光信号的基理 光传输是在发送方和接收方之间以光信号形态进行传输的技术。光传输电视信号的工作过程是在光发射机、光纤和光接收机三者之间进行的; 在中心机房的光发射机把输入的RF 电视信号变换成光信号，它由电/光变换器(Electric-Optical Transducer，E/O)完成，变换成的光信号由光纤传输导向接收设备(光接收机)接收，光接收机把从光纤中获取的光信号变换还原成电信号。因此光传输信号的基理就是电/光和光/电变换的全过程，也称为光链路。 目前光传输方式采用光强度调制。如采用激光器的光发器件发出相位一致的所谓相干光，因此采取了使发光强度整体发

生变化的调制方式，它利用了输出光功率对应于电/光变换器输入信号电流的变化而线性变化的特性。 在光/电变换器(Optical-Electric Transducer，O/E)中，输出正比于输入光信号强度的电流，光/电变换器的输出电流波形因而与电/光变换器输入电流波形相似，达到了信号传输的目的。 那么，光纤又是如何导向光信号的呢？目前有线电视系统使用的光纤是圆柱体的光纤，它由光纤圆柱体和包层组成，是石英玻璃材料。包层起着把光严密地封闭在光纤内的作用，保护纤芯，增强光纤本身的强度。而纤芯的作用是传输光信号。纤芯和包层虽然都是石英玻璃材料生产而成，但在生产时对两者的掺杂成份有区别，因而导致了所产生的折射率大小不同(纤芯为1.463~ 1.467，包层为1.45~1.46)，当然也与所采用的材料不同有关。当激光器发射的光源进入纤芯后，光入射到包层界面时，只要入射角大于临界角，就会在纤芯内产生全反射，光不会漏射到包层中，这样聚入到纤芯内的光信号就会不间断地传播下去，直到导向光接收机为止。这个过程就是光信号在光纤中传输的基理。 二光传输中产生的失真 光在光纤中传输时，也会产生一些失真，产生失真的原因有以下几点:

光发原理

光发射机原理与故障分析 模拟光发射机按光波长分为两大类：1310nm 光发和1550nm 光发。由于1310nm 光发是把射频电视信号直接加在激光二极管上进行光强度调制的，称为内调制光发：1550nm 波长光发是把射频电信号加在外调制器上进行光强度调制，所以称为外调制光发。两种光发射机除调制方式不同外，在电路结构和工作原理上基本相同，以光发射模块为核心，配上外围电路，构成了光发射机。下面就以直调式光发射机为例，对电路的基本原理作一个简单的介绍。 一、基本原理 从前端输入的RF 电视信号经过两级放大、一级电调衰减器和自动增益控制、一级预失真补偿电路对激光器的偏流进行控制。从末级放大器输出端还分出一部分信号，经过峰值检波、直流放大去控制由PIN 二极管组成的电调衰减器和自动增益控制(AGC) ，AGC 电路受微处理器控制，其功能是保持每个频道的RF 信号输入电平为一个固定电平。以达到最佳工作效果。RF 激励电平检测信号(-20 dB) 用于对通道的高频监测。为了减少光发射机输出的非线性失真，这里让RF 电视信号在进入激光器之前，先经过一个宽带驱动和预失真补偿电路。使其预先形成一个失真，来抵消激光器的失真．从而提高CTB CSO 值。经过这样一系列的处理以后，将射频信号加入激光器激励口，来控制半导体激光器的偏流，进而控制激光器的输出光强度，一般采用DFB 激光器作为光源。 二、常见故障分析及检修 下面笔者就近几年调试和维修光发射机过程中遇到的问题和解决的方法作一个简单的介绍。 1 ．TV 口输出后电视画面质量不佳．包括画面噪波点大或有斜纹横纹等。 在修理过程中经常遇到这种情况。首先要准确判断故障产生的部位，先将光发射机测试口的RF 信号引入TV 口中，如果电视画面出现上述所说的现象，可以大致判断放大模块有问题，但还不可以做最后的定论，进一步的做法是：将射频放大电路与光发射机其他电路隔离开来，将放大信号经适当的衰减处理后引入电视，这时如果电视画面依然没有大的改观，那么就可以判断是放大模块出了问题，当然还有个前提条件，那就是放大模块+24V 供电必须正常。

基于Pspice光发射机驱动电路的仿真分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/8719017642.html, 基于Pspice光发射机驱动电路的仿真分析 作者：张玲丽 来源：《数字通信》2013年第06期 摘要：根据发光二极管（LED）和双异质结激光器（DHLD）的Pspice等效子电路程序，将它们做成新的元件嵌入Pspice A/D 8.0电路仿真平台中。利用该平台对各种光发射机的光驱动回路进行模拟，证明用光电子器件的等效电路模型来模拟光电集成回路的可行性和便利性。 关键词： 发光二极管；双异质结激光器；模拟仿真 中图分类号：TM133文献标识码：A文章编号：10053824（2013）06003703 0引言 如今，光纤通信已成为大容量通信的必然选择。光纤通信系统（由光发射机、光纤线路和光接收机组成）将成为未来国家信息基础设施的支柱。过去由于没有光电集成回路（OEIC）计算机辅助设计技术[1]，无法对存在大量光电集成回路的光发射机和光接收机进行有效的电 路级模拟，所以光纤通信领域的研究主要集中在对光纤线路的研究上，对光发射机的研究则相对较少。但是，随着半导体物理学和集成光电子学的发展，人们提出了能精确描述光电子器件行为的电路模型。相信综合运用光电子器件的电路模型和电路模拟软件（例如Pspice）将极有利于光发射机的研制。 参考文献： [1]TUCKER R S. Highspeed modulation of semiconductor laser[J].Journal of Lightwave Technology，1985，Lt3（6）：11801192. [2]陈维友.光电子器件模型与OEIC模拟[M].北京：国防工业出版社，2001. [3]高燕梅.SPICE/PSPICE编程技术[M].北京：电子工业出版社，2002. [4]徐超.LED驱动电路研究[D].武汉：武汉工业学院，2012. [5]刘玺.白光大功率LED驱动电路设计[D].石家庄：河北科技大学，2012. [6]张玲丽.双异质结激光器的Pspice温度修正模型[J].数字通信，2012（1）：7779. 作者简介：

OptiSystem仿真案例20120522

OptiSystem 仿真软件模型案例

目录 1光发送机（Optical Transmitters）设计 1.1光发送机简介 1.2光发送机设计模型案例：铌酸锂（LiNbO3）型Mach-Zehnder调制器的啁啾（Chirp） 分析 2光接收机（Optical Receivers）设计 2.1光接收机简介 2.2光接收机设计模型案例：PIN光电二极管的噪声分析 3光纤（Optical Fiber）系统设计 3.1光纤简介 3.2光纤设计模型案例：自相位调制（SPM）导致脉冲展宽分析 4光放大器（Optical Amplifiers）设计 4.1光放大器简介 4.2光放大器设计模型案例：EDFA的增益优化 5光波分复用系统（WDM Systems）设计 5.1光波分复用系统简介 5.2光波分复用系统使用OptiSystem设计模型案例：阵列波导光栅波分复用器（AWG ） 的设计分析 6光波系统（Lightwave Systems）设计 6.1 光波系统简介 6.2 光波系统使用OptiSystem设计模型案例：40G单模光纤的单信道传输系统设计 7色散补偿（Dispersion Compensation）设计 8.1 色散简介 8.2 色散补偿模型设计案例：使用理想色散补偿元件的色散补偿分析 8孤子和孤子系统（Soliton Systems） 9.1 孤子和孤子系统简介 9.2 孤子系统模型设计案例： 9结语

1 光发送机（Optical Transmitters ）设计 1.1 光发送机简介 一个基本的光通讯系统主要由三个部分构成，如下图1.1所示： 作为一个完整的光通讯系统，光发送机是它的一个重要组成部分，它的作用是将电信号转变为光信号，并有效地把光信号送入传输光纤。光发送机的核心是光源及其驱动电路。现在广泛应用的有两种半导体光源：发光二级管（LED ）和激光二级管（LD ）。其中LED 输出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低；而LD 是相干光输出，频谱窄，入纤功率大、调制速率高。前者适宜于短距离低速系统，后者适宜于长距离高速系统。 一般光发送机由以下三个部分组成： 1) 光源（Optical Source ）：一般为LED 和LD 。 2) 脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator ）：提供数字量或模拟量的电信号。 3) 光调制器（Optical Modulator ）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。以 光源和调制器的关系来看，可划分为光源的内调制和光源的外调制。采用外调制器，让调制信息加到光源的直流输出上，可获得更好的调制特性、更好的调制速率。目前常采用的外调制方法为晶体的电光、声光及磁光效应。 图1.2为一个基本的外调制激光发射机结构：在该结构中，光源为频率193.1Thz 的激光二极管，同时我们使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator 模拟所需的数字信号序列，经过一个NRZ 脉冲发生器（None-Return-to-Zero Generator 转换为所需要的电脉冲信号，该信号通过 图1.1 光通讯系统的基本构成 1）光发送机 2） 传输信道 3）光接收机 图2 外调制激光发射机