直接调制光发射机
光发射机的组成和功能解析
2.光发射机各部分功能
分开讲解各部分的功能，根据信号码的流向循序渐进。
小结：
课堂总结
教学章节
光发射机的
内容
1.光发射机的组成
2.光发射机各部分功能
教学
目标
1．掌握光发射机的组成
2．了解光发射机各部分功能
重点
难点
1、光发射机的组成
教学
方法
讲授、讨论、总结
教学
过程
讲授：
1.光发射机的组成
一个数字光发射机的组成如图所示，来自电端机的信号经过均衡放大、解码、扰码、编码经调制后电光转换成光信号输入光纤中。解码、扰码和编码都需要时间参考，因此加入时钟。系统组成还包括控制部分自动温度控制和自动增益控制。
光纤通信
第一章 概述1 用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出? 1966年由英籍华人高锟提出。
2 光纤通信有哪些优点?频带宽、传输容量大；损耗小、中继距离长；重量轻、体积小； 抗电磁干扰性能好；泄漏小、保密性好；节约金属材料，有利于资源合理使用。
3 光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。
点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成，如下图所示：光放大器光纤信息光发射机的作用是把电信号转变为光信号注入光纤传输，它通常由复用器、调制器和光源组成。
复用器的作用是把多路信息信号复用为时分复用（TDM ）信号或频分复用（FDM ）信号。
调制器的作用是用复用信号直接调制（IM ）激光器（LD ）的光强，或通过外调制器调制 LD 的相位。
光源是把电信号转换为光信号，以便在光纤中传输。
光接收机的作用是把经光纤传输后的微弱光信号转变为电信号，对其放大并解调出原基带信号。
光中继器的作用是对经光纤传输衰减后的信号进行放大。
光中继器有光-电-光中继器和全光中继器。
如需对业务进行分出和插入，可使用光-电-光中继器；如只要求对光信号进行放大，则可以使用光放大器。
光纤是光信号传输的介质。
4 简述通信网络的分层结构。
P125 简述通信网络的发展过程。
P8第二章 光纤和光缆1 用光线光学方法简述多模光纤导光原理。
当入射角超过临界角时，没有透射光，只有反射光，这就是多模光纤波导传输光的原理。
2 作为信息传输波导，实用光纤有哪两种基本类型？多模光纤和单模光纤3 什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？如果光纤只支持一个传导模式，则称该光纤为单模光纤。
相反，支持多个传导模式的光纤称为多模光纤。
4 光纤传输电磁波的条件有哪2个？光纤传输电磁波的条件除满足光线在纤芯和包层界面上的全反射条件外，还需满足传输过程中的相干加强条件。
5 造成光纤传输损耗的主要因素有哪些？哪些可以改善的？最小损耗在什么波长范围内？引起光纤衰减的原因是光纤对光能量的吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。
源与光纤的耦合
6.5 光接收机噪声分析
1 数字光纤通信系统的信号变换特点 在数字光纤通信系统中，传输的是由
“0”和“1”组成的二进制光脉冲信号， 这是一种单极性码，即光功率在“接 通”(“1”码)和“断开”(“0”码)两个电平 上变动。
按照“1”码时码元周期T的大小，分 为 归 零 码 (RZ 码 ) 与 非 归 零 码 (NRZ 码 ) 两 种。
(1) 光电检测器 一般采用PIN光电二极管或APD雪崩光电二极管，
它们性能的优劣直接影响整个光接收机的性能 (2) 光电检测器输出的光电流是十分微弱的，需要
多级放大器进行放大，多级放大器的前级为前 置放大器。
一台性能优良的光接收机，应具有无失真地检 测和恢复微弱信号的能力，这首先要求其前端 应有低噪声，高灵敏度和足够的带宽。
包括以下方面： (1)光源特性 (2)调制特性 (3)输出特性
2 光发射机的组成
目前使用的光发射机大多数是直接调制 的光发射机，它的原理如图6-3-1所示。
3 输入电路
输入电路由图6-3-3所示电路组成
6.4光接收机
1 光接收机的组成
光接收机的作用是把接收来的光信号转 变为原来的电信号，它的性能的优劣直 接影响整个光纤通信系统的性能。
6.2 光调制
要实现光纤通信，首先要解决的问题是 如何将电信号加载到光源的发射光束上， 即需要进行光调制。
根据调制与光源的关系，光调制可分为： 直接调制和间接调制。
1 光源的直接调制
直接调制就是将调制信号直接作用在光源上， 把要传送的信息转变为电源信号注入到LD或 LED，获得相应的光信号。这种方法调制的是 光源的发光强度调制(IM)。
6.1光源与光纤的耦合
从光源发射出来的光功率尽可能多地 送入光纤中传输，这就是光源与光纤的
第4章光纤通信系统介绍
1．光发射机
(3) 光发射机的组成方框图和各部分功能 ⑥ 调制(驱动) • 经过扰码后的数字信号通过调制电路对光源进 行调制，让光源发出的光信号强度跟随信号码 流的变化，形成相应的光脉冲送入光纤。
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1．光发射机
(3) 光发射机的组成方框图和各部分功能 ⑦ 自动功率控制 • 由于老化等因素的影响，使得光发射机的光源 在使用一段时间之后，出现输出光功率降低的 • 为了保持光源输出功率的稳定，在光发射机中 常使用自动功率控制(APC)电路。
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2．光接收机
• 图4-10 时钟恢复电路方框图
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2．光接收机
• 图4-11 时钟恢复电路波形图
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2．光接收机
• 图4-12 NRZ码的功率谱密度分布图
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2．光接收机
• 图4-13 RZ码功率谱密度分布图
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2．光接收机
• 图4-14 一种非线性处理电路
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2．光接收机
• 图4-15 非线性处理电路中的波形图
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2．光接收机
• 图4-8 单个脉冲均衡前后波形的比较
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2．光接收机
⑤ 判决器和时钟恢复电路 • 判决器由判决电路和码形成电路构成。 • 判决器和时钟恢复电路合起来构成脉冲再生电 路。 • 脉冲再生电路的作用是将均衡器输出的信号恢 复成理想的数字信号
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2．光接收机
• 图4-9 信号再生示意图
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（1）衰减对中继距离的影响
• 一个中继段上的传输衰减包括两部分，其一是 光纤本身的固有衰减，再者就是光纤的连接损 耗和微弯带来的附加损耗。 • 构成光纤损耗的原因很复杂，归结起来主要包 括两大类：吸收损耗和散射损耗。 • 引起光纤损耗的因素还有光纤弯曲和微弯产生 的损耗以及纤芯与包层中的损耗等等。
光电子 复习)
光电子复习资料一、填空题1、光纤通信是以光纤为传输媒质，以光波为载波的通信方式。
2、17dBm等于 50 mw。
3、光纤通信中最常用的光电检测器是 PIN光敏二极管和 APD雪崩二极管。
4、STM-1中用于段开销的数据为 4.608Mbit/s。
5、EDFA的泵浦结构方式有：同向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构。
6、在光纤中折射率高的中心部分称为纤芯，折射率稍低的外层称为包层。
7、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
8、表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径，用NA来表示。
9、光在光纤中传输是利用光的全反射原理。
10、对光信号实现分路、和路、插入和分配的无源器件叫光耦合器。
11、数字光接收机的主要性能指标是灵敏度和动态范围。
12、STM-1整个帧结构分成段开销、管理单元指针、信息净负荷三个区域。
13、在SDH帧结构中，段开销又可以分为再生段开销和复用段开销两种。
14、在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧1－9N列第四行的区域中。
15、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
16、半导体激光器工作时温度会升高，这时会导致阈值电流增高，输出光功率会减小。
17、光源的作用是将电能变换为光能。
18、14dBm等于 25 mw。
19、光纤的色散分为波导色散、材料色散和模式色散。
20、写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n之间的关系：n=c/v 。
21、光由折射率为n1的光密媒质向折射率为n2的光疏媒质传播时(n1> n2)，全反射临界角的正弦为sinθIC = n2/n1。
22、光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85μm、 1.31 μm和 1.550 μm。
23、在光纤通信中，中继距离受光纤损耗和色散的制约。
24、色散的常用单位是Ps/(nm*km)， G.652光纤的中文名称是常规单模光纤，它的0色散点在1.31微米附近。
1550外调光发说明书
WT15501550nm调幅激光发送机目录1、产品概要 (2)2、产品结构框图 (3)3、主要技术指标 (5)4、操作说明 (6)5、网络管理的应用 (9)6、光连接注意事项 (10)7、其他注意事项 (10)8、产品保修范围 (11)1、产品概述1.1产品概述WT1550外调制光发射机产品属于新型的高性能1550nm 外调制CATV 光发射机。
发射机为1U 高度，可方便的安装在19"机架上。
发射机为1550波长双路7dBm或9dBm光输出，输出信号光谱线窄，在远距离传输时，更显优势。
主要器件采用JDUS含热电致冷器的DFB低噪声、窄线宽、连续波激光器和国际品牌美国原装进口JDUS高线性外调制器。
由于关键部件采用了国际品牌及我公司系统优化控制技术、SMNP网络控制技术，使整机的技术性能指标完全达到同类进口设备的标准，为有线电视及电话通信，提供优质的图象、数字或压缩数字信号长距离传输。
1.2 产品特点1.2.1）高品质：独创的系统优化控制技术、RF预失真技术在保证性能优异CNR的情况下系统获得最大的CTB、CSO和SBS指标。
1.2.2）灵活性：外调器的相位调制技术在保证系统CSO性能优异的情况下，最大限度地提高了入纤光功率，以获取长距离传输，且SBS阈值13、16、19现场可调，可适用不同的网络传输。
1.2.3）可靠性：采用19″1U标准机架，内置高性能的双开关电源，可在85∽265Vac市网电压中热备份工作，MS级全自动切换；机箱散热可自动温度控制。
1.2.4）直观性：外调制器与激光器是整机最贵重的器件，机器内设微处理器对外调制器和激光器的工作状态进行监控，工作参数由面板LCD窗口显示。
1.2.5）网管型：选件式状态监控应答器保证满足国标并与SCTE HMS标准兼容，可实现网管监控功能。
2、产品结构框图2.1 电原理框图2.2 发射机前面板、后面板图MAC衰减调节3、主要技术指标4、操作说明4.0) 开机显示：插上电源插头接通AC220V 电源，面板LCD 显示“SYS_INITIALIZATTING Wait ……”， 系统初始化结束后，面板LCD 显示如图（1）“0”页面所示。
光电子 复习)
光电子复习资料一、填空题1、光纤通信是以光纤为传输媒质，以光波为载波的通信方式。
2、17dBm等于 50 mw。
3、光纤通信中最常用的光电检测器是 PIN光敏二极管和 APD雪崩二极管。
4、STM-1中用于段开销的数据为 4.608 Mbit/s。
5、EDFA的泵浦结构方式有：同向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构。
6、在光纤中折射率高的中心部分称为纤芯，折射率稍低的外层称为包层。
7、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
8、表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径，用NA来表示。
9、光在光纤中传输是利用光的全反射原理。
10、对光信号实现分路、和路、插入和分配的无源器件叫光耦合器。
11、数字光接收机的主要性能指标是灵敏度和动态范围。
12、STM-1整个帧结构分成段开销、管理单元指针、信息净负荷三个区域。
13、在SDH帧结构中，段开销又可以分为再生段开销和复用段开销两种。
14、在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧1－9N列第四行的区域中。
15、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
16、半导体激光器工作时温度会升高，这时会导致阈值电流增高，输出光功率会减小。
17、光源的作用是将电能变换为光能。
18、14dBm等于 25 mw。
19、光纤的色散分为波导色散、材料色散和模式色散。
20、写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n之间的关系：n=c/v 。
21、光由折射率为n1的光密媒质向折射率为n2的光疏媒质传播时(n1> n2)，全反射临界角的正弦为sinθIC = n2/n1。
22、光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85μm、 1.31 μm和 1.550 μm。
23、在光纤通信中，中继距离受光纤损耗和色散的制约。
24、色散的常用单位是 Ps/(nm*km) ， G.652光纤的中文名称是常规单模光纤，它的0色散点在1.31微米附近。
《光纤通信基础》习题及答案
光栅技术
第二章部分
2.1、光纤的结构由哪几部分组成？各有什么作用？ 答：光纤（Optical Fiber）是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的 折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射 面和光隔离，并起一定的机械保护作用。 2.2、简述光纤的类型包括哪几种以及各自特点？ 解：实用光纤主要有三种基本类型： 1）、突变型多模光纤（Step Index Fiber, SIF）， 纤芯折射率为 n1 保持不变，到包层突然 变为 n2。这种光纤一般纤芯直径 2a=50~80 μm，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播， 特点是信号畸变大。 2）、渐变型多模光纤（Graded Index Fiber, GIF）， 在纤芯中心折射率最大为 n1，沿径向 r 向外围逐渐变小，直到包层变为 n2。这种光纤一般纤芯直径 2a 为 50μm，光线以正弦形 状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小。 3）、单模光纤（Single Mode Fiber, SMF），折射率分布和突变型光 纤相似，纤芯直径只有 8~10 μm，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。因为这种光 纤只能传输一个模式（两个偏振态简并），所以称为单模光纤，其信号畸变很小。 2.3、色散的产生以及危害？ 答：由于光纤中所传信号的不同频率成分， 或信号能量的各种模式成分，在传输过程中， 因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真，脉冲展宽的物理现象称为色散；光纤色散 的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。 2.4、光缆的结构分类？ 答：(1) 层绞式结构：层绞式光缆的结构类似于传统的电缆结构方式，故又称为古典式光缆。 (2) 骨架式结构：架式光缆中的光纤置放于塑料骨架的槽中，槽的横截面可以是 V 形、U 形 或其他合理的形状，槽的纵向呈螺旋形或正弦形，一个空槽可放置 5~10 根一次涂覆光纤。 (3) 束管式结构：束管式结构的光缆近年来得到了较快的发展。它相当于把松套管扩大为整 个纤芯，成为一个管腔，将光纤集中松放在其中。 (4) 带状式结构：带状式结构的光缆首先将一次涂覆的光纤放入塑料带内做成光纤带，然后 将几层光纤带叠放在一起构成光缆芯。 2.5、光缆的种类？ 答：根据光缆的传输性能、距离和用途，光缆可以分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用
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Greatway Technology, connecting the world
GWT3500 直接调制光发射机
GWT3500 直接调制光发射机
GWT3500 直接调制 1550nm 激光发射机是构建有线电视 HFC 网络的重要设 备， 主要用于电视图像信号、 数字电视信号、 电话语音信号和数据 （或压缩数据） 等射频信号在 20Km 光纤距离内的传输。GWT3500 采用了优秀高性能 DFB 激 光器，射频功率数码自动处理技术和先进的射频预失真电路， 并内置完善的微电 脑自动监控系统，确保了整 机优异的性 能指标。 除传输模 拟射频信号 外， GWT3500 还特别适合于将 IPQAM 信号通过光纤插入到现有的 HFC 网络。
注： 在规定的链路损耗条件下， 550MHz 频率范围内配置 59 个 PAL-D 模拟电视频道信号， 在 复合射频信号输入 GWT3500 光发射机, 经 10Km 光纤和可调光衰减器后输入到标准光接收 机, 输入光功率为-1dBm 时，测量 C/N、CSO 和 CTB 值。
订货指南(Ordering Information) GWT3500-10-CD 有线电视信号 1550nm 10mW 直接调制光发射机 CD: FA_FC/APC 光纤连接器 SA_SC/APC 光纤连接器
原理框图(Function Diagram)
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第1页
Greatway Technology, connecting the world
GWT3500 直接调制光发射机
技术规格(Specifications)
项 目 单 位 mW dB nm 技 术 10 11 1550±20 或指定的 ITU-T 波长 DFB 激光器 直接光强度调制 FC/APC 或 SC/APC MHz dBμV dB Ω dB dB dB dB dB dB V W ℃ ℃ % mm Kg 47~862（1000） 75~85 ±0.75 75 ≥16（47~862）MHz ≥65 ≥59 ≥51 0~15 0~15 ~AC 90V~250V （50 Hz） 30 0~45 -20~65 最大 95%无冷凝 483（宽）╳ 381（深）╳ 44（高） 5 参 数 输出光功率 光链路损耗 光波长 激光器类型 光调制方式 光连接器类型 频率范围 射频输入电平 带内平坦度 射频输入阻抗 输入反射损耗 载波组合三阶差拍比 （C/CTB） 载波组合二阶差拍比 （C/CSO） 载噪比（C/N） AGC 控制范围 MGC 控制范围 电源电压 整机功耗 工作温度 储存温度 相对湿度 外形尺寸 重量
特点(Features) n 19 英寸 1U 标准机架 n 美国 Ortel-Emcore 高线性 DFB 激光器，可采用指定的 ITU-T 波长 n 射频预失真处理技术 n 砷化镓低噪声放大技术 n 内置微电脑自动监控激光器的各种工作状态 n 前面板 VFD 显示设备的各项工作状态参数和故障信息 n 配有 RS485/RS232 和 RJ45 以太网 LAN 网管接口