模拟光纤通信系统
光纤通信实验报告
光纤通信实验报告-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII光纤通信实验报告课程名称光纤通信实验实验一光源的P-I特性、光发射机消光比测试一、实验目的1、了解半导体激光器LD的P-I特性、光发射机消光比。
2、掌握光源P-I特性曲线、光发射机消光比的测试方法。
二、实验器材1、主控&信号源模块、2号、25号模块各一块2、23号模块（光功率计）一块3、FC/PC型光纤跳线、连接线若干4、万用表一个三、实验原理数字光发射机的指标包括：半导体光源的P -I 特性曲线测试、消光比（EXT ）测试和平均光功率的测试。
1、半导体光源的P-I 特性I(mA)LD 半导体激光器P-I 曲线示意图半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即启动介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。
半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如上图所示，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I th 表示。
在门限电流以下，激光器工作于自发辐射，输出（荧光）光功率很小，通常小于100pW ；在门限电流以上，激光器工作于受激辐射，输出激光功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。
激光器的电流与电压的关系类似于正向二极管的特性。
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。
P -I 特性是选择半导体激光器的重要依据。
在选择时，应选阈值电流I th 尽可能小，没有扭折点， P-I 曲线的斜率适当的半导体激光器：I th 小，对应P 值就小，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大；没有扭折点，不易产生光信号失真；斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。
光纤通信原理复习大纲.docx
光纤通信原理复习大纲第一章1.什么叫光纤通信？光纤通信的发展大致分为哪几个阶段？以光为载波，光纤为传输媒介的通信叫光纤通信。
发展分为5个阶段：第一代：从基础研究到商业应用的开发时期（1966~1979）；第二代:提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期（上世纪80年代早期）；第三代:进一步提高传输速率和增加传输距离的时期（上世纪80年代后期初90年代初）；第四代：以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期（上世纪90年代之后）；第五代：以光孤子脉冲为通信载体，以光时分复用技术（OTDM）和波分复用技术（WDM）联合复用为通信手段，以超大容量、超高速率为特征。
2.光纤通信的优缺点是什么？优点：（1）通信容量大：（2）损耗低、中继距离长；（3）抗干扰能力强；（4）传输误码率极低；（5）保密性强；（6）体积小、重量轻；缺点：（1）有些器件比较昂贵；（2）光纤的机械强度差；（3）不能传输电力；（4）光纤断裂后修复比较困难，需要专用工具；3.光纤通信系统有哪些部分组成？简述各部分的作用。
山发射机、接收机、光纤线路组成；发射机又分为光发射机和电发射机；光发射机的作用是：将输入电信号转化为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度的注入到光纤线路。
电发射机的作用是：将信息源输出的基带电信号变换为适合在信道中传输的电信号。
接收机也分为光接收机和电接收机。
光接收机的作用：把光纤线路输出的产生畸变和衰减的微弱光信号还原为电信号；电接收机的作用：放大和完成与电发射机相反的的变换，包括码型反变换和多路分接；光纤线路：把来自于光发射机的光信号，已经可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
第一早1.光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？由于单模光纤不存在模间色散，带宽大，可用于长途传输；又因为光纤的几何尺寸大小与传输光波长在同一数量级，故光纤通信要向长波长和单模光纤发展。
2.子午光线是才旨始终在包含中心轴线的平面上传播的光线。
《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
光纤通信基础知识ppt课件
光检测器广泛应用于光纤通信、光传 感、激光雷达等领域，特别是在高速、 长距离的光纤通信系统中，光检测器 的作用尤为关键。
光放大器
光放大器是光纤通信系统中的关键器件之一，主要分 为掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器（RA）
两类。
输入 标题
作用
光放大器的作用是对光信号进行放大，补偿光纤传输 过程中的光信号损耗，提高光纤通信系统的传输距离 和稳定性。
光检测器
分类
光检测器是光纤通信系统中的另一重 要器件，主要分为光电二极管（PIN） 和雪崩光电二极管（APD）两类。
性能参数
光检测器的性能参数包括响应度、带 宽、噪声等，这些参数直接影响着光 纤通信系统的接收灵敏度和动态范围。
作用
光检测器的作用是将光信号转换为电 信号，从而实现光信号的接收和检测。
模拟光纤通信系统的应用
03
在音频广播、视频传输等领域得到广泛应用。
光纤通信系统设计
01
光纤通信系统设计的基本原则
确保系统的传输性能、稳定性、可靠性和经济性。
02
光纤通信系统设计的主要内容
包括光源、光检测器、光纤、中继器和放大器等器件的选择和配置。
03
光纤通信系统设计的优化
通过采用先进的调制技术、编码技术等手段，提高系统的传输性能和容
性能参数
光源的性能参数包括波长、光谱宽度、输出功率、阈值电 流等，这些参数对光纤通信系统的性能和稳定性有着重要 影响。
作用
光源的作用是将电能转换为光能，为光纤通信系统提供光 信号。
应用场景
光源广泛应用于光纤通信、光传感、光谱分析等领域，特 别是在长距离、大容量的光纤通信系统中，光源的作用尤 为重要。
光纤通信发展历程
对数字光纤通信系统仿真软件的探讨
劳 汉 继
（ 润建通信股份有限公司 广 西 南宁市 ５ ３ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 本文 首先 从光 纤通信 系统的概 念入手 ， 然后 ， 对数字光 纤通信 系统进行 了简单地 介绍 ， 接着介 绍了数 字光 纤通信 系统 仿 真方法 和应用方面 的一些知 识， 最后 ， 对 系统仿真技 术及软件 的应用在通信系 统中的作用进行 了详 细的说明 。 关键词 ： 光纤通信 ； 系统仿真 ； 通信系统 ； 数字技术 ； 模拟信 号
２ ． ４ 提 高操 作 人 员 的 综 合 素质
通 信 工 作 的开 展 对 人 们 的 素 质 和 能 力 要 求 都 比较 高 ， 因此 ， 企 业 首 针对 线缆熔接过程 中产生的线路断面不 均匀 的 问题 ， 我们可 以通 过 同时， 采取 相关的措施， 使得相关人员的素质和 技 术性的措施来解决 。比如通 过加强对线路 断面 问题 的控制， 规范线路 先 需要严格地选拔人才 ， 这对提 高工作的质量有着非常重要的影 断面操作，保证线路断面 的均 匀和整齐等手段尽量 使熔 接面均匀平滑 。 能力满足通信工作 开展 的需求， 响。员工们除了平 时要加 强学 习的力度 ， 企业还应该对他们进行培训 ， 经 说起 来其实是很容易 的， 但 实际操作起来却是相 当困难的。①要保证切 相信员工们对 知识 理论的掌握会更加 的清晰 ， 对 实际 割 刀的清洁， 以免尘埃在熔接面尘埃滞留 。 ②准备工作要做好 ， 施工所 需 过一段时间 以后 ， 从而提 高实际工作的效率。 的设备要 齐全， 这主要包括 发电机 、 切 刀、 作业台等。③ 同步骤一相似 ， 要 问题 的解决 能力也会有所提高， 保证所有参与施工的设备清洁， 要知道熔接点的损耗是非常大的 。 ３ 结 语 ２ ． １ ． ２ 保 证 缆 线 接 续 质 量 现 代 的通 信 传 输 技 术还 存 在着 很 多 问 题 ， 如 何 提 高 通 信 传 输 的 质 量 导致通信缆线接续质 量问题的主要原 因是， 通信 缆线尺寸和模场 直 成 为通 信 传 输 的 当 务 之 急 。 为 了 保 证 通 信 传 输 的 质 量 ， 企 业 一 方 面 要 保 径发生严 重偏差 ， 超 出了接 续适用范围 。而通信 缆线尺寸和模场直径 偏 证缆线 自身 的质量 ， 同时， 还要加强工作人 员的培训力度 。 相信随着相关 差 问题主要是受到熔接设备的影响。如果熔接设备运行状态和性 能部较 人 员的不 断努力 ， 通信传输的质 量一定大大地得到提高 。 差， 将 导致通 信缆线尺寸和模 场直径偏差不断扩大 ， 导致 通信信号衰耗 。 通 过改善熔 接机 的运 行状态和性 能， 可 以有 效缩小直径偏 差 ， 降低通信 参考文献 信 号损耗率 。 【 １ 】 吴 琴． 通信传输缆线的信号问题和应对措施． 中国新通信， ２ ０ １ ２（ １ ９ ） ． ２ ． ２ 有效 减少通信 线缆 弯曲现 象 【 ２ ］ 张 蕾． 浅析通信传 输中信号衰减 的原因及解 决对策． 中国石油和 化工 通信缆线弯 曲损耗与缆线线路 曲率 半径有着密切 的关 系。加强缆线 标准与质量 ， ２ ０ １ ２ （ Ｏ ８ ） ． 线 路弯曲率半径 ， 可 以有效 降低通信信号衰耗率 。但在 通信缆线线路施 ［ ３ 】 粱汉森． 浅谈通信光纤光缆线路测试技术． 河南科技 ， ２ ０ １ ０ （ Ｏ ８ ） ． 工中， 缆 线线路的 曲率半径容 易受到各种不确 定因素 的影 响 ， 导致 线缆 线路 曲率 半径小于额定数值 ， 通信信 号衰耗严重 。在通信传 输缆线的 固 收 稿 日期 ： ２ ０１ ３ — ９ — ２ 定和 安装 过程中， 要防止缆线发生弯 曲， 减少信号损 耗。 作者简介 ： 张小雄 （ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 男， 大专， 主 要从事移动通信维护工作。
基于Optisystem的单模光纤WDM系统性能仿真
基于Optisystem的单模光纤WDM系统性能仿真韩力;李莉;卢杰【摘要】Single-mode fiber wavelength division multiplexing ( WDM) communication system is simulated by Optisystem. On the sender,a four-way multiplex WDM signal is produced. Then,the WDM signal is transmitted through the single-mode optical fiber ( SMF) and optical amplifiers. On the receiver,photodiode is used to de-tect the signals. The spectrum are displayed at key nodes by Optical Spectrum Analyzer,and the eye diagram of recovered electrical signal are showed by BER Analyzer at the receiver end. Simulation results show that the designed single-mode optical fiber communication system owns well reliability,and Optisystem is ideal for opti-cal fiber communication systems experimental course.%利用Optisystem实现了单模光纤波分复用( WDM )通信系统. 在发送端,产生了四路复用的WDM信号,信道采用单模光纤及光放大器,接收端采用光电二极管. 利用光谱显示模块显示了关键节点的光谱,利用眼图模块显示了接收端恢复的电信号的眼图. 实验表明,建立的单模光纤通信系统具有良好的可靠性,Optisystem非常适合光纤通信系统课程实验.【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2015(028)005【总页数】5页(P97-101)【关键词】光通信系统;Optisystem;单模光纤;波分复用【作者】韩力;李莉;卢杰【作者单位】吉林大学,吉林长春 130012;吉林大学,吉林长春 130012;吉林大学,吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】TN29;TP391.9光纤通信系统课程是光通信工程专业的标志性课程。
光纤系统设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光纤通信系统的基本原理和组成。
2. 掌握光纤通信系统的设计方法和步骤。
3. 熟悉光纤通信系统中的关键设备和技术指标。
4. 培养实际操作能力和分析问题的能力。
二、实验原理光纤通信系统是一种利用光波在光纤中传输信息的通信系统。
其基本原理是：将信息信号转换为光信号，通过光纤传输，再在接收端将光信号转换回信息信号。
光纤通信系统主要由以下几部分组成：1. 光源：产生光信号，如激光器、LED等。
2. 光纤：传输光信号，具有低损耗、宽带宽等特点。
3. 光发射器：将电信号转换为光信号，如调制器。
4. 光接收器：将光信号转换为电信号，如解调器。
5. 光缆：连接各个设备，实现光信号的传输。
三、实验设备1. 光纤通信实验箱2. 光源3. 光纤4. 光发射器5. 光接收器6. 光功率计7. 光谱分析仪8. 计算机及仿真软件四、实验内容1. 光纤通信系统基本组成和原理的学习。
2. 光源的选择和特性测试。
3. 光纤的连接和测试。
4. 光发射器和解调器的连接和测试。
5. 光纤通信系统的性能测试和优化。
五、实验步骤1. 光源选择和特性测试：（1）根据实验要求选择合适的激光器或LED作为光源。
（2）使用光谱分析仪测试光源的波长、光谱宽度、光功率等特性。
2. 光纤的连接和测试：（1）将光纤连接到光源和光接收器上。
（2）使用光功率计测试光纤的损耗和连接处的损耗。
3. 光发射器和解调器的连接和测试：（1）将光发射器和解调器连接到光纤上。
（2）使用光功率计测试光发射器和解调器的输出光功率和接收光功率。
4. 光纤通信系统的性能测试和优化：（1）使用计算机及仿真软件模拟光纤通信系统的性能。
（2）根据测试结果分析系统的性能，找出问题并进行优化。
六、实验结果与分析1. 光源特性测试：激光器的波长为1550nm，光谱宽度为0.1nm，光功率为10mW。
2. 光纤连接测试：光纤连接损耗为0.1dB，连接处的损耗为0.05dB。
光纤通信 模拟试题
光纤通信模拟试题1一、选择题1. 目前光纤通信中所使用的光波的波长区域是( )A. 红外区B. 远红外区C. 紫外区D. 近红外区2. 表示光纤色散程度的物理量是( )A. 时延B. 频带带宽C. 时延差D. 相位差3. 在外来光子的激发下，低能级E1上的电子吸收了光子的能量hf(=E2-E1)而跃迁到高能级E2的过程称为( )A. 自发辐射B. 受激辐射C. 受激吸收D. 康普顿效应4. EDFA中，光滤波器的主要作用是( )A. 使泵浦光和信号光耦合B. 滤除光放大器的输出噪声C. 提高光放大增益D. 使信号再生5. 目前，掺铒光纤放大器的噪声系数可低达( )A. -3 dB～0 dBB. 0 dB～3 dBC.4 dB～5 dBD. 10 dB～15 dB6. STM-1的帧结构中，段开销区域的位置是在( )A. 1～9列，1～3行和5～9行B. 1～9列，1～9行C.1～3列和5～9列，1～9行D. 1～3列和5～9列，1～3行和5～9行7. 不属于PIN光电二极管特性参数的是( )A. 暗电流B. 消光比C. 响应度D. 响应时间二、填空题11. 利用光波作为载频的通信方式称为___________________。
12. 通常根据传播方向上有无电场分量或磁场分量，可将光(电磁波)的传播形态分成TE波，TEM波和___________________三类。
13. 薄膜波导由衬底、敷层和___________________三层介质构成。
14. 在薄膜波导中，导波的基模是___________________。
15. 按照射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有___________________和斜射线两类。
16. 渐变型光纤中，子午射线的自聚焦是指光纤中不同的射线具有___________________的现象。
17. 光纤是一种介质光波导,具有把光封闭在其中进行传播的导波结构。
它是由直径大约只有___________________的细玻璃丝构成。
通信仿真技术
通信仿真技术通信仿真技术是一种通过计算机模拟和分析通信系统的方法。
它可以帮助工程师在设计和优化通信系统时，预测和评估系统的性能。
本文将介绍通信仿真技术的基本原理、应用领域以及未来的发展方向。
通信仿真技术的基本原理是通过建立数学模型来描述通信系统的各个组成部分，包括信源、信道、调制解调器、编码解码器、调度算法等。
然后利用计算机对这些模型进行仿真运算，模拟真实通信环境中的信号传输、干扰和误码等情况。
通过仿真结果，可以评估系统的性能指标，如误码率、传输速率、延迟等，从而指导系统设计和优化。
通信仿真技术在通信系统设计和优化中起着非常重要的作用。
首先，它可以帮助工程师在系统设计阶段快速评估不同方案的性能差异，从而选择最优方案。
其次，通过仿真技术可以对系统进行故障分析和排查，提高系统的可靠性和稳定性。
此外，仿真技术还可以用于性能优化，如调整调度算法、改进信道编码等，以提高系统的整体性能。
通信仿真技术在无线通信、光纤通信、卫星通信等领域得到了广泛应用。
在无线通信领域，仿真技术可以用于评估无线网络的覆盖范围、容量和干扰情况，优化无线资源的分配和调度。
在光纤通信领域，仿真技术可以用于评估光纤通信系统的传输性能、信号失真和衰减情况，指导光纤网络的设计和规划。
在卫星通信领域，仿真技术可以用于评估卫星通信链路的传输性能、天线指向和频谱利用率，优化卫星通信系统的布局和参数配置。
随着通信技术的不断发展，通信系统的复杂性和规模也越来越大。
传统的分析方法已经无法满足对系统性能的准确评估和优化需求。
因此，通信仿真技术在未来的发展中有着广阔的应用前景。
一方面，随着计算机计算能力的不断提高，仿真模型的复杂度和精确度也将得到提升。
另一方面，随着人工智能和机器学习技术的发展，仿真模型可以更好地学习和适应真实通信环境中的变化和不确定性，提高仿真结果的准确性和可靠性。
通信仿真技术是一种重要的工具，可以帮助工程师在通信系统设计和优化中预测和评估系统的性能。
利用Optisystem软件设计仿真光通信部件与系统
图 2.3
泵浦功率与小信号增益，噪声系数之间的关系
2.3.2 EDFA 在系统中的应用 在光纤通信系统中，EDFA 有三种基本的应用方式，分别是功率放大器，前 置放大器和在线放大器，它们对放大性能有不同的要求，功率放大器要求输出功 率大，前置放大器对噪声性能要求高，而在线放大器须两者兼顾。 由于光放大器对信号的调制方式和传输速率等方面的透明性，EDFA 在模 拟，数字光纤通信系统以及光孤子系统中显示了广阔的应用前景。尤其是在长距 离数字通信系统中，波分复用技术与 EDFA 结合将大大提高系统容量和传输距 离，WDM+EDFA 已经成为当前光纤通信系统最重要的发展方向之一。 在级联 EDFA 的系统中，ASE 噪声将不断积累。由于级联方式不同，系统 的噪声性能略有不同。根据每级增益安排的不同，EDFA 可以有三种不同的级联 方式。第一种级联方式是所谓的“自愈”方式即对每级增益不做专门的控制，在 这种方式下，开始几级 EDFA 的增益较大，随着信号光功率的增加和 ASE 噪声 的积累，EDFA 增益饱和，最后每级 EDFA 输出功率趋于恒定，此时信号光功率 不断下降，而 ASE 噪声功率不断增加。第二种方式是保证 EDFA 输出功率恒定， 光功率的变化趋势与第一种级联方式的后半部分相同， 第三种级联方式是保持每 级 EDFA 的增益恰好抵消级间损耗。 这种情况下， 每级 EDFA 输出的信号光功率 恒定，但是，由于 ASE 噪声积累，总功率将不断上升。 在含有 EDFA 的系统中， 由于 EDFA 能提供足够的增益， 使信号的传输距离 大大延长，随着信号速率的不断提高，光纤色散和非线性效应对系统性能的影响 变得突出起来。 各种补偿方案也相继提出， 具体的色散补偿技术， 将在后面讨论。
4．光电综合设计课题 附录：课程设计报告样式
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. . 第六章 模拟光纤通信系统 （4学时） 一、教学目的及要求： 使学生熟悉模拟光纤通信系统的组成和结构特点，重点要求他们掌握模拟光纤通信的系统调制方式、模拟基带直接光强调制光纤传输系统和副载波复用光纤传输系统结构。 二、教学重点及难点： 本章重点： 调制方式、模拟基带直接光强调制光纤传输系统、副载波复用光纤传输系统。 本章难点：调制方式 三、教学手段： 板书与多媒体课件演示相结合 四、教学方法： 课堂讲解、提问 五、作业： 课外作业： 6-1 6-2 6-4 6-5 六、参考资料： 《光纤通信》刘增基 第六章。 《光纤通信》杨祥林 第八章 第九章 七、教学内容与教学设计： 教学内容 教学设计 备注 【导入】（2分钟） 回顾上节课的主要内容，借以引出这节课的主要内容。
导入 [提问]提问引出本章的教学内容。 2分钟 . . 【讲授新课】（96分钟） 第六章 模拟光纤通信系统 6.1调制方式 6.1.1模拟基带直接光强调制 模拟基带直接光强调制(DIM)是用承载信息的模拟基带信号，直接对发射机光源(LED或LD)进行光强调制，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。 6.1.2模拟间接光强调制 模拟间接光强调制方式是先用承载信息的模拟基带信号进行电的预调制，然后用这个预调制的电信号对光源进行光强调制(IM)。 预调制又有多种方式，主要有以下三种。 1. 频率调制(FM) 频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对正弦载波进行调频，产生等幅的频率受调的正弦信号，其频率随输入的模拟基带信号的瞬时值而变化。然后用这个正弦调频信号对光源进行光强调制， 形成FMIM光纤传输系统。 2. 脉冲频率调制(PFM) 脉冲频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对脉冲载波进行调频，产生等幅、等宽的频率受调的脉冲信号，其脉冲频率随输入的模拟基带信号的瞬时值而变化。然后用这个脉冲调频信号对光源进行光强调制，形成PFMIM光纤传输系统。 3. 方波频率调制(SWFM) 方波频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对方波进行调频，产生等幅、不等宽的方波脉
讲解 [板书] [板书] [板书] [多媒体课件] 96分钟 .
. 冲调频信号，其方波脉冲频率随输入的模拟基带信号的幅度而变化。然后用这个方波脉冲调频信号对光源进行光强调制，形成SWFMIM光纤传输系统。 采用模拟间接光强调制的目的是提高传输质量和增加传输距离。实现一根光纤传输多路电视有多种方法，目前现实的方法是先对电信号复用，再对光源进行光强调制。对电信号的复用可以是频分复用(FDM)，也可以是时分复用(TDM)。 6.1.3频分复用光强调制 频分复用光强调制方式是用每路模拟电视基带信号，分别对某个指定的射频(RF)电信号进行调幅(AM)或调频(FM)， 然后用组合器把多个预调RF信号组合成多路宽带信号，再用这种多路宽带信号对发射机光源进行光强调制。 把受模拟基带信号预调制的RF电载波称为副载波，这种复用方式也称为副载波复用(SCM)。SCM模拟电视光纤传输系统的优点： (1) 一个光载波可以传输多个副载波，各个副载波可以承载不同类型的业务 (2) SCM系统灵敏度较高，又无需复杂的定时技术 (3) 不仅可以满足目前社会对电视频道日益增多的要求，而且便于在光纤与同轴电缆混合的有线电视系统(HFC)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(DIM)光纤传输系统由光发射机(光源通常为发光二极管)、光纤线路和光接收机(光检测器)组成。 . . 模拟信号直接光强调制系统方框图 6.2.1特性参数 评价模拟信号直接光强调制系统的传输质量的最重要的特性参数是信噪比(SNR)和信号失真(信号畸变)。 1. 信噪比 系统的信噪比定义为接收信号功率和噪声功率(NP)的比值。 式中，〈i2s〉和〈i2n〉分别为均方信号电流和均方噪声电流， RL为光检测器负载电阻。信噪比一般用dB作单位。 和SNR关系密切的一个参数是接收灵敏度。和数字光纤通信系统相似，在模拟光纤通信系统中，我们把接收灵敏度Pr定义为：在限定信噪比条件下，光接收机所需的最小信号光功率Ps, min，并以dBm为单位。 假设系统除量子噪声外，没有其他噪声存在，在这种情况下，灵敏度由平均信号电流决定，这样确定的灵敏度称为(最高)极限灵敏度。 2. 信号失真 一般说，实现电/光转换的光源， 由于在大信号条件下工作，线性较差，所以发射机光源的输出功率特性是DIM系统产生非线性失真的主要原因。 . . 非线性失真一般可以用幅度失真参数——微分增益(DG)和相位失真参数——微分相位(DP)表示，其定义为
虽然LED的线性比LD好，但仍然不能满足高质量电视传输的要求。 模拟信号直接光强调制光纤传输系统的非线性补偿有许多方式，目前一般都采用预失真补偿方式。预失真补偿方式是在系统中加入预先设计的、与LED非线性特性相反的非线性失真电路。 这种补偿方式不仅能获得对LED的补偿，而且能同时对系统其他元件的非线性进行补偿。由于这种方式是对系统的非线性补偿，把预失真补偿电路置于光发射机，给实时精细调整带来一定困难，而把预失真补偿电路置于光接收机，则便于实时精细调整。 在模拟电视光纤传输系统中，最广泛使用的电路是微分相位四点补偿电路。这种电路的相位补偿是利用集电极和发射极输出的信号相位差180°的原理构成的全通相移网络来实现的。 .
. 微分相位补偿电路 6.2.2光端机 光端机包括光发射机和光接收机。 1. 光发射机 模拟基带直接光强调制光纤电视传输系统光发射机的功能是，把模拟电信号转换为光信号。对这种光发射机的基本要求是： (1) 发射(入纤)光功率要大，以利于增加传输距离。 (2) 非线性失真要小，以利于减小微分相位(DP)和微分增益(DG)，或增大调制指数m(mTV)。 (3) 调制指数m(mTV)要适当大。 (4) 光功率温度稳定性要好。 模拟基带DIM光纤电视传输系统光发射机方框图如图
光发射机方框图 2. 光接收机 . . 光接收机的功能是把光信号转换为电信号。 对光接收机的基本要求是： (1) 信噪比(SNR)要高； (2) 幅频特性要好； (3) 带宽要宽。
光接收机方框图 6.2.3系统性能 模拟基带直接光强调制光纤电视传输系统方框图如图6.9所示。在发射端，模拟基带电视信号和调频(FM)伴音信号分别输入LED驱动器，在接收端进行分离。改进DP和DG的预失真电路置于接收端。
模拟基带直接光强调值光前点时传输系统方框图 主要技术参数举例如下。 1. 系统参数 (1) 视频部分： 带宽0～6 MHz SNR≥50 dB(未加校) DG4% . . 发射光功率≥15 dBm(32 μW) 接收灵敏度≤30 dBm (2) 伴音部分： 带宽0.04～15 kHz 输入输出电平0 dBr SNR55 dB(加校) 畸变2% 伴音调频副载频8 MHz 2. 光纤损耗对传输距离的限制 模拟基带直接光强调制光纤电视传输系统的传输距离大多受光纤损耗的限制，根据发射光功率、接收灵敏度和光纤线路损耗可以计算传输距离L。 3. 系统对光纤带宽的要求 在短波长使用LED光源的情况下， 光纤线路总带宽应为 B=(B2m+B2c)1/2 在实际工程中是否采用短波长LED和多模SI光纤，要根据经济效益(系统成本和维修费用)来决定。
6.3 副载波复用光纤传输系统 模拟基带电视信号对射频的预调制，通常用残留边带调幅(VSBAM)和调频(FM)两种方式，各有不同的适用场合和优缺点。 副载波复用(SCM)模拟电视光纤传输系统方框图为： 讲解 [板书] [板书] [板书] 100 分钟 .
. 副载波复用模拟电视光纤传输系统方框图 6.3.1特性参数 对于副载波复用模拟电视光纤传输系统， 评价其传输质量的特性参数主要是载噪比(CNR)和信号失真。 1. 载噪比 载噪比CNR的定义是，把满负载、无调制的等幅载波置于传输系统，在规定的带宽内特定频道的载波功率(C)和噪声功率(NP)的比值，并以dB为单位，用公式表示为
式中, 〈i2c〉为均方载波电流，〈i2n〉为均方噪声电流。 每个信道的载噪比
由此可见，载噪比CNR随着调制指数m和平均接收光功率P0的增加而增加，随三项噪声的增加而减小。
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