光发射机原理
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:
(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。 在光纤传输系统中产生的失真主要是CSO失真，而CTB失真的程度远比CSO失真小，为了确保系统的传输质量，使系统载噪比和失真性能处于合理的范围之 内，采取的措施一般利用CNR指标来平衡CSO、CTB指标。如果增加或者减小CNR值1dB，那么CSO就会恶化或者改善1dB，CTB指标就会恶化或 者改善2dB。
三 光发射机的工作原理
光发射机中最重要的光器件就是半导体激光器，实际上它是一只激光二极管(Laser
Diode，LD)，当然也有不使用激光二极管，而是使用半导体发光二级管(Light Emitting Diode，LED)的。
1310nm光发射机一般采用直接调制方式(残留边带—幅度调制，VSB-AM方式)，它的功能是把电信号转换成光信号，它通过外部电路改变注入激光器的 电源来实现。它设置的偏置电路能为激光器提供最佳偏置工作电源，偏置电流不同，激光器就会有不同的功率输出，为确保稳定的输出光功率，应设计光功率和激光 器温度的自动控制电路，如采用微电脑达到自动控制光发射机的最佳工作状态。
激光器正在广泛地用作光振荡器(即发光器件)，它是依靠本身所成的激光器媒质材料的能量状态与光的相互作用工作。
为使激光器工作，必须有一定大小的电流，这一电流的大小与光强度之间有一定关系，当增加电流时，光的强度急剧增加，这一点说明激光器已开始工作，这个使激 光器开始工作的电流叫门限电流，它越小越好，因为这已经能使激光器开始工作，如再继续增加门限电流，就会形成输出的饱和区，饱和区的电流达到一定值后，就 会使传输信号的质量下降甚至损坏激光二极管，对于光纤传输所需功率来讲，在线性区域有数兆瓦的输出功率满足远距离传输信号和信息的要求。光的传输质量除光 强的量以外，还与光谱和噪声等问题有一定关系。
多波长的光谱对高质量的模拟信号的传输是不太适合的，即使以单模方式来工作，它的发光谱线也有宽度，宽度越窄，光波变得越纯，越会成为时间相干，即相干性好的光波。相干性好的光波不需用透镜和其它器件将它会聚成小的光点，也越适合光纤的入射。
四 光接收机的工作原理
光接收机的主要部件是光检测器，也就是高灵敏度的光电二极管(PIN)，光电二极管利用半导体的光电效应完成对光信号的检测工作，使光信号还原成RF电视信号，然后对RF信号进行放大，以及AGC电平控制等处理后输出合格的RF信号供网络分配。
光接收机的主要技术是C/N、C/CTB、C/CSO。这三大技术指标又都是由光电转换模块的性能所确定，在相同光功率输入的情况下，转换输出的RF电平 就有大小之分，当光电模块转换效率高时，它的输出电平高，所带来的C/N值指标也好，反之，C/N值指标变差。而C/CSO、C/CTB两项技术指标由光 电模块的线性度而定，高质量的光电模块在C/CSO、C/CTB指标相同的情况下，允许更宽的接收功率范围。
五 光器件的发展前景
随着宽带网的光纤传输技术不断更新，多功能业务的不断完善，对光器件和光纤的传输特性的要求越来越高，光纤取代铜线的时代终究要来临，随着信息时代脚步声的来临，光传输技术的发展前景非常广阔。
来源：《世界宽带网络》 易维善先生
光发射机的选择与使用
光发射机是光缆传输系统的核心设备。它的作用是将输入光发射机的射频有线电视电信号进
行光调制，实现电、光转换（E/O），并向光缆系统发送连续、稳定、可靠的光信号。现市场上销售的光发射机种类：按其调制方式不同，分为直接调制光发射机 和外调制光发射机两种。直接调制光发射机多用于1310nm光纤系统，外调制光发射机多用于1550nm光纤系统。无论是直接调制还是外调制的光发射机， 其核心部件是激光器组成。
一、直接调制激光发射机
1、组成
直接调制光发射机的组成，除核 心部件DFB激光器组件外，还有电源、激光器偏置电路、激光器慢起动电路、过载保护电路和驱动保护电路、功率控制和致冷控制电、光检测电路、失真补偿电 路、光检测器（PIN）芯片（用于光功率检测和自动功率控制），用于双向自动温度控制（ATC）的半导体致冷器和热敏电阻等。
2、工作过程
光 发射机的输入信号是电视射频（RF）信号。在前端，多路RF信号经多路混合器混合成一路信号后，送入光发射机输入端，经过前置放大器放大后，进行电控衰 减，并还进行预失真补偿和自动功率电平控制，再去驱动激光器芯片进行电/光调制，将电信号转变成光调制信号。输出端加一个光隔器，可大大减少由光缆传过来 龙去脉光反射波对激光器的影响。光信号通过光活动接头送入光缆，通过光缆把光信号传送至各光点。
可看出，激光器的发射功率和非线性失真依赖于偏置电流（IO），故光发射机设置激光器的偏置电路和预失真补偿电路，来保证非线性指标和发射输出的稳定。
激 光器的温度升高，将使门限值增大，饱和输出光强下降，P-I特必曲线的直线段范围减小（即2自动态范围减小）为了保证光发射机始终正常工作，必须保证激光 器在恒温（一般是25℃）条件下工作。光发射机器的用于双向自动温度控制（ATC）的半导体制冷器和热敏电阻是保证激光器工和在25℃恒温条件下。
光发射机中有微处理器，其芯片中存储有激光器的最佳工作状态数据，对激光器可进行慢启动并可以自动断开射频电视驱动电流，以保护激光器。光发射机前面板上的各种开关都是通过微处理器控制的。
温 度的变化和器件的老化都会引起激光器阀值电流和光电转换效率的变化，若想精确控制激光器的光输出功率，应从两个方面着手解决：一是控制激光器的偏流，使其 自动跟踪阀值电流的变化，保证激光器总是工作在最佳偏置状态；二是控制激光调制电流的幅度，使其自动跟随电、光转换效率变化而变化。自动功率控制完成以上 两项任务，以保证激光器输出精确光功率。
二、外调制光发射机
外调制光发射机由外调制器、激光器、激光控制电路、调制控制电路、微处理器、预失真电路、光检测器、RF信号衰减器、放大器、电源等组成。
三、直接调制和外调制两种光发射机的比较
直接调制型发射机多用于DFB激光器，DFB激光器线性好，可以不用预失真电路的补偿而获得较好的CTB值和CSO值，但由于直接调制存在附加的频率调制，非线性失真指标（特别是CSO值）很难做到很高。
DFB发射机性能稳定，结构简章，价格低廉，所以被普遍选用。
直接调制型光发射机的功率一般不可太大，在18nw以内，因此，限制了传输距离，一般用于本地分配网和乡镇级光缆传输网。该类型光发射机多用于1310nm光纤网中，1310nm光纤衰减是0.35db/km，故最大传输距离不超过35公里。
外 调制光发射机：输出功率大，可达2×20mw以上（两路输出），噪声小，又无类似LD的附加频率调制和光纤色散特性复合产生的cso失真。因此，常用于远 距离传输或大型有线系统中。外调制光发射机一般用YAG激光器，YAG激光器采用外调制后，线性很差，必须使用预失真电路来补偿。由于它色散较少，故 YAG光发射机很适合1550nm波长光纤，多用于1550nm光纤网中。YAG光发在1550nm光纤网中，可用用放大中继，1550nm光纤衰减又小 （0.25db/km），所以，YAG光发射机可用超远距离传输。外调制光发射机用在1310nm光纤网中，传输距离可达50公里，也比直接调制型光发射 机传输距离迅。但外调制型光发射机价格高，近距离传输的光纤网很少选用外调制光发射的。
光纤通信
光纤通信技术的应用与发展趋势
卢仲男 13934323
什么叫光纤通信?光通信是利用光波作为载体来传递信息的通信。早在公元两千多年以前，我们的祖先就在都城和边境堆起一些高高的土丘，遇到敌人入侵，就在这些土丘上燃起烟火传递受到入侵的信息，各地诸侯看见烟火就立刻领兵来救援，这种土丘叫烽火台，是一种古老的光通信设备。
我国于20世纪70年代初就开始了光纤通信的基础研究，随着技术的进步，市场需求的增长，现代社会对通信的依赖越来越大，网络的生存性显得至关重要，通信发展和运行环境的变化对光纤通信提出了更高的要求。新技术不断涌现，大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。
一、光纤通信技术原理及传输系统
1、光纤通信的原理
在发送端首先将欲传送的信息（如声音、图像和数据等）变为电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，转换成光信号，并通过光纤传输到信宿；在接收端，检测器收到光信号后把光信号进行光／电转换，经解调后恢复原信息。
可见，光纤通信与电缆通信相比，主要有两点不同，其一传输信号使用光信号而非电信号；其二传输介质选用光纤而非电缆。
2、基本光纤传输系统
1、光发射机
光发射机的功能是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器和调制器组成，光源是光发射机的核心。目前广泛使用的光源有半导体发光二极管(LED) 和半导体激光二极管(也称激光器)（LD)，以及谱线宽度很小的动态单纵模分布反馈(DFB) 激光器和固体激光器。光发射机把电信号转换为光信号的电/光转换是通过电信号对光的调制实现的。
2、直接调制和间接调制
直接调制是用电信号直接调制激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号频率变化。这种方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。
led灯通电发光的原理
LED灯通电发光的原理
1. 介绍
LED（LightEmittingDiode）即发光二极管，是一种能够发光的固态半导体器件。它具有高效、节能、寿命长等优点，在各个领域得到广泛应用。本文将介绍LED灯通电发光的原理，包括LED的结构、工作原理和光发射机制。
2. LED的结构
LED由P型半导体和N型半导体组成，它们之间有一个PN结。在这个PN结附近有一个发光区域，这是LED发光的核心部件。发光区有一个能带差，当电子和空穴在发光区域相遇时，发生能量的转换，从而产生可见光。
3. LED的工作原理
当LED两端接入适当的电压时，P型半导体与N型半导体之间的PN结处会发生电子和空穴的复合。这个过程中，电子从N型半导体跃迁到P型半导体，同时释放出能量。这些能量以光的形式发射出来，产生可见光。
4. 光发射机制
LED发光的机制可以理解为载流子的复合过程。当电子和空穴在PN结处复合时，能带差会导致能量的释放，从而产生光子。这些光子经过P型半导体、PN结和N型半导体的折射和反射，最终从LED的外部发射出来。
5. 光的颜色
LED的发光颜色取决于使用的半导体材料以及控制电流的方式。不同的半导体材料和不同的元素掺杂会产生不同的能带结构，从而产生不同颜色的光。通过控制材料和电流，可以实现红、绿、蓝等不同颜色的LED。
6. 光的亮度和色温 LED的亮度取决于电流的大小，通过调节电流可以控制LED的发光亮度。LED的色温是指光线的颜色质量，常用的单位是开尔文（K）。较低的色温（约2700K）对应暖白光，而较高的色温（约6500K）对应冷白光。
7. 优点和应用
LED具有高光效、低功耗、长寿命等优点，因此被广泛应用于照明、显示、车辆灯光、背光源等领域。LED照明具有节能环保、色彩饱和度高等特点，成为替代传统照明的重要选择。
8. 总结
LED灯通电发光的原理是通过电子和空穴在PN结处的复合过程，产生可见光。LED的结构、工作原理和光发射机制决定了光的颜色、亮度和色温。LED具有许多优点，并被广泛应用于各个领域。
光发射机消光比测试实验报告
光发射机消光比测试实验报告
一、实验目的
1、了解数字光发射机的消光比的指标要求。
2、掌握数字光发射机的消光比的测试方法。
二、实验器材
主控&信号源模块
2号 数字终端&时分多址模块
25号 光收发模块
23号 光功率计模块
三、实验原理
消光比定义为：
式中P00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。P11是光发射机输入全“1”时输出的平均光功率。从激光器的注入电流（I）和输出功率（P）的关系，即P-I特性可以清楚地看出消光比的物理概念，如下图所示。
由图可知，当输入信号为“0”时，光源的输出光功率为P00,它将由直流偏置电流Ib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。所以从接收机角度考虑，希望消光比越小越好。但是，应该指出，当Ib减小时，光源的输出功率将降低，光源的谱线宽度增加，同时，还会对光源的其它特性产生不良影响，因此，必须全面考虑Ib的影响，一般取Ib=(0.7～0.9)Ith(Ith为激光器的阈值电流)。在此范围内，能比较好地处理消光比与其它指标之间的矛盾。考虑各种因素的影响，一般要求发送机的消光比不超过0.1。在光源为LED的条件下，一般不考虑消光比，因为它不加直流偏置电流Ib，电信号直接加到LED上，无输入信号时的输出功率为零。因此，只有以LD作光源的光发射机才要求测试消光比。
四、实验步骤
1、登录e-Labsim仿真系统，创建实验文件，选择实验所需模块和示波器。
2、按如下说明进行连线及设置：
（1）将2号模块TH7(DoutD)连至25号光收发模块的TH2(数字输入)。
（2）连接25号光收发模块的光发输出端和光收接入端，并将光收发模块的功能选择开关S1打到“光功率计”。
（3）将25号模块P4(光探测器输出)连至23号模块P1（光探测器输入）。
（4）将开关J1拨为“10”，即无APC控制状态。开关S3拨为“数字”，即数字光发。
光发射机的原理及其CATV系统中的应用
有线电视技术 设备器件
林维忠 福建省福清市广播电视台
摘要：本文首先介绍了光发射机的原理，接着介绍了Ｃ ｒ、，系统中的光发射机可完成的功能和主要电路组成，最后 介绍了光发射机的安装测试以及注意事项。 关键词：光发射机光纤激光器Ｃ ｒ、，
１ 光发射机的原理
光发射机是数字光纤系统中的三大组成部分（光
发射机、光纤光缆和光接收机）之一，其功能是将电脉 冲信号变换成光脉冲信号，并以数字光纤通信系统传
输性能所要求的光脉冲信号波形从光源器件组件的
尾纤发射出去。 在数字光纤通信系统中，光源发出的光可以看作
是光频载波，通过调制，使其载荷信息，一般采用直接 强度调制的方式。光发射机原理方框图见图１，主要 由整形或码型变换电路、光源驱动电路和发射光源组
成。图１中的其它部分电路，如光检测放大、比较放 大、功控与保护及温度控制电路，是为了实现光发射
机的各项技术指标，结合光源器件的应用特性而采取
的补偿措施。该方框图适合采用激光器（ＬＤ）作光源
的光发射机。对于采用发光二极管（ＬＥＤ）作光源的光 发射机，其中有些电路可以省去。
光发射机依靠光源器件——激光器（ＬＤ）或发光 二极管（ＬＥＤ）将电脉冲信号变换成光脉冲信号，因此
通过类似方法可在短时间内使系统恢复到备份时的 状态（包括系统配置，用户信息，应用软件），免去了重
装系统的烦恼，降低了系统停止服务时间和费用。
系统的可用性指标可以用两个参数进行简单的 描述，一个是平均无故障工作时间（ＭＴＢＦ），另一个是
平均修复时间（ＭＴＢＲ）：
系统可用性＝ＭＴＢＦ／（ＭＴＢＦ＋ＭＴＢＲ） 也就是说，如果系统的可用性达到９９．９％，则每
年的停止服务时间将达８．８小时，而当系统的可用性
达到９９．９９％时，年停止服务时间是５３分钟，当可用 性达到９９．９９９％时，每年的停止服务时间只有５分
钟。对于网络时代的企业，任何服务停止带来的损失
无疑是巨大的。证券、银行、邮电等重要企业应采用具 有完备的故障自修复能力的系统，关键部件应采用冗
CATV光发射机的工作原理与使用维护
《中国有线电视）２００６（０１）
ＣＨＩＮＡ ＤＩＧＩＴＡＬ ＣＡＢＩ Ｅ ＴＶ ⑥ －技术交流・
中图分类号：ＴＮ９４３．６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７—７０２２（２００６）０１—００２３—０３
ＣＡＴＶ光发射机的
工作原理与使用维护
口龙华江（松桃文化广播电视局，贵州松桃５５４１００）
摘要：简要介绍光发射机的组成、工作原理、技术指标，以及如何合理选择、使用和维护光发射机。
关键词：光发射机；技术指标；使用维护
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ＣＡＴＶ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ
口ＬＯＮＧ Ｈｕａ－ｊｉａｎｇ
（Ｓｏｎｇｔａｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ，Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｓｏｎ￣ａｏ ５５４１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａ—
ｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｋｎｏｗ—ｈｏｗ ｏｎ ｐｒｏｐｅｒｌｙ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｃｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ
ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ．Ｓｏ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＨＦＣ ＣＡＴＶ
ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｅｎｓｕｒｅｄ ａｔ ｈｉｇｈ—ｌｅｖｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ
在ＨＦＣ网中，光发射机是系统的核心设备之一，它
光发射机的组成
光发射机的组成
光发射机是一种能够将电信号转换为光信号并发射出去的设备。它由多个组件组成，包括激光器、调制器、光纤连接器和驱动电路等。下面将详细介绍光发射机的组成。
首先是激光器。激光器是光发射机的核心部件，用来产生一束高强度、高单色性的激光光束。在光发射机中，常用的激光器有半导体激光器和气体激光器。半导体激光器由半导体材料制成，工作原理是通过注入电流使半导体材料发生受激辐射，从而产生激光光束。气体激光器则是利用充满气体的管子来产生激光。
接下来是调制器。调制器是用来调制激光信号的光学器件，可以将电信号转换为光信号。常见的调制器有电吸收调制器和电视调制器。电吸收调制器是通过改变材料的吸收特性来实现光信号的调制，而电视调制器则是通过改变材料的折射率来实现光信号的调制。
光纤连接器是将光发射机与光纤连接起来的设备，用来传输光信号。光纤连接器通常包括一个连接插头和一个连接座，通过插头和座的配对来实现光纤和光发射机之间的连接。光纤连接器的设计和制造对光信号的传输质量有很大影响。
最后是驱动电路。驱动电路是用来控制光发射机的工作状态和参数的电路。它包括电源、电流源和温度控制器等组件。驱动电路可以根据需要提供适当的电流和电压，以确保光发射机的正常工作。
总结一下，光发射机的组成包括激光器、调制器、光纤连接器和驱动电路等多个部件。激光器用来产生高强度的激光光束，调制器用来将电信号转换为光信号，光纤连接器用来连接光纤和光发射机，驱动电路用来控制光发射机的工作状态和参数。这些组件的协同工作使得光发射机能够将电信号转换为光信号并发射出去，实现高速、远距离的光通信。
贝尔COTM光发射机原理、使用与维修
《 ２００６（１２）ＣＨ ＮＡ Ｄ Ｇ Ｌ ＣＡＢＬＥ ＴＶ⑥ Ｉ Ｉ ＩＴＡ 兰ｒ，／ ・维护与维修・
贝尔ＣＯＴＭ光发射机
原理 使用与维修
口杨明志，曾凤丽，焦军丽，褚翠萍 （金乡县广播电视局，山东金乡２７２２００）
１光发射机的内部电路及原理 贝尔ＣＯＴＭ光发射机的内部电路如图１ 所示。ＲＦ信号从输入端进入射频信号处理 电路，经前置放大后加到电调衰减器、响应均 衡器，进入ＡＧＣ取样电路。当频道数变化或 输入的射频信号电平变化时，ＡＧＣ控制电路 会自动调节电调衰减器的衰减量，保证ＲＦ 信号处理电路输出到激光器的总的ＲＦ信号 功率基本恒定，从而保证激光器在任何时候 都处于正常工作状态，获得优异的Ｃ／Ｎ、 ＣＴＢ、ＣＳＯ等指标。ＡＧＣ取样电路的主输出 经可开关的优质功率倍增型后置放大器放大 前置放大 Ｒ ＩＮ检测口Ｉ 后置放大
．『二 童兰 坐Ｉ告 旨示｝．＿———— 一
后，加到激光器预失真电路板上，当开机或射频信号过 激励时，后置放大器关断无射频激励信号输出，保护激 光器不致因意外情况而损坏。预失真电路按照激光器 的非线性特性，产生一系列二阶和三阶失真产物，其幅 度和激光器产生的失真产物相等，而相位正好相反，因 而预失真电路产生的失真和激光器产生的失真刚好互 相抵消，在发送机的输出获得基本无失真的已调制光 输出信号。自动光功率控制电路ＡＰＣ可以自动调节 激光器的光功率输出。自动温度控制电路ＡＴＣ可以 将激光二极管恒温在２５℃，从而可以保证激光发射机 长期稳定工作。 ２光发射机面板标识说明 Ｐｏｗｅｒ ｏｎ：电源开指示。 ＡＰＣ 激光器 激励电平 检测口 光信号输出
图１ 贝尔ＣＯＴＭ光发射机原理简图 Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｎｏｍａｌ：激光器工作指示灯，绿灯点 亮表示有正常的光功率输出。 Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｏｗｅｒ Ａｌａｒｍ：激光器告警指示灯，红灯点 亮表示光功率输出异常。 Ｌａｓｅｒ Ｔｅｍｐ Ｎｏｍａｌ：激光器温度正常指示（绿色）。 Ｌａｓｅｒ Ｔｅｍｐ Ａｌａｒｍ：激光器温度告警指示（红色）。 ＲＦ Ｐｏｗｅｒ Ｎｏｍａｌ：ＲＦ激励功率正常指示（绿色）。 ＲＦ Ｐｏｗｅｒ Ａｌａｒｍ：ＲＦ过激励指示（红色）。 ３安装与使用要求 此激光器发射机采用标准的１９英寸２Ｕ机架安 装结构，自然冷却方式，每台发射机上下方留１Ｕ空间 以利散热。为了改善设备的工作条件，提高设备的可 靠ｌ生，延长使用寿命，建议安装在空调间内，并恒温在
光发射机的工作原理
光发射机的工作原理
光发射机是一种电光转换器，它能将电信号转换成光信号进行传输。光发射机的光源通常使用半导体激光器，工作原理是利用电子和空穴在半导体材料中再获得光子激发，发射出单色、单波长、高亮度、高相干性的激光光束，进而将电信号转换为光信号。
具体来说，光发射机将电信号转换成光信号的过程可以从以下两个方面来描述：
一、激光器的工作原理
半导体激光器是光发射机的核心部件之一。它是一种半导体器件，其内部通过激发电子跃迁的方式生成激光。在激光器的内部，存在两种不同类型的半导体材料，即n型半导体和p型半导体。当这两种半导体材料连接在一起时，会形成一个pn结，通过加上电压，可以在pn结的表面区域形成一个高浓度的电荷载流子区域，称为激活层。当激活层中的电子受到足够能量的激发时，就会发生电子跃迁，从而释放出一个光子。通过这样的过程，激光器内部就能够产生一束高强度、高亮度、单色、单波长的激光。
二、电光转换的过程
在光发射机内部，电光转换的过程是通过将电信号输入到激光器中来实现的。当电信号通过外部输入，激光器内部就会对其进行加工处理，转换成相应的光信号。具体来说，当电信号传入激光器中时，它会通过激活层中的电子跃迁，将电信号转换成相应的激光信号。这样，电信号就被成功转换成了光信号，可以进行传输。
总的来说，光发射机是一种将电信号转换成光信号的装置。它通过使用半导体激光器，将电子和空穴在半导体材料中再获得光子激发，发射出高亮度、高相干性的激光光束，进而将电信号转换为光信号，使之能够在光纤等介质中进行快速、高效的传输。
1310nm波长光发射机的原理与维护
《中国有线电视＞＞２００７（２２） ＣＨＩＮＡ ＤＩＧ１ＴＡＬ ＣＡＢＬＥ ＴＶ ③ ・维护与维修・
１ ３ １ Ｏ ｎ ｍ波长
光发射机的原理与维护
口杜文生，孑Ｊｊ＼世龙（安图县广播电视管理局，吉林安图１３３６００）
１概述 １ ３１０ ｎｉｎ波长的光发射机，一般都采用直接强度调 制技术，其核心部件是ＤＦＢ激光器组件，此外还有电 源、激光器偏置电路、激光器慢启动电路、失真补偿及驱 动电路、功率控制及致冷控制电路、过载保护及过驱动 保护电路、光检测电路等。在直接调制光发射机中，射 频信号经过ＲＦ放大、电控衰减和预失真补偿后，直接驱 动激光器，使得光输出强度随着射频信号强度的变化而 变化。为保证激光器能稳定工作，ＡＴＣ是必需的，一般 把激光器管芯的温度控制在２５℃。激光器的发光功率 和非线性失真依赖于偏置电流，因此偏流控制与预失真 补偿是光发射机中的关键部件。光发射机的载噪比和 非线性失真指标取决于光调制度，因此光调制度的自动 控制也是优良的光发射机所必需的。 在直接强度调制过程中，随着射频信号强度的变 化，光频率（或波长）也变化，这是附加的频率调制，是 不需要的调频效应，这些附加频率的光在光纤中传输 时会引起色散，是光传输系统非线性失真的原因之一， 因此直接调制光发射机的二次失真产物特别是组合二 阶失真（ｃｓｏ）较多，Ｃ／ＣＳＯ较低，大约６Ｏ ｄＢ左右。直 接调制光发射机输出的光功率也比较小，大多在２Ｏ ｍＷ以下。但由于这种光发射机结构简单、成本较低， 在短距离光传输系统中得到了广泛的应用，在现今的 有线网络中，１ ３１０ ｎｍ光发射机系统占有超过５０％的 市场份额。 ２ １ ３１０ ｎｍ光发射机的原理 经济型光发射机占有近５０％的市场份额，这种光 发射机一个最鲜明的特征就是在保证整机基本指标的 前提下，采用低档的元器件和简单的控制技术，成本相 对较低，价格也便宜。其常见结构如下： （１）ＲＦ驱动电路。本部分电路包括电平检测、增 益控制、功率放大、预失真电路。功率放大一般采用单 模块功率倍增放大，因增益较低，一般都要求高电平输 入；也有些产品采用双模块放大，前面一级为推挽放 大，末级为功率倍增模块，放大增益较高，因而需要较 低的电平输入。电平检测一般都采用一２Ｏ ｄＢ检测 口，因检测口的取值位置不同，标称值会有差异，应仔 细阅读产品说明书。增益控制部分一般都采用简单的 可调衰减器，通过检测口的读数指示，调整可调衰减器 即可实现ＲＦ驱动的增益控制；实际上有些产品的ＲＦ 检测口平坦度及衰减值并不理想，这时参照检测口就 失去了基准，最好是外加可调衰减器，光发射机需要多 少电平输入就调节到多少，然后直接输入光发射机即 可。预失真电路是光发射机中的关键电路，早期的光
直接调制光发射机原理与故障分析
系统设计与设备 有线电视技术
王少刚 浙江传媒学院电子信息系
摘要：本文以ＤＦＢ直接调制光发射机为原型，对光发射机的电路原理与常见故障进行了分析和探讨。并提出了解
决方案。 关键词：直接调制 光发射机ＤＦＢ激光器 光功率
１ 直接调制多路调幅光发射机
１．１ 基本原理 直接调制光发射机是利用高频电视信号来控制
半导体激光器的偏置电流，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。ＤＦＢ直接调制
光发射机的电路原理方框图如图１所示。
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（ＰＩＮ）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（一２０ｄＢ），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，使其预先产生一个
与激光器产生的相位相反的失真信号，在调制后正好
用时的流畅性。 （３）ｖｏｉｄ ＧｅｔＦｉｌｅｐｏｉｎｔｅｒ（ＢＹＴＥ ｆｉｌｅｎａｍｅ， ｉｎｔ ＤｉｓｐｌａｙＨａｎｄｌｅ）。Ｂｒｏｗｓｅｒ模块通过ＧｅｔＦｉｌｅｐｏｉｎｔｅｒ这个 函数来获取一个文件的数据的头指针。
４ 结 语
本文研究了基于对象轮（Ｏｂｊｅｃｔ Ｃａｒｏｕｓｅ１）传输协 议的数据广播终端业务的实现方法，重点介绍了用户
接收终端实现数据接收、分析和显示三个模块的构 建，以及每个模块间的通信方式。通过实际测试表明，
该系统能够正常、稳定地接收并显示来自网络前端系
统传输的数据广播信息。 数据广播的自然延续就是交互业务，因而它是广
播电视增值业务的基础。它派生出来的实际应用很 多，如无回传的股票信息发送、电视附加信息查看、公 共信息浏览、大量回传的视频会议、交互游戏、数据交