第3章 光收发设备(电路及系统)
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光发送机与接收机教学课件
预算
成本是选择光发送机和接收机的 重要考虑因素，根据预算进行合
理选择。
光发送机与接收机的未来发展趋势
集成化
随着技术的发展，光发送机和接收机将趋向于集成化，实现更小 体积、更高性能的设备。
智能化
未来光发送机和接收机将更加智能化，具备自动调节、远程控制等 功能，提高设备的可维护性和使用效率。
绿色环保
随着环保意识的提高，光发送机和接收机将更加注重节能减排，降 低能耗和减少对环境的影响。
02
光发送机关键技术
调制技术
01
02
03
调制方式
调制技术是将信息信号加 载到光载波上，常用的调 制方式包括直接调制和外 部调制。
调制信号
调制信号可以是模拟信号 或数字信号，根据不同的 应用需求选择合适的调制 方式。
调制速率
调制速率决定了光发送机 的传输速率，高速调制技 术能够提高数据传输效率。
光源技术
自动增益控制（AGC）
用于自动调节放大器的增益，以保持输出信 号的稳定。
AGC的应用
在光接收机中，AGC用于补偿光信号的波动 和衰减，提高接收机的动态范围。
AGC原理
通过反馈控制，实时监测输出信号的强度， 根据需要调整放大器的增益。
AGC的性能参数
包括调节范围、调节速度和调节精度等，对 光接收机的性能有重要影响。
光发送机的组成与工作原理
组成
光发送机主要由调制器、光源和光功 率放大器等组成。
工作原理
调制器将电信号转换为光信号，光源 发出光波，光功率放大器将光信号放 大，最终通过光纤传输。
光发送机的分类与应用
分类
按照调制方式可分为直接调制和间接调制；按照光源类型可分为半导体激光器 和发光二极管。
2024年新沪科版8年级上册物理教学课件 第3章 光的世界 第1节 探究：光的反射定律(第1课时)
光在真空中的速度为：c=2.99792×108m/s约为3×108m/s
以光速飞行，1s内能绕地球7.5圈！
光在其他介质中的速度小于真空中的速度，其中空气中的光速接近真空中的光速，光在水中的光速约为 c，在玻璃中的光速约为 c。
太阳到地球之间的距离约为1.5×1011 m，你能算出太阳光到达地球需要多久吗？
B
5.在一张不透光的纸板上用针扎一个直径约1mm的小孔，让白炽灯泡发出的光穿过小孔射到白纸上，在白纸上可以看到一个清晰的____________（选填“圆形”或“灯丝状”）的光斑，这是______________现象。
灯丝状
小孔成像
4.下列四个词语所描述的光现象中，表示能自行发光的是（ ）A．金光闪闪 B．红光满面 C．火光冲天 D．波光粼粼
C
例
我们看到了古老的光
16光年
光的直线传播
光源
能够自行发光的物体
人造光源与自然光源
光的直线传播
真空中光速为3×108m/s条件：同种均匀介质来自光线：表示光的传播情况光速
应用：激光准直、影子、小孔成像、日食与月食等。
1.下列物体：①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电视屏幕、⑦无影灯、⑧萤火虫、⑨灯笼鱼、⑩交通路牌。上述物体中一定是光源的是 ，一定不是光源的是 ，可能是光源的是 ，属于人造光源的是 ，属于自然光源的是 。
光在真空可以传播吗?
光总是沿直线传播吗？
演示实验：
说一说你观察到的现象？
光在同种均匀介质中沿直线传播
用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，将这条带箭头的直线称为光线。
光线
画出奥特曼光波的光路
（光线是人们假想的物理模型，实际不存在，而光的传播是客观存在）
以光速飞行，1s内能绕地球7.5圈！
光在其他介质中的速度小于真空中的速度，其中空气中的光速接近真空中的光速，光在水中的光速约为 c，在玻璃中的光速约为 c。
太阳到地球之间的距离约为1.5×1011 m，你能算出太阳光到达地球需要多久吗？
B
5.在一张不透光的纸板上用针扎一个直径约1mm的小孔，让白炽灯泡发出的光穿过小孔射到白纸上，在白纸上可以看到一个清晰的____________（选填“圆形”或“灯丝状”）的光斑，这是______________现象。
灯丝状
小孔成像
4.下列四个词语所描述的光现象中，表示能自行发光的是（ ）A．金光闪闪 B．红光满面 C．火光冲天 D．波光粼粼
C
例
我们看到了古老的光
16光年
光的直线传播
光源
能够自行发光的物体
人造光源与自然光源
光的直线传播
真空中光速为3×108m/s条件：同种均匀介质来自光线：表示光的传播情况光速
应用：激光准直、影子、小孔成像、日食与月食等。
1.下列物体：①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电视屏幕、⑦无影灯、⑧萤火虫、⑨灯笼鱼、⑩交通路牌。上述物体中一定是光源的是 ，一定不是光源的是 ，可能是光源的是 ，属于人造光源的是 ，属于自然光源的是 。
光在真空可以传播吗?
光总是沿直线传播吗？
演示实验：
说一说你观察到的现象？
光在同种均匀介质中沿直线传播
用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，将这条带箭头的直线称为光线。
光线
画出奥特曼光波的光路
（光线是人们假想的物理模型，实际不存在，而光的传播是客观存在）
光纤通信期末考试资料-书本整理
★★第一章★★★光纤通信：是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
★光纤通信工作在什么区，其波长和频率：目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤。
它是工作在近红外区，波长为0.8～1.8μm，对应的频率为167～375THz。
★光纤通信的主要优点：1 通信容量大；2 中继距离远；3 抗电磁干扰能力强，无串话；4 光纤细，光缆轻；5 资源丰富，节约有色金属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。
因而经济效益非常显著。
★光纤通信系统：光发送设备、光接收设备、光传输设备。
1 光发送设备：主要有驱动器和光源，其作用试吧店端机输入的信号对光源进行调制，使光源产生出与电信号相对应的光信号进入光纤。
2 光接收设备：主要有光检测器和光放大器，3 光传输设备：短距离的是电缆，长距离时要加中继器。
4 中继器：由光检测器、电信号放大器、判决再生电路、驱动器和光源等组成。
作用是将光信号变成电信号。
★★第二章★★★光与物质的作用实质上就是光与原子的相互作用，这种相互作用有三种主要过程：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
自发辐射：该过程与外界作用无关，各个原子的辐射是自发地、独立地进行，彼此毫无关联。
（LED）受激辐射：在受激辐射中，通过一个光子的作用，可以得到两个特征完全相同的光子，如果这两个光子再引起其他原子产生受激辐射，就可以得到四个特征完全相同的光子，…，如此进行下去，将形成“雪崩”反应。
（LD）受激吸收：该过程对外来光有严格的频率选择性。
★形成粒子反转的条件：首先要有能实现粒子数反转分布的物质，也就是激光器的工作物质，它具有对光信号放大的能力；其次，要实现粒子数反转，还必须从外界输入能量，使工作物质中有尽可能多的粒子吸收能量后从低能级跃迁到高能级上去。
这一过程也称为激励。
当激励强度足够大时，便可在一堆激光能级之间实现粒子数反转。
★★第三章★★★通信光纤的纤芯通常是折射率为n1的高纯度SiO2，并有少量掺杂剂，以提高折射率。
《电视原理与现代电视系统》课件第3章
三片式CCD摄像机的分解力较高、价格昂贵，是一种高 性能的摄像机。单片式CCD摄像机用一片CCD面阵就可获得 R、G、B三基色信号，其结构更加简单，体积和价格都比较 合适，是目前新闻采集和家用的比较理想的摄像工具。
3. 光学系统 光学系统也是彩色摄像机的重要组成部分，它不仅对摄 像机的光谱响应特性有影响，而且也影响所摄取的景物及其 彩色。 彩色摄像机的光学系统主要由变焦距镜头、分色镜、中 性滤光片和色温滤光片组成(见图3-2)。 有变焦距镜头的摄像机，能在拍摄点不动的情况下，缓 慢或快速地连续改变摄取场面的大小。这有利于对电视节目 的艺术加工。变焦镜头的变焦比(最大焦距与最小焦距之比) 在演播室内一般在10左右，在室外还要更大，可达30左右。
广播电视系统的技术比较成熟，是被广泛使用的现代电 视系统。但它也有许多新发展。比如，现代的广播电视系统 往往包括卫星广播电视系统(BSTV)。
广播电视系统的组成方框图如图3-1所示。在发射端(电 视中心或电视台)，信号源(通常为摄像机)产生的视频信号， 经过图像加工器(包括放大、校正、处理等)送至导演控制室， 经过导演的控制再送至图像发射机。图像发射机用来对图像 信号进行放大、调制，上变频后经由双工器送到天线上。类 似地，伴音信号经伴音加工器(放大、加工和处理)送至伴音 发射机，经放大、调制和上变频，由双工器送到天线上。双 工器用来使高频图像信号与高频伴音信号共用一副天线发射 出去，而不互相影响。
① CCD的构成。CCD一个电极的基本构造如图3-3所示。 在P型(或N型)硅单晶衬底上采用氧化工艺在表面上形成一层 很薄的优质二氧化硅(SiO2)，再在其上蒸发一层间距很小的 金属电极，形成金属—氧化物—半导体结构。在电极上加适 当的正(或负)偏压，它所形成的电场穿过SiO2层排斥衬底里 的多数载流子，从而在电极下形成一个电荷耗尽区。这个耗
第3节教材光收发设备
3. 光学谐振腔
• 图3-8 光学谐振腔的结构
31
3. 光学谐振腔
• 图3-9 激光器示意图
32
3. 光学谐振腔
• 综合上述分析可知，要构成一个激光器，必须具备以下三个组成部分: 工作物 质、泵浦源和光学谐振腔。
• 工作物质在泵浦源的作用下发生粒子数反转分布，成为激活物质，从而有光的 放大作用。
22
3. 光和物质的相互作用
• 图3-6 原子的受激吸收
23
3. 光和物质的相互作用
（3）受激辐射 处于高能级E2的电子, 当受到外来光子的激发而跃
迁到低能级E1时, 放出一个能量为hf的光子。由于这个过 程是在外来光子的激发下产生的, 因此叫做受激辐射。 受激辐射的特点如下。 ① 外来光子的能量等于跃迁的能级之差。 ② 受激过程中发射出来的光子与外来光子不仅频率相同, 而且相位、偏振方向和传播方向都相同, 因此称它们 是 全同光子。 ③ 这个过程可以使光得到放大。
24
3. 光和物质的相互作用
• 图3-7原子的受激辐射
25
3.1.2 激光器的工作原理
• 激光器是指能够产生激光的自激振荡器。 • 要使得光产生振荡, 必须先使光得到放大,
而产生光放大的前提, 由前面的讨论可知, 是 物质中的受激辐射必须大于受激吸收。 • 受激辐射是产生激光的关键。
26
3.1.2 激光器的工作原理
“0”码平均发送光功率之比。可用下式表示
（3-1）
式中, P11为全“1”码时的平均光功率；P00为 全 “0”码时的平均光功率。一般要求EXT≥10dB 。
5
3.0.1 光发送机
（3）调制特性要好 所谓调制特性好, 是指光源的P−I曲线在使用范围内 线性特性好, 否则在调制后将产生非线性失真。 除此之外, 还要求电路尽量简单、成本低、稳定性 好、光源寿命长等。
光收发设备概述
• 图3-17 外加正偏压后P-N结的能带分布
51
2．半导体激光器的工作特性
（1 • 对于半导体激光器，当外加正向电流达到某一
值时，输出光功率将急剧增加，这时将产生激 光振荡，这个电流值称为阈值电流，用It表示。 （2 • 半导体激光器的光谱随着激励电流的变化而变 化。 •
52
2．半导体激光器的工作特性
• 将处于粒子数反转分布状态的物质称为增益物质或激 活物质。
28
2．激光器的基本组成
• 激光振荡器必须包括以下三个部分：
– 能够产生激光的工作物质， – 能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源， – 能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。
29
3．光学谐振腔
• ① 光学谐振腔的结构。 • 在增益物质两端，适当的位置，放置两个反射镜M1和
– 另一种是分布反馈型（DFB）激光器。
41
1．半导体激光器（LD）的结构 和工作原理
• F-P腔激光器从结构上可分为同质结半导体激光 器、单异质结半导体激光器和双异质结半导体 激光器。
42
1．半导体激光器（LD）的结构 和工作原理
• 图3-11 半导体激光器的结构示意图
43
1．半导体激光器（LD）的结构 和工作原理
1．半导体激光器（LD 2．半导体激光器的工作特性
40
1．半导体激光器（LD）的结构 和工作原理
• 用半导体材料作为激活物质的激光器，称为半 导体激光器。
• 在半导体激光器中，从光振荡的形式上来看， 主要有两种方式构成的激光器，
– 一种是用天然解理面形成的F-P腔（法布里-珀罗谐 振腔），这种激光器称为F-P腔激光器；
• 谐振腔内损耗的大小用平均衰减系数α表示为
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2．半导体激光器的工作特性
（1 • 对于半导体激光器，当外加正向电流达到某一
值时，输出光功率将急剧增加，这时将产生激 光振荡，这个电流值称为阈值电流，用It表示。 （2 • 半导体激光器的光谱随着激励电流的变化而变 化。 •
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2．半导体激光器的工作特性
• 将处于粒子数反转分布状态的物质称为增益物质或激 活物质。
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2．激光器的基本组成
• 激光振荡器必须包括以下三个部分：
– 能够产生激光的工作物质， – 能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源， – 能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。
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3．光学谐振腔
• ① 光学谐振腔的结构。 • 在增益物质两端，适当的位置，放置两个反射镜M1和
– 另一种是分布反馈型（DFB）激光器。
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1．半导体激光器（LD）的结构 和工作原理
• F-P腔激光器从结构上可分为同质结半导体激光 器、单异质结半导体激光器和双异质结半导体 激光器。
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1．半导体激光器（LD）的结构 和工作原理
• 图3-11 半导体激光器的结构示意图
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1．半导体激光器（LD）的结构 和工作原理
1．半导体激光器（LD 2．半导体激光器的工作特性
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1．半导体激光器（LD）的结构 和工作原理
• 用半导体材料作为激活物质的激光器，称为半 导体激光器。
• 在半导体激光器中，从光振荡的形式上来看， 主要有两种方式构成的激光器，
– 一种是用天然解理面形成的F-P腔（法布里-珀罗谐 振腔），这种激光器称为F-P腔激光器；
• 谐振腔内损耗的大小用平均衰减系数α表示为
光纤通信第四版课后答案张德民胡庆
光纤通信课后答案第一章基本理论1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么?答:当归一化频率V小于二阶模LP11归一化截止频率，即O<V<2.40483时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。
2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响?答:在光纤通信系统中，光纤损耗是限制无中继通信距离的重要因素之一，在很大程度上决定着传输系统的中继距离;光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。
3、光纤中有哪几种色散?解释其含义。
答: (1）模式色散:在多模光纤中存在许多传输模式，不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，而产生了模式色散。
(2）材料色散:由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数，从而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此引起的色散称为材料色散。
(3）波导色散:统一模式的相位常数随波长而变化，即群速度随波长而变化，由此引起的色散称为波导色散。
5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响?答:光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用，一方面可引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道之间的串话以及信号载波的移动等，另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。
6、单模光纤有哪几类?答:单模光纤分为四类:非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。
7、光缆由哪几部分组成?答:加强件、缆芯、外护层。
*、光纤优点:巨大带宽(200THz)、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。
*、光纤损耗:光纤对光波产生的衰减作用。
引起光纤损耗的因素:本征损耗、制造损耗、附加损耗。
*、光纤色散:由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，导致信号的畸变。
引起光纤色散的因素:光信号不是单色光、光纤对于光信号的色散作用。
色散种类:模式色散(同波长不同模式)、材料色散(折射率)、波导色散(同模式，相位常数)。
光收发设备概述(PPT 78页)
• 另外，信号经信道传输时或多或少都会受到信 道噪声的影响。
• 为了解决传输距离较短的问题，人们在光纤通 信系统中采用掺饵光纤放大器（EDFA）。
码的“1”码用“00”或“11”交替代替。原码的“0”码，若前二个码为 “01”，“11”时用“01”代替，前二个码为“10”，“00”时用“102”8
7）扰码
SDH光纤通信系统中广泛使用的是加扰的NRZ码，它是利用一 定规则对信号码流进行扰码，经过扰码后使线路码流中的“0”和 “1”出现的概率相同，因此码流中不会出现长连“0”或长连“1” 的情况，从而有利于接收端提取时钟信号。信号序列扰乱方法有：
• 但在实际光纤中，由于光纤形状、折射率以及应力等 分布的不均匀，两种模式的纵向速度不同，从而导致 相移不同，在时间上表现为不同极化态之间的群时延 不同，使脉冲波形出现展宽现象。
53
4．系统功率预算限制
• 系统功率预算是指光纤通信系统中光源输出功 率与接收灵敏度之差。
• 为了避免光纤工作于非线性状态，通常，光源 输出光功率不得超过3dBm。
40
2．色散对中继距离的影响
• 光纤自身存在色散，即材料色散、波导色散和 模式色散。
• 对于单模光纤，因为仅存在一个传输模，故单 模光纤只包括材料色散和波导色散。
• 除此之外，还存在着与光纤色散有关的种种因 素，其中比较重要的有三类：码间干扰、模分 配噪声和啁啾声。
41
2．色散对中继距离的影响
(1) 码间干扰对中继距离的影响 • 系统的传输速率越高，光纤的色散系数越大，
9
1. PCM系Biblioteka 中的线路码型1）HDB3码（三阶高密度双极性码） （1）HDB3码的构造——三步曲 第一：取代四连“0” “000V”：两V间的“1”码为奇数 “B00V”：两V间的“1”码为偶数
• 为了解决传输距离较短的问题，人们在光纤通 信系统中采用掺饵光纤放大器（EDFA）。
码的“1”码用“00”或“11”交替代替。原码的“0”码，若前二个码为 “01”，“11”时用“01”代替，前二个码为“10”，“00”时用“102”8
7）扰码
SDH光纤通信系统中广泛使用的是加扰的NRZ码，它是利用一 定规则对信号码流进行扰码，经过扰码后使线路码流中的“0”和 “1”出现的概率相同，因此码流中不会出现长连“0”或长连“1” 的情况，从而有利于接收端提取时钟信号。信号序列扰乱方法有：
• 但在实际光纤中，由于光纤形状、折射率以及应力等 分布的不均匀，两种模式的纵向速度不同，从而导致 相移不同，在时间上表现为不同极化态之间的群时延 不同，使脉冲波形出现展宽现象。
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4．系统功率预算限制
• 系统功率预算是指光纤通信系统中光源输出功 率与接收灵敏度之差。
• 为了避免光纤工作于非线性状态，通常，光源 输出光功率不得超过3dBm。
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2．色散对中继距离的影响
• 光纤自身存在色散，即材料色散、波导色散和 模式色散。
• 对于单模光纤，因为仅存在一个传输模，故单 模光纤只包括材料色散和波导色散。
• 除此之外，还存在着与光纤色散有关的种种因 素，其中比较重要的有三类：码间干扰、模分 配噪声和啁啾声。
41
2．色散对中继距离的影响
(1) 码间干扰对中继距离的影响 • 系统的传输速率越高，光纤的色散系数越大，
9
1. PCM系Biblioteka 中的线路码型1）HDB3码（三阶高密度双极性码） （1）HDB3码的构造——三步曲 第一：取代四连“0” “000V”：两V间的“1”码为奇数 “B00V”：两V间的“1”码为偶数
光收发模块深度解析
光收发模块深度解析光收发模块是一种集成电路（IC）,可以独立地双向发送和接收数据。
该设备将发射器和接收器组合成一个模块，将电信号转换为光信号，使这些信号能够通过光纤电缆在服务器之间高效传输。
发射器将电输入转换为来自激光二极管或LED光源的光输出（光通过连接器耦合到光纤中并通过光缆传输）。
来自光纤末端的光被耦合到接收器，然后检测器将光转换成电信号，该电信号经过调节以供接收设备使用。
光收发器内部是什么？光纤收发器由发射器、接收器、光器件和芯片组成。
其中芯片通常被视为光纤模块的心脏。
近年来，人们越来越关注在收发器芯片中使用硅光子学——在硅上构建激光器,然后将光学元件与硅集成电路融合在一起。
它满足了机架与机架之间以及整个数据中心之间更快连接的需求。
它有效地简化了装配过程。
此外，收发器可以做得更紧凑，从而减少服务器的整体占用空间，使数据中心更小、更精简，同时保持高端口密度。
另一方面，更小的尺寸意味着更少的功耗和更低的成本。
光收发模块简史将硅光子学应用于收发器芯片部分证明了光收发器技术的巨大进步。
趋势是光纤收发器正在向更紧凑的尺寸和更高的数据速率发展，以适应因特网革命带来的飞速增长的数据流量。
下图很好地说明了光模块这些年来的发展历程。
数据速率模块最新修订年份描述应用IGbps GBIC2000千兆接口转换器千兆以太网、SDH/SONET(2.5Gb/s)和光纤通道(4Gb∕s)单反2001年小型可插拔千兆以太网、SDH/SONET(2.5Gb/s)和光纤通道(4Gb∕s)IOGbps新派克2001年用于IOGb以太网的光收发器典型的路由器线卡应用、存储、IP网络和LANX22005年用于IOGb以太网的光收发器数据中心、企业配线柜和服务提供商传输网络XFP2005年用于IOGb以太网的光收发器支持光纤通道(8Gb/s)、10Gb/s以太网和光传输网络光纤+2013增强型小型可插拔支持光纤通道(8Gb/s)、10Gb/s以太网和光传输网络标准OTU240/100 Gbps CFP2013C外形可插拔支持40G和100G以太网、OC-768∕STM-256>OTU3(100G)和OTU4QSFP+/QSFP282013四路小型可插拔IOG和28G 支持高达40Gb∕s和100Gb/s的以太网、光纤通道、InfiniBand和SONET/SDH标准光收发器：选择单模还是多模？技术人员有时会发现自己在单模收发器和多模收发器之间进退两难。
光收发一体模块培训教材
九、常见物料问题列举
2）9.8 上盖与 下盖的配合问 ） 上盖与9.8下盖的配合问 上盖与9.8下盖配合后 题：9.8上盖与 下盖配合后 上盖与 尺寸不能完全保证模块的宽度 ≤25.5mm，因此需要生产线在 ， 做那些发“康讯”的产品时， 做那些发“康讯”的产品时， 要对其宽度进行严格的控制 即用卡尺量）， ），这样大大降 （即用卡尺量），这样大大降 低了我们的生产效率。 低了我们的生产效率。
九、物料常见问题列举
3）错焊： 电路板上的电阻或者电容贴错，造成生产线 ）错焊： 电路板上的电阻或者电容贴错， 上成批地返工。 上成批地返工。主要原因是材料清单不准确和贴装厂 的疏忽。 的疏忽。 4）电容坏、电阻坏：在生产过程中，经常发现单纤双向 ）电容坏、电阻坏：在生产过程中， 模块所用的电路板接收部分的输入耦合电容破裂， 模块所用的电路板接收部分的输入耦合电容破裂，表 现出来的现象为接收灵敏度低和告警早。 现出来的现象为接收灵敏度低和告警早。 2.原材料： 原材料： 原材料 1）铜上盖和铜下盖： 现在的主要问题为铜上盖与铜下 ）铜上盖和铜下盖： 盖的匹配不紧密，铜上盖容易被掀起来。 盖的匹配不紧密，铜上盖容易被掀起来。在生产中需 要掰下盖板（往四周掰）使之与铜下盖配合紧密， 要掰下盖板（往四周掰）使之与铜下盖配合紧密，但 经过后续工序后还是会出现配合不紧密的情况。 经过后续工序后还是会出现配合不紧密的情况。
九、常见物料问题列举：
3）FC连接头易生锈 FC连接头生锈也是 ） 连接头易生锈 连接头易生锈: 连接头生锈也是 一个老问题跟管脚生锈一个样子， 一个老问题跟管脚生锈一个样子，目前 还没有得到彻底的解决。 还没有得到彻底的解决。
THE END 谢谢！
2.光收发一体模块 光收发一体模块 a. 1*9、2*9插拔式 、 插拔式 如：PT7311-**-*、 、 PT7317-**-* b.1*9带尾纤 带尾纤 如：PT7315-**-*-**
光收发模块基本原理
构成：TEC致冷器， 激光二极管，EA调 制器，背光检测二极 管和，热敏电阻等
放大器分类
跨阻放大器：Transimpedance Amplifier（TIA ）
主放Main Amplifiers (MA) 或后放 Post Amplifiers
限幅放大器：Limiting Amplifier (LA) 自动增益控制放大器：Automatic Gain Control Amplifier (AGC).
LA：转换速度快，功耗低，但是非线性限制了其应用 AGC： 在很大的动态范围都是线性的，应用范围广。例如：带均衡 器的接收机。
时钟和数据恢复（CDR）电路
在数字通信系统中，码元同步是系统正常工作的必要条件。 时钟和数据恢复电路（Clock and Data Recovery —CDR）的 作用就是在输入数据信号中提取时钟信号并找出数据和时钟 正确的相位关系
PIN型光接收模块功能框图
PIN/TIA
MA
2R 功能(Reshape, Reamplify)
PIN/TIA
MA
CDR
3R 功能(Reshape, Reamplify, Retime)
APD型光接收模块功能框图
High Voltage Generation
APD/TIA
MA
2R 功能(Reshape, Reamplify)
SFF模块
特点： 工作速率:155Mb/s~ 2.5Gb/s 工作电压：3.3 V 波长：850nm，1310nm，1550nm 宽温工作范围 传输距离可达80km 带数字诊断功能（部分） 应用： 数据通信：快速以太网，千兆以太网，1x/2x/4x 光纤
通道 电信：OC -3/STM-1、OC -12/STM-4、OC-48/STM-16
光收发设备管理概论(PPT 106页).ppt
流子密度的变化随注入电流的变化而变化。这样使有 源区的折射率指数发生变化，从而导致激光器谐振腔 的光通路长度相应变化，结果致使振荡波长随时间偏 移，这就是频率啁啾现象。 • 因为这种时间偏移是随机的，因而当受上述影响的光 脉冲经过光纤后，在光纤色散的作用下，可以使光脉 冲波形发生展宽，因此接收取样点所接收的信号中就 会存在随机成分，这就是一种噪声——啁啾声。
一致，必须避免所传信号码流中出现长“0”或长“1”的现象。 • 解决这一问题的方法就是扰码，即在发送端加入一个扰码电路，
而在接收端则要加一个与扰码相反的解扰电路，以恢复信号码 流原来的状态。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。 • ⑤ 时钟：提取PCM中的时钟信号，供给其它电路使用。
– 将前置放大器输出的信号放大到判决电路所需要的 信号电平。
– 它还是一个增益可调节的放大器。
• 一般主放大器的峰—峰值输出是几伏数量级。
35
2．光接收机
• LG1605限幅放大器
36
• 级联放大器的噪声系数
NFNF1NKF2P11
NF1: 前置放大器的噪声系数 KP1: 前置放大器的功率增益系数
自动功率控制电路
PLD降低，IPIN降低，VA1降低，VA3升高，IB增大，PLD增大。
20
APC电路原理
PLD降低，IPD降低，VA1降低，VA3升高，IB增大，PLD增大。
21
1．光发射机
⑧ 自动温度控制 • 特性曲线对环境温度的变化反映很灵敏，使输
• 在环境温度发生变化时，为了能使激光器的输 出特性保持稳定，在发射机盘上需安装自动温 度控制(ATC)电路。
– HDB3（三阶高密度双极性码） – CMI（反转码）
一致，必须避免所传信号码流中出现长“0”或长“1”的现象。 • 解决这一问题的方法就是扰码，即在发送端加入一个扰码电路，
而在接收端则要加一个与扰码相反的解扰电路，以恢复信号码 流原来的状态。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。 • ⑤ 时钟：提取PCM中的时钟信号，供给其它电路使用。
– 将前置放大器输出的信号放大到判决电路所需要的 信号电平。
– 它还是一个增益可调节的放大器。
• 一般主放大器的峰—峰值输出是几伏数量级。
35
2．光接收机
• LG1605限幅放大器
36
• 级联放大器的噪声系数
NFNF1NKF2P11
NF1: 前置放大器的噪声系数 KP1: 前置放大器的功率增益系数
自动功率控制电路
PLD降低，IPIN降低，VA1降低，VA3升高，IB增大，PLD增大。
20
APC电路原理
PLD降低，IPD降低，VA1降低，VA3升高，IB增大，PLD增大。
21
1．光发射机
⑧ 自动温度控制 • 特性曲线对环境温度的变化反映很灵敏，使输
• 在环境温度发生变化时，为了能使激光器的输 出特性保持稳定，在发射机盘上需安装自动温 度控制(ATC)电路。
– HDB3（三阶高密度双极性码） – CMI（反转码）
光收发一体模块原理课件
集成化与小型化的挑战
总结词
集成化和小型化是光收发一体模块面临的另一重要挑战。
详细描述
为了满足现代通信设备对高密度、小型化的需求，光收发一 体模块需要实现更高的集成度和小型化。这涉及到器件结构 的优化、新型封装技术的研发等多个方面，是光收发一体模 块技术发展的重要方向。
新材料与新工艺的应用前景
总结词
的稳定性和可靠性。
自动功率控制技术需要高灵敏度的光功率检测器和精确的反馈控制电路 ，以实现快速响应和精确控制。
数字信号处理技术
数字信号处理技术是光收发一体模块中用于提高信号传输性能和处理复杂信号的关 键技术。
通过数字信号处理技术，可以对光信号进行频域或时域的均衡、滤波、去噪等处理 ，以改善信号的传输性能和提高系统的信噪比。
数据中心与云计算中的应用
总结词
提升数据处理能力
详细描述
随着云计算和数据中心业务的快速发展，数据流量呈现出爆炸性增长，对数据处理能力 提出了更高的要求。光收发一体模块作为一种高速、高效的光通信模块，能够提供更高 的数据传输速率和更大的带宽，有效提升数据中心和云计算中心的数据处理能力，满足
大规模数据处理的需求。
工作原理
激光器通过激发介质产生光子，光子 在谐振腔内不断反射和放大，形成相 干光束，最终输出。
光束整形与准直
光束整形
光束整形是通过光学元件对光束进行改变，使其符 合特定的形状和分布，常见的整形方式有透镜整形 和反射镜整形。
准直技术
准直技术是将光束进行准直，使其具有一定的发散 角和方向性，常用的准直技术有透镜准直和反射镜 准直。
03
接收部分原理
Chapter
光电转换原理
01
光电转换是将光信号转换为电信号的过程。在光收发一体模块中，光电转换主要 通过光电二极管完成。当光照射到光电二极管上时，光子能量激发电子从束缚状 态进入自由状态，形成光电流，从而将光信号转换为电信号。
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14
驱动电路
Uin=1：BG1导通，BG2截止， LD无激光； Uin=0：BG1截止，BG2导通， LD有激光；
射极耦合LD驱动电路图
15
驱动电路
反馈稳定LD驱动电路
PLD U PD (U PD U in U R ) U A1 I b PLD
16
1．光发射机
– HDB3（三阶高密度双极性码） – CMI（反转码）
• PCM系统中的这些码型并不都适于在数字光纤 通信系统中传输
3
3.1.1 光纤通信中的线路码型
• 在PDH光纤通信系统中是通过重新编码，通常称为线 路编码，即在原有的码流中插入脉冲。 • 在PDH光纤通信系统中，常使用的线路编码有分组码、 伪双极性码(CMI和DMI)和插入码。 • 使用不同的线路编码，光端机的输出信号速率不同。 因此在PDH系统中仅具有标准的电接口，而无标准的 光接口。 • 但在SDH系统中，SDH信号速率与其线路速率是相同 的。
11
1．光发射机
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。
12
驱动电路
共发射极驱动电路
13
驱动电路
单管集电极驱动
IM+IB IM IB
Uin=0: BG截止，LD不发光； Uin=1: BG导通，有 IM+IB LD发光；
1 Rt 2BW Ct
32
2．光接收机
2）高阻型前置放大器
——一般只在码速率较低的系统中使用
3）跨（互）阻型前置放大器
——实际上是电压并联负反馈放大器。当考虑其 频率特性时，上截止频率为：
1 fH 2R1Ct
宽频带、低噪声； 动态范围比高阻型前置放大器有很大改善。
33
2．光接收机
• 1319型高速光纤接收组件
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 现象。 • 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。
17
1．光发射机
• 激光器老化使输出光功率降低
18
1．光发射机
• 激光器温度变化引起输出功率的变化
19
68
2．色散对中继距离的影响
• 光纤自身存在色散，即材料色散、波导色散和 模式色散。 • 对于单模光纤，因为仅存在一个传输模，故单 模光纤只包括材料色散和波导色散。 • 除此之外，还存在着与光纤色散有关的种种因 素，其中比较重要的有三类：码间干扰、模分 配噪声和啁啾声。
69
2．色散对中继距离的影响
65
3.2 衰减和色散对中继距离的影 响 3.2.1 衰减和色散对中继距离的影响 3.2.2 10Gbit/s及10Gbit/s以上的SDH光线路 3.2.3 使用光放大器的SDH高速线路
66
3.2.1 衰减和色散对中继距离的 影响 1．衰减对中继距离的影响 2．色散对中继距离的影响 3．最大中继距离的计算
54
2．光接收机
⑥ 光接收机的动态范围和自动增益控制 • 光接收机的动态范围D是在保证系统的误码率指标要 求下，光接收机的最低输入光功率(用dBm来描述)和 最大允许输入光功率(用dBm描述)之差，其单位为dB。
Pmax Pmax Pmin D 10lg 3 10 lg 3 10lg 10 10 Pmin
自动功率控制电路
PLD降低，IPIN降低，VA1降低，VA3升高，IB增大，PLD增大。
20
APC电路原理 PLD降低，IPD降低，VA1降低，VA3升高，IB增大，PLD增大。
21
1．光发射机
⑧ 自动温度控制 • 特性曲线对环境温度的变化反映很灵敏，使输 出光功率的大小随温度出现变化。 • 在环境温度发生变化时，为了能使激光器的输 出特性保持稳定，在发射机盘上需安装自动温 度控制(ATC)电路。
10
1．光发射机
④ 扰码 • 为了保证所提取时钟的频率以及相位与光发射机中的时钟信号 一致，必须避免所传信号码流中出现长“0”或长“1”的现象。 • 解决这一问题的方法就是扰码，即在发送端加入一个扰码电路， 而在接收端则要加一个与扰码相反的解扰电路，以恢复信号码 流原来的状态。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。 • ⑤ 时钟：提取PCM中的时钟信号，供给其它电路使用。
• 自动增益控制工作原理方框图
57
2．光接收机
⑦ 解扰、解复用和码型变换电路 • 将判决器输出的信号进行解扰码和码型变换处 理以恢复原码流。 • 发送端根据所输入信号的性质不同，将会采用 不同的复用方式以提高信道的利用率，因而接 收端则需进行相反的操作，即解复用。
58
2．光接收机
⑧ 辅助电路 • 辅助电路包括箝位电路、温度补偿电路和告警 电路等。
67
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。
注：温度控制只能控制温度变化引起的输出光功率的变化，不
能控制由于器件老化而产生的输出功率的变化。
对于短波长激光器，一般只需加自动功率控制电路即可。
对于长波长激光器，由于其阀值电流随温度的漂移较大，因此， 一般还需加自动温度控制电路，以使输出光功率达到稳定。
27
1．光发射机
⑨ 其他保护、监测电路 • LD保护电路 • 无光告警电路
6
1．光发射机
• 半导体光源的直接调制原理
7
1．光发射机
• 光数字发射机原理图
8
1．光发射机
(2) 对光发射机的要求 ① 光源的发光波长要合适 ② 合适的输出光功率 ③ 较好的消光比 ④ 调制特性好 此外还希望光发射机的稳定性好，光源的寿命长 等。
9
1．光发射机
(3) 光发射机的组成方框图和各部分功能 ① 均衡放大：补偿由传输所产生的衰减和畸变。 ② 码型变换：将HDB3码或CMI码变化为NRZ码。 ③ 复用：复用是指利用一个大的传输信道来同时 传送多个低容量的信息以及开销信息的过程。
62
3．光纤通信系统
• 最简单的光中继器原理方框图
63
3．光纤通信系统
• 实用的中继器方框图
64
3．光纤通信系统
(2) 监控系统 • 监控系统为监视、监测和控制系统的简称。 • 在光纤通信的监控系统中，通常采用的是集中监控方 式。 ① 监控内容 • 监控的内容分别包括监视和控制两部分。 ② 监控信号的传输 • 在数字通信系统中采用时分复用的方式来完成监控信 号的传输，但不同的传输体制，其监控信号的传输方 式有所区别。
46
2．光接收机
• NRZ码的功率谱密度分布图
47
2．光接收机
• RZ码功率谱密度分布图
48
2．光接收机
• 一种非线性处理电路
49
2．光接收机
• 非线性处理电路中的波形图
50
2．光接收机
d)调谐放大 ——它的作用是用非线性处理后的波形来激励调 谐放大器，然后在它的谐振回路中选出时钟频 率fb的简谐波，经调谐放大后的波形如图4-17(d) 所示。
4
3.1.2 IM-DD光纤通信系统的结 构 1．光发射机 2．光接收机 3．光纤通信系统
5
1．光发射机
(1) 光源的调制特性 • 光源所采用的调制方式包括内调制和外调制 （也称为直接调制或间接调制）。 • 在IM-DD光纤通信系统中，采用的是内调制。 • 通常内调制适用于半导体光源。 • 据调制信号的性质不同，内调制又可分为模拟 信号的调制和数字信号的调制。
51
e) 限幅:
——经过限幅，可 将上述简谐信号波 形变为如图4-17(e)所 示的波形。
52
f) 整形、移相 ——整形电路将经限幅后的波形变为矩形脉冲；移 相网络再将此矩形脉冲串的相位调整到最佳判决时 所需要的相位，最后得到如图4-17(f)所示的时钟信 号。
53
2．光接收机
• 时钟恢复电路波形图
34
2．光接收机
③主放大器 • 主放大器的作用有下述两个方面。
– 将前置放大器输出的信号放大到判决电路所需要的 信号电平。 – 它还是一个增益可调节的放大器。
• 一般主放大器的峰—峰值输出是几伏数量级。
35
2．光接收机
• LG1605限幅放大器
36
• 级联放大器的噪声系数
NF2 1 NF NF1 K P1
30
2．光接收机
② 前置放大器 • 由于这个放大器与光电检测器紧紧相连，故称 前置放大器。 • 对多数放大器的前级提出特别的要求是非常必 要的，它应具有低噪声、高增益的特性，这样 才能得到较大的信噪比。
31
2．光接收机
1）低阻型前置放大器
——从频带的要求出发选择偏置电阻，使之满足
下式 的要求。BW为码速率所要求的放大器的带宽
28
2．光接收机
• 数字光纤通信接收光端机方框图
29
2．光接收机
① 光电检测器 • 光电检测器的作用是将由发送光端机经光纤传 过来的光信号转变为电信号，即具有光/电转换 功能。 • 目前广泛使用的光电检波管是PIN管和雪崩光电 二极管，前者称为半导体光电二极管后者又称 为APD管。后者具有信号放大的作用。
DD光纤通信系统 3.2 衰减和色散队中继距离的影响 3.3 噪声及灵敏度分析
1
3.1 IM-DD光纤通信系统
驱动电路
Uin=1：BG1导通，BG2截止， LD无激光； Uin=0：BG1截止，BG2导通， LD有激光；
射极耦合LD驱动电路图
15
驱动电路
反馈稳定LD驱动电路
PLD U PD (U PD U in U R ) U A1 I b PLD
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1．光发射机
– HDB3（三阶高密度双极性码） – CMI（反转码）
• PCM系统中的这些码型并不都适于在数字光纤 通信系统中传输
3
3.1.1 光纤通信中的线路码型
• 在PDH光纤通信系统中是通过重新编码，通常称为线 路编码，即在原有的码流中插入脉冲。 • 在PDH光纤通信系统中，常使用的线路编码有分组码、 伪双极性码(CMI和DMI)和插入码。 • 使用不同的线路编码，光端机的输出信号速率不同。 因此在PDH系统中仅具有标准的电接口，而无标准的 光接口。 • 但在SDH系统中，SDH信号速率与其线路速率是相同 的。
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1．光发射机
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。
12
驱动电路
共发射极驱动电路
13
驱动电路
单管集电极驱动
IM+IB IM IB
Uin=0: BG截止，LD不发光； Uin=1: BG导通，有 IM+IB LD发光；
1 Rt 2BW Ct
32
2．光接收机
2）高阻型前置放大器
——一般只在码速率较低的系统中使用
3）跨（互）阻型前置放大器
——实际上是电压并联负反馈放大器。当考虑其 频率特性时，上截止频率为：
1 fH 2R1Ct
宽频带、低噪声； 动态范围比高阻型前置放大器有很大改善。
33
2．光接收机
• 1319型高速光纤接收组件
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 现象。 • 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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1．光发射机
• 激光器老化使输出光功率降低
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1．光发射机
• 激光器温度变化引起输出功率的变化
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2．色散对中继距离的影响
• 光纤自身存在色散，即材料色散、波导色散和 模式色散。 • 对于单模光纤，因为仅存在一个传输模，故单 模光纤只包括材料色散和波导色散。 • 除此之外，还存在着与光纤色散有关的种种因 素，其中比较重要的有三类：码间干扰、模分 配噪声和啁啾声。
69
2．色散对中继距离的影响
65
3.2 衰减和色散对中继距离的影 响 3.2.1 衰减和色散对中继距离的影响 3.2.2 10Gbit/s及10Gbit/s以上的SDH光线路 3.2.3 使用光放大器的SDH高速线路
66
3.2.1 衰减和色散对中继距离的 影响 1．衰减对中继距离的影响 2．色散对中继距离的影响 3．最大中继距离的计算
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2．光接收机
⑥ 光接收机的动态范围和自动增益控制 • 光接收机的动态范围D是在保证系统的误码率指标要 求下，光接收机的最低输入光功率(用dBm来描述)和 最大允许输入光功率(用dBm描述)之差，其单位为dB。
Pmax Pmax Pmin D 10lg 3 10 lg 3 10lg 10 10 Pmin
自动功率控制电路
PLD降低，IPIN降低，VA1降低，VA3升高，IB增大，PLD增大。
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APC电路原理 PLD降低，IPD降低，VA1降低，VA3升高，IB增大，PLD增大。
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1．光发射机
⑧ 自动温度控制 • 特性曲线对环境温度的变化反映很灵敏，使输 出光功率的大小随温度出现变化。 • 在环境温度发生变化时，为了能使激光器的输 出特性保持稳定，在发射机盘上需安装自动温 度控制(ATC)电路。
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1．光发射机
④ 扰码 • 为了保证所提取时钟的频率以及相位与光发射机中的时钟信号 一致，必须避免所传信号码流中出现长“0”或长“1”的现象。 • 解决这一问题的方法就是扰码，即在发送端加入一个扰码电路， 而在接收端则要加一个与扰码相反的解扰电路，以恢复信号码 流原来的状态。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。 • ⑤ 时钟：提取PCM中的时钟信号，供给其它电路使用。
• 自动增益控制工作原理方框图
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2．光接收机
⑦ 解扰、解复用和码型变换电路 • 将判决器输出的信号进行解扰码和码型变换处 理以恢复原码流。 • 发送端根据所输入信号的性质不同，将会采用 不同的复用方式以提高信道的利用率，因而接 收端则需进行相反的操作，即解复用。
58
2．光接收机
⑧ 辅助电路 • 辅助电路包括箝位电路、温度补偿电路和告警 电路等。
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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。
注：温度控制只能控制温度变化引起的输出光功率的变化，不
能控制由于器件老化而产生的输出功率的变化。
对于短波长激光器，一般只需加自动功率控制电路即可。
对于长波长激光器，由于其阀值电流随温度的漂移较大，因此， 一般还需加自动温度控制电路，以使输出光功率达到稳定。
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1．光发射机
⑨ 其他保护、监测电路 • LD保护电路 • 无光告警电路
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1．光发射机
• 半导体光源的直接调制原理
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1．光发射机
• 光数字发射机原理图
8
1．光发射机
(2) 对光发射机的要求 ① 光源的发光波长要合适 ② 合适的输出光功率 ③ 较好的消光比 ④ 调制特性好 此外还希望光发射机的稳定性好，光源的寿命长 等。
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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 ① 均衡放大：补偿由传输所产生的衰减和畸变。 ② 码型变换：将HDB3码或CMI码变化为NRZ码。 ③ 复用：复用是指利用一个大的传输信道来同时 传送多个低容量的信息以及开销信息的过程。
62
3．光纤通信系统
• 最简单的光中继器原理方框图
63
3．光纤通信系统
• 实用的中继器方框图
64
3．光纤通信系统
(2) 监控系统 • 监控系统为监视、监测和控制系统的简称。 • 在光纤通信的监控系统中，通常采用的是集中监控方 式。 ① 监控内容 • 监控的内容分别包括监视和控制两部分。 ② 监控信号的传输 • 在数字通信系统中采用时分复用的方式来完成监控信 号的传输，但不同的传输体制，其监控信号的传输方 式有所区别。
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2．光接收机
• NRZ码的功率谱密度分布图
47
2．光接收机
• RZ码功率谱密度分布图
48
2．光接收机
• 一种非线性处理电路
49
2．光接收机
• 非线性处理电路中的波形图
50
2．光接收机
d)调谐放大 ——它的作用是用非线性处理后的波形来激励调 谐放大器，然后在它的谐振回路中选出时钟频 率fb的简谐波，经调谐放大后的波形如图4-17(d) 所示。
4
3.1.2 IM-DD光纤通信系统的结 构 1．光发射机 2．光接收机 3．光纤通信系统
5
1．光发射机
(1) 光源的调制特性 • 光源所采用的调制方式包括内调制和外调制 （也称为直接调制或间接调制）。 • 在IM-DD光纤通信系统中，采用的是内调制。 • 通常内调制适用于半导体光源。 • 据调制信号的性质不同，内调制又可分为模拟 信号的调制和数字信号的调制。
51
e) 限幅:
——经过限幅，可 将上述简谐信号波 形变为如图4-17(e)所 示的波形。
52
f) 整形、移相 ——整形电路将经限幅后的波形变为矩形脉冲；移 相网络再将此矩形脉冲串的相位调整到最佳判决时 所需要的相位，最后得到如图4-17(f)所示的时钟信 号。
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2．光接收机
• 时钟恢复电路波形图
34
2．光接收机
③主放大器 • 主放大器的作用有下述两个方面。
– 将前置放大器输出的信号放大到判决电路所需要的 信号电平。 – 它还是一个增益可调节的放大器。
• 一般主放大器的峰—峰值输出是几伏数量级。
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2．光接收机
• LG1605限幅放大器
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• 级联放大器的噪声系数
NF2 1 NF NF1 K P1
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2．光接收机
② 前置放大器 • 由于这个放大器与光电检测器紧紧相连，故称 前置放大器。 • 对多数放大器的前级提出特别的要求是非常必 要的，它应具有低噪声、高增益的特性，这样 才能得到较大的信噪比。
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2．光接收机
1）低阻型前置放大器
——从频带的要求出发选择偏置电阻，使之满足
下式 的要求。BW为码速率所要求的放大器的带宽
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2．光接收机
• 数字光纤通信接收光端机方框图
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2．光接收机
① 光电检测器 • 光电检测器的作用是将由发送光端机经光纤传 过来的光信号转变为电信号，即具有光/电转换 功能。 • 目前广泛使用的光电检波管是PIN管和雪崩光电 二极管，前者称为半导体光电二极管后者又称 为APD管。后者具有信号放大的作用。
DD光纤通信系统 3.2 衰减和色散队中继距离的影响 3.3 噪声及灵敏度分析
1
3.1 IM-DD光纤通信系统