2_光发射机_1

光纤通信第二版课后答案顾畹仪【篇一：光纤通信系统中常用的调制方法】txt> 一．光纤通信概况1. 发展1966 年，美籍华人高锟(c.k.kao) 和霍克哈姆(c.a.hockham) 发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。

1970 年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20db ／km 的光纤，光纤通信时代由此开始。

由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。

光纤通信系统的传输容量从1980 年到2000 年增加了近一万倍，传输速度在过去的10 年中大约提高了100 倍。

2. 基本组成光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。

最基本的光纤通信系统由光发射机、光纤线路和光接收机组成，具体如下图所示二．光调制与解调1. 基本概念类似于电通信中对高频载波的调制与解调，在光通信中叶对光信号进行调制与解调。

不管是模拟系统还是数字系统，输入到光发射机带有信息的电信号，都通过调制转换为光信号。

光载波经过光纤线路传输到接收端，再由接收机通过解调把光信号转换为电信号。

2. 常用的调制方式根据调制和光源的关系，光调制可分为直接调制和间接调制两类。

直接调制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，是采用电源调制的方法。

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，有电光调制、磁光调制、声光调制、电吸收效应和共振吸收效应等。

本文将详细介绍现在常用的是电光调制和声光调制两种。

三、调制方式的详细介绍1. 直接调制(1)调制原理直接对光源进行调制，通过控制半导体激光器的注入电流的大小来改变激光器输出光波的强弱。

传统的pdh 和2.5gbit/s 速率以下的sdh 系统使用的led 或ld 光源基本上采用的都是这种调制方式。

一阶段作业单项选择题（共20道小题，共100.0分）1.在目前的实用光纤通信系统中采用___________ 调制方式，即将调制信号直接作用在光源上，使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。

A.直接B.间接C.外D.分接2.光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、__________μm。

A.1560B.1550C. 1.55D. 1.513.渐变型光纤是指___________是渐变的。

A.纤芯和包层的折射率B.纤芯的折射率C.包层的折射率D.模式数量4.下面哪一句话是不正确的。

A.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从驻波方程B.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从麦克斯韦方程组C.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从波动方程D.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从亥姆霍兹方程5.相位常数是指均匀平面波在均匀介质中传输时，每传播产生的相位变化。

A.任意、1秒B.理想、1米C.各向同性、1小时D.无限大、单位距离6.全反射条件是____________________。

A.n1 sinθ1=n2 sinθ2B.k0n1<β< k0n2C.0≤φ≤φmaxD.n1 > n2，900>θ1≥θc7.当光纤纤芯的折射率与包层的折射率时，称为弱导波光纤。

A.差2倍B.相差很大C.差别极小D.相等学生答: [C;]8.在子午面上的光射线在一个周期内和该平面中心轴交叉两次，这种射线被称为。

A.反射线B.子午线C.斜射线D.折射线知识点: 阶跃型光纤学生答案:[B;]得分: [5] 试题分值:5.09.只有满足条件的射线能够在纤芯和包层交界面处形成，从而将入射波的能量全部转移给反射波。

A.辐射波、全反射B.全反射、泄漏波C.单模传输、衰减波D.入射角≥介质交界面处的临界角、全反射知识点: 阶跃型光纤学生答案:[D;]得分: [5] 试题分值:5.010.阶跃型光纤中数值孔径的计算式为____________________。

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。

光发射机的关键指标光发射机是一种用于将电信号转换为光信号并发射出去的设备。

它是光纤通信系统中的重要组成部分，其关键指标直接影响着光通信的传输性能和质量。

本文将从光发射机的关键指标出发，依次介绍其作用、分类、参数以及对光通信系统的影响。

一、作用光发射机是将电信号转换为光信号的关键设备之一。

它的主要作用是将来自光源的电信号转换为光脉冲信号，并通过光纤传输到目标处。

光发射机作为光信号的发射源，直接决定了光通信系统的传输距离、传输速率以及抗干扰能力等重要性能指标。

二、分类根据不同的光源类型和工作原理，光发射机主要分为激光器发射机和 LED发射机两大类。

激光器发射机采用激光二极管作为光源，具有窄谱、高相干性和较高功率输出的特点，适用于高速、长距离的光通信传输；而LED发射机则采用发光二极管作为光源，具有较宽的光谱带宽和较低的功率输出，适用于短距离、低速的光通信传输。

三、关键指标1. 光发射功率：光发射功率是指光发射机发射的光信号的功率大小。

它直接决定了光信号在光纤中的传输损耗和接收端的接收灵敏度。

通常以毫瓦（mW）为单位进行表达。

2. 发射波长：发射波长是光发射机发射的光信号的波长。

不同的光纤通信系统对发射波长有不同的要求，常见的波长有850纳米（nm）、1310纳米（nm）和1550纳米（nm）。

发射波长的选择要根据光纤的材料和传输距离来确定。

3. 光发射机的调制方式：光发射机的调制方式决定了光信号的调制方式。

常见的调制方式有直接调制、外调制和内调制等。

不同的调制方式对光信号的传输速率和带宽有不同的要求。

4. 光发射机的频率响应：光发射机的频率响应是指光发射机对输入电信号的频率响应能力。

它直接影响着光信号的调制速率和带宽。

频率响应越宽，光发射机的传输速率和带宽就越高。

5. 发射端的光纤耦合效率：发射端的光纤耦合效率是指光发射机将发射的光信号有效地耦合到光纤中的能力。

它受到发射端光源的束缚效果、耦合器件的质量和光纤连接质量等因素的影响。

实验二光发射机与光接收机实验学号：XXX 姓名：XXX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。

光源的各种调制方法本实验系统采用的是直接调制的方法。

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。

射频光发收机的探究及优化设计作者：段振英邹琴来源：《中国新通信》2022年第12期摘要：伴隨着射频通信技术的升级换代，老射频光发收机已不能适应新业务拓展需求，针对其上下行业务走向特点，以及客户对传输距离和容量需求的提升，我们不仅对关键电路做了新增防浪涌和防静电保护电路设计，还在各功能模块间新增匹配电路增强增益变化的自适应性。

并通过样机实验验证，使新一代射频光发收机获得更好的结构性和增益平坦度、更强的发光功率和更高的接收灵敏度，从而提高光纤传输距离，使射频系统获得更大布局空间和更强的隐蔽性，有利于射频通信成为通信系统中的重要一员。

鉴于此本文就射频光发收机遇到的相关问题进行深刻的研究与设计。

关键词：射频光发收机;前端处理模块;耦合电路;增益平坦度;光电调制一、引言近年来随着无线射频技术与光纤通信的融合，老一代射频光发收机的弊端暴露无遗，比如射频发射机与接收机分离设计、结构偏大、发光功率不强、接收灵敏度不够等因素已经严重影响射频光传输系统的推广与应用。

特别是在无线通信和卫星通信系统应用场合，为了扩大空间布局和增强业务隐蔽性，需要把天线的射频电信号信转换成光信号，再进行一段距离的光纤传输，至终端机房再把光信号转换成射频电信号。

相对于传统的射频电缆传输方式，射频光传输具有距离远、隐蔽性强、不受电磁干扰等优点，因此射频光传输系统在很多重要领域的应用越来越受到重视。

相对于数字光端机，射频光发收机内部主要采用模拟光传输方式的复杂电路组成，各功能模块输出增益变化较大，系统设备联调繁琐，为了解决这些问题我们将对系统最关键的射频光发收机进行深入分析，不仅对发收机的前后端信号处理电路进行优化设计，还新增防浪涌和防静电保护电路设计，外加在各个电路模块间新增自适应匹配电路，并且通过样机实验验证，使新一代射频光发收机获得更好的结构性和增益平坦度、更强的发光功率和更高的接收灵敏度。

二、射频光发收机的探究及优化设计为了解决老一代射频光发收机的诸多缺点，经过对核心元器件严谨选型，精心设计整体结构和核心电路，根据上下行射频业务走向特点，把射频光发收机一体化整合设计，使其结构小型轻便化、电磁兼容性更强，通过特殊电路设计增大激光器的发光功率和接收灵敏度，提高光纤传输的距离，拓展射频系统空间布局组网能力。