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关于光发送机的原理与研究厥类mjy摘要：光纤通信技术已成为现代化通信非常重要的支柱。
作为全球新一代信息技术革命的重要标志之一，光纤通信技术已经变为当今信息社会中各种多样且复杂的信息的主要传输媒介，并深刻的、广泛的改变了信息网架构的整体面貌，以现代信息社会最坚实的通信基础的身份，向世人展现了其无限美好的发展前景。
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。
光通信系统由光发信机、光收信机、光纤或光缆、中继器、光纤连接器、耦合器等无源器件组成。
光发送机在光纤通信中起着重要的作用。
关键字：光纤通信光发送机Abstract：Optical fiber communication technology has become a very important pillar of modern communication. As the world's next generation of information technology is one important symbol of the revolution, optical fiber communication technology has become the main transmission medium of a variety of diverse and complex information in today's information society, and deep, extensive information network architecture has changed the society appearance. In the most modern information society, the identity of a solidcommunications infrastructure shows the infinitely bright prospects for the world’s development. Optical fiber communication system is based on the carrier, the use of high purity made of very fine glass optical fiber drawing as a transmission medium through photoelectric conversion, using light to transmit information. Optical communication system consists of optical transmitter, optical element beam, optical fiber, optic cable, repeaters, fiber optic connectors, couplers and other passive components. Optical transmitter in optical fiber communication plays an important role. Keywords:optical transmitter optical fiber communication system引言光纤通信技术已成为现代化通信非常重要的支柱。
复习试题一一、填空题(每空1分，共20分)1.光纤通信系统是由光发送机、和光接收机三部分组成。
2.光纤按折射率分类有突变性光纤和两类。
3.光缆由缆芯、_______和外护层组成。
4.激光振荡器必须包括工作物质、激励源和_______。
5.在半导体激光器中P—I曲线中，当驱动电流I大于阈值电流I t时，激光器发出的是。
6.LD属于受激发射发光，而LED属于_______发光。
7.APD的雪崩放大效应具有随机性，由此产生的附加噪声称为_______。
8. STM-N的复用方式是。
9.4B1H码码率的提高比例为。
10.SDH传输系统每秒传送8000帧STM-16帧，则该系统的传送速率为_______。
11.在SDH网中，为了网络的OAM，在SDH的帧结构中设置了段开销和_______。
12.EDFA在光纤通信系统中的作用包括作前置放大器、作功率放大器和_______。
13.STM-1帧结构中管理单元指针位置在1~9列中的第行。
14.STM-1可复用进__ __个34M信号。
15.当VC-4、VC-3或VC-12的帧速率比AU-4、TU-3或TU-12帧速率高时为。
16. STM-4的帧结构中RSOH有字节。
17. TU-12是以1个字节为一个调整单位，TU-12指针值的范围为。
18.EDFA_______(能/不能)对1.3μm的光信号进行放大。
19.传送网可以从垂直方向分解为三个独立的层网络，既电路层、通道层、。
20.WDM系统可以分为集成式WDM系统和两大类。
二、单项选择题(每小题2分，共30分)1.决定光纤通信中继距离的主要因素是( )。
A.光纤的型号B.光纤的损耗和传输带宽C.光发射机的输出功率D.光接收机的灵敏度2.光隔离器的作用是( )。
A.调节光信号的功率大小B.保证光信号只能正向传输C.分离同向传输的各路光信号D.将光纤中传输的监控信号隔离开3. 在光纤通信系统中，当需要从光纤的主传输信道中取出一部分光作为测试用时，需要( )来完成。
一、填空题1.单模光纤中不存在模间色散，仅存在模内色散，具体来讲，可分为波导色散和材料色散。
2. 光纤中的最低阶非线性效应起源于三阶电极化率，它是引起三次谐波、四波混频、自相位调制和非线性折射等现象的原因。
3．光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为850nm，1310nm，1550nm；最低损耗窗口的中心波长是在1550nm。
4.数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越强，光纤与光源之间的耦合效率就越高。
5．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；产生激光的最主要过程是受激辐射。
6．光纤单模传输条件，归一化频率V应满足V<2.40483。
7、光源的作用是将电信号电流变换为光信号功率；光检测器的作用是将光信号功率转换为电信号电流。
8. 散射损耗与光纤自身缺陷及材料分布不均匀有关。
9. 单模光纤只能传输一个模式，即HE11模，称为光纤的基模。
10. 光缆的种类很多，但是不论它的具体结构如何，都是由缆芯、加强元件和护套组成。
11. 限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是光纤色散和光纤损耗。
12. LD是一种阈值器件，它通过受激发射发光，具有输出功率高、输出光发散角窄、与单模光纤耦合效率高、辐射光谱线窄等优点。
13. PIN二极管的特点包括耗尽层很宽、偏置电压小和附加噪声小。
14. LED的主要特性参数为输出功率与效率、输出光谱特性和响应速率与带宽。
15. 光纤和光纤连接的方法有两大类活动连接和固定连接。
16. 影响光纤耦合性能的主要因素有插入损耗、附加损耗、分光比和隔离度。
17. 在光波系统中得到广泛应用的两种光检测器是PIN光电二极管和APD光电二极管。
18. 光发送机主要由光源、驱动电路和辅助电路组成。
19. 接收机中存在的噪声源可分为光电检测器的噪声和光接收机电路的噪声组成。
20. 构成SDH网络的基本单元称为网元。
该设备有终端复用器、分插复用器、再生复用器和数字交叉连接设备四种。
光发射机模型设计与仿真一、光发送机原理简介1、光发送机的结构光发送机是它的一个光通信系统中重要的组成部分，它的作用是将电端机送来的电信号转变为光信号，并送进光纤线路进行传输。
光发送机的核心是光源及其驱动电路。
一般光发送机由以下三个部分组成：1)光源（Optical Source）：一般为LED和LD，此次用的为连续波激光器2)脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator）：提供数字量或模拟量的电信号。
3）光调制器（Optical Modulator）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。
2、设计光发送机的原理图此次设计是利用光源为频率193.1Thz的激光二极管CW Laser，同时使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator模拟所需的数字信号序列，利用用户自定义码发生器，经过一个NRZ非归零码脉冲发生器转换为所需要的电脉冲信号，再通过低通高斯滤波器，再使信号通过一个LiNb Mach-Zehnder调制器，通过电光效应加载到光波上，成为最后入纤所需的载有“信息”的光信号。
图1 光纤发送机原理图图中存在4个观察仪，分别为两个示波器观察仪和一个光时域观察仪和一个光谱仪，用来观察输出的光信号的时域特点和光谱特点。
二、电路的仿真图与参数设计1、示波器的显示与设计由原理图的驱动电路1的电压改变量ΔV1和驱动电路2的电压改变量ΔV2是相同的。
下图为MZ调制器的参数设定窗口。
其中MZ调制器以正交模式工作，外置偏压位于调制器光学响应曲线的中点，使偏压强度为其峰值的一半。
而消光系数设为200dB，以避免任何由于不对称Y型波导而导致的啁啾声。
图2 MZ调制器参数设计图下面两个图为示波器的显示图，两个图的正负相反，是由于电增益的增益为负值，图3 两个示波器的显示图2、光时域观察仪图形当调制器按照上述调制时，并且脉冲发生器的参数如下图时光时域观察仪的图形如下所示：图4 调制器的参数设计3、光谱仪的仿真图图6 光谱仪的图像由上图可以看出光谱仪中power 、power X 的图像是相同的，和power y 的不相同。
光发送电路的基本组成原理
光发送电路的基本组成原理是通过光源、调制器、驱动电路和光纤等元件组成的。
光源是产生光的装置，常见的光源包括激光器或发光二极管（LED）。
光源的作用是产生光信号，即将电信号转换为光信号。
调制器是用来对光信号进行调制的装置。
调制器可以根据输入的电信号的强弱或频率的变化来调整光信号的强度或频率。
常见的调制器有振荡器、调制锁相环等。
驱动电路是将输入的电信号转换成调制器所需要的电信号的电路。
驱动电路一般由放大器、滤波器等电子元件组成，其作用是将输入的电信号放大、滤波并进行适当的调整。
光纤是将产生的光信号传输到目的地的介质。
光纤通常由具有高折射率的玻璃或塑料材料制成，以具有较低的能量损耗和较高的带宽。
光纤通过光的全内反射来传输光信号，在光纤中，光信号可以以光的形式以高速传输。
总结起来，光发送电路的基本组成原理是通过光源产生光信号，经过调制器进行调制，驱动电路进行电信号的转换，最终通过光纤将光信号传输到目的地。
光发送机的组成光发送机是现代通信领域中一种重要的设备，它能使数据和信息以光信号的形式传输，具有传输速度快、带宽宽广等优点。
那么，光发送机的组成有哪些呢？1. 光源模块：光源模块是光发送机的核心部件，它能将电信号转换成光信号，实现光通信。
光源模块有很多种，常用的有半导体激光器、LED等。
2. 调制电路：调制电路是将要传输的数据信号转换成电信号，并将其与光源模块产生的光信号进行叠加。
调制电路有很多种，常用的有电容调制、直接调制、外差调制等。
3. 光纤：光纤是光信号传输的通道，它能够将光信号在光纤内部进行传输。
光纤的质量直接影响到光信号传输的质量，因此在光发送机的设计中，光纤的选择非常重要。
4. 光耦合器：光耦合器是将调制电路产生的电信号和光源模块产生的光信号耦合在一起的设备，它能够将电信号转换成与光源模块发出的光信号相匹配的光信号。
5. 稳定电源：稳定电源是光发送机必不可少的组成部分，它能够为光源模块和调制电路等设备提供稳定的电源，保证光信号的稳定性和可靠性。
6. 控制电路：控制电路是光发送机的控制中心，它能够对光源模块、调制电路等设备进行控制和调节，保证光信号的稳定性和可靠性。
7. 冷却装置：光源模块在工作过程中会产生大量的热量，因此需要配备冷却装置，保持光源模块的工作温度在一定的范围内，确保光信号的稳定性和可靠性。
8. 其他辅助设备：光发送机还需要配备一些其他辅助设备，如滤波器、放大器、光解码器等，以保证光信号的传输质量和稳定性。
光发送机的组成部分较为复杂，需要多种设备和技术的协同配合，才能够实现高速、高质量的光信号传输。
随着科技的不断发展和进步，光发送机的组成也在不断地改进和完善，为人们的通信生活带来了更加便捷和快速的服务。
光发送电路
光发送电路的主要作用是将经过线路编码的电信号对光源进行调制，即完成电／光变换，并从光源的尾纤送出光信号注入光纤线路。
光纤通信对光源的要求
光源发光波长应在光纤的低损耗窗口内，且要求色散小。
光源的输出功率必须足够大。
可靠性高，使用寿命长。
光源的谱线宽度要窄。
调制特性好，调制效率高，调制速率能适应系统的要求。
温度特性好。
LD发送电路
LD发送电路是指光源采用半导体激光器LD的发送电路。
LD发送电路由电平移动、LD光源、驱动电路、预偏置电路、自动功率控制(APC)电路和自动温度控制(ATC)电路组成。
光端机中，一般将这几部分电路装在一块机盘中，称为光发送盘。
光源驱动电路
光源驱动电路是光发送盘的核心。
它用数字信号来调制发光器的发光强度，即完成电／光变换过程。
电信号对光源的调制是PCM脉码强度直接调制方式，光源输出的光功率正比于注入电流。
由于光源有LD和LED，其P-I特性也不同，因此驱动方式也不同。
激光器的输出光功率与温度、老化特性的关系
t
输入电信号1I b1I in10I P
I th1
I th2
I th1输出光信号I b2
I in2输入电信号2
I th2时输出光信号
APC 电路中采用增大激光器偏置电流和输入信号功率（输入电脉冲幅度）方法稳定激光器输出信号光功率
自动温度控制ATC
温度变化会引起输出光功率的变化，虽然可以通过APC 电路进行调节，使LD输出光功率恢复正常值。
但如果环境温
度升高较多，使得I
th 增大较多，经APC调节后I
B
也增大较多，
则LD的结温会升高过多，致使I
th 更高，造成恶性循环，以致
把LD烧坏。
因此，对LD管芯的工作温度采用ATC电路，使其恒定在20℃左右，对光源长期稳定工作是有利的。
温度控制也有多种方式，常用的是半导体制冷器方式。
