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第一章绪论 1.1光纤通信的原理、现状及前景 光纤通信系统的原理框图如图1-1所示,主要由光发射机和光接收机（通称光端机）、 光缆线路、光路无源器件等部分组成。其基本的通信过程为：信息源发出的原始信号先经 电发射机的放大、滤波处理，将处理后的电信号输入到光发射机，在光发射机端再对信号 进行调制，然后将调制好的电信号转换成光信号，通过光缆进行长距离传输，在接收端将 光信号还原成电信号，再把电信号进行解调放大，还原出原始图像、语音或数据信号。 图1-1 光纤通信系统原理图恵电腰收机光发射机光接投机电发対机 图1-1 光纤通信系统原理图 恵 电腰收机 光发射机 光接投机 电发対机 由图1-1知，光纤通信系统由信号发射和信号接收两部分组成。本论文接下来将着重讨论 光纤通信系统中光发射机的相关设计。 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 电视信号变换成光信号，它由电/光变换器（，）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（，）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。 光纤通信技术不断创新：光纤从多模发展到单模，工作波长从 0.85卩m发展到1.31 卩m和1.55卩m，传输速率从几十发展到几十。 随着技术的进步和大规模产业的形成，光纤价格不断下降，应用范围不断扩大。 目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质，光纤通信系统将成为未来国家信息基础设施的 支柱。在许多发达国家，生产光纤通信产品的行业已在国民经济中占重要地位。 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。 光纤通信的特点 与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下： 传输频带极宽，通信容量很大； 由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远； 串扰小，信号传输质量高； 光纤抗电磁干扰，保密性好； 光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设； (6) 耐化学腐蚀； (7) 光纤是石英玻璃拉制成形 , 原材料来源丰富，并节约了大量有色金属。 光纤通信同时具有以下缺点： 光纤弯曲半径不宜过小； 光纤的切断和连接操作技术复杂； 分路、耦合麻烦。 由于光纤具备一系列优点，所以广泛应用于公用通信、有线电视图像传输、计算机、 空航、航天、船舰内的通信控制、电力及铁道通信交通控制信号、核电站通信、油田、炼 油厂、矿井等区域内的通信。所以，大力发展光纤通信已成趋势。 光发射机的特点 做为光纤通信的重要组成部分，光发射机的作用就是把电信号转变成光信号，这样才 能在光纤上传播。在光纤通信系统中，信息由或发出的光波所携带，光波就是载波，把信 息加载到光波上的过程就是调制。采用做为光源的光发射机可以直接调制，使电流的变化 转换为光频调制呈线性。这样的光发射机具有简单、经济、容易实现等特点。 研究工作及意义 本论文通过进行 850 光发射机的设计，进一步了解以做为光源的光发射机的工作过程 以及原理。设计模拟驱动电路和数字驱动电路，重点测试研究光发射机的驱动电路以及光 源。由最终的数据和测试结果显示，一个简单作为光源的光发射机寿命长，可靠性高，调 制电路简单，成本低，主要可用于传输速率比较低、传输距离比较短的光纤通信系统中。 为实际生产中制造简易的光发射机提供了原理依据。 第二章 光发射模块基本原理 2.1光发射机的基本原理 光发射机由输入接口、光源、驱动电路、监控电路、控制电路等构成，其核心是光源 及驱动电路。在数字通信中，输入电路将输入的信号（如脉冲）进 行整形，变换成适于线路传送的码型后通过驱动电路光源，或者送到光调制器调制光源输 出的连续光波。为了稳定输出的平均光功率和工作温度，通常要设置一个自动的温度控制 及功率控制电路。本设计中 光发射机光源部分使用半导体发光二级管（，）。相对来说作 为光源受温度影响较小，输出的光功率与注入电流的线性关系较好，驱动电路简单，所以 此设计中不用加入监控电路、保护电路等辅助电路。 850 光发射机一般采用直接调制方式（残留边带一幅度调制，方式），它的功能是把电 信号转换成光信号 在光纤