频分多路光纤传输系统的设计考虑.pdfVIP

第14卷 第4}I9 电子器件 Vo1．I4．No4 1991年 l2月 JournalofElecJro~De~ice8 Decf删bee．199 频分多路光纤传输系统的设计考虑 张明德 擅要：本文详细讨论了频分多路模拟光纤传输系统中的调制方式 光潭噪声及非线性特 性 接收机前端等对系统性能的影响厦设计考虑． 关键词：期分多路复用，光纤，模拟传精 通常单根光纤上只传输一路信号，而为了传输多路信号，最简单的办法是使用多根光 纤．但这时光缆的投资成本增加了，而同时光纤的宽带潜力则远远没有发挥．显然，最好 的办法是在单根光纤上同时传输多路信号，并有两种方式可以选用，一种是波分复用 (WDM)，即在单根光纤上传输多个不同波长的光载波，每路电信号调制一个光载波；另 一 种是频分复用 (FDM)，先用各路信号模拟或数字调制不同频率的 (RF或微波)副载 波，然后在电路上复合后去调制光载波，这种系统又称为副载波多路复用 (SCM)光波 系统．显然，WDM 和 FDM 的复合运用，则可在单根光纤上传输更多路的信号．本文 介绍频分复用模拟多路光纤传输系统的原理 特性及有关设计问题．由于频分多路模拟传 输系统大多用于传输电视信号，因此下面的讨论主要针对电视信号的传输． I- 概进 多路电视信号用光纤进行模拟传输时，首先要对不同频率 的副载波 进行电调制， 然后用这复用的信号对光源 (LED或 LD)进行强度调制．经光纤传输后的光信号由接 收机接收，选出所接收的信号，然后进一步解调．解调还原出原信号 “)．图1示出了系 统的框 图． 在频分多路光纤传输系统中，信号对副载波调制方式的选取，首先取决于各种调制方 式的占用带宽及频谱分布．由于 PFM SWFM 等调制方式 的频谱 中，或含有基带分 量，或谐波成分太多，且 占用的带宽比FM 宽得多，而 SNR改善又不比FM 大，因而不 适宜作颁分多路传输之用．在频分多路电视光纤传输系统中，用得最多的调制方式是幅度 调制 (AM，在电视传输中则用残留边带调制，即AM—VSB)和频率调制 (FM)，从而 构成 了AM—VSB／FDM-IM 和 FM ／FDM-IM 光纤传输系统 ．这两种调制方式在多 路电视传输系统中都有广泛应用，它们的性能比较示于表 1中0 ．在 CATV使用时， 利用 AM—VSB方式可获得 45～47dB的信噪 比，但如果要获得 50dB以上信噪比的高质 量电视，则一般采用 FM 方式．有关这两种调制方式特点的进一步讨论见后． 对于多路电视信号的传输来说，最重要的两个系统设计参量，即衡量电视信号质量的 主要指标是信噪比和非线性失真太小 (即交调产物的电平)．信噪比SNR等于通道带宽 内的载噪比CNR和解调增益GD之和．例如，对于AM-VSB调制方式，若要求CAIV 用户处的 SNR如45dB，则要求分配网络中的SNR达 48--52dB，若解调增益为 ldB， 则要求CNR为47--51dB． 一 3O一 电 子 嚣 件 第 l4卷 图j FDM-IM 先矸多喀传输系统框 图 寰 1 毒路 交调产物主要 由于多载波信号同时传输时的系统非线性所引起，在光纤传输系统中则 主要 由光源的非线性，产生二次非线性失真及三次非线性失真，并常用复合二次 (Com． positesecondorder。简写为 CSO)和复台三重拍频 (Composit~tripleBe．at，简写为 CTB)产物来衡量 ．对于AM—VSB调镪方式，CSO和CTB产物须低于相邻载波 65dB (一65dBc)” ．这是一个相当高的要求 ．而相比之下，FM 方式对非线性 的要求刚低得 多。 2．光源的曝声及非线性特性 在频分多路光纤传输系统中，采用的光源有 LED和 LD两种．由于 LED的词常吐带 宽窄 (通常小于 100MHz)及输出功率小 (约一10-一15dBm)。因此只适用于传输路数 少、距离短的系统中．而在传输路数多 (5-10以上)、传输距离长 (5kni 以上)