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关于光纤传输及其设备探讨 　　[摘要] 文章一开始介绍了光纤传输的相关特性及其工作原理,进而对光传输中产生的失真问题作出简单分析,最后对光传输设备中的光发射机和光接收机进行具体阐述,以供同仁参考。 　　[关键词] 光纤传输 光发射机 光接收机 　　 　　一、光纤传输光信号的特性及原理 　　在光纤传输系统中,光传输技术是通过以光信号的形式在发送方与接收方之间来进行传输的。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RF电视信号变换成光信号,它由电/光变换器(Electric-Optical Transducer,E/O)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。 　　那么,光信号又是怎样在光纤中进行传输的呢?目前有线电视系统使用的光纤是圆柱体的光纤,它由光纤圆柱体和包层组成,是石英玻璃材料。包层起着把光严密地封闭在光纤内的作用,保护纤芯,增强光纤本身的强度。而纤芯的作用是传输光信号。纤芯和包层虽然都是石英玻璃材料生产而成,但在生产时对两者的掺杂成份有区别,因而导致了所产生的折射率大小不同(纤芯为1.463一1.467,包层为1.45一1.46),当然也与所采用的材料不同有关。当激光器发射的光源进入纤芯后,光入射到包层界面时,只要入射角大于临界角,就会在纤芯内产生全反射,光不会漏射到包层中,这样聚入到纤芯内的光信号就会不间断地传播下去,直到导向光接收机为止。这个过程就是光信号在光纤传输中的原理。 　　二、光传输中产生的失真 　　当光在光纤中进行传输时,也会产生一些失真,产生失真的原因有以下几点: 　　(1)在进行光纤传输时,由于半导体激光器的电/光转换特性的非线性,使输出的光信号与激励电流的变化不一 　　致导致了失真,它称为调制失真。调制指数M 值不允许太大,选择高性能、预失真处理技术强的光发射机很有必要,预失真处理技术是利用人为的设计产生预失真改善调制线性,达到消除和减轻光纤传输系统中CSO与CTB的目的。 　　(2)再者就是,在光纤传输系统中,由于驱动RF放大器和接收RF放大器产生失真的机会很小,线性PIN光电二极管因信号电平不太高,产生的微小失真可不计,而它的主要原因来自于半导体激光器调制特性的失真和光纤的色散。 　　(3)激光器在光强度调试时,光的波长会发生变化,出现附加频率调制,使信号频率展宽,出现啁啾效应,主要表现为CSO失真。 　　(4)还有一点就是光纤的色散特性会使不同波长的群时延发生差异,形成到达终端的时间会先后不一致所引起的失真,主要是CSO失真。而CTB失真的程度远比CSO失真小,为了确保系统的传输质量,使系统载噪比和失真性能处于合理的范围之内,采取的措施一般利用CNR指标来平衡CSO、CTB指标。如果增加或者减小CNR值ldB,那么CSO就会恶化或者改善ldB,CTB指标就会恶化或者改善2dB。 　　三、光源和光端设备 　　光纤通信传输系统主要由光发射部分、传输部分及光接收部分组成。 　　3.1 光源 　　光源是光发射部分的核心。目前用于光纤通信的光源包括半导体激光器LD和半导体发光二极管LED。 　　3.1.1 半导体激光器LD 　　半导体激光器LD发出的是激光,是有阈值的器件,在阈值以上的输出是相干光。为了使光纤通信系统稳定可靠地工作,希望阈值电流越小越好。LD输出功率大、谱线窄、调制速率高,一般适用于长距离、高码率、大容量的光纤传输系统。激光器有单模和多模。单模激光器是指激光二极管发出的激光是单纵模,它所对应的光谱只有一根谱线。当谱线有很多时,即为多纵模激光器,这种激光二极管只能用于多模光纤传输系统。目前主要采用的半导体激光器有FP型双异质结半导体激光器(即DH―LD)和动态单纵模激光器(即DF 一LD)。DFB激光器单色性好、谱线窄、高速调制时模式稳定性好。 　　3.1.2 半导体发光二极管LED 　　LED的输出光是非相干光、荧光。LED没有光学谐振腔,因此光谱较宽,调制速率不能太高,但调制线性好,驱动电路简单,适合短距离、小容量的传输系统。 　　3.2 光端机 　　3.2.1 光发射机及其工作原理 　　光发射机主要由输入电路和电光转换电路组成。输入电路的作用主要是通过均衡一码型变换一扰码一编码,将输入信号变为适合在光纤线路中传送的码型。电光转换电路用经过编码的数字信号来调制发光器件的发光强度,把电信号转变为光信号,送人光纤线路进行传输。半导体激光器是光发射机中最重要的光器件,实际上它是一只激光二极管(Laser Diode,LD),当然也有不使用激光二极管,而是使用