摘要
光发射机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。1550nm数字光发射机适合长距离传输，但随着新技术的产生和应用，在ＥＰＯＮ（无源光网络）的系统中，通过采用ＷＤＭ（波分复用）技术，1550nm光发射系统被得到了充分应用（其中1550nm波长传输下行广播电视信号，1490nｍ波长传输下行数据信号，1310nm波长传输上行的数据信号）。
关键字：数字光发射机，1550nm, 光纤。
Abstract
Optical transmitter is to realize the optical machine electricity / light conversion.It is composed of a light source, the driver and the modulator. Its function is tothe future light signals from the electric terminal of the light emitted from the source is modulated, become
the modulated light
wave, and
then
the coupling
of
optical
signals modulated by optical fiber or cable to transmit. 1550nm digitaloptical transmitter suitable for long distance transmission, but with thegeneration and application of new technology, in the EPON (Wu
Yuanguang
network) system, by
emission
of using
WDM (wavelength
division
multiplexing) technology,1550nm light 1550nm wavelength of
transmission
data
system was the
fully used (where downlink broadcast signal 1310nm, the
television signal, 1490nm downlink wavelength of uplink data signal).
transmission wavelength
Keywords: digital optical transmitter, 1550nm, optical fiber.
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目录
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1.引言
随着国际互联网业务和通信业的飞速发展，信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一，必将成为21世纪最重要的战略性产业。光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱，计算机负责把信息数字化，输入网络中去；光纤则是担负着信息传输的重任。当代社会和经济发展中，信息容量日益剧增，为提高信息的传输速度和容量，光纤通信被广泛的应用于信息化的发展，成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。
2.设计任务
光纤通信是用光作为信息的载体，光纤作为传输介质的一种通信方式。它首先要在发射端将需要传送的电话、电报、图像和数据等信号进行光电转换，再经过光纤传送到接收端，接收端将接收到的光信号转变成电信号，最后还原成原来的信号。
光纤通信系统可分为三部分：光发射机、光纤和光接收机。其中光发射机由将带有信息的电信号转换成光信号的转换装置和将光信号送入到光纤的传输装置组成。基于上述内容，本文设计直接光强1550nm激光调制的数字光发射机。
3.基本组成框图
数字光发射机的主要功能部件有驱动电路、自动功率控制电路、温度控制电路等。如图3-1所示。
保护 线路编码 驱动电路 光源 电数字信号 光信号输出 温度控制 功率控制 接口部分 驱动部分 控制部分 图3-1数字光发射机的组成部分
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4.直接光强LD调制技术
4.1 光源
目前光纤通信系统中常用的光源有发光二级管LED和激光器LD两种。这两种器件都是用半导体材料制成，为了更好的比较两种光源的性能。如下图4-1 和图4-2分别示出了LED和LD的输出特性。
P(mW) P(mW) 0
图4-1 LED输出特性
I(mA)
0 图4-2 LD输出特性
I(mA)
通过图形可以看出：对于LD而言，当驱动电流由零开始增加时，输出功率并没有很大的增加。只有当驱动电流大于阈值电流后，输出功率才明显增加。随着驱动电流的增加，输出功率的增加很快。对于LED而言，其输出特性基本呈线性。
因为LD尺寸小，耦合效率高，响应速度快。波长和尺寸与光纤尺寸适配，可直接调制，相干性好。所以采用LD直接调制技术。
4.2直接调制技术
直接调制是用电信号直接调制光源器件的偏置电流，使光源发出的光功率随信号而变化；光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现，但调制速率受载流子寿。
如下图4-3和图4-4分别是电信号对光源的调制过程和直接调制原理。
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P(mW) 电流 输出光信号 调制 输入电信号
0 光源 输出光信号
I(mA) 输入电流图4-3 数字电流信号对激光器的调制
图4-4 直接调制
5.线路编码设计
线路编码单元的作用：对于数字光发射机，电数字信号通过输入接口后，必须经过码型变换，将普通的二级制双极性信号转换成适合在光纤中传输的码型信号，然后送到驱动电路。
在数字光纤传输系统中常采用的码型是5B6B和插入码。
5.1 5B6B编码原理：
mBnB码是把输入的二进制原始码流进行分组，每组m个二进制码，记为mB，称为一个码字，然后把一个码字变换成n个二进制，记为nB码，并在同一时期内输出，这种码型是把mB码变换为nB码，所以称为mBnB码，其中m和n都是正整数，n>m，一般取n=m+1，mBnB码有1B2B，3B4B，5B6B，8B9B，17B18B等等
5B6B码：5B共有32个码字，变换为6B码共有64个码字，其中WDS=0的码字共有20个，WDS=+2的码字共有15个，WDS=-2的码字共有15个，因此共有50个|WDS|最小的码字供选择。由于变换为6B时只需要32个码字，故禁用|WDS|=4和6的码字。
5.2插入码编码原理：
插入码是把输入的二进制原始码流分成m比特一组，然后在每组mB码的末尾插入一个码，根据插入码的用途，可以分成mB1C，mB1H和Mb1P。
mB1C中的C码称为补码，mB1H中的H码称为混合码，Mb1P中的P码是奇偶效验
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直接光强1550nm激光调制的数字光发射机设计
