研究内容

本论文我主要研究的是基于光纤的数字传输系统的设计，数字光纤传输系统主要包括光发送端、光传输、光接收机三部分。

光发送部分的作用是将电信号变换为适合在光纤上传输的光信号，主要有驱动器和光源组成。光源的种类有很多，光纤通信系统广泛使用半导体激光器和发光二极管。

在光发送部分主要进行数字信号的产生，电平的转换，电/光信号的转换。

作为信源的数字信号须具有离散、连续、无周期等特点。周期为2的n次方的m序列在某个时间段是可以认为是非周期无规律的离散连续的数字信号，m序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称，它是由带线性反馈的移位寄存器产生的周期最长的序列。m序列也称伪随机序列，因此我在这个系统中将研究产生一个31位的m序列作为系统的数字信号源。

半导体激光器是光纤通信的理想光源，而且我设计的课题并不要求在高速脉冲下调制，对其其瞬态特性如光电延迟、弛张振荡和自脉动现象等严重限制系统传输速率和通信质量现象的要求不高，因此我用LD激光二极管设计调制电路。

光传输部分的作用是传输已调光波，它主要由光纤和中继器组成。光纤传输特性的好坏将直接影响光纤通信系统的性能。长途光纤通信系统要求光纤要有尽可能小的损耗和尽可能大的带宽，以减小光纤对传输光信号的影响，增长传输距离。对石英玻璃光纤的研究表明，在1.3um波长附近，石英单模光纤有“零色散区”，而在1.55um波长光纤损耗很低，最低可达1.6dB/km。

光接收部分的主要作用是将光纤中传来的光信号转换为电信号，并进行放大处理，输出波形和幅度符合要求的电信号。光接收部分主要有光电检波器和放大器组成。光电检波器是将光信号变为电信号的器件，放大器的作用是放大处理电信号。在光纤通信系统中常用半导体PIN光电二极管和雪崩光电二极管作为光电检波器，前者无增益，后者有增益[3]。

在我的设计中我用雪崩光电二极管作为光电检波器设计系统的解调电路。

图6-2为系统发射信号与接收信号的波形比较图。图6-2中下面幅度较大的波形为发射信号，上面幅度较小的波形为接收信号。由图6-2可看出发射信号与接收信号有时间延时，信号传输没有误码但是毛刺较多。在光接收端的噪声有两部分产生：一部分是外部电磁干扰产生，这部分噪声是可以通过屏蔽或滤波加以消除；另一部分是内部产生，这部分噪声是在信号检测和放大过程中引入的随机噪声，只能通过器件的选择和电路的设计与制造尽可能减小，一般不可能完全消除。为了避免电感间产生电磁感应，在设计电路布线时我尽可能让电感相互远离并垂直分布。