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光通信用激光传输系统的组成

时间：2011-12-31 22:27:12  来源： 打印本文

光通信用激光传输系统的组成

2005/7/15/8:15作者：刘涛　朱婧等    接口电路的作用是将计算机与调制解调器连接起来，使之能同步、协调工作。调制器的作用是把二进制脉冲变换成或调制成适宜在信道上传输的波形通信使激光器发光，其目的是在不改变传输结果的条件下，尽量减少激光器发射总功率。解调是调制的逆过程，它是把接收的已调制信号进行反变换，恢复出原数字信号送到接口电路。同步系统是数字通信系统中的重要组成部分之一，其作用是使通信系统的收、发端有统一的时间标准，使收端和发端步调一致。

1．激光器

    激光器用于产生激光信号，并形成光束射向空间。激光器的好坏直接影响通信质量及通信距离，对系统整体性能的影响很大，因而对它的选择是非常重要的。建议采用大光腔GaAs－AlGaAs激光器。该激光器具有体积小、重量轻、结构简单、抗震动、易调整、寿命长等优点。

2．调制器和调制方式

    调制就是把信号叠加到载波上。调制器是一种电光转换器，它是输出光束的某个参数（强度、频率、相位、偏振等）随电信号变化，完成光的调制过程。调制方式有内调制和外调制两种。把被信息信号调制了的电信号直接加到光源上（或电源）上，使光源发出随信息信号变化的光信号称为内调制。把调制元件（如光电晶体等）放到光源之外，使被信息信号调制了的电信号加到调制晶体上，当光束通过晶体后，其光束中的某个参数（强度、频率、相位、偏振等）随电信号变化而变化，从而成为载有信息的光信号称为外调制。无论是外调制还是内调制，每一种调制方法都有各种不同的调制形式，主要有脉冲调幅、脉冲调宽和脉冲调频。此外直接调制还有脉码调制，外调制中有振幅调制、频率调制、脉码调制、偏振调制等。

3．光接收系统 

    光接收是把从远处传来的已被调制的光信号通过光学接收透镜汇聚、滤波器滤波、光电探测器进行光电转换的过程。接收方法有直接检测接收和外差检测接收。直接检测接收是利用光学系统和光电探测器把光学信号直接转换成电信号的过程，它是一种简单而实用的接收方式，如砷化镓激光通信就是直接检测接收，缺点是灵敏度低，信噪比小。

    外差检测接收的原理与无线电波的外差检测接收相似。光学系统接收到频率为fc的光信号，经滤波器和有选择反射镜到光混频器的光敏面上，同时本振激光器所产生的频率为f0的激光通过反射镜也反射到混频器的光敏面上。混频器就是一个光电检测器，它对两束叠加的光波起检测和混频作用，输出差频fm＝f0－fc中频信号，经中心频率为fm的带通滤波器还原成电信号。这种接收方式灵敏度高，信噪比大，但设备复杂，技术难度大。

    光电检测器（或光电探测器）也是激光通信的核心部件，用于光信号接收转换。目前常用的光电探测器有光电子发射型光电倍增管、光生伏特型PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）等，它们可用于半导体激光通信、Nd：YAG激光通信和CO2激光通信等系统。