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        多路音頻光端機(jī)的設(shè)計與研究

        2015-05-30 20:14:58劉化建
        中國新通信 2015年9期
        關(guān)鍵詞:光端機(jī)接收機(jī)時鐘

        劉化建

        【摘要】 隨著社會的不斷發(fā)展,信息化程度不斷提高,人們對于通信的依賴程度越來越高。因此,光纖通信技術(shù)得到了很大的發(fā)展和進(jìn)步,并以其抗電磁干擾能力強(qiáng)、傳輸距離長、通信容量大等優(yōu)點,取得了越來越廣泛的應(yīng)用。在技術(shù)發(fā)展和市場需求的情況下,多路音頻光端機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,最為光通信系統(tǒng)中的終端設(shè)備,其作用是傳輸通信數(shù)據(jù)和進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化。目前,在視頻傳輸、工業(yè)控制、監(jiān)控、電力、電信等領(lǐng)域,多路音頻光端機(jī)都有著十分廣泛的應(yīng)用。

        【關(guān)鍵詞】 多路音頻光端機(jī)設(shè)計與研究

        前言:在我國相關(guān)領(lǐng)域當(dāng)中,光端機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)十年的應(yīng)用和發(fā)展。隨著科技的不斷進(jìn)步和市場需求的逐漸提高,光端機(jī)的相關(guān)技術(shù)也取得了很大的進(jìn)展。在光通信系統(tǒng)當(dāng)中,光端機(jī)是一個極其重要的傳輸線設(shè)備,在建立和維護(hù)光通信當(dāng)中,起著至關(guān)重要的作用,主要用來進(jìn)行音頻、以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)、視頻等信息的綜合傳輸。本文主要對多路音頻光端機(jī)的設(shè)計進(jìn)行了研究。

        一、光發(fā)射機(jī)的設(shè)計

        1、輸入電路。在輸入電路中,主要包括均衡器、碼型變換、信號擾碼、時鐘提取、線路編碼等項目。其中,均衡器會對PCM端機(jī)傳送來的信號進(jìn)行均衡,補(bǔ)償畸變和衰減,便于后續(xù)的正確譯碼。然后碼型變換電路對均衡器輸出的信號進(jìn)行碼型變換,使其變?yōu)闅w零碼。此后,信號擾碼電路能夠?qū)⑦^長的0和l有規(guī)律的進(jìn)行打破,方便進(jìn)行時鐘提取。然后由時鐘提取電路對時鐘信號進(jìn)行提取。最后,經(jīng)過新路編碼,使前面輸出的信碼流能夠符合基本的使用要求。

        2、電光轉(zhuǎn)換電路。電光轉(zhuǎn)換電路將電信換轉(zhuǎn)換為光信號,并將其傳人光纖當(dāng)中。其中,光源驅(qū)動電路是光發(fā)送盤的核心,利用經(jīng)過編碼的數(shù)字信號,對發(fā)光器件的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)解,完成電光變換。同時,發(fā)送盤還具有自動溫度控制電路和自動光功率控制電路,保證工作溫度和光功率的輸出穩(wěn)定,穩(wěn)定波長和輸出功率。除此之外,發(fā)送盤當(dāng)中還存在著一些輔助電路,例如光源過流保護(hù)電路、無光告警電路、LD偏流告警等,維護(hù)多路音頻光端機(jī)的正常運(yùn)行。

        二、光接收機(jī)的設(shè)計

        1、光電變換。在光接收機(jī)中,光電變換是最主要的結(jié)構(gòu)。光電檢波器接收到光纖當(dāng)中傳來的已調(diào)光波信號,并將其解調(diào)形成電信號,再經(jīng)過放大處理,將信號還原。光纖輸出的光信號比較微弱,因此能夠有效的將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。同時,光電檢波器應(yīng)當(dāng)具有響應(yīng)速度快、噪聲低、響應(yīng)度高、電流損耗小、偏置電壓低、體積小等優(yōu)勢。2、放大器。光接收機(jī)包含前置放大器和主放大器,前置放大器和光電監(jiān)測器相連接,它能夠?qū)⑽⑷醯碾娦盘栠M(jìn)行放大,從而保障光接收機(jī)判決電路工作正常。主放大器對前置放大器輸出的信號進(jìn)一步放大,提供足夠的增益,是信號滿足判決要求。此外,還能夠自動控制增益,擴(kuò)大接收機(jī)的動態(tài)范圍。3、均衡濾波電路。在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中,傳輸?shù)焦舛藱C(jī)進(jìn)行調(diào)制的數(shù)字信號是一系列的矩形脈沖,根據(jù)信號分析可知,其具有無窮的帶寬。調(diào)至之后的脈沖通過光端機(jī)進(jìn)行輸出,然后需要經(jīng)過放大器、光電檢測器、光纖等。但是,由于這些部件帶寬有限,因此只能容許允許有效頻率分量通過其中。4、判決器和時鐘恢復(fù)電路。判決器是由判決電路和碼形成的電路構(gòu)成,脈沖再生電路是由時鐘恢復(fù)電路和判決器共同構(gòu)成,其作用是將放大器輸出的升余弦波形信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。先從升余弦波形當(dāng)中將時鐘進(jìn)行提取,然后確定判決時刻。位移后的時鐘信號取樣升余弦波形,與判決閥值相比,最后進(jìn)行還原。5、自動增益控制。自動增益控制就是通過環(huán)路反饋對放大器的增益進(jìn)行控制,如果信號較強(qiáng),增益通過環(huán)路反饋就會降低,如果信號弱,增益通過環(huán)路反饋則會提升。這樣,就能夠穩(wěn)定送達(dá)判決器的信號,達(dá)到判決的目的。而自動增益能夠?qū)⒐饨邮諜C(jī)的動態(tài)范圍擴(kuò)大,保證其恒定輸出。6、解碼、解擾碼電路。要提高光纖當(dāng)中信碼流的傳輸質(zhì)量,要對光發(fā)射機(jī)輸出的信號進(jìn)行擾碼和編碼處理,光纖將信號傳輸?shù)浇邮諜C(jī),進(jìn)而傳輸?shù)絇CM系統(tǒng)當(dāng)中。此時,需要將以上經(jīng)過處理的信號進(jìn)行復(fù)原處理,進(jìn)行解碼和解擾碼,這樣,就能夠獲得符合要求的信號輸出。7、輔助電路。在光接收機(jī)當(dāng)中,除了上述主要的部分之外,還有一些輔助電路,為其運(yùn)行提供幫助,主要包括鉗位電路、溫度補(bǔ)償電路、告警電路等。判決器前面加上鉗位電路,能夠?qū)獠ǖ牡撞窟M(jìn)行鉗制,使其在電位上固定。如果光接收機(jī)溫度改變,將會影響接收機(jī)的靈敏度,因此,應(yīng)當(dāng)加裝溫度補(bǔ)償電路。此外,如果光接收機(jī)出現(xiàn)光信號過弱或無光信號輸出的時候,需要告警電路進(jìn)行告警輸出和提示,以及時采取應(yīng)對措施。

        結(jié)論:多路音頻光端機(jī)是光通信領(lǐng)域當(dāng)中一個十分重要的終端設(shè)備,其具有靈活性高、升級方便、實時傳輸效果好、工作穩(wěn)定等多種優(yōu)勢,即可應(yīng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和安防系統(tǒng),也可以用于進(jìn)行光纖通信的實驗和教學(xué)。在多路音頻光端機(jī)的設(shè)計當(dāng)中,主要分為光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)兩個大項應(yīng)根據(jù)光纖通信的特點,分別進(jìn)行合理的設(shè)計,以確保多路音頻光端機(jī)作用的正常發(fā)揮。

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