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量中包含有許多不同頻率成分，這些脈沖中包含的不同頻率分量將以不同的群速度傳輸，因
此在傳輸過程中必將出現脈沖展寬的現象，這一現象稱為群速色散( GVD)。其主要原因簡
單地說是材料色散和波導色散引起的。
    另外，由于這種光纖的直徑太小了，光纖與光源的耦合比較困難。為了將光線滿意地入
射到光纖中，必須使用激光光源。它比多模式光纖更難拼接和進行內部聯接。然而，單模式
光纖仍然是最受人們歡迎的新型光纖傳輸系統。
  3．光源
  光源一般采用紅外線發光二極管( IRED)和半導體激光器(ILD)。光源的輻射功率取
決于注入電流強度的大小。
    光纖中使用的紅外線發光二極管IRED與顯示用的LED有所不同，因為它要發出一定波
長的光，選用材料一般為GaAslnP。這四種元素混合在一起，其輻射光的波長為1.3斗m，而
光纖對這一波長上的光損耗幾乎為零。
    紅外線發光二極管IRED -般作為低速、短距離光波傳輸系統的光源。
    激光二極管簡稱為半導體激光器(ILD)，它與LED不同，它通過受激輻射發光。由于
受激輻射與自發輻射的本質不同，因此半導體激光器可似產生光譜窄、功率強的光束，這就
是激光。它適合作為高速( >20 GHz)、長距離光纖通信系統的光源。
    在光纖通信系統中，使用激光二極管ILD作為光源要比LED貴得多。因為ILD的結構
比較復雜，復雜的結構就需要更多、更難的制作過程。激光二極管可以作為許多光纖通信系
統主干線上的光源，它產生的光輻射量高于LED，光輸出功率為mW級，而LED只有
幾百斗W。另外，ILD的固有尺寸可以與光纖進行緊密配合，這樣就減小了材料的色散。激
光二極管適合用作單模式光纖傳輸線的光源。
    4．光源的調制
    在無線電通信系統中，信息必須通過“載波”才能傳送。“載波”是運載所要傳輸“信
息”的工具。載波的某個量必須隨信息信號的變化而變化，
這就是調制。在調制之后，信息信號既包含在載波中，也包
含在產生的新的頻率分量中。
    光波也可以作為載波，它也可以被調制。實際上，光波
運載的信息量比任何已知的無線電載波所運載的信息量都大。
下面分析光波的調制過程。
    (1)模擬調制
    大量的光波由IRED和ILD產生，當它們被正向偏置時，
將有電流流動。因此光源也可以被模擬信號調制，如圖
2.2 - 13所示。當輸入端的模擬輸入信號變化時，晶體管T組
成的放大器中的集電極電沆將會隨之變化，因此流過IRED或
    ILD的電流也發生變化，電流變化又引起光強度的變化，然
圖2.2 -13光源模擬調制電路后通過光纖傳輸這一強度變化的光信號。這種調制相當于RF
載波的幅度調制。對于光源調制來說，也稱為直接強度調制。
    雖然模擬調制在一些實際的光纖系統中已經使用，但是它的發展是有限的。
下篇數字電子技術基礎135
    (2)數字調制
    光纖系統的潛能在于將信息以數字信號發射，這樣能提供高密度的通信。用光纜作為傳
輸線的數字通信系統功能強大。光源發射機可以提供大量的分時多路數字化模擬信號和數字
數據信號，這些信號對光源進行數字調制，這一過程也稱為數字強度調制。
    數字調制就像RF系統中的移幅鍵控(ASK)。光源的“亮”和“滅”由頻率很高的兩個
電平控制。這一開關頻率可以達到GHz范圍。當然，這種調制要采用合適的數字碼，圖2.2 -
14 (a)所示為完成調制的一般框圖。詳細的數字信號控制光源的電路如圖2.2-14 (b)所示。
圖中顯示，無論是LED還是ILD，其聯接方法基本相同。但需要改善驅動電路的開關速度。圖
2.2-14 (b)所示為rrL兼容驅動電路。要想獲得激光光源的最佳性能，還要注意適當地控
制幾個臨界參數。比如說，激光器對工作溫度很敏感，而且典型的激光驅動電路還要有監視輸
出電平的反饋電路，它需要通過環境溫度的變化來調整驅動條件。
  5．光檢測器
  光接收機是光纖通信系統中的重要組成部分，其作用是將光信號轉回電信號，恢復光載
波所攜帶的信息信號。光接收機的方框圖如圖2.2 - 15所示。
數
字
輸
入
┏━━━━┓
┃多路    ┃
┃轉換器  ┃
┗━━━━┛
翰入
傳輸
    (b)
圖2.2 -14  光源的數字調制電路
(a)數字調制的一般框圖；(b)’rrL兼容驅動電路
　
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