多路音频光端机的设计与研究

刘化建

【摘要】 随着社会的不断发展，信息化程度不断提高，人们对于通信的依赖程度越来越高。因此，光纤通信技术得到了很大的发展和进步，并以其抗电磁干扰能力强、传输距离长、通信容量大等优点，取得了越来越广泛的应用。在技术发展和市场需求的情况下，多路音频光端机应运而生，最为光通信系统中的终端设备，其作用是传输通信数据和进行光电转化。目前，在视频传输、工业控制、监控、电力、电信等领域，多路音频光端机都有着十分广泛的应用。

【关键词】 多路音频光端机设计与研究

前言：在我国相关领域当中，光端机已经经历了数十年的应用和发展。随着科技的不断进步和市场需求的逐渐提高，光端机的相关技术也取得了很大的进展。在光通信系统当中，光端机是一个极其重要的传输线设备，在建立和维护光通信当中，起着至关重要的作用，主要用来进行音频、以太网、数据、视频等信息的综合传输。本文主要对多路音频光端机的设计进行了研究。

一、光发射机的设计

1、输入电路。在输入电路中，主要包括均衡器、码型变换、信号扰码、时钟提取、线路编码等项目。其中，均衡器会对PCM端机传送来的信号进行均衡，补偿畸变和衰减，便于后续的正确译码。然后码型变换电路对均衡器输出的信号进行码型变换，使其变为归零码。此后，信号扰码电路能够将过长的0和l有规律的进行打破，方便进行时钟提取。然后由时钟提取电路对时钟信号进行提取。最后，经过新路编码，使前面输出的信码流能够符合基本的使用要求。

2、电光转换电路。电光转换电路将电信换转换为光信号，并将其传人光纤当中。其中，光源驱动电路是光发送盘的核心，利用经过编码的数字信号，对发光器件的发光强度进行调解，完成电光变换。同时，发送盘还具有自动温度控制电路和自动光功率控制电路，保证工作温度和光功率的输出稳定，稳定波长和输出功率。除此之外，发送盘当中还存在着一些辅助电路，例如光源过流保护电路、无光告警电路、LD偏流告警等，维护多路音频光端机的正常运行。

二、光接收机的设计

1、光电变换。在光接收机中，光电变换是最主要的结构。光电检波器接收到光纤当中传来的已调光波信号，并将其解调形成电信号，再经过放大处理，将信号还原。光纤输出的光信号比较微弱，因此能够有效的将其转变为电信号。同时，光电检波器应当具有响应速度快、噪声低、响应度高、电流损耗小、偏置电压低、体积小等优势。2、放大器。光接收机包含前置放大器和主放大器，前置放大器和光电监测器相连接，它能够将微弱的电信号进行放大，从而保障光接收机判决电路工作正常。主放大器对前置放大器输出的信号进一步放大，提供足够的增益，是信号满足判决要求。此外，还能够自动控制增益，扩大接收机的动态范围。3、均衡滤波电路。在光纤数字通信系统中，传输到光端机进行调制的数字信号是一系列的矩形脉冲，根据信号分析可知，其具有无穷的带宽。调至之后的脉冲通过光端机进行输出，然后需要经过放大器、光电检测器、光纤等。但是，由于这些部件带宽有限，因此只能容许允许有效频率分量通过其中。4、判决器和时钟恢复电路。判决器是由判决电路和码形成的电路构成，脉冲再生电路是由时钟恢复电路和判决器共同构成，其作用是将放大器输出的升余弦波形信号转换成数字信号。先从升余弦波形当中将时钟进行提取，然后确定判决时刻。位移后的时钟信号取样升余弦波形，与判决阀值相比，最后进行还原。5、自动增益控制。自动增益控制就是通过环路反馈对放大器的增益进行控制，如果信号较强，增益通过环路反馈就会降低，如果信号弱，增益通过环路反馈则会提升。这样，就能够稳定送达判决器的信号，达到判决的目的。而自动增益能够将光接收机的动态范围扩大，保证其恒定输出。6、解码、解扰码电路。要提高光纤当中信码流的传输质量，要对光发射机输出的信号进行扰码和编码处理，光纤将信号传输到接收机，进而传输到PCM系统当中。此时，需要将以上经过处理的信号进行复原处理，进行解码和解扰码，这样，就能够获得符合要求的信号输出。7、辅助电路。在光接收机当中，除了上述主要的部分之外，还有一些辅助电路，为其运行提供帮助，主要包括钳位电路、温度补偿电路、告警电路等。判决器前面加上钳位电路，能够对均衡波的底部进行钳制，使其在电位上固定。如果光接收机温度改变，将会影响接收机的灵敏度，因此，应当加装温度补偿电路。此外，如果光接收机出现光信号过弱或无光信号输出的时候，需要告警电路进行告警输出和提示，以及时采取应对措施。

结论：多路音频光端机是光通信领域当中一个十分重要的终端设备，其具有灵活性高、升级方便、实时传输效果好、工作稳定等多种优势，即可应用于远程监控系统和安防系统，也可以用于进行光纤通信的实验和教学。在多路音频光端机的设计当中，主要分为光发射机和光接收机两个大项应根据光纤通信的特点，分别进行合理的设计，以确保多路音频光端机作用的正常发挥。