通信模拟系统设计.ppt

《通信模拟系统设计》 通信模拟系统设计是一个复杂的领域，主要涉及模拟光纤通信系统的构建和优化，该系统自20世纪80年代末以来被广泛应用于微波多路复用信号传输、同轴电缆CATV网络（HFC）、视频分配、天线遥控以及雷达信号处理等场景。本节将详细介绍模拟通信链路的基本组成、关键性能指标以及多信道传输技术。 模拟链路概述中提到，模拟光纤通信系统的核心在于模拟信号的传输和处理。这种系统通常采用直接强度调制或RF副载波AM/FM/PM调制方式，以适应不同类型的信号需求。模拟线路由多个组成部分构成，如激光器、光检测器、放大器等，它们共同决定了系统的噪声分布和性能表现。 载噪比（CNR）是衡量系统性能的关键指标之一，它是指在射频接收机输入端，一个频道的载波功率与噪声功率之比，通常以分贝（dB）表示。对于含有多个噪声因子的系统，总的CNR值可以通过特定的公式计算得出。在单信道传输链路中，常见的信号损伤包括激光器强度噪声、激光削波、光检测器噪声和光放大器噪声。而在多信道传输链路中，谐波失真、互调失真和ASE噪声是主要问题。 为了优化系统性能，光源的工作状态需保持在线性区域，以减少激光削波现象。调制系数m是决定输出载波功率的重要参数，而光检测器的噪声和前置放大器的噪声也会影响载噪比。光检测器噪声与载噪比的关系可以通过光电流、暗电流、增益和过剩噪声系数等参数描述，而前置放大器的噪声系数则与等效电阻和接收机带宽有关。 相对强度噪声（RIN）是评估光源输出光强随机波动产生的噪声水平，它与注入电流成反比。RIN过高会显著降低系统的性能，特别是在低光功率接收时，前置放大器的噪声会成为主要噪声源。 多信道传输技术是模拟通信系统设计中的另一关键环节。通过残留边带调幅（VSB-AM）、频率调制（FM）和副载波复用（SCM）等多路复用技术，可以将多个基带信号复用到不同的副载波上，然后通过频分复用形成复合信号。然而，非线性器件如半导体激光器可能导致互调产物的产生，从而影响信号质量。通过控制调制指数和频道频率配置，可以有效地减轻差频堆积（如CSO和CTB）对系统性能的影响。 在实际应用中，幅度调制（AM）因其简单易行而常见，但要求发射光功率大、非线性失真小、光功率稳定。而频率调制（FM）虽然提高了信噪比，但同时也增加了对带宽的需求。因此，在系统设计时需要综合考虑各种因素，以实现最优的通信效果。 通信模拟系统设计涵盖了从链路组件到多信道传输的全面考虑，理解并优化这些关键技术对于构建高效可靠的通信系统至关重要。在实际操作中，需要兼顾信号质量和噪声控制，以确保信息传输的准确性和可靠性。