Page 27 - 网络电信2019年6月刊下
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输入射频信号直接输入光发射模块的直调激光器，经激光 1550nm处的单位光衰减为0.25dB/Km，光损耗较低。每根G.625
器调制输出一定功率的激光束。直调激光器外围的自动光功率 光纤的长度为1km，四根G.625光纤通过拉锥和熔接工艺依次首
控制和温度控制电路保证激光器的正常工作不受外界环境温度 尾焊接，两根相邻G.625光纤之间设置一抽头，光开关采用四
的影响，维持输出光功率的稳定。光隔离器加载于激光器后端 选一光开关，各抽头均与四选一光开关连接。为保证经四选一
主要是防止进入光纤后的光束沿回路反射回激光器，对激光器 光开关选择后接入宽带光电探测器的各抽头处输出激光束的光
造成损坏。激光束进入光纤分配网络进行传输后，激光束在其 功率相等，三个抽头处的分光比依次设定为：n1=1:3.368、
中每一处光纤抽头熔接处可以获得按照既定的光功率大小、延 n2=1:2.181、n3=1:1.059。四根光纤的延迟时间分别为Δt、
迟时间设计要求，通过电控光开关选择所需的光输出。选择输 2Δt、3Δt和4Δt。在各个光纤抽头处按分光比的计算值n1、
出的激光束进入光接收模块的宽带光电探测器经光电转换后转 n2、n3设置熔接分光比，实现等光功率的光输出。利用这种方
为功率较小射频电信号，由专用定制的数控衰减型低噪声宽带 法实现的光纤延迟分配网络较其他类型光纤延迟分配网络大大
放大器进行小信号的线性放大，C8051F410单片机温度控制电路 缩小了结构尺寸，有利于整个产品的小型化封装。N选一光开关
实现外界温度状态的实时采集，通过单片机内部的数据处理及 与C8051F410单片机温度控制电路中C8051F410单片机的IO端口
程序来实时控制放大器内部的衰减器，以达到光纤延迟线的输 通信，完成对光路的选通功能，提高了光纤延迟线延迟时间的
出功率的稳定。末端高频滤波器滤除待输出的射频信号高频部 智能选择。
分，最终输出我们所需已经延迟的射频电信号。 3、光接收模块设计
光探测器作为光接收模块的关键元件，作用是将光信号转
三、关键技术实现 换成电信号输出。光探测器的重要指标是响应度、暗电流和工
1、激光器温度控制、功率控制设计 作带宽。采用PIN光电二极管实现光检测，这里我们选用的是
考虑到射频输入频率、功率等关键指标，我们选用ORTEL ORTEL公司的2522E宽带探测器，其与1542E推荐配套使用。
公司的1542E宽带(100MHz~22GHz)内调制DFB激光器，其阈值电 PIN光电二极管是效率最高的一种光电管，采用InGaAs材
流≥25mA，最大输入电功率可达20dBm，最大输出光功率可达 料，可以得到高的响应度和大的响应带宽。
9dBm，相较于同类技术指标的光路外调制激光器，该型号内调 图4 PIN二极管简单等效电路及响应曲线
制激光器的蝶形封装具有结构简单，体积小的特点便于延迟线
整体的小型化。1542E激光器内部集成热敏电阻、半导体热电制
冷器(TEC)，我们采用驱动电路由两个推挽的大功率达林顿管构
成线性驱动方式制冷、加热。温控电路主要包括桥式电路、差
分放大电路、推挽式功率管三部分，结构简单、方便调试 【3】 。
同时为了保证激光器恒定光功率，设计了电流负反馈功控电
路，通过激光器内部的光电探测器PD实时监测激光器的输出光
功率，经过比较电路、判断电路实时调整激光器的驱动电流，
从而达到调整输出光功率，使激光器的输出光功率保持稳定。
自动温控电路和自动功控电路具体见图3。
图3 激光器温控、功控电路
光接收模块采用的光探测器要求：
( 1 ) 波 长 响 应 处 于 光 纤 低 损 耗 传 输 窗 口 ( 1 . 3 1 u m 和
1.55um)；
(2) 响应度高，在一定的接收光功率下，能产生最大的光
电流；
(3) 噪声低，能接收极微弱的光信号；
(4) 性能稳定，可靠性高，寿命长，功耗和体积小。
4、实时可控增益补偿软件设计
在光纤延迟线正常工作之前，需要对所在工作环境状态
进行定标，采集工作温度范围内低温、常温、高温三种工作状
2、光纤抽头分光计算 态条件下的温度信息，按照设计指标要求调整输出电压，保
设计中采用四根长飞公司的G.625光纤，这类光纤在波长 存温度与输出参数值状态，待三种工作状态参数完成采样后，
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