基本介紹
- 中文名：強度調製直接檢測
- 外文名：Intensity Modulation Direct Detection
- 英文縮寫：IM-DD
- 作用：對強度調製的信號進行包絡檢測
- 類別：光學術語
- 屬於：數字光纖通信系統
簡介,IM-DD的兩種調製方式,IM-DD的直接檢測,IM-DD數字光纖通信系統,IM-DD數字光纖通信系統的基本要求,數字光纖通信的基本構成,
簡介
自20世紀70年代以來，光纖通信開始進入實用化階段，各種各樣的光纖通信系統如雨後春筍在世界各地先後建立起來，逐漸成為電信傳送網的主要傳輸手段。光纖通信的各種新技術、新系統發展更快，於是在全球的信息高速公路建設熱潮中擔負著重要角色最常用的方式是強度調製一直接檢測(IM—DD)光纖通信系統。強度調製直接檢測（IM-DD光纖通信系統是數字光線通信系統最常用的一種方式，基本結構包括PCM端機、輸入接口、光傳送機、光纖線路、光中繼器、光接收機、輸出接口等。
基本結構
基本結構IM-DD（強度調製直接檢測）的光傳輸系統在成本、可靠性等方面具有顯著優勢，在傳統高速、長距離的光通信系統中已被大量採用。 隨著高速城域、接入光傳輸需求的持續增長，基於IM-DD 的光通信技術在城域、接入等領域的套用潛力更加明顯。
IM-DD的兩種調製方式
IM—DD系統是傳送端用信號調製光載波的強度，接收端用檢測器直接檢測光信號的光纖通信系統，其具體實施有兩種方式——外調製和內調製。
內調製適合於半導體光源(LD、LED)，它將要傳送的信息轉變為電流信號注入光源器件，經電光轉換，獲得相應的光信號輸出，輸出光波幅值與調製信號成比例及線性關係。按調製信號的形式，內調製又可分為模擬調製和數字調製，模擬的是直接用連續的模擬信號(如語音或視頻信號)對光源進行調製；數字的是指PCM編碼調製，先將連續變化的模擬信號通過抽樣、量化和編碼轉換成一組二進制脈衝代碼來表示信號，實現調製。由此可見，內調製方式本質上是電領域的調製方式，系統受到電調製速率的限制。
當光纖通信向大容量高速率方向發展時，內調製難以滿足要求，不得不採用外調製。外調製是在光源外對光源發出的光載波進行調製，即利用晶體的電光、磁光和聲光效應等性質對光波進行調製。具體實施方法是：在雷射器輸出的光路上放置光調製器，並對調製器施以調製電壓，使經過調製器的光載波得到調製。對於光調製器可採用鈮酸鋰調製器、電吸收調製器或Ⅲ一V族干涉型調製器，由於外調製是對光載波迸行調製，不但可對光強度，還可對相位、偏振和波長進行調製，一般用於高速、大容量的光孤子系統或相干系統中。
IM-DD的直接檢測
直接檢測是相對於外差接收檢測而言，它是指不經過任何變換用檢測器直接檢測光信號並轉換成電信號，此信號一般都非常微弱，需要先經放大、再生，如果原始信號是模擬信號，其再生只需要濾波器即可。如是數位訊號，還要增加判決、時鐘提取和自動增益控制等電路。
IM-DD數字光纖通信系統
數字光纖通信系統一般採用強度調製、直接檢測的方式，即IM-DD方式。它包括三大部分，即光傳送機、光接收機和光纖線路。每一部分都涉及許多的光電器件，所以對鏈路的設計是一個複雜的工作。
IM-DD數字光纖通信系統的基本要求
IM-DD光纖通信系統的基本要求有以下幾點：
（1）預期的傳輸距離
（2）信道頻寬或碼速率
（3）系統性能（誤碼率，信噪比）
為了達到這些要求，需要對以下一些要素進行考慮：
光纖：需要考慮選用單模還是多模光纖，需要考慮的設計參數有：纖芯尺寸、纖芯折射率分布、光纖的頻寬或色散特性、衰耗特性。
光源：可以使用LED或LD，光源器件的參數有發射功率、發射波長、發射頻譜寬度、方向圖等。
檢測器：可以使用PIN組件或APD組件，主要的器件參數有工作波長、回響度、接收靈敏度、回響時間等。
數字光纖通信的基本構成
（1）光發信機
光發信機是實現電/光轉換的光端機。它由光源、驅動器和調製器組成。其功能是將來自於電端機的電信號對光源發出的光波進行調製，成為已調光波，然後再將已調的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。電端機就是常規的電子通信設備。
（2）光收信機
光收信機是實現光/電轉換的光端機。 它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經光檢測器轉變為電信號，然後，再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。
光纖或光纜構成光的傳輸通路。其功能是將發信端發出的已調光信號，經過光纖或光纜的遠距離傳輸後，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務。
（4）中繼器
中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈衝近行整形。
由於光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的（如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連線的問題。於是，光纖間的連線、光纖與光端機的連線及耦合，對光纖連線器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
