chapter8-光纖通信系統(tǒng)性能與設計

1、128.1 8.1 光纖通信系統(tǒng)的概念光纖通信系統(tǒng)的概念3基本光纖通信系統(tǒng)結構基本光纖通信系統(tǒng)結構n光纖通信系統(tǒng)的主要組成光纖通信系統(tǒng)的主要組成部分：n光發(fā)送部分：光源、驅動器和調制器光發(fā)送部分：光源、驅動器和調制器n光傳輸部分：光纖和光纖放大器（或中繼器）光傳輸部分：光纖和光纖放大器（或中繼器）n光接收部分：光電檢測（波）器光接收部分：光電檢測（波）器光接收電端機信號入信號出光發(fā)送光傳輸功率放大器線路放大器前置放大器光源光調制器光檢測器電端機SMPI -SR基本光纖通信系統(tǒng)MPI -R點到點光纖通信系統(tǒng)結構（單向傳輸）點到點光纖通信系統(tǒng)結構（單向傳輸）n電端機：實現用戶信號和適合信道傳輸的信

2、號之間電端機：實現用戶信號和適合信道傳輸的信號之間的轉換。的轉換。4基本光纖通信系統(tǒng)結構基本光纖通信系統(tǒng)結構驅動電路 耦合器調制器光源電信號輸入光信號輸出5基本光纖通信系統(tǒng)結構基本光纖通信系統(tǒng)結構6基本光纖通信系統(tǒng)結構基本光纖通信系統(tǒng)結構 解調器光電檢測器耦合器光信號輸入電信號輸出7光纖傳輸特性對系統(tǒng)的影響光纖傳輸特性對系統(tǒng)的影響88.2 8.2 數字光纖通信系統(tǒng)性能及測試數字光纖通信系統(tǒng)性能及測試98.28.2數字光纖通信系統(tǒng)性能及測試數字光纖通信系統(tǒng)性能及測試原來的信號向前抖的信號向后抖的信號數字信號的抖動10系統(tǒng)傳輸性能指標的測試系統(tǒng)傳輸性能指標的測試發(fā)送部分檢測部分發(fā)碼時鐘產生器偽隨機

3、序列產生器收碼同步檢測電路誤碼檢測器本地偽隨機序列產生器誤碼計數器11SDHSDH誤碼率和接收靈敏度測試誤碼率和接收靈敏度測試SDH分析儀光發(fā)送機SDH設備發(fā)送部分檢測部分光功率計光接收機可變光衰減器RSDH光接收機靈敏度測試框圖12SDHSDH誤碼率和接收靈敏度測試誤碼率和接收靈敏度測試13SDHSDH抖動性能的測試抖動性能的測試SDH抖動測試框圖低頻信號發(fā)生器發(fā)送計數器 誤碼檢測光發(fā)射機光接收機 K1 K2 1抖動檢測 3 2可變光衰減器誤碼儀14WDMWDM誤碼率的測試誤碼率的測試WDM誤碼率測試框圖SDH分析儀發(fā)送部分檢測部分OTU可變光衰減器OTUPA可變光衰減器BAOTU可變光衰減

4、器OTUPA可變光衰減器BA15WDMWDM網絡接口抖動容限測試網絡接口抖動容限測試168.3 8.3 單通道數字光纖通信系統(tǒng)結構與設計單通道數字光纖通信系統(tǒng)結構與設計光發(fā)送端機輸入接口PCM端機輸入電信號光信號光中繼器光信號PCM端機輸出接口光接收端機電信號輸入光纖線路光纖線路 IM-DD系統(tǒng)的組成原理圖17PCMPCM端機和輸入端機和輸入/ /輸出接口輸出接口18模擬信號367512抽樣量化編碼0246011110111101001010（3） （6） （7） （5） （1） （2）TPCMPCM編碼過程編碼過程例如，電話、語音信號的最高例如，電話、語音信號的最高速率為速率為4 kHz4

5、kHz，取抽樣頻率為，取抽樣頻率為f=8 kHzf=8 kHz，抽樣周期，抽樣周期T=125sT=125s每個量化信號用每個量化信號用8 8個比特二進個比特二進制代碼替代。制代碼替代。( (一個一個PCMPCM語音信語音信號的速率為號的速率為8 88=64kbit/s)8=64kbit/s)單極性二進制碼單極性二進制碼HDB3HDB3碼，碼，CMICMI碼碼非歸零碼非歸零碼(NRZ)(NRZ)或歸零或歸零碼碼(RZ)(RZ)19線路碼型線路碼型20線路碼型線路碼型21線路碼型線路碼型22線路碼型線路碼型23線路碼型線路碼型24系統(tǒng)基本組成部分系統(tǒng)基本組成部分25光纖通信系統(tǒng)設計的總體考慮光纖通

6、信系統(tǒng)設計的總體考慮26系統(tǒng)設計具體考慮的因素系統(tǒng)設計具體考慮的因素27單通道系統(tǒng)中繼距離設計單通道系統(tǒng)中繼距離設計28損耗受限系統(tǒng)損耗受限系統(tǒng)Pt-Pr=AT+M+PP29AT=2AC+L(+s)線路總損耗包括：線路總損耗包括：光纖損耗光纖損耗(dB/km)(dB/km)傳輸距離傳輸距離: :)(2kmaaMAPPPLscprtl傳輸距離傳輸距離(km)(km)損耗受限系統(tǒng)損耗受限系統(tǒng)連接器損耗連接器損耗（2 20.5dB)0.5dB)每公里熔接損耗每公里熔接損耗( 0.025dB/km)( 0.025dB/km)30例題：某例題：某140Mbit/s光纖通信系統(tǒng)的參數為：光纖通信系統(tǒng)的參數

7、為： 光發(fā)送機最大發(fā)光功率光發(fā)送機最大發(fā)光功率Pmax= -2 dBm 光接收機靈敏度光接收機靈敏度Pr= -43 dBm 光纖損耗系數光纖損耗系數 =0.4 dB/km 系統(tǒng)富余度系統(tǒng)富余度M=6dB 活接頭損耗活接頭損耗AC=0.5dB 每公里接續(xù)損耗每公里接續(xù)損耗 s= 0.025dB/km 無需中繼器，所能傳輸的最長距離？（不考慮色散代價）無需中繼器，所能傳輸的最長距離？（不考慮色散代價）因碼率較低，可以不考慮光通道功率代價因碼率較低，可以不考慮光通道功率代價如果采用如果采用NRZ碼調制，則光發(fā)送機平均發(fā)送光碼調制，則光發(fā)送機平均發(fā)送光功率功率Pr應該是最大發(fā)光功率的一半應該是最大發(fā)光

8、功率的一半31最大傳輸距離最大傳輸距離= (38-1-6)/0.425=72.9 km (答案答案)損耗受限系統(tǒng)損耗受限系統(tǒng)32色散受限系統(tǒng)色散受限系統(tǒng)BDL)(d610338.4 8.4 多通道數字光纖通信系統(tǒng)設計多通道數字光纖通信系統(tǒng)設計34WDMWDMEDFAEDFA系統(tǒng)中繼距離設計系統(tǒng)中繼距離設計6 62 2I IS SI I1 10 0B BD DL L / /2 25 5l lg g 1 1P P e eQ Q( (1 1 K K 0 0. .5 51 10 0l lg g 1 1P P2 2M MP PN N2 22 2 D DL LB B2 2. .5 5t tl lg g 1 11 12 21 10 0P P2 2C CC C35例題：設計一個點對點的例題：設計一個點對點的WDM+EDFA系統(tǒng)，光系統(tǒng)，光纖傳輸速率達到纖傳輸速率達到20Gbit/s，傳輸距離，傳輸距離100km。復用路數和工作波長的選擇；光纖的選擇；主要器件的選復用路數和工作波長的選擇