光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計(jì)課件

1、光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計(jì)光纖通信技術(shù)第七章第七章 光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計(jì)7.1 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.2 光纖損耗對(duì)系統(tǒng)的限制7.3 光纖色散對(duì)系統(tǒng)的限制7.4 光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響7.5 信道串?dāng)_7.6 光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的功率預(yù)算7.1 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光纖通信系統(tǒng)的主要組成單元：光纖光器件光發(fā)送機(jī)光接收機(jī)光放大器根據(jù)光纖系統(tǒng)的應(yīng)用可分為點(diǎn)到點(diǎn)連接廣播和分配網(wǎng)局域網(wǎng)RxTxRxRxTxTx再生器RxTxAA放大器采用再生器和光放大器作為周期性損耗補(bǔ)償?shù)狞c(diǎn)到點(diǎn)連接再生器放大器光發(fā)送機(jī)光發(fā)送機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)7.1.1 點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸系統(tǒng)光-電-光中繼：實(shí)際上是一個(gè)接收機(jī)一個(gè)發(fā)送機(jī)

2、對(duì)，它將檢測(cè)到的微弱變形光信號(hào)，變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)放大整形后變成規(guī)則的電比特流，再調(diào)制光發(fā)送機(jī)，恢復(fù)原光比特流繼續(xù)沿光纖傳輸。光放大器：將接收到的微弱光比特流信號(hào)直接放大而不需將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。(1R)光放大器不能無限制級(jí)聯(lián)，因?yàn)樯?dǎo)致的脈沖畸變最終限制了系統(tǒng)的性能。光-電-光再生中繼則不存在這種問題。7.1.1 點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸系統(tǒng)利用光纖的低損耗、寬帶寬特點(diǎn)性能指標(biāo)：比特率距離積（BL）BL積與光纖損耗和色散特性有關(guān)，而光纖特性又與波長有關(guān)，所以BL積與波長有關(guān)。第一代光波系統(tǒng): 0.85m,BL積 1 (Gb/s).km第二代光波系統(tǒng)：1.3m,BL積 100 (Gb/s).km第三代光波系統(tǒng)

3、：1.55m, BL積1000 (Gb/s).km 設(shè)計(jì)問題中繼距離的選?。涸诩?jí)聯(lián)的EDFA系統(tǒng)中， ASE噪聲積累問題是關(guān)鍵所在，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何設(shè)置EDFA的放大間隔使接收端的OSNR滿足要求色散補(bǔ)償技術(shù)：色散補(bǔ)償方案的選擇及設(shè)計(jì)光纖非線性的避免光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)N 123光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)EDFA功放線放預(yù)放MUXDEMUX典型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信系統(tǒng)1N 327.1.2 光纖分配網(wǎng)功能：光纖通信系統(tǒng)不僅要求傳送信息，而且要求將信息分配給多個(gè)用戶應(yīng)用：光纜電話網(wǎng)、公用天線電視(CATV)、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISND）特點(diǎn)：傳輸距離較短、帶寬要求寬結(jié)構(gòu)：樹型

4、拓?fù)洹⒖偩€拓?fù)銱ubHubHubHubHub信道在中心點(diǎn)分配，光纖的作用與點(diǎn)到點(diǎn)連接系統(tǒng)類似。樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1432NBus單根光纖承載整個(gè)業(yè)務(wù)范圍的多信道光信號(hào)，通過光接頭完成分路，光分路器將一小部分功率分送給每個(gè)用戶。多路視頻信道分配CATV系統(tǒng)；高清晰度電視HDTV?？偩€拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：信號(hào)損耗隨分路數(shù)指數(shù)增加。限制了單根光纖總線服務(wù)的范圍和用戶數(shù)。若忽略光纖自身的損耗，則第N個(gè)分支可得到的功率為：PN-第N個(gè)分支功率；PT-發(fā)送功率；C-分路器的功率分路比；-分路器的插入損耗；并假設(shè)每個(gè)分路器的C和都相同。若取 =0.05, C=0.05, PT =1mW 和 PN=0.1W,

5、則N的最大值?N=61如何進(jìn)一步增加分支數(shù)？在總線上周期地接入光放大器提升功率，可以克服上述限制，只要光纖色散的影響限制在可忽略的程度，允許分配的用戶數(shù)將可大大增加?？偩€拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)7.1.3 局域網(wǎng)局域網(wǎng)：在光纖通信系統(tǒng)中，要求在網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)局部區(qū)域內(nèi)（如在一個(gè)大學(xué)校園內(nèi)）的大量用戶相互連接，使任何用戶可以隨機(jī)地進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳送給其他任何用戶。LAN中要求對(duì)每個(gè)用戶提供隨機(jī)的收發(fā)數(shù)據(jù)功能，存在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議問題。結(jié)構(gòu)：總線型Bus、 環(huán)型Ring、 星型Star例子：“以太網(wǎng)”協(xié)議：碰撞檢測(cè)的載波偵聽多路存?。–SMA/CD）限制：與每個(gè)分支的損耗有關(guān)，用戶數(shù)不能太多。1N-2N-1N2環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

6、點(diǎn)到點(diǎn)連接將節(jié)點(diǎn)依次相連以形成單個(gè)閉合環(huán)。各節(jié)點(diǎn)中均設(shè)置有發(fā)送機(jī)接收機(jī)對(duì)，均可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，也用作中繼器。一個(gè)令牌（一個(gè)預(yù)先確定的比特率）在環(huán)內(nèi)傳遞，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都監(jiān)視比特率以監(jiān)聽它自己的地址和接收數(shù)據(jù)。隨著光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI的標(biāo)準(zhǔn)接口的出現(xiàn)，光纖LAN開始普遍采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。FDDI雙環(huán)結(jié)構(gòu)， superior reliability and robustness星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2N-1N431Starcoupler所有節(jié)點(diǎn)都通過點(diǎn)到點(diǎn)連接接到中心站(中樞節(jié)點(diǎn))上。有源星形結(jié)構(gòu)：所有到達(dá)的光信號(hào)都通過光接收機(jī)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再將電信號(hào)分配以驅(qū)動(dòng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的光發(fā)送機(jī)。無源星形結(jié)構(gòu)：采用星形耦合

7、器等無源光器件在光域進(jìn)行分配。由于從一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸入被分配到許多輸出節(jié)點(diǎn)，因此傳送到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率將受用戶數(shù)的限制。第七章 光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計(jì)7.1 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.2 光纖損耗對(duì)系統(tǒng)的限制7.3 光纖色散對(duì)系統(tǒng)的限制7.4 光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響7.5 信道串?dāng)_7.6 光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的功率預(yù)算7.2 光纖損耗對(duì)系統(tǒng)的限制第二傳輸窗口第一傳輸窗外吸收紅外吸收瑞利散射0.22.5損 耗 (dB/km)波 長 (nm)OH離子吸收峰第三傳輸窗口光纖的損耗譜特性損耗限制光波系統(tǒng)設(shè)發(fā)送機(jī)發(fā)出的最大平均功率為Pt ，而光接收機(jī)的接收靈敏度為Pr ，則最大

8、傳輸距離為： tot (dB/km)為光纖損耗，包括對(duì)接損耗和活動(dòng)連接損耗。由于接收機(jī)靈敏度Pr隨比特率B線性變化： 因此傳輸距離亦與比特率有關(guān)。 h為光子能量， Np為接收機(jī)所要求的每比特的平均光子數(shù)。在給定工作波長處，L隨比特率B的增加而呈對(duì)數(shù)關(guān)系降低。損耗限制色散限制 橫越大西洋的海底光波系統(tǒng) 實(shí)際陸地光波系統(tǒng) 采用色散位移光纖的1550nm，B 10Gb/s 的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)第七章 光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計(jì)7.1 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.2 光纖損耗對(duì)系統(tǒng)的限制7.3 光纖色散對(duì)系統(tǒng)的限制7.4 光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響7.5 信道串?dāng)_7.6 光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的功率預(yù)算光纖色散:信號(hào)

9、能量中的各種分量由于在光纖中傳輸速度不同，而引起的信號(hào)畸變。色散限制:光纖色散導(dǎo)致的信號(hào)畸變限制系統(tǒng)的傳輸距離。色散類型模間色散（僅多模光纖有）波導(dǎo)色散材料色散偏振模色散波長色散一、光纖色散7.3 光纖色散對(duì)系統(tǒng)的限制二、色散與光纖G.652（標(biāo)準(zhǔn)單模光纖SMF）: 零色散波長:1300nm1550色散:1617ps/nm.kmG.653（色散位移光纖DSF）:零色散波長:1550nmG.655（非零色散位移光纖NZDSF）: 1550nm色散:26ps/nm.km三、色散限制光纖色散導(dǎo)致的信號(hào)畸變限制系統(tǒng)的傳輸距離。導(dǎo)致色散限制的物理機(jī)制隨不同波長而不同。1. 0.85m光波系統(tǒng) 第一代光波

10、系統(tǒng)，通常采用低成本的多模光纖作為傳輸媒質(zhì)。主要限制因素是模間色散。- 色散限制多模階躍光纖， BL=c/(2n1)。典型值n1=1.46、 =0.01，傳輸距離隨比特率的曲線。即使在B1Mb/s 的低比特率，也是色散限制的，其傳輸距離限制在10km內(nèi)。應(yīng)用：數(shù)據(jù)連接，很少用于光纖通信系統(tǒng)中。多模漸變光纖， BL=2c/(n12). 對(duì)于 n1=1.46、=0.01，曲線如圖。當(dāng)比特率小于100 Mb/s 時(shí)為損耗限制，大于100 Mb/s 將變?yōu)樯⑾拗?。第一代陸上光通信系統(tǒng)就是采用多模漸變光纖，比特率在50-100 Mb/s ，中繼距離接近10公里，于1978年投入商業(yè)運(yùn)營。- 色散限制2

11、. 1.3m光波系統(tǒng)第二代光波系統(tǒng)采用最小色散波長在1.3m附近的單模光纖，最大的限制因素是由較大的光源譜寬支配的由色散導(dǎo)致的脈沖展寬。比特率距離積 BL (4|D|)-1 D為色散， 為光源的均方根譜寬。 |D| 典型值為 1-2ps/(km-nm) 當(dāng)取|D| =2ps/km時(shí)，BL 125 (Gb/s)-km 當(dāng)B1Gb/s時(shí)則變?yōu)樯⑾拗葡到y(tǒng)。- 色散限制3. 1.55m光波系統(tǒng)第三代光波系統(tǒng)工作在損耗最小的1.55m波長，光纖色散是系統(tǒng)的主要限制因素。對(duì)普通單模光纖，在1.55m處D的典型值為17ps/(km-nm)，色散值比較高，由色散導(dǎo)致的脈沖展寬較大，系統(tǒng)處于色散限制狀態(tài)。采用

12、單縱模半導(dǎo)體光源可大大緩解這種限制。 最終限制為：B2L 5Gb/s 時(shí)，為色散限制系統(tǒng)。- 色散限制當(dāng)采用色散位移光纖時(shí)，色散和損耗在1.55m附近均最低。 - 色散限制光纖色散導(dǎo)致的信號(hào)脈沖畸變，與光源線寬、信號(hào)啁啾、調(diào)制展寬等因素有關(guān)。直接調(diào)制系統(tǒng)中，光源的調(diào)制啁啾及光纖色散導(dǎo)致信號(hào)畸變。對(duì)于2.5Gb/s系統(tǒng),放大器的積累噪聲成為傳輸距離主要限制。對(duì)于10Gb/s系統(tǒng),光纖色散成為傳輸距離的主要限制。比特率NZDSFSSMF2.5Gb/S6000km1000km10Gb/s400km60km四、色散/色散斜率補(bǔ)償技術(shù)在WDM系統(tǒng)中，只有進(jìn)行色散斜率補(bǔ)償，才能保證各個(gè)信道都得到補(bǔ)償。 預(yù)

13、啁啾技術(shù)（PCH） 用色散補(bǔ)償光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償 用啁啾光纖光柵進(jìn)行色散補(bǔ)償 (1)預(yù)啁啾技術(shù)PCH光信號(hào)在反常色散光纖中傳輸時(shí)，所含的高頻成分傳播速率較快，將逐漸集中在脈沖前沿，低頻成分傳播速率較慢，將逐漸集中在脈沖后沿，兩者之間的時(shí)差越來越大，脈沖也就越來越寬。預(yù)啁啾是通過在光源上附加一個(gè)正弦調(diào)制，使脈沖前沿的頻率降低，后沿頻率升高，在一定程度上補(bǔ)償色散造成的脈沖展寬。特點(diǎn)：簡單需根據(jù)傳輸距離調(diào)整正弦調(diào)制的深度延長傳輸距離2倍(2) 用色散補(bǔ)償光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償特殊設(shè)計(jì)光纖的芯徑及折射率分布，利用光纖的波導(dǎo)色散效應(yīng)，使其零色散波長大于1550nm，即在1550nm處產(chǎn)生較大的負(fù)色散（-100p

14、s/nm.km)-色散補(bǔ)償光纖(DCF)。當(dāng)常規(guī)光纖和DCF級(jí)聯(lián)時(shí)，兩者將會(huì)互相抵消。常規(guī)單模光纖在1550nm 的色散和色散斜率的典型值為：D = 16.5ps/nm.km，D = 0.059ps/(nm2.km) 。用相對(duì)色散斜率RD = D/D 表示色散斜率補(bǔ)償, RD1= RD2常規(guī)單模光纖的相對(duì)色散斜率RD =0.0035nm-1，所以色散補(bǔ)償光纖的RD 也應(yīng)為0.0035nm-1。當(dāng)滿足時(shí)，群延遲色散被補(bǔ)償當(dāng)滿足時(shí)，二階色散(色散斜率)被補(bǔ)償組合使用正、負(fù)色散系數(shù)的光纖大的局部色散，小的平均色散,可以較好的抑制四波混頻和XPM的產(chǎn)生基本途徑預(yù)補(bǔ)償累計(jì)色散LDCF產(chǎn)生的色散變化L光功

15、率光纖損耗DCF中的功率損耗累計(jì)色散L傳輸光纖中的色散累積L光功率DCFDCFDCFDCF后補(bǔ)償大的局部色散，小的平均色散。采用后置色散補(bǔ)償而不是前置色散補(bǔ)償，減小DCF的非線性效應(yīng)采用非完全補(bǔ)償而不是完全補(bǔ)償在發(fā)射端進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償補(bǔ)償原則DCF色散補(bǔ)償存在的問題較大的損耗(0.5dB/km)較小的有效面積(20m2),相對(duì)SSMF,非線性系數(shù)大24倍-閾值功率減小36dB色散斜率為-15-20ps/nm2/km遠(yuǎn)高于SSMF的0.09ps/nm2/km,要進(jìn)行色散斜率補(bǔ)償,需專門設(shè)計(jì)當(dāng)不能進(jìn)行斜率補(bǔ)償?shù)腄CF用于WDM系統(tǒng)中時(shí),如果設(shè)計(jì)系統(tǒng)使得中間波長信道實(shí)現(xiàn)完全色散補(bǔ)償, 短波長信道則過補(bǔ)償,

16、而長波長信道則欠補(bǔ)償D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-水下系統(tǒng)新方案：D+/D-光纖對(duì)D+在前：非線性?。籇-在后且足夠長，有益于RA。作為傳輸光纖使用的方案，用于陸上系統(tǒng)時(shí)應(yīng)特別慎重。(3) 用啁啾光纖光柵進(jìn)行色散補(bǔ)償在光纖或光波導(dǎo)上刻上光柵可以控制光在其中的反射，從而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的延時(shí)。如果刻制等間距光柵，則只能反射某一個(gè)很窄的頻帶信號(hào)，造成帶寬過窄。所以采用啁啾光纖光柵，刻出一系列不等間距的光柵，光柵上的每一點(diǎn)都可以看成一個(gè)本地布喇格光柵的通帶和阻帶濾波器。經(jīng)光纖傳輸以后的入射光中的長波長分量（低頻）位于脈沖后沿，使其在光柵的起始端就反射，而短波長分量位于脈沖的前沿，使其在光柵的末端

17、才被反射，于是就補(bǔ)償了色散效應(yīng)，使脈沖寬度被壓縮甚至還原。啁啾光纖光柵色散補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)體積小損耗小價(jià)格便宜補(bǔ)償帶寬窄,實(shí)現(xiàn)寬帶的WDM多信道補(bǔ)償技術(shù):-長啁啾光纖光柵(Southampton 大學(xué)制出作3米長的光柵-級(jí)聯(lián)光柵-取樣光纖光柵需要環(huán)型器偏振模色散簡介： 在理想的單模光纖中，基模是由兩個(gè)相互垂直的簡并偏振模組成。如果由于某種因素使這兩個(gè)偏振模有不同的群速度，出纖后兩偏振模的迭加使得信號(hào)脈沖展寬，從而形成偏振模色散。單模光纖中的偏振模色散國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀： 偏振模色散對(duì)高速大容量光纖通信系統(tǒng)有著不可忽視的影響，并被認(rèn)為是限制光纖通信系統(tǒng)傳輸容量和距離的最終因素。所以自九十年代以來，已引起

18、業(yè)界的廣泛關(guān)注，并已成為目前國際上光纖通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。 按照國際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范小組的觀點(diǎn)：為保證PMD導(dǎo)致的系統(tǒng)功率代價(jià)在1dB以下，偏振模色散的平均值必須小于一比特周期的十分之一。 當(dāng)大于這一規(guī)定值時(shí)，需對(duì)系統(tǒng)偏振模色散進(jìn)行補(bǔ)償！在單信道速率達(dá)40Gb/s的系統(tǒng)中,PMD問題較為突出.有關(guān)PMD的補(bǔ)償技術(shù)處于研究階段.偏振模色散對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懙谄哒?光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計(jì)7.1 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.2 光纖損耗對(duì)系統(tǒng)的限制7.3 光纖色散對(duì)系統(tǒng)的限制7.4 光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響7.5 信道串?dāng)_7.6 光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的功率預(yù)算7.4 光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響受

19、激非彈性散射-受激布里淵散射(SBS)-受激喇曼散射(SRS)非線性折射率-自相位調(diào)制(SPM)-互相位調(diào)制(XPM)-四波混頻(FWM)一、SBS特點(diǎn)：只有后向散射增益帶寬窄，只影響本信道功率功率閾值與光源線寬有關(guān)，光源線寬越窄，功率閾值越低減小SBS對(duì)系統(tǒng)影響的主要措施（避免）：減低入纖功率（減小中繼間隔）增加光源線寬（色散限制）二、SRS特點(diǎn)：以前向散射為主，但也有后向散射增益帶寬寬（約125nm），影響其它信道功率在WDM系統(tǒng)中，較高頻率的信號(hào)成為所有較低頻率信號(hào)的泵浦源，頻率最高的信道功率消耗最大，減小SRS對(duì)系統(tǒng)影響的主要措施：減低入纖功率（減小中繼間隔）減小信道間隔減小光纖的非線

20、性系數(shù)1 2 3 41 2 3 4fiber三、SPM and XPM來源：折射率對(duì)光強(qiáng)的依賴關(guān)系導(dǎo)致光場(chǎng)在光纖中傳輸引起光場(chǎng)的非線性相移影響：非線性相移通過色散的作用轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)強(qiáng)度的畸變由于色散和非線性（主要是SPM、XPM）的相互作用，色散補(bǔ)償不能僅僅考慮補(bǔ)償色散，非線性效應(yīng)的影響必須被考慮色散管理綜合考慮GVD,SPM和XPM的色散管理方案欠補(bǔ)償（總色散以及各光纖段均欠補(bǔ)償）發(fā)射端預(yù)補(bǔ)償（減小色散積累）接收端后補(bǔ)償DCF-1320ps/nmDCF-671ps/nmDCF-1320ps/nmDCF-1320ps/nmDCF-1320ps/nmDCF-671ps/nmOMUODUboost特

21、點(diǎn)：小的色散光纖，相位匹配易于滿足，F(xiàn)WM越加嚴(yán)重，色散能夠破壞相位匹配，減小FWM。故應(yīng)在色散與FWM之間取折衷-NZDSF減小影響的措施：增加信道間隔、適當(dāng)加大色散、非等間隔信道、減小光功率、 相鄰信道正交偏振、色散欠補(bǔ)償四、FWM對(duì)系統(tǒng)的影響：形成信道之間的串?dāng)_，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能。第七章 光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計(jì)7.1 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.2 光纖損耗對(duì)系統(tǒng)的限制7.3 光纖色散對(duì)系統(tǒng)的限制7.4 光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響7.5 信道串?dāng)_7.6 光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的功率預(yù)算7.5 信道串?dāng)_信道串?dāng)_Crosstalk：WDM系統(tǒng)中的器件均會(huì)引起信道串?dāng)_，包括濾波器、波長復(fù)用器/

22、解復(fù)用器、光開關(guān)及半導(dǎo)體光放大器等，連光纖本身也會(huì)由于非線性效應(yīng)而引起串?dāng)_。這會(huì)引起功率代價(jià)。同頻串?dāng)_ Intrachannel crosstalk 與信號(hào)光頻率相同(非常接近)的串?dāng)_，均落入接收機(jī)帶寬內(nèi)無法濾除，對(duì)系統(tǒng)影響嚴(yán)重，最終限制系統(tǒng)的傳輸距離異頻串?dāng)_ Interchannel crosstalk 與信號(hào)光頻率有較大偏離的串?dāng)_，表現(xiàn)為一種加性的噪聲，惡化信號(hào)消光比，可通過濾波器濾除的串?dāng)_，對(duì)系統(tǒng)影響較小一、同頻串?dāng)_來源：復(fù)用/解復(fù)用器對(duì)、光開關(guān)等1signalsignalleakage111signalcrosstalk1signal11signalcrosstalkOptical s

23、witchAlthough both signals contain the same data, they are not in phase with each other, due to different delays encountered by them.MuxDemux12Cascaded wavelength demultiplexer and multiplexer同頻串?dāng)_功率代價(jià)對(duì)于有N個(gè)同頻串?dāng)_源的情況，上式中的替代為假定串?dāng)_光頻率與信號(hào)頻率完全相同，P表示信號(hào)光功率，P代表平均串?dāng)_光功率。在帶有光預(yù)放大或APD接收機(jī)中，如果只考慮與信號(hào)功率相關(guān)的噪聲的情況下，引入的功率代

24、價(jià)為：二、異頻串?dāng)_來源：解復(fù)用器、光開關(guān)等。12signalcrosstalkcrosstalksignal2signal1Optical switch with inputs at different wavelengths1signalcrosstalk2Demux12An optical demultiplexer異頻串?dāng)_會(huì)導(dǎo)致信號(hào)消光比惡化，同樣令為串?dāng)_功率對(duì)信號(hào)功率的比值，在帶有光預(yù)放大或APD接收機(jī)中，如果只考慮與信號(hào)功率相關(guān)的噪聲的情況下，引入的功率代價(jià)為：異頻串?dāng)_功率代價(jià)對(duì)于有N個(gè)同頻串?dāng)_源的情況，上式中的替代為模噪聲: LD+多模光纖中的噪聲(千兆以太網(wǎng)、光纖接入網(wǎng))與斑圖相

25、關(guān)的強(qiáng)度不均勻分布自身是無害的，因?yàn)榻邮諜C(jī)性能由探測(cè)器面積分所得總功率決定。然而如果斑圖隨時(shí)間波動(dòng)，將導(dǎo)致接收功率的波動(dòng)并附加到總的接收機(jī)噪聲中，導(dǎo)致信噪比降低。光源的相干性越大(小)，噪聲越強(qiáng)(弱)。在多模光纖中，由于振動(dòng)和微彎等機(jī)械擾動(dòng)，各傳輸模式間的干涉在光檢測(cè)器受光面上產(chǎn)生了一個(gè)斑紋圖樣，稱為斑圖。模分配噪聲: 多縱模半導(dǎo)體激光器在調(diào)制時(shí)，其各個(gè)模式一般是不穩(wěn)定的，即使各模式功率的總和（總功率）不隨時(shí)間而變，但各個(gè)模式的功率卻隨時(shí)間呈隨機(jī)波動(dòng)。當(dāng)不存在色散時(shí)，所有模式在傳輸和檢測(cè)中保持同步，這種波動(dòng)是無害的。但在實(shí)際有色散光纖中，工作于不同波長的模式將以不同的速度傳播，造成各模式間不同步，引起接收機(jī)電流附加的隨機(jī)波動(dòng)，信噪比降低，這種現(xiàn)象稱為模分配噪聲，需要付出功率代價(jià)。第七章 光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計(jì)7.1 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.2 光纖損耗對(duì)系統(tǒng)的