光纖通信 第章

第九章光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)9.1概述9.2模擬光纖通信系統(tǒng)9.3數(shù)字光纖通信系統(tǒng)9.1概述 光纖通信系統(tǒng)根據(jù)傳送的信號可以分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)。 隨著光纖通信技術(shù)的進(jìn)步，系統(tǒng)的傳輸容量(速率)越來越高。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)是：遵循建議規(guī)范，采用先進(jìn)、成熟技術(shù)，綜合考慮系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)成本，合理地選用器件和設(shè)備，明確系統(tǒng)的全部技術(shù)參數(shù)，完成實(shí)用系統(tǒng)的合成。它與工程設(shè)計(jì)主要區(qū)別在于［9］： 首先系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)的區(qū)別表現(xiàn)在復(fù)雜程度上。 其次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)的區(qū)別表現(xiàn)在它們的任務(wù)不同。9.2模擬光纖通信系統(tǒng) 模擬光纖通信系統(tǒng)多采用副載波復(fù)用技術(shù)。所謂副載波是指射頻電磁波，以區(qū)別于光調(diào)制時的光載波。副載波調(diào)制的電視系統(tǒng)框圖如圖9.1所示。圖9.1副載波復(fù)用模擬電視傳輸系統(tǒng)9.2.1系統(tǒng)主要性能指標(biāo) 作為殘留邊帶調(diào)幅的副載波光纖傳輸系統(tǒng)，其主要指標(biāo)有：載噪比(CarrierNoiseRatio，CNR)、組合二階互調(diào)失真(CompositeSecondOrderintermodulation，CSO)、組合三階差拍失真(CompositeTripleBeat，CTB)。1.載噪比 載噪比(CNR)是在規(guī)定的帶寬內(nèi)一個頻道中的載波功率(C)與噪聲功率(N)之比，一般以dB作單位。定義式為： 前置放大器的熱噪聲所決定的(CNR)T為： (CNR)T與輸入功率的平方成正比，即輸入功率增加1dB，(CNR)T增加2dB。 光電轉(zhuǎn)換散彈噪聲決定的(CNR)q為： (CNR)q與接收機(jī)輸入功率成正比，輸入功率增加1dB，(CNR)q增加1dB。激光槐器相番對強(qiáng)抓度噪編聲決爆定的哨(CN午R)RI狠N為：(CN念R)RI況N與光店接收柏機(jī)的認(rèn)接收股功率拋無關(guān)柜。2.蹤蝶非線劈燕性失苗真設(shè)N個頻伐道的西載波扣幅度師均為I，頻率糕分別遺為ωj，初始淺相位修為θj，則激畜光器歷的驅(qū)距動電窄流i(榮t)為：此時怨激光叔器的昆輸出專功率遭為：P(套t)器=P櫻(i子)P(場i)為非論線性湯函數(shù)準(zhǔn)，且弓在Ib附近盡連續(xù)掉可導(dǎo)大，因灰此可戰(zhàn)以將鏟激光煙器輸?shù)瓿龉W(xué)率在冤偏置漢點(diǎn)Ib附近秀展開仰為泰屑勒級碧數(shù)：式中粗：P0為對木應(yīng)偏隆置點(diǎn)i=煉Ib時的攪直流示光功檢率，表對式評（9售-1插5）勒做三族角函舉數(shù)展蘭開可經(jīng)以得摩到：k=1時，但頻率沈仍為ωj(j滋=1霧，2拉，3赤…N困)，對應(yīng)霉的是夢線性泄放大紛部分萌。k=2時，防對應(yīng)閥二階勸失真晨。k=3時，蹄對應(yīng)惰三階近失真由。9.自2.舉2形傳拍輸距而離設(shè)繞計(jì)直接暫強(qiáng)度嶼調(diào)制煉光纖織電視晶傳輸程系統(tǒng)極的傳堪輸距包離絕德大多摘數(shù)是渡損耗刺限制惜系統(tǒng)芽。根付據(jù)發(fā)摔射功富率、冷接收干機(jī)靈貼敏度裝、線恢路損務(wù)耗和叨分光續(xù)器損捕耗可附以計(jì)砍算出嚇傳輸墳距離L：式中摔：P0為光臉發(fā)送鹿機(jī)發(fā)否射光敞功率況(dB襪m)本，Pr為接杰收機(jī)媽的最挑低接負(fù)收光癥功率君(dB冰m)以，M為系場統(tǒng)富柴余量絞(dB頓)；α為光纖纜線毫路每到公里容的損肅耗(苦包括綿每公原里光失纖損資耗、率光纖黨接頭唐損耗純、光區(qū)纖活面動連浮接器柜的損罰耗，玩單位核為dB雄/k確m)慢；Ai為分撞光器除插入疤損耗樂(dB詳)；Ad為分蘆光器答分光攜損耗郊(dB剝)。齊如果蜓單從闊滿足回系統(tǒng)鼓的傳蛾輸帶忽寬來宗考慮校，只猴要系低統(tǒng)要巴求的脹帶寬挨不大菌于單趣模光漏纖可段提供鍬帶寬案即可影，此妹時系申統(tǒng)的怨最大呀傳輸玩距離語為：式中腫：D為單愈模光烈纖的粒色散醫(yī)系數(shù)頓；Δλ為光屯源的約譜線膨?qū)挾任?；B為系假統(tǒng)傳阿輸信洽號帶摧寬。9.接3數(shù)字憂光纖芹通信薦系統(tǒng)(1浴)敏抗干捕擾能準(zhǔn)力強(qiáng)橫，傳屋輸質(zhì)嫁量好翁。(2拍)管可以墾再生武，傳總輸距鮮離遠(yuǎn)構(gòu)。(3膛)米數(shù)字瞧系統(tǒng)智采用片大量復(fù)的數(shù)央字電敬路，委容易葛集成黎，采貍用超健大規(guī)呢模集現(xiàn)成電萬路芯與片使想數(shù)字賄設(shè)備嬌體積辟小，計(jì)功耗負(fù)低。9.璃3.夕1慢主朝要性沾能指吼標(biāo)數(shù)字趁光纖葉通信鋼系統(tǒng)霸的性叮能主把要包扒括誤分碼性候能、決抖動幻玉性能蓬和系鎮(zhèn)統(tǒng)的展可靠扛性。鴨1.斯參考趁模型［1穿3］(1微)浮假設(shè)炸參考興通道吊(2壓)輝假設(shè)童參考熔數(shù)字飯段兩個敏相鄰避數(shù)字奶配線采架之潮間(棋或等竟效設(shè)周備之重間)洋用來嫌傳送屬一種旗規(guī)定門速率馳的數(shù)呆字信胡號的勸全部符裝置亂構(gòu)成鴉一個己數(shù)字素段。2.雀誤碼視特性梨(1報(bào))僅誤碼媽概念絡(luò)誤碼求就是率經(jīng)接后收判濟(jì)決再妙生后息，數(shù)販字碼董流的妖某些用比特愁發(fā)生訓(xùn)了差桃錯，墻使傳磨輸信王息的創(chuàng)質(zhì)量馳產(chǎn)生礎(chǔ)了損鋤傷。①抖內(nèi)部誓機(jī)理亭產(chǎn)生庭的誤季碼它包搬括各遮種噪仁聲源榮產(chǎn)生沙的誤旨碼；薪定位踢抖動異產(chǎn)生殲的誤尊碼；納復(fù)用木器、碧交叉訂連接蔽設(shè)備辰和交干換機(jī)耳的誤賠碼。②脖脈沖歌干擾熱產(chǎn)生動的誤過碼一些灶具有估突發(fā)麻性質(zhì)斯的脈提沖干葡擾如淚外部驢電磁躁干擾岸、靜有電放哲電、看設(shè)備霧故障癢、電治源瞬喪態(tài)干毀擾和有人為滴活動衫會產(chǎn)好生誤挪碼。(2叼)智誤碼繭性能狀事件膠誤碼均性能珍事件堤是導(dǎo)柿出誤亭碼性邊能參洋數(shù)的嗚基礎(chǔ)睜，G.算82歸6建議鎖是以漲塊差只錯(研誤塊現(xiàn))事腎件為遮基礎(chǔ)自的規(guī)句范，殺它規(guī)習(xí)范的蛾是運(yùn)鉛行在肯基群腳和基施群以鈴上速鑼率數(shù)及字通暖道的苦誤碼濱性能雹事件投、參頃數(shù)和窩指標(biāo)命。(3刊)孫誤碼猴性能填指標(biāo)絲式①寺端到燙端指劃標(biāo)需要鄉(xiāng)豐說明繪的是SE年S事件雕并不撞總是揀孤立巖的事錯件，蠟它可候能會死連續(xù)賽地發(fā)雪生SE榨S。n個連趨續(xù)的SE昏S與n個孤收立的SE船S對用末戶感圖到的番性能百會產(chǎn)在生很邀不相后同的虎影響妥。運(yùn)行裹在G.響82渣6所包總括的逮速率卸下的身通道族是由鞠傳輸猶系統(tǒng)敲(數(shù)揭字段塘)來梨承載零的。誤碼婦性能個指標(biāo)久如何鍬應(yīng)用逼到系形統(tǒng)設(shè)撐計(jì)，漂目前IT斧U-差T還沒壩有建養(yǎng)議。3.線抖動壞和漂斗移特鉆性(1呀)碑抖動棟和漂嶺移的岸概念織定時莫抖動閉對網(wǎng)赴絡(luò)的行性能倚損傷嚇表現(xiàn)驢在下聯(lián)面幾左個方柜面：脂①長對數(shù)闊字編旺碼的讀模擬掠信號已，在陰解碼添后數(shù)沈字流鼠的隨籌機(jī)相春位抖騙動使本恢復(fù)唱后的邁樣值祝具有下不規(guī)禍則的曾相位支，從晌而造被成輸覽出模堂擬信戰(zhàn)號的犯失真殿，形接成所腰謂抖貧動噪另聲；交②襲在再尼生器盛中，沸定時你的不賊規(guī)則御性使忠有效醬判決汗偏離要接收嗎眼圖動的中恐心，丟從而草降低宏了再霉生器蝕的信稅噪比峰余度鄰，直句至發(fā)砌生誤體碼；江③支在SD璃H網(wǎng)中弱，像討同步鋸復(fù)用誕器等啊配有公緩存臭器的削網(wǎng)絡(luò)黑單元傳，過單大的韻輸入輔抖動輩會造更成緩青存器劫的溢者出或般取空靠，從石而產(chǎn)不生滑冬動損漢傷。(2蔥)充抖動江和漂濱移性羽能的潮規(guī)范吊(3稠)寨抖動淋和漂糠移指意標(biāo)PD博H信號得在SD凝H/吧PD滴H邊界是處應(yīng)蘭滿足疑原有PD恰H網(wǎng)的顏抖動惠性能末要求似。①PD府H網(wǎng)絡(luò)承接口拋允許爹的最羨大輸付出抖賴動②SD禿H設(shè)備釣的PD造H支路框輸入掠口抖仰動和傘漂移蘿容限③SD撞H網(wǎng)絡(luò)伐輸出慎接口防允許劃的最杜大抖迫動新為了雞保證針不同SD翻H網(wǎng)元吹之間撇的互熄連而鋸不影感響網(wǎng)苦絡(luò)的部傳輸煤質(zhì)量氣，SD討H網(wǎng)絡(luò)獵輸出臭接口濫允許傍的最熱大抖虎動不田應(yīng)超劃過表史9.菜8中檢所規(guī)腐定的汗數(shù)字狼。括巷號中逢數(shù)值撕為數(shù)備字段壘要求匆。④SD菌H設(shè)備聽的輸南入口按的抖漠動和估漂移驕容限⑤SD縮慧H抖動帝轉(zhuǎn)移宇特性銜4.逮系統(tǒng)室可靠企性系統(tǒng)麻的可寬靠性渡一般粗采用橡故障盼統(tǒng)計(jì)扯分析布法，裁即根射據(jù)實(shí)佩際調(diào)頭查結(jié)土果，星統(tǒng)計(jì)壇足夠緞長時秋間內(nèi)倡的可莊用時棚間和怪不可勾用時色間，擋然后遙用可利用性糾指標(biāo)脹來表揭示。央所謂以可用偷性是療指可文用時潛間占串系統(tǒng)朗全部怕運(yùn)營坊時間靈的百語分比臨。因夜為是纖統(tǒng)計(jì)在量，兵因此役統(tǒng)計(jì)慮時間樸越長足，所嬸得結(jié)謙果越項(xiàng)精確射。9.惹3.物2非系偵統(tǒng)設(shè)傘計(jì)隨著姓光纖印放大耍器的競大量趨實(shí)用偏，數(shù)言字光臥纖通低信系串統(tǒng)一燈般分轟為無筑光纖禮放大則器系昏統(tǒng)和杰有光牢纖放寧大器身系統(tǒng)索。1.化設(shè)猜計(jì)方漫法在技范術(shù)上朝，系桶統(tǒng)設(shè)絹計(jì)的業(yè)主要租問題唱是確故定中和繼距如離，摔尤其么對長波途光翼纖通劍信系賞統(tǒng)，哈中繼銀距離要的設(shè)劣計(jì)對閥系統(tǒng)北的性凳能和塌經(jīng)濟(jì)廁效益翼影響噸很大爸。工娃程上昨常用朱的設(shè)搜計(jì)方舅法主遺要有慨三種間：最存壞值梳設(shè)計(jì)責(zé)法、才統(tǒng)計(jì)英設(shè)計(jì)狀法和起聯(lián)合躲設(shè)計(jì)離法。(1保)攀最壞局值設(shè)述計(jì)法是最壞易值設(shè)衫計(jì)法外就是價(jià)在設(shè)坊計(jì)再匪生段欺距離使時，孟所有創(chuàng)參數(shù)循(包鋒括光雷功率童、光批譜范符圍、材光譜蔥寬度該、接扮收機(jī)錢靈敏脹度、盆光纖斯衰減肆系數(shù)芹、接焰頭與扇活動宴連接帳器插花入損五耗等帖參數(shù)彩)均拐采用限壽命鄭期中湖允許叮的最揭壞值械，而猶不管脖其具醉體的某分布陳如何社。(2棒)頓統(tǒng)計(jì)咬設(shè)計(jì)美法統(tǒng)計(jì)僻設(shè)計(jì)獅法是威利用仰光參猶數(shù)分還布的督統(tǒng)計(jì)稱特性秧更有漫效地?cái)囋O(shè)計(jì)頭再生客段距桑離。菠與最葡壞值侮設(shè)計(jì)責(zé)法相偉比，愈統(tǒng)計(jì)蝦設(shè)計(jì)宋法可見以延餐長再午生段優(yōu)距離嘆，但越橫向云兼容找性不栽再滿暈足。(3遇)冷聯(lián)合撈設(shè)計(jì)呢法在某睛些情馳況下共，按廢標(biāo)準(zhǔn)弄的光胞接口拐參數(shù)煉值進(jìn)破行設(shè)績計(jì)不獻(xiàn)能滿述足實(shí)幸際工第程再陣生段旦距離煎，運(yùn)千營者胳需要數(shù)仔細(xì)青考慮券設(shè)計(jì)挪中不層滿足揭光接乳口規(guī)券范的騙主要獎方面待。2.玩光接暴口為了純在再啄生段測上實(shí)速現(xiàn)橫悶向兼爺容性棄，與丈過去亞的PD品H體系種不同禁，SD初H體系導(dǎo)和波碗分復(fù)案用系送統(tǒng)有飲世界餡范圍志的標(biāo)富準(zhǔn)光劇接口舊，這鼓些光火接口抄標(biāo)準(zhǔn)蠅是系加統(tǒng)設(shè)巧計(jì)必茶須遵恒循的喉依據(jù)蔑。(1士)逼單信燭道系塘統(tǒng)單信汪道光貼接口頸的位蜻置如貿(mào)圖9孟.9聲所示仍。圖9炕.9臥光接邪口位院置示襪意圖(2狂)銅多信丘道系旺統(tǒng)多信嘆道光拜接口犧的位秤置如包圖9罰.1飯0所母示。該圖9歪.1殿0多惡信道換系統(tǒng)凍各參金考點(diǎn)冷位置3.磚系統(tǒng)歲設(shè)計(jì)逮(1爛)仰損耗北限制愛2.海5Gb毫it晝/s及其豎以下?lián)焖俾时钡臒o井光放僅系統(tǒng)秘的中紋繼距唯離和煙有光隨放系窮統(tǒng)的非光放侍段距疑離主級要受寨光纖朋損耗抬限制傷。此價(jià)時要袋求主劈燕信道凡的發(fā)撿送和痰接收痰之間旁(單種信道圓系統(tǒng)無的S和R點(diǎn)之濁間)支總損競耗不卷能超疑過系丸統(tǒng)的宵允許搬損耗回范圍跳，即狡：L（攏α＋坊αs＋αm）＋野2Ac＋Me＋Ad≤Po－Pr式中蓮：Po為平愉均發(fā)江送光帥功率