中職中專數(shù)字通信技術(shù)電子

第八章光纖通訊系統(tǒng)教學重點1．數(shù)字光纖通訊系統(tǒng)的組成和各部分的原理;2．波分復用〔WDM〕任務(wù)原理;3．光纖通訊的優(yōu)點和運用，光纖的構(gòu)造和分類，光纖的銜接技術(shù)。掌握波分復用〔WDM〕原理。序號內(nèi)容學時18.1概述228.2光纖和光纜238.3光纖通信終端設(shè)備24習題和小結(jié)5本章講授學時6學時分配教學難點第八章光纖通訊系統(tǒng)8.1概述8.2光纖和光纜8.3光纖通訊終端設(shè)備本章小結(jié)8.1概述一、光纖通訊的特點和開展趨勢二、光纖通訊系統(tǒng)的組成從1970年美國康寧公司研制出損耗為20dB/km的光纖開場，光纖通訊的歷史也才只需30多年的時間，它所以可以得到飛速的開展運用，與電通訊相比，它有如下的突出優(yōu)點：一、光纖通訊的特點和開展趨勢光纖通訊是以光波為載頻，以光導纖維為傳輸介質(zhì)的一種通訊方式。用光替代電進展通訊不僅是傳輸手段和方式上的變化，而是電信史上一場深化的革命。它不僅為電信網(wǎng)提供了幾乎無限的帶寬資源，而且觸發(fā)了一系列觀念上的艱苦轉(zhuǎn)變。雖然光纖通訊曾經(jīng)為世界電信的容顏帶來了宏大的變化，但僅是拉開了一個序幕，它將對未來世界產(chǎn)生更加深化而長久的影響。1．傳輸頻帶寬、通訊容量大我們知道，載波頻率越高通訊容量越大。目前運用的光波頻率比微波頻率高103～104倍，所以通訊容量約可添加103～104倍。2．損耗低目前適用的光纖均為SiO2〔石英〕系光纖，要減小光纖損耗，主要是靠提高玻璃纖維的純度來到達，由于目前制成的SiO2玻璃介質(zhì)的純度極高，所以光纖的損耗極低。在光波長λ＝1.55μm附近，衰減有最低點，可低至0.2dB/km，已接近實際極限值。由于光纖的損耗低，因此，中繼間隔可以很長，在通訊線路中可減少中繼站的數(shù)量，降低本錢并且提高了通訊質(zhì)量。例如：對于400Mb/s速率的光纖通訊，可以實現(xiàn)100km以上的無中繼傳輸，而同樣速率的電纜傳輸，無中繼傳輸僅為1.6km左右。3．不受電磁干擾由于光纖是非金屬的介質(zhì)資料，因此，它不受電磁干擾。電纜通訊中的干擾、串話景象在光纖通訊中不復存在。4．線徑細、分量輕由于光纖的直徑很小，只需0.1mm左右，因此制成光纜后，直徑要比電纜細，而且分量也輕。這樣在長途干線或市干線上，空間利用率高，而且便于制造多芯光纜。光纖通訊除上述主要優(yōu)點之外，還有抗化學腐蝕等特點。當然，光纖本身也有缺陷，如光纖質(zhì)地脆、機械強度低；要求比較好的切斷、銜接技術(shù)；分路、耦合比較費事等。但隨著技術(shù)的不斷開展，這些問題都是可以抑制的。光纖通訊的出現(xiàn)和開展曾經(jīng)深化地改動了電信網(wǎng)的容顏，然而從整體看，光纖通訊的宏大潛力尚未開發(fā)，光纖通訊技術(shù)仍處于方興未艾的開展階段，各種新技術(shù)、新器件和新構(gòu)思仍在不斷涌現(xiàn)。目前在中國沿海地域城市興起的“數(shù)字城市〞、“信息化城市〞的根本中心就是光纖到戶，建立寬帶業(yè)務(wù)通訊網(wǎng)?？梢韵胂?，當每個家庭都有一對光纖與電信網(wǎng)相連時，電信網(wǎng)為用戶提供的效力將不僅僅是一路，也不僅僅是數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)，而是帶寬擴展幾萬倍的宏大信息資源。二、光纖通訊系統(tǒng)的組成光纖通訊屬于有線通訊的范疇，它依然分成數(shù)字光纖通訊和模擬光纖通訊兩類。數(shù)字光纖通訊系統(tǒng)普通是指以傳送數(shù)字話音為主的光纖通訊系統(tǒng)，它主要由PCM終端設(shè)備、數(shù)字復用設(shè)備、光端機、光纜和光中繼設(shè)備組成，如圖8.1所示。話音的數(shù)字比特率規(guī)定為64kbit/s。PCM終端設(shè)備都帶有復接功能，其輸出口的數(shù)字比特率為2048kbit/s，即包含30路話音信號。PCM終端設(shè)備采用時分復用的方法將各路話音信號一一排序，在2048kb/s的數(shù)字碼流中包含了幀定位信號、30路話音以及它們的信令信號三部分信息。數(shù)字復用設(shè)備把基群或低次群的數(shù)字信號復接成高次群的數(shù)字信號，同時包括了它的逆過程。圖8.1數(shù)字光纖通訊系統(tǒng)光端機的主要義務(wù)是實現(xiàn)電－光變換和光－電變換。用于光－電變換的主要器件是LED電光二極管和LD激光二極管；光－電變換的主要器件為PIN光電二極管和APD雪崩光電二極管。在對光進展直接強度調(diào)制的光纖通訊系統(tǒng)里，除了這些光電子器件外，還必需有驅(qū)動電路、自動功率控制電路〔APC〕、自動溫度控制電路〔ATC〕、自動增益控制電路〔AGC〕、放大電路、偏置控制電路、平衡電路、判決電路和其它維護電路等。在數(shù)字光纖通訊系統(tǒng)里，被傳輸?shù)墓庑盘柋匦枰种崎L連“0〞或長連“1〞帶來的問題，由于這時，接納機從輸入信號碼中提取定時信息會變得困難。因此，在光端機內(nèi)必需設(shè)置碼型變換電路，以便將適宜于在電纜上傳輸?shù)臄?shù)字信號或者是適宜在電路內(nèi)部處置的數(shù)字信號變成適宜在光纖上傳輸?shù)臄?shù)字信號，在接納端，那么需做相應(yīng)的逆變換。光中繼器那么較為簡單，它只實現(xiàn)來自兩個方向的光－電變換和電－光變換。目前已有直接對光進展放大的器件〔摻鉺光纖放大器〕，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的光傳輸。在長間隔光纖通訊系統(tǒng)中，必需每隔一個中繼段設(shè)置一個中繼器，適時地將信號檢測后重新整形判決。光纖是信息傳輸?shù)拿浇?，目前普通采?.3μm的長波長單模光纖，組成光纜的光纖芯線普通在8芯到48芯之間。二、光纖的損耗一、構(gòu)造與分類8.2光纖和光纜三、光纖的銜接光纜由多根光纖芯組成，每條光纖由纖心和包層組成。纖芯所采用的資料為石英〔SiO2〕，衰減量為0.2～6dB/km，它的構(gòu)造如圖8.2所示。一、構(gòu)造與分類1．光纜和光纖的構(gòu)造圖8.2光纖和光纜光纖包層的直徑為125μm，纖芯的直徑根據(jù)用途不同在10μm〔單模光纖，高速長間隔通訊譽〕～50μm〔多模光纖，區(qū)內(nèi)通訊、設(shè)備間通訊譽〕。光纖對拉力的接受才干強。不容易折斷，但在彎折時容易折斷，所以在外面包了兩層維護層。第一層的外徑為400μm，采用紫外線硬化樹脂資料，外層用尼龍包裹構(gòu)成第二層，外徑為900μm，為了便于識別，將尼龍著上顏色。包有兩層維護層的光纖稱為芯線。芯線由一條或多條基準線整齊地陳列成帶狀構(gòu)造，將芯線或者帶狀芯線放在聚乙烯上切開的空槽中，并在外邊包上鞏固的外皮稱為光纜。在聚乙烯的中心部分運用了類似鋼琴線一樣的加強構(gòu)件，防止光纜被拉伸。外皮是根據(jù)用于陸地或海底的需求采用了不同的資料，所以外徑也有所不同。2．光纖的分類光纖的分類方法很多，對于目前通訊上用的石英系列光纖，常從以下兩個方面來分類：(1)按照光纖導光的折射率不同分成階躍光纖和漸變光纖兩類。這兩種導光折射率變化如圖8.3(a)、(b)所示。圖8.3光纖的傳輸方式階躍光纖纖芯和包層導光的折射率是突變分布的方式，這種光纖帶寬較窄，適宜小容量短間隔通訊。漸變光纖的纖芯導光的折射率分布近似拋物線型，此類光纖頻帶較寬，適宜于中容量、中間隔通訊?！?〕按照傳輸光波的方式不同，又可分成單模光纖和多模光纖，如圖8.3所示。圖8.3光纖的傳輸方式所謂方式，本質(zhì)上是電磁場的一種分布方式。方式不同，其電磁場的分布方式不同。①單模光纖〔SM〕單模光纖的纖芯直徑很小，約為4～10μm，實際上只傳輸一種方式。由于單模光纖只傳輸主模，從而完全防止了方式色散，使得這種光纖的傳輸頻帶很寬，傳輸容量很大，適用于大容量、長間隔的光纖通訊。單模光纖是當前研討和運用的重點，也是光纖通訊與光波技術(shù)開展的必然趨勢。②多模光纖〔MM〕在一定的任務(wù)波長下，當有多個方式在光纖中傳輸時，稱這種光纖為多模光纖。多模光纖的纖芯直徑普通為50～75μm，包層直徑為100～200μm。這種光纖的傳輸性能較差，帶寬比較窄，傳輸容量也比較小。漸變型多模光纖的帶寬雖然比不上單模光纖，但它的芯線直徑大，對接頭和活動聯(lián)接器的要求不高，運用起來比單模光纖方便，所以在局域網(wǎng)中大量運用。二、光纖的損耗光在光纖中傳輸會有損耗，這個損耗包括兩個方面。一是因資料、構(gòu)造引起光的吸收和散射呵斥的損耗；二是組成系統(tǒng)時產(chǎn)生的損耗，例如插接件銜接損耗、接頭彎曲損耗等。1．光纖的損耗特性光波在光纖中傳輸，隨著傳輸間隔的添加，光功率逐漸下降，這就是光纖的傳輸損耗。光纖每單位長度的損耗，直接關(guān)系到光纖通訊系統(tǒng)傳輸間隔的長短。構(gòu)成光纖損耗的緣由很多，有來自光纖本身的損耗，也有光纖與光源的耦合損耗以及光纖之間的銜接損耗。光纖本身損耗的緣由主要有吸收損耗和散射損耗兩類。呵斥吸收損耗的緣由很多，但都與光纖資料有關(guān)。對于超高純度的石英光纖來說，在1.55μm附近，有損耗的最低點。(1)吸收損耗是光波經(jīng)過光纖的資料時，有一部分能量變成熱能，從而呵斥光功率的損失。(2)散射損耗是由于光纖的資料、外形、折射率分布等的缺陷或不均勻，使光纖中傳導的光發(fā)生散射，由此產(chǎn)生的損耗為散射損耗。綜合以上兩種損耗發(fā)現(xiàn)，在0.8～0.9μm波段內(nèi)，損耗約為2dB/km左右；在1.31μm損耗為0.5dB/km，而在1.55μm處，損耗可降至0.2dB/km，這已接近了SiO2光纖的實際極限值。2．組成系統(tǒng)時產(chǎn)生的損耗在光發(fā)射機和光接納機之間用光纖銜接時，通常有插接件銜接和光纖熔接銜接兩種方式。光插接件是用精度高的機械構(gòu)造使光纖纖芯嚴密接觸，接觸得越緊，那么插接件損失越小。單模光纖運用光插接件時，銜接損耗可以在0.5dB以下，但在實踐中會因插接件端面不干凈，或有損傷而使損耗大大添加。所以運用時應(yīng)留意清潔光插接件的外表，不運用時運用罩子套上光插接件。光纖熔接銜接是將光纖的纖芯對齊后用電弧將纖芯熔化接在一同，接頭損耗對單模光纖來說可以做到0.1dB以下。施工時應(yīng)留意，不要讓光纖過度彎曲，否那么光纖的損耗會大大添加。三、光纖的銜接光纖有兩種銜接，一種是永久性銜接，類似于電線電纜中的焊接；另一種是活動銜接，類似于交流電源插頭和插座的銜接。光纖的銜接應(yīng)滿足如下要求：①銜接損耗要小。接頭的插入損耗大小直接影響光纖系統(tǒng)的無中繼間隔，普通要求銜接損耗要小于0.3dB。②銜接點要有一定的機械強度，保證銜接可靠，并能接受一定的拉力。③操作應(yīng)簡便，以便在條件較差的施工現(xiàn)場快捷地完成銜接。圖8.4光纖銜接不當?shù)木売蓤D8.4示出了由于光纖銜接不當而呵斥損耗添加的情況。光纖端面之間有空隙呵斥折射，見圖8.4〔a〕；光纖端面之間的角偏向見圖8.4〔b〕；接駁的兩條芯線的直徑不等，見圖8.4〔c〕；兩根光纖的軸線不重合，見圖8.4〔d〕；以及端面不平整或遭到污染等。1．活動光纖銜接器圖8.5〔a〕示出了單芯、雙芯、裝卸式四連活動光纖器構(gòu)造圖。這些銜接器可以進展平均損耗為0.1dB的單模光纖銜接。圖8.5銜接技術(shù)(光銜接器、熔接)活動光纖銜接器通常由下述三部分組成：①光纖端接元件：維護和定位光纖端面；②對準規(guī)：定位光纖端接元件對，使其耦合最正確；③銜接器外殼：維護光學接觸元件不受環(huán)境的影響，將對準規(guī)和光纖端接元件固定在相應(yīng)位置，并端接光纜護套和應(yīng)變元件。2．光纖的銜接方法下面引見幾種光纖的銜接方法。這種方法需用一根具有比被接光纖的軟化點溫度低的玻璃套管，其內(nèi)孔徑略大于光纖芯的外徑。當將玻璃管加熱到它的軟化點時，外表張力產(chǎn)生作用，使它可以縮成一根實心棒。銜接過程如下：將一根裸光纖的一端插入套管中；對玻璃棒的中心部分加熱，使其塌陷，卡住這根光纖的一端，構(gòu)成一個精細適配的管座；將第二條光纖插入管中和光黏合劑結(jié)合固定在適宜的位置上，并使光纖端面間指數(shù)匹配。(1)坍陷套管銜接法V型槽拼接頭主要部分有V型槽、壓條和套管三部分。裸光纖的兩頭嚴密接觸，一同被壓入V型槽中，再由套管將V型槽和壓條一同套住。(2)V型槽拼接法電弧熔接法是將兩個端頭的芯線嚴密接觸，然后用高壓電弧對其加熱，使兩端頭外表熔化而銜接。如圖8.5〔b〕照片所示。照片的上下所看到的端子是電弧用電極端子，由電弧的放電能量進展熔接。市售的光纖熔接機都是采用電弧熔接法，這種銜接方法廣泛用于現(xiàn)場施工中。(3)電弧熔解法8.3光纖通訊終端設(shè)備一、光發(fā)射機三、波分復用技術(shù)(WDM)二、光接納機四、光中繼器一、光發(fā)射機光纖通訊系統(tǒng)由光發(fā)射機、光中繼器和光接納機組成。本節(jié)主要引見構(gòu)成光纖通訊終端的光發(fā)射機和光接納機。同時引見光中繼器和波分復用的一些根本概念。在光纖通訊系統(tǒng)中，光發(fā)射機的作用是把從PCM多路復用設(shè)備送來的電信號，轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，送入光纖線路進展傳輸。1．對光發(fā)射機的要求(1)適宜的輸出光功率光發(fā)射機的輸出光功率，通常是指耦合進光纖的功率，亦稱入纖光功率。入纖功率越大，可通訊的間隔就越長。但光功率太大也會使系統(tǒng)任務(wù)在非線性形狀，對通訊產(chǎn)生不良影響。因此，要求光源應(yīng)有適宜的光功率輸出，普通在0.01～5mW之間。同時還要求輸出光功率堅持恒定，在環(huán)境溫度變化或器件老化的過程中，穩(wěn)定度要求在5％～10％之間。(2)較好的消光比Ext消光比的定義為：Ext＝全“０〞碼的平均光功率P0全“1〞碼的平均光功率P1(8.1)一個被調(diào)制的好光源，應(yīng)該在“0〞碼時沒有光功率輸出，否那么它將使光纖系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲，從而使接納機靈敏度降低。要求消光比越小越好，普通要求Ext≤10％。(3)調(diào)制特性好所謂調(diào)制特性好，即要求調(diào)制效率和調(diào)制頻率要高，以滿足大容量、高速率光纖通訊系統(tǒng)的需求。目前，半導體激光器可以實現(xiàn)的最高調(diào)制頻率為10GHz。實踐上已有調(diào)制速率達20Gb/s的報道。除此之外，還要求電路盡量簡單、本錢低、光源壽命長等。2．光發(fā)射機組成框圖光發(fā)射機組成框圖如圖8.6所示，它由光源、光源驅(qū)動與控制電路、信道編碼電路三部分組成?？梢姵斯庠春凸庠打?qū)動電路外，信道編碼電路與普通數(shù)字通訊機發(fā)送電路根本一樣。圖8.6光發(fā)射機組成框圖(1)光源光發(fā)送部分的中心是產(chǎn)生激光或熒光的光源，它是組成光纖通訊系統(tǒng)的重要器件。目前，用于光纖通訊的光源，有半導體激光器〔LD〕和半導體發(fā)光二極管〔LED〕，均屬于半導體器件。它們的共同特點是體積小、分量輕、耗電量小。LD和LED相比，其主要區(qū)別表如今于，前者發(fā)出的是激光，后者發(fā)出的是熒光。因此，LED的譜線寬度較寬，調(diào)制速率較低；與光纖的耦合效率也較低；但是，LED也有許多優(yōu)點：它的輸出特性曲線線性較好，運用壽命長，本錢低，適用于短間隔、小容量的傳輸系統(tǒng)。而LD普通適用于長間隔、大容量的傳輸系統(tǒng)。(2)信道編碼電路信道編碼電路對基帶信號的波型和碼型進展變換，使其適宜在光纖中傳輸。①平衡器由PCM端機送來的HDB3或CMI碼流，首先需求平衡，用于補償由電纜傳輸產(chǎn)生的衰減和畸變，以便正確譯碼。②碼型變換由平衡器輸出的HDB3或CMI碼，在數(shù)字電路中為了處置方便，需求經(jīng)過碼型變換電路，將其變換為非歸零碼〔即NRZ碼〕。③擾碼假設(shè)信碼流中出現(xiàn)長連“0〞或長連“1〞的情況，將會給時鐘信號的提取帶來困難；為了防止出現(xiàn)這種情況，加一擾碼電路，它可有規(guī)律地破壞長連“0〞和連“1〞的碼流，到達0、1等概率出現(xiàn)。經(jīng)擾碼以后的信號再進展線路編碼。④時鐘提取由于碼型變換和時鐘提取過程都需求以時鐘信號作為根據(jù)，因此，在平衡電路之后，由時鐘提取電路提取時鐘信號，供碼型變換和擾碼電路運用。⑤編碼如上所述，經(jīng)過擾碼以后的碼流，盡量使得1、0的個數(shù)均等，便于接納端提取時鐘信號。另外，為了便于不延續(xù)業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測、區(qū)間通訊聯(lián)絡(luò)、監(jiān)控及抑制直流分量的動搖，在實踐的光纖通訊系統(tǒng)中，都對經(jīng)過擾碼以后的信碼流重新進展編碼，以滿足上述要求。經(jīng)過編碼以后，變?yōu)檫m宜光纖線路傳送的線路碼型。(3)光源驅(qū)動與控制電路①光源驅(qū)動電路它用已編碼的數(shù)字信號來調(diào)制發(fā)光器件的發(fā)光強度，完成電/光變換義務(wù)。②APC〔自動光輸出功率控制電路〕它有三個作用，一是使光輸出信號電平堅持穩(wěn)定；二是防止光源因電流過大而損壞；三是防止輸出功率過大，致使光源的輸出噪聲添加，系統(tǒng)的性能變差。③ATC〔自動溫度控制電路〕對激光二極管而言，結(jié)溫高的時候光輸出功率會下降，在APC的作用下控制電流就會自動添加，使結(jié)溫進一步升高，呵斥惡性循環(huán)而導致激光二極管損壞。ATC電路能對溫度進展自動控制。④光監(jiān)測電路用于監(jiān)測激光器發(fā)出的功率，經(jīng)放大器放大后控制激光器的偏置電流，使其輸出的平均功率堅持恒定。二、光接納機光接納機的義務(wù)是將光纖傳輸后的光信號，復原成電的數(shù)字信號。對光接納機的要求主要有接納機靈敏度、動態(tài)范圍和頻率呼應(yīng)。1．主要技術(shù)目的(1)光接納機靈敏度光接納機靈敏度是接納機被調(diào)整到最正確形狀時，在滿足給定的誤碼率目的條件下，接納機接納微弱信號的才干。通常用最低平均光功率Pmin來描畫。光接納機靈敏度中的光功率采用相對值，工程上常用dBm來表示，即Sr＝10lg〔Pmin/10－3〕(8.2)式中Pmin為在滿足給定的誤碼率目的條件下最低接納光功率；10－3指1mW光功率。假設(shè)一部光接納機，在滿足給定的誤碼率目的下所需的平均光功率低，闡明這部光接納機在微弱的輸入光條件下，就能正常任務(wù)。目前，140Mbit/s光端機的接納靈敏度，在保證系統(tǒng)誤碼目的為10－11條件下，我國郵電部的技術(shù)目的為－36～－40dBm。(2)接納機的動態(tài)范圍光接納機的動態(tài)范圍D，是在保證系統(tǒng)的誤碼率目的要求下，接納機的最低光功率和最大允許光功率之比，單位為dB，即D＝10lg〔Pmax/Pmin〕(8.3)光接納機要求有一個動態(tài)范圍，是由于當環(huán)境溫度變化時，光纖的損耗將產(chǎn)生變化；隨著時間的增長，光源輸出光功率亦將變化。這樣，原來按規(guī)范化設(shè)計的光接納機便能夠失效。因此，要求光接納機有一個動態(tài)范圍，低于這個動態(tài)范圍的下限〔即靈敏度〕，將會產(chǎn)生過大的誤碼；高于這個動態(tài)范圍的上限，在判決時亦呵斥過大的誤碼。顯然，一臺質(zhì)量好的接納機應(yīng)有較寬的動態(tài)范圍。目前，140Mbit/s光接納機的動態(tài)范圍，我國郵電部的技術(shù)目的為－12dB。2．光接納機組成框圖光接納機組成框圖如圖8.7所示，它由光電檢測器、光信號接納電路、信道解碼電路三部分組成。除了光電檢測器、光信號接納電路外，信道解碼電路部分與數(shù)字通訊機的接納電路根本一樣。圖8.7光接納機組成框圖光電檢測器的作用，是利用光電二極管將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。目前在光纖通訊中廣泛運用的光電檢波管是半導體光電二極管，它具有尺寸小、靈敏度高、呼應(yīng)速度快以及任務(wù)壽命長等優(yōu)點。光電檢測器件普通有光電二極管〔PIN〕和雪崩二極管〔APD〕。與PIN相比較，APD是一種具有增益的光電檢測器，呼應(yīng)度較高，效果較好。(1)光電檢測器在0.85μm波段，目前主要是用硅半導體資料做光電二極管，而在1.35μm波段是用鍺半導體資料做光電二極管。(2)光信號接納電路光信號接納電路主要有以下三個作用：①低噪聲放大。由于從光電檢測器出來的電信號非常微弱，在對其進展放大時首先必需思索的是抑制放大器的內(nèi)部噪聲。我們知道，制造高靈敏度光接納機時，必需使熱噪聲最小，因此光接納電路首先應(yīng)該是低噪聲電路。②給光電二極管提供穩(wěn)定的反向偏壓。光電二極管只需5～8V的非臨界電壓，雪崩二極管普通情況下要求偏壓為100～400V，需求反復調(diào)試。③自動增益控制。雖然光纖信道是恒參信道，但仍有能夠由于系統(tǒng)內(nèi)的光電器件性能變化、控制電路的不穩(wěn)定以及器件的改換等緣由，使光接納電路所接納到的信號電平發(fā)生動搖，因此光接納機必需有自動增益控制的功能。(3)信道解碼電路信道解碼電路是與發(fā)端的信道編碼電路完全對應(yīng)的電路，即包含解碼電路、解擾電路和碼型反變換電路。此處不再反復表達它的原理功能。三、波分復用技術(shù)(WDM)由于光纖具有很寬的帶寬，因此可在一根光纖中傳輸多個波長的光載波，這就是波分復用。它類似于無線電信道的頻分復用。采用這種技術(shù)可以擴展光纖通訊的容量。在長間隔光纖通訊中，波分復器具有很好的經(jīng)濟性。由于線路的投資很大，占總投資的70％～80％，采用波分復用，成倍地添加光纖線路的傳輸總量，提高了線路的利用率。許多國家大力研討波分復用光纖通訊技術(shù)，且已研制出適用的波分復用系統(tǒng)。圖8.8所示的方框圖就是在一根光纖上單向傳輸N個光波波長的波分復用系統(tǒng)。圖8.8單向傳輸?shù)牟ǚ謴陀孟到y(tǒng)這N個系統(tǒng)在發(fā)端有N臺光發(fā)射機〔即有N個不同波長的光源〕。這N個光信號經(jīng)過復用器——合波器，未來自N臺光發(fā)射機的光信號合并起來，耦合進入同一根光纖中傳輸。當這些被合并的光波傳到接納端后，又經(jīng)過一個復用器——分波器，將合并的信號分開，再分別送到各自相應(yīng)的光電檢波器通道中，從而實如今一根光纖上傳輸多個光源光信號的目的。經(jīng)過這樣的復用方式，使一根光纖的實踐傳輸量得到成倍地添加，提高了光纖通訊系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。四、光中繼器1．光中繼器的作用光脈沖信號從光發(fā)射機輸出經(jīng)光纖傳輸假設(shè)干間隔后，由于光纖的損耗和色散的影響，將使光脈沖信號的幅度遭到衰落，波形出現(xiàn)失真。這樣，就限制了光脈沖信號在光纖中長間隔的傳輸。為此需在光波信號傳輸過一定間隔以后，加一個光中繼器，以放大信號，恢復失真的波形，使光脈沖得到再生。2．光中繼器的構(gòu)成方框圖中繼器有的是機架式，可放在機房中；有的是箱式，可以直埋在地下或架在架空光纜的桿上。可視實踐需求選用。光中繼器普通可分為光－光中繼器和光－電－光中繼器兩種，前者就是光放大器，后者是由可以完成光－電變換的光接納端機和可以完成電－光變換的光發(fā)送端機組成。(1)光－電－光中繼器適用的光纖光－電－光中繼器，如圖8.9所示。它把光信號經(jīng)過光電檢測器變成電信號，然后對幅度遭到衰減、波形發(fā)生畸變的電信號，進展中繼平衡放大、再生，補償光纖的衰減，消除失真和噪聲的影響，恢復成原發(fā)送端的光脈沖