光纖通信系統(tǒng)性能與設(shè)計(jì)

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(jié)構(gòu)基本光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(qū)動(dòng)器和調(diào)制器光發(fā)送部分：光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)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(cè)（波）器光接收部分：光電檢測(cè)（波）器光接收電端機(jī)信號(hào)入信號(hào)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(diào)制器光檢測(cè)器電端機(jī)SMPI -SR基本光纖通信系統(tǒng)MPI -R點(diǎn)到點(diǎn)光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（單向傳輸）點(diǎn)到點(diǎn)光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（單向傳輸）n電端機(jī)：實(shí)現(xiàn)用戶信號(hào)和適合信道傳輸?shù)男?/p>

2、號(hào)之間電端機(jī)：實(shí)現(xiàn)用戶信號(hào)和適合信道傳輸?shù)男盘?hào)之間的轉(zhuǎn)換。的轉(zhuǎn)換。4基本光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路 耦合器調(diào)制器光源電信號(hào)輸入光信號(hào)輸出5基本光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6基本光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 解調(diào)器光電檢測(cè)器耦合器光信號(hào)輸入電信號(hào)輸出7光纖傳輸特性對(duì)系統(tǒng)的影響光纖傳輸特性對(duì)系統(tǒng)的影響88.2 8.2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)性能及測(cè)試數(shù)字光纖通信系統(tǒng)性能及測(cè)試98.28.2數(shù)字光纖通信系統(tǒng)性能及測(cè)試數(shù)字光纖通信系統(tǒng)性能及測(cè)試原來(lái)的信號(hào)向前抖的信號(hào)向后抖的信號(hào)數(shù)字信號(hào)的抖動(dòng)10系統(tǒng)傳輸性能指標(biāo)的測(cè)試系統(tǒng)傳輸性能指標(biāo)的測(cè)試發(fā)送部分檢測(cè)部分發(fā)碼時(shí)鐘產(chǎn)生器偽隨機(jī)

3、序列產(chǎn)生器收碼同步檢測(cè)電路誤碼檢測(cè)器本地偽隨機(jī)序列產(chǎn)生器誤碼計(jì)數(shù)器11SDHSDH誤碼率和接收靈敏度測(cè)試誤碼率和接收靈敏度測(cè)試SDH分析儀光發(fā)送機(jī)SDH設(shè)備發(fā)送部分檢測(cè)部分光功率計(jì)光接收機(jī)可變光衰減器RSDH光接收機(jī)靈敏度測(cè)試框圖12SDHSDH誤碼率和接收靈敏度測(cè)試誤碼率和接收靈敏度測(cè)試13SDHSDH抖動(dòng)性能的測(cè)試抖動(dòng)性能的測(cè)試SDH抖動(dòng)測(cè)試框圖低頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)送計(jì)數(shù)器 誤碼檢測(cè)光發(fā)射機(jī)光接收機(jī) K1 K2 1抖動(dòng)檢測(cè) 3 2可變光衰減器誤碼儀14WDMWDM誤碼率的測(cè)試誤碼率的測(cè)試WDM誤碼率測(cè)試框圖SDH分析儀發(fā)送部分檢測(cè)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(wǎng)絡(luò)接口抖動(dòng)容限測(cè)試網(wǎng)絡(luò)接口抖動(dòng)容限測(cè)試168.3 8.3 單通道數(shù)字光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)單通道數(shù)字光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)光發(fā)送端機(jī)輸入接口PCM端機(jī)輸入電信號(hào)光信號(hào)光中繼器光信號(hào)PCM端機(jī)輸出接口光接收端機(jī)電信號(hào)輸入光纖線路光纖線路 IM-DD系統(tǒng)的組成原理圖17PCMPCM端機(jī)和輸入端機(jī)和輸入/ /輸出接口輸出接口18模擬信號(hào)367512抽樣量化編碼0246011110111101001010（3） （6） （7） （5） （1） （2）TPCMPCM編碼過(guò)程編碼過(guò)程例如，電話、語(yǔ)音信號(hào)的最高例如，電話、語(yǔ)音信號(hào)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(gè)量化信號(hào)用每個(gè)量化信號(hào)用8 8個(gè)比特二進(jìn)個(gè)比特二進(jìn)制代碼替代。制代碼替代。( (一個(gè)一個(gè)PCMPCM語(yǔ)音信語(yǔ)音信號(hào)的速率為號(hào)的速率為8 88=64kbit/s)8=64kbit/s)單極性二進(jìn)制碼單極性二進(jìn)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(shè)計(jì)的總體考慮光纖通

6、信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體考慮26系統(tǒng)設(shè)計(jì)具體考慮的因素系統(tǒng)設(shè)計(jì)具體考慮的因素27單通道系統(tǒng)中繼距離設(shè)計(jì)單通道系統(tǒng)中繼距離設(shè)計(jì)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(shù)為：光纖通信系統(tǒng)的參數(shù)

7、為： 光發(fā)送機(jī)最大發(fā)光功率光發(fā)送機(jī)最大發(fā)光功率Pmax= -2 dBm 光接收機(jī)靈敏度光接收機(jī)靈敏度Pr= -43 dBm 光纖損耗系數(shù)光纖損耗系數(shù) =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(wú)需中繼器，所能傳輸?shù)淖铋L(zhǎng)距離？（不考慮色散代價(jià)）無(wú)需中繼器，所能傳輸?shù)淖铋L(zhǎng)距離？（不考慮色散代價(jià)）因碼率較低，可以不考慮光通道功率代價(jià)因碼率較低，可以不考慮光通道功率代價(jià)如果采用如果采用NRZ碼調(diào)制，則光發(fā)送機(jī)平均發(fā)送光碼調(diào)制，則光發(fā)送機(jī)平均發(fā)送光功率功率Pr應(yīng)該是最大發(fā)光功率的一半應(yīng)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(shù)字光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)多通道數(shù)字光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)34WDMWDMEDFAEDFA系統(tǒng)中繼距離設(shè)計(jì)系統(tǒng)中繼距離設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的例題：設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的WDM+EDFA系統(tǒng)，光系統(tǒng)，光纖傳輸速率達(dá)到纖傳輸速率達(dá)到20Gbit/s，傳輸距離，傳輸距離100km。復(fù)用路數(shù)和工作波長(zhǎng)的選擇；光纖的選擇；主要器件的選復(fù)用路數(shù)和工作波長(zhǎng)的選擇