光纖通信復(fù)習(xí)課件

1、光 纖 通 信 技 術(shù)楊健君電子科技大學(xué)中山學(xué)院講授內(nèi)容1 光纖通信概論 2 光纖傳輸理論及傳輸特性 光源和光發(fā)送機(jī) 光檢測(cè)器和光接收機(jī)光無(wú)源器件同步數(shù)字體系 7 光波分復(fù)用系統(tǒng)8 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)性能9 光接入網(wǎng) 光放大技術(shù)11 光纖通信新技術(shù)12 光聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 第一章 概論1.1 光纖通信的發(fā)展概況1.2 光纖通信的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用1.3 光纖傳輸系統(tǒng)的組成現(xiàn)代通信方式示意圖用戶環(huán)路交換設(shè)備電復(fù)接設(shè)備衛(wèi)星通信微波通信光纖通信移動(dòng)通信發(fā)送機(jī)接收機(jī)傳輸系統(tǒng)用戶終端用戶終端信息信息用戶終端用戶終端用戶環(huán)路交換設(shè)備電復(fù)接設(shè)備信息信息雛形：古代烽火、手旗、燈光1880年 貝爾的光電話激光器(發(fā)送源)光纖(傳

2、輸介質(zhì))1960 Maiman發(fā)明紅寶石激光器1962 半導(dǎo)體激光器誕生(GaAs 870nm)70 年代室溫工作LD(GaAsAI 850nm)1300,1550nm 多模LD單模LD1951 醫(yī)用玻璃纖維(損耗1000dB/km)1966 高錕 理論預(yù)言1970 康寧制出低損耗光纖(20dB/km)1300(0.5dB/km),1550nm(0.2dB/km)低損耗窗口光纖開(kāi)發(fā)單模光纖 光纖通信系統(tǒng)概述由光發(fā)射機(jī)、光纖光纜、中繼器與光接收機(jī)等基本單元組成。此外還包括一些互連與光信號(hào)處理器件，如光纖連接器、隔離器、調(diào)制器、濾波器、光開(kāi)關(guān)及路由器、分插復(fù)用器ADM等。光源調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電路光發(fā)射機(jī)

3、放大器光電二極管判決器光接收機(jī)光纖光纖中繼器第二章 光纖傳輸理論及傳輸特性1光纖與光纜的結(jié)構(gòu)和類型2 光纖的傳輸原理3光纖傳輸特性光纖結(jié)構(gòu)光纖: 中心部分(芯Core) 同心圓狀包裹層(包層Clad)涂覆層特點(diǎn)：ncorenclad 芯(core)包層(clad)樹(shù)脂被覆層階躍光纖(SI)、漸變光纖(GI)Step-Index Fiber & Graded-Index Fiber實(shí)用化的光損耗為20dB/km (99.5%/m)；60年代研究，70年代突破，2000年0.2dB/km (99.995%/m);近四十年的努力光纖的光學(xué)傳輸理論從幾何光學(xué)（射線光學(xué)）理論出發(fā)可用于直觀解釋光纖傳光的

4、基本原理：全反射。數(shù)值孔徑NA，可闡述入射角度的問(wèn)題。借助計(jì)算機(jī)和WKBJ法，可簡(jiǎn)單分析導(dǎo)模總數(shù)。從電磁場(chǎng)（波導(dǎo)、導(dǎo)波）理論出發(fā)歸一化頻率、截止模式、截止波長(zhǎng)、模場(chǎng)直徑、NA等等，模式理論?？捎脕?lái)分析單模，多模和偏振模等問(wèn)題，可用于描述單模光纖的傳輸性能?；谧游缇€的分析（階躍光纖SIF）cin1n2n0n0、n1、n2 - 分別是:空氣、纖芯、包層折射率，c - 芯包界面全反射臨界角。相對(duì)折射率差觀察：傳輸容量限制（階躍光纖SIF）下降，BL上升。對(duì)于無(wú)包層的特殊光纖，n1=1.5，n2=1.0(空氣)，=0.33很大，BL0.4(Mb/s).km減小值，BL能提高很多。一般0.01。當(dāng)=0

5、.002時(shí)，BL100(Mb/s).km，10Mb/s的速率傳輸10km，適用于一些局域網(wǎng)。電磁場(chǎng)（波導(dǎo)）理論分析的思路模式舉例四個(gè)低階模式的電磁場(chǎng)矢量結(jié)構(gòu)圖單模傳輸單模條件和截止波長(zhǎng) 從圖可知，傳輸模式數(shù)目隨V值的增加而增多。當(dāng)V值減小時(shí)，不斷發(fā)生模式截止， 模式數(shù)目逐漸減少。特別值得注意的是當(dāng)V2.405時(shí)，只有HE11(LP01)一個(gè)模式存在，其余模式全部截止。單模光纖的模式特性由此得到單模傳輸條件為由式(2.101)可以看到，對(duì)于給定的光纖(n1、n2和a確定)，存在一個(gè)臨界波長(zhǎng)c，當(dāng)c時(shí)，是單模傳輸，這個(gè)臨界波長(zhǎng)c稱為截止波長(zhǎng)。(2.101) V=2.405 或 c= 分析題例:若想

6、在目前的多模光纖中實(shí)現(xiàn)單模傳輸，應(yīng)選用怎樣的光波長(zhǎng)？ 也就是說(shuō)，若有波長(zhǎng)為14m或更長(zhǎng)的實(shí)用光源，且光纖在此波長(zhǎng)下?lián)p耗低，則目前通用的多模光纖就可以作為單模光纖使用。光纖傳輸特性產(chǎn)生信號(hào)畸變的主要原因是光纖中存在色散，損耗引起輸出光功率的降低。損耗和色散是光纖最重要的傳輸特性，對(duì)通信系統(tǒng)而言：損耗限制系統(tǒng)的傳輸距離色散則限制系統(tǒng)的傳輸容量 光纖的損耗特性損耗定義:若POUT-出纖光功率， Pin-入纖光功率，則每公里的光纖損耗為：這里L(fēng)是光纖長(zhǎng)度，單位公里；單位用dB/km來(lái)表示。光纖的損耗特性例：計(jì)算題設(shè)光纖長(zhǎng)1200公里，光纖損耗=0.5dB/km，求光纖總損耗？若輸入光功率為30mW，則

7、輸出光功率為？光纖的損耗機(jī)理1、吸收損耗2、散射損耗3、輻射損耗光纖色散特性光纖色散：信號(hào)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。這將引起光脈沖展寬和碼間串?dāng)_，最終影響通信距離和容量。色散類型模式間色散：不同模式對(duì)應(yīng)有不同的模折射率，導(dǎo)致群速度不同和脈沖展寬。（僅多模光纖有，為模間色散）波導(dǎo)色散 ()：傳播常數(shù)隨頻率變化材料色散 n()：折射率隨頻率變化偏振模色散PMD（為模間色散）模內(nèi)色散單 模 光 纖光源與光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)由光源、調(diào)制器和信道耦合器組成。光信號(hào)是用電信號(hào)調(diào)制光載波產(chǎn)生的。直接調(diào)制：通過(guò)改變注入電流直接調(diào)制半導(dǎo)體光源的輸出。帶有啁啾，影響通信系統(tǒng)性能。外調(diào)

8、制：增加一調(diào)制器，適于高速系統(tǒng)應(yīng)用。光源驅(qū)動(dòng)電路調(diào)制器信號(hào)輸入通道耦合器光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)框圖主要內(nèi)容1、半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管2、光源調(diào)制3、光發(fā)送機(jī) LD和LED激光器被視為20世紀(jì)的三大發(fā)明（還有半導(dǎo)體和原子能）之一，特別是半導(dǎo)體激光器LD倍受重視。光纖通信中最常用的光源是半導(dǎo)體激光器LD和發(fā)光二極管LED。主要差別：發(fā)光二極管輸出非相干光；半導(dǎo)體激光器輸出相干光。雙能級(jí)原子系統(tǒng)的三種躍遷hE2E1自發(fā)發(fā)射躍遷E2E1受激吸收躍遷hhE2E1受激發(fā)射躍遷hh受激發(fā)射的光子與原光子具有相同的波長(zhǎng)、相位和傳播方向典型半導(dǎo)體激光器法布里-珀羅型激光器 F-P LD分布反饋激光器 DFB LDDFB

9、 LD 已成為中長(zhǎng)距離光纖通信應(yīng)用的主要激光器縱模數(shù)隨注入電流而變：隨著電流增加，主模的增益增加，而邊模的增益減小，縱模數(shù)減少，一個(gè)模式開(kāi)始占優(yōu)勢(shì)，直到出現(xiàn)單個(gè)窄線寬的光譜為止。I=67mAP=1.2mWI=75mAP=2.5mWI=100mAP=10mWI=95mAP=6mWI=80mAP=4mW半導(dǎo)體激光器特性參數(shù)1、半導(dǎo)體激光器的PI特性2、閾值電流Ith3、內(nèi)量子效率i4、溫度特性閾值電流隨溫度的變化峰值波長(zhǎng)隨溫度的變化LD光源的主要技術(shù)指標(biāo)光源的調(diào)制方式在光纖通信系統(tǒng)中，把隨信息變化的電信號(hào)加到光載波上，使光載波按信息的變化而變化，這就是光源的調(diào)制。調(diào)制方式：直接調(diào)制間接調(diào)制（外調(diào)制

10、）光發(fā)射機(jī)1、光源（LD）2、編碼3、APC, ATC（功控、溫控LD）4、接口（轉(zhuǎn)換/調(diào)理/均衡/放大）5、保護(hù)措施：告警，光隔離器6、.激光控制電路調(diào)制格式歸零碼RZ非歸零碼NRZ當(dāng)前，數(shù)字光纖通信以采用NRZ碼為主。有關(guān)各種調(diào)制碼型的研究很多。tt000111RZNRZmBnB 碼mBnB碼是把輸入的二進(jìn)制原始碼流進(jìn)行分組，每組有m個(gè)二進(jìn)制碼，記為mB，稱為一個(gè)碼字，然后把一個(gè)碼字變換為n個(gè)二進(jìn)制碼，記為nB，并在同一個(gè)時(shí)隙內(nèi)輸出。這種碼型是把mB變換為nB，所以稱為mBnB碼，其中m和n都是正整數(shù)， nm，一般選取n=m+1。mBnB碼有1B2B、3B4B、5B6B、 8B9B、 17

11、B18B等等。調(diào)制方式調(diào)制前光載波的形式為： E(t) =A cos(0t + )模擬通信可采用調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相等多種調(diào)制方式。采用數(shù)字調(diào)制時(shí)，相應(yīng)地稱為幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）。電場(chǎng)振幅載頻相位光接收機(jī)光接收機(jī)：將光信號(hào)變換為電信號(hào)，再進(jìn)行放大、再生。接收機(jī)性能的重要參數(shù)是接收機(jī)靈敏度。借助誤碼率來(lái)衡量。接收靈敏度取決于信噪比。 光檢測(cè)器和光接收機(jī)4.1 半導(dǎo)體光檢測(cè)器件4.2 光接收機(jī)4.3 光接收機(jī)噪聲分析4.4 光接收機(jī)的誤碼率4.5 接收機(jī)靈敏度4.6 光中繼機(jī)Ref: 響應(yīng)度響應(yīng)度是表示光檢測(cè)器能量轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)參數(shù)，是光檢測(cè)器的平均輸出電流與平均

12、輸入光功率之比。表示為: （A/W） (4-1)式中：R0 光檢測(cè)器的響應(yīng)度 IP 光檢測(cè)器的平均輸出電流 P0 入射在檢測(cè)器光敏面上的平均光功率光電二極管PIN原理：(Ref: 圖4-4 P89)I層較厚，幾乎占盡了整個(gè)耗盡區(qū)。絕大部分的入射光在I層內(nèi)被吸收并產(chǎn)生大量的電子-空穴對(duì)。在I層兩側(cè)是摻雜濃度很高的P型和N型半導(dǎo)體，P層和N層很薄，吸收入射光的比例很小。因而光生電流中漂移分量占了主導(dǎo)地位，這就大大加快了響應(yīng)速度。PIN光電二極管的主要特性 截止波長(zhǎng)和吸收系數(shù) 響應(yīng)度和量子效率 響應(yīng)速度 線性飽和 暗電流 噪聲 APD的工作原理和結(jié)構(gòu)處于反向偏置的耗盡層光電二極管，當(dāng)外加的反向偏壓不

13、斷增強(qiáng)時(shí)，耗盡層內(nèi)產(chǎn)生的光生載流子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下得到加速，獲得很大的動(dòng)能。高能的載流子與半導(dǎo)體晶體內(nèi)的原子相碰撞，將束縛在價(jià)帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶，從而在耗盡層內(nèi)產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)，這種現(xiàn)象稱為碰撞電離。碰撞電離的反復(fù)循環(huán)使耗盡層內(nèi)的載流子數(shù)雪崩似的急劇增加，通過(guò)二極管的電流也就猛增，這就是雪崩倍增效應(yīng)。雪崩光電二極管（APD）就是利用雪崩倍增效應(yīng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電流增益的半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換器件。圖4-11 直接檢測(cè)數(shù)字光接收機(jī)框圖4.3.1 光接收機(jī)的主要噪聲光接收機(jī)中存在各種噪聲源，根據(jù)噪聲產(chǎn)生的不同機(jī)理，噪聲可分為兩類：散粒噪聲和熱噪聲。接收機(jī)中的噪聲源及其引入部位如圖4-20所示。其中散粒噪聲包括

14、光檢測(cè)器的量子噪聲、暗電流噪聲、漏電流噪聲和APD倍增噪聲；熱噪聲主要指負(fù)載電阻產(chǎn)生的熱噪聲，放大器噪聲（主要是前置放大器噪聲）中，既有熱噪聲，又有散粒噪聲。靈敏度換算示例例如，某接收機(jī)在保證誤碼率Pe=10-9的條件下，所需接受的最小光功率為15.8nW，則靈敏度為：對(duì)于不同的誤碼率要求，接收機(jī)的靈敏度也不同。而產(chǎn)生誤碼的主要原因是噪聲。光信號(hào)通過(guò)接收機(jī)時(shí)，受到各種噪聲影響，降低接收機(jī)的靈敏度。因此，對(duì)接收機(jī)噪聲的研究分析是光接收機(jī)的主要課題。第五章 內(nèi)容列表1 光器件概述2 光連接器 Connector3 光衰減器 Attenuator4 光耦合器 Coupler5 復(fù)用器與濾波器 Mul

15、tiplexer and Filter6 光隔離器與環(huán)行器7 光調(diào)制器 Modulators8 光開(kāi)光 Switches光連接器Connector（活動(dòng)的）FC型：螺紋連接。外部材料為金屬SC型：外殼采用工程塑料，矩形結(jié)構(gòu)，便于密集安裝，不用螺紋連接，可以直接插拔。ST型：采用帶鍵的卡口式鎖緊機(jī)構(gòu)，確保連接時(shí)準(zhǔn)確對(duì)中。連接中的損耗問(wèn)題：Common commercial devicesPlanar Waveguide Coupler光耦合器的常見(jiàn)實(shí)現(xiàn)方法22光纖耦合器P4P0輸入功率P1直通功率P3串?dāng)_P2耦合功率L錐形區(qū)域L錐形區(qū)域Z耦合區(qū)域可根據(jù)耦合比要求，決定拉伸長(zhǎng)度。但拉錐長(zhǎng)度太長(zhǎng)，纖

16、芯變得過(guò)細(xì)后，將引起能量輻射，功率降低，插入損耗明顯增加。復(fù)用器用途：波長(zhǎng)選擇、光放大器的噪聲濾除、光復(fù)用/解復(fù)用WavelengthfilterWavelengthmultiplexerWavelengthrouter(f) (a)FSR傳輸函數(shù) Pin(f) (b)輸入功率Pout(f) (c)輸出功率f1 f2 f3 . fNP1P2 P3 . PNf1 f2 f3 . fNF-P濾波器的傳輸特性(a)傳輸函數(shù) (b)N個(gè)信道經(jīng)波分復(fù)用后加到濾波器輸入端的頻譜圖 (c)濾波器輸出端DWDM系統(tǒng)對(duì)F-P濾波器參數(shù)的要求：F-P腔的自由譜區(qū)FSR必須大于多信道復(fù)用信號(hào)的頻譜寬度，以免使信號(hào)重

17、疊，造成混亂。在DWDM中，信道間距小于1nm，所以要求F-P腔有較窄的帶寬F。精細(xì)度F要高級(jí)聯(lián)F-P腔Multilayer Dielectric Thin-Film Filter多層介質(zhì)膜復(fù)用解復(fù)用器特點(diǎn)：通帶特性好（平頂、隔離度高25dB）溫度敏感性?。?.0005nm/C 不需溫控）插損57dB（16波） 波長(zhǎng)數(shù)16CH波長(zhǎng)間隔0.8nm 價(jià)格較高PDL小(0.2dB)是16波長(zhǎng)WDM系統(tǒng)中主要選用的器件光隔離器與環(huán)行器Isolators & Circulators 非互易器件用途：放置于激光器及光放大器前面，防止系統(tǒng)中的反射光對(duì)器件性能的影響甚至損傷，即只允許光單向傳輸。主要指標(biāo)：低的

18、插入損耗 (對(duì)正向入射光，1dB)高的隔離度 (對(duì)反向反射光，4050dB)原理：一般由起偏器、檢偏器和旋光器組成。原理展示與輸入偏振態(tài)有關(guān)的光隔離器的工作原理Polarizer Polarizer Faradayrotator Blocked Reflect light SOPLight out Light in 光調(diào)制器Modulators光調(diào)制器：實(shí)現(xiàn)從電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換。光調(diào)制的分類：從光源調(diào)制角度看：其一，內(nèi)調(diào)制或直接調(diào)制（簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、引入較大的啁啾）；其二，外調(diào)制（調(diào)制信號(hào)啁啾?。?。按被調(diào)制光波的參數(shù)分：強(qiáng)度調(diào)制、相位調(diào)制、偏振調(diào)制等。光開(kāi)關(guān)的分類機(jī)械光開(kāi)關(guān)熱光開(kāi)關(guān)電光開(kāi)關(guān)微光機(jī)

19、電系統(tǒng)（MOEMS）SDH 內(nèi)容目錄6.1 SDH概述6.2 SDH速率等級(jí)和幀結(jié)構(gòu)6.3 SDH復(fù)用和映射過(guò)程6.4 SDH網(wǎng)元設(shè)備6.5 SDH同步與定時(shí)6.6 SDH傳送網(wǎng)6.7 SDH網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和恢復(fù)6.8 SDH網(wǎng)絡(luò)管理6.2.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口表6-1 SDH的標(biāo)準(zhǔn)速率圖6-2 STM-N幀結(jié)構(gòu)STM-1 SOH 結(jié)構(gòu)示例13459RSOH傳輸方向9N261N270N列MSOHAU PTR信息凈負(fù)荷區(qū)域信息凈負(fù)荷區(qū)就是幀結(jié)構(gòu)中存放各種信息容量的地方。STM-N 凈負(fù)荷(含POH) 圖6-3 G.707給出的復(fù)用途徑44736kb/s34368kb/s6312kb/s2048kb/s15

20、44kb/sVC-3TUG-2VC-12VC-11TU-11TU-12 TU-2 TU-3TUG-3139264kb/sC-11C-12C-2C-3C-4AUGVC-4 AU-4 AU-3STM-NVC-3VC-3N137713134指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射圖6-4 我國(guó)的SDH基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)STM-NVC-3TUG-2VC-12TU-12 TU-3TUG-3139264kb/s34368kb/s2048kb/sC-12C-3C-4AUGVC-4 AU-4N17133指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射復(fù)用定位校準(zhǔn)映射155.520 Mb/sSTM-1AUGSOH3碼速調(diào)整2.048 Mb/s2.224

21、 Mb/sVC-122.240 Mb/sTU-122.304 Mb/sTUG-26.912 Mb/sTUG-349.536 Mb/sVC-4150.336 Mb/sAU-4150.912 Mb/sC-12VC-12 POHC-12C-12TU-12 PTRTU-12TU-12TUG-2TUG-2TUG-2TUG-2TUG-2TUG-2TUG-2TU-12VC-12TUG-3TUG-3TUG-3VC-4AU-4 PTRVC-4 POH731VC-4AU-4 PTRAUG150.912 Mb/s3. 復(fù)用(續(xù))由我國(guó)的復(fù)用路線可知：TUG-23TU-12；TUG-37TUG-2或1TU-3；STM

22、-1VC-43TUG-3；STM-NNSTM-1；由上述可知，一個(gè)STM-1可以直接提供63個(gè)2Mbit/s或3個(gè)34Mbit/s（經(jīng)PDH復(fù)用解復(fù)用可以得到48（163）個(gè)2Mbit/s）或一個(gè)140Mbit/s（經(jīng)PDH復(fù)用解復(fù)用可以得到64個(gè)2Mbit/s口）。因此，在SDH干線上開(kāi)通34Mbit/s是不經(jīng)濟(jì)的。圖6-20 復(fù)用設(shè)備一般化邏輯方框圖（部分）圖6-35 偽同步和主從同步原理圖圖6-36 等級(jí)主從控制示意圖 SDH傳送網(wǎng) 傳送網(wǎng)的分層與分割傳送網(wǎng)可從垂直方向分解為三個(gè)獨(dú)立的層網(wǎng)絡(luò)，即電路層，通道層，傳輸媒質(zhì)層。每一層網(wǎng)絡(luò)在水平方向又可以按照該層內(nèi)部結(jié)構(gòu)分割為若干分離的部分，組

23、成適于網(wǎng)絡(luò)管理的基本骨架。圖6-38 分層和分割視圖圖6-39 SDH傳送網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)傳送網(wǎng)故障恢復(fù)速度與備用容量效率不同的用戶對(duì)故障恢復(fù)速度要求也不同。有的用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)間斷運(yùn)行具有強(qiáng)烈的依賴性，如銀行自動(dòng)取款機(jī)、大貿(mào)易公司等。對(duì)于這類用戶，恢復(fù)時(shí)間應(yīng)是自愈機(jī)制所能達(dá)到的最短時(shí)間，目前這個(gè)時(shí)間約為50ms。但是多數(shù)應(yīng)用的故障恢復(fù)時(shí)間的容許范圍可以在幾秒鐘到幾分鐘之間。特別是業(yè)務(wù)成本比較低的時(shí)候，容許范圍可以達(dá)到30min。圖6-43 1+1 和 1:n 保護(hù)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)工作原理二纖單向通道保護(hù)環(huán)工作原理四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)工作原理二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)工作原理圖6-50 SDH設(shè)備的管理

24、功能光纖通信系統(tǒng)光源調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電路放大器光電二極管判決器光纖光纖中繼器000010G1000GWDMWDM2. WDM系統(tǒng)組成某商業(yè)系統(tǒng)組成光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元（OTU）；波分復(fù)用器：分波/合波器（ODU/OMU）；光放大器（BA/LA/PA）；光/電監(jiān)控信道（OSC/ESC）。OTUOTUOTUOMUODUOTUOTUOTUOSCOSCOSCLABAPA單纖單向M40M40MUXDEMUXOTUOTU單纖雙向M40M40MUX/DEMUXDEMUX/MUXOTUOTU圖7-5 WDM系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖（單向）光 合 波 器光轉(zhuǎn)發(fā)器11光轉(zhuǎn)發(fā)器2nBA光監(jiān)控信道發(fā)送器光發(fā)送機(jī)1n光纖光接收機(jī)s光 分

25、 波 器光接收1lnPA光接收21n光纖光監(jiān)控信道接收器sLA 光監(jiān)控信道接收/ 發(fā)送器ss光中繼放大網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)有線路光放大器WDM系統(tǒng)的應(yīng)用代碼WDM系統(tǒng)的應(yīng)用代碼一般采用以下方式構(gòu)成：nWx-yz，其中n 是最大波長(zhǎng)數(shù)目W 代表傳輸區(qū)段（WL，V或U分別代表長(zhǎng)距離、很長(zhǎng)距離和超長(zhǎng)距離）x 表示所允許的最大區(qū)段數(shù)（x1）y 是該波長(zhǎng)信號(hào)的最大比特率（y4或16分別代表STM4或STM16）z 代表光纖類型（z2，3，5分別代表G.652，G.653或G.655光纖）標(biāo)稱中心頻率和最小通路間隔所謂標(biāo)稱中心頻率是指光波分復(fù)用系統(tǒng)中每個(gè)通路對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)。目前國(guó)際上規(guī)定的通路頻率是基于參考頻率為

26、193.1 THz，最小間隔為100 GHz的頻率間隔系列。1552.52 nm0.8 nm1. WDM系統(tǒng)的技術(shù)問(wèn)題光源的波長(zhǎng)穩(wěn)定問(wèn)題光信道的串?dāng)_問(wèn)題光纖色散對(duì)傳輸?shù)挠绊憜?wèn)題光纖的非線性效應(yīng)問(wèn)題EDFA的動(dòng)態(tài)可調(diào)整增益與鎖定問(wèn)題EDFA的增益平坦問(wèn)題EDFA的光浪涌問(wèn)題EDFA級(jí)聯(lián)使用時(shí)的噪聲積累問(wèn)題數(shù)字光纖通信系統(tǒng)性能8.1 數(shù)字傳輸模型8.2 誤碼特性8.3 抖動(dòng)特性8.4 漂移特性8.5 延時(shí)特性8.6 光纖通信系統(tǒng)的可用性8.7 光纜線路系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖8-1 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字假設(shè)參考連接HRX是按照最長(zhǎng)距離和最壞情況下考慮的全程64kb/s連接國(guó)際部分4段國(guó)內(nèi)部分5段圖8-2 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字假設(shè)參考連

27、接（中等長(zhǎng)度）實(shí)際連接一般都比最長(zhǎng)HRX短，因此引入了標(biāo)準(zhǔn)中等長(zhǎng)度HRX國(guó)內(nèi)部分3段國(guó)際部分只有1段誤碼率誤碼率的數(shù)值通?？捎胣10-P的形式表示，其中P為一整數(shù)。對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)，實(shí)際上指的是比特誤碼率(BER-bit error rate)，即每個(gè)碼元為1比特時(shí)的誤碼率，其表達(dá)式為誤碼特性的評(píng)定方法誤碼時(shí)間率閾值(BERT- bit error rate threshold)在ITU-T G.821建議中，把誤碼劣化狀態(tài)劃分為三個(gè)領(lǐng)域：(1) 可正常通信，即可接受的領(lǐng)域，其閾值為110-6。(2) 可通信但質(zhì)量有所劣化，即劣化領(lǐng)域，其閾值為110-6110-3。(3) 不能通信，即不可接受

28、的領(lǐng)域，其閾值為110-3。8.2.4 誤碼性能的規(guī)范G.821建議把27500km分成三個(gè)部分，即高級(jí)部分、中級(jí)部分和本地級(jí)部分。如圖8.7所示。27500km25000kmISC1250km1250kmLEISCLE本地級(jí)15%本地級(jí)15%中級(jí)15%中級(jí)15%高級(jí)40%T參考點(diǎn)T參考點(diǎn)抖動(dòng)特性抖動(dòng)可以分為相位抖動(dòng)和定時(shí)抖動(dòng)。相位抖動(dòng)指脈碼傳輸過(guò)程中所形成的周期性的相位變化。定時(shí)抖動(dòng)指脈碼傳輸系統(tǒng)中的同步誤差。抖動(dòng)的大小或幅度通?？梢杂脮r(shí)間、相位度數(shù)或數(shù)字周期來(lái)表示。ITU建議采用數(shù)字周期來(lái)度量，即用“單位間隔”或稱時(shí)隙(UI)來(lái)表示。1UI相當(dāng)于1比特信息所占有的時(shí)間間隔，數(shù)值上等于傳輸比

29、特率的倒數(shù)?？煽啃院涂捎眯员硎痉椒ㄍǔＳ脕?lái)表示系統(tǒng)可靠性的參數(shù)有兩個(gè)：一個(gè)是平均故障間隔時(shí)間(MTBF)，單位為小時(shí)；另一個(gè)是故障率()，單位為1/小時(shí)。1/MTBF。當(dāng)采用10-9/小時(shí)作為計(jì)量單位時(shí)，稱為 Fit，即1Fit10-9/小時(shí)。衰減限制系統(tǒng)的中繼距離可由下式來(lái)計(jì)算：式中，L為最大中繼距離(單位為km)，ASR為系統(tǒng)S點(diǎn)和R點(diǎn)之間光纜線路容許的衰減(單位為dB)，AC為S、R點(diǎn)間增加的光纖連接器衰減(單位為dB)，AS為光纖固定接頭平均衰減(單位為dB/Km)，Af為光纖的平均衰減系數(shù)(單位為dB/Km)，MC為光纜的富余度(單位為dB/Km)。衰減限制系統(tǒng)最大中繼距離的計(jì)算9 光纖接入網(wǎng)9.1 光接入網(wǎng)基本概念9.2 光接入網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)9.3 有源光接入網(wǎng)AON 9.4 無(wú)源光接入網(wǎng)PON 接入網(wǎng)分類示意圖接入網(wǎng)有線接入網(wǎng)無(wú)線