第7章：光纤通信系统ppt课件.ppt

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1、第七章光纤通信系统本章内容光纤通信系统的构成光线路码型PDH和SDH概念DWDM系统光纤通信系统的主要参数系统设计考虑7.1光纤通信系统的构成什么是光纤通信系统光纤通信系统光纤传输媒质是光纤进一步约束了载波是光波通信系统实现信息的传送，不仅仅是数字序列的传送以光为载波、光纤为传输媒质的一种信息传送系统光纤通信系统的目标利用光纤的优良传输特性实现大容量通信：光波频率高长距离通信：光纤损耗极低高可靠性通信：保密性，抗干扰性为各种信息提供传送服务光纤通信系统的种类按传输信号类型划分模拟光纤通信系统：传输模拟信号，采用参数大小连续变化的信号来代表信息，要求在

2、电光转换过程中信号和信息存在线性对应关系，因此，对光源功率特性的线性要求，对系统信噪比的要求比较高。噪声积累多、抗干扰能力差、传输距离短、设备简单。数字光纤通信系统：传输数字信号的通信，数字信号只取有限个离散值，可以通过取样，判决而再生，所以对信道的非线性失真不敏感，通信过程中的失真和噪声也不会积累，对光源特性的线性要求与对接收信噪比的要求不高，更适合于长距离大容量和高质量的信息传输。设备复杂，成本高。光纤通信系统的种类按光波的调制检测手段划分非相干光通信系统（IM-DD强度调制直接检波方式）相干光通信系统（第四代）：在相干光通信中主要利用了相干调制

3、和外差检测技术。所谓相干调制，就是利用要传输的信号来改变光载波的频率、相位和振幅(而不象强度检测那样只是改变光的强度)，这就需要光信号有确定的频率和相位(而不象自然光那样没有确定的频率和相位)，即应是相干光。激光就是一种相干光。所谓外差检测，就是利用一束本机振荡产生的激光与输入的信号光在光混频器中进行混频，得到与信号光的频率、位相和振幅按相同规律变化的中频信号。光纤通信系统的种类按光载波路数划分单路系统和多路系统按波长划分长波长（1.3um，1.55um），中继距离小于或等于10KM短波长（0.85um），中继距离大于100KM超长波长（大于等于2u

4、m），中继距离大于或等于1000KM，使用非石英光纤。光纤通信系统的种类按光纤模式分类单模光纤通信系统：采用石英单模光纤作为传输线，传输容量大，距离长。目前建设的光纤通信系统都是这一类型的。多模光纤通信系统：采用石英多模梯度光纤作为传输线路，因传输频率受限制，一般应用于140Mbit/s以下的系统。光纤通信系统的种类其它特征孤子光通信（第五代）：用光纤的非线性进行超大容量，超常距离的通信方式。光弧子（Soliton），又称光弧粒子，它是一种特殊的波，在经过长距离传输后，仍保持波形不失真，而且，即使两侧光弧子波相互碰撞后，依然保持各自原来的形状不变。传

5、输速率高，中继距离长，设计复杂。单路数字非相干光纤通信系统数字光纤通信系统的构成信息源光发送机接口电端机接口电端机信息源光接收机中继器备用系统辅助系统电端机在电域对信息进行必要的处理数字化模拟信号数字信号抽样、量化、编码（PCM）复用单路数字电信号多路数字电信号（数字复接器）码型变换NRZ线路码型常用的电线路码型包括AMI（交替反转：00；1+1、-1交替）、HDB3、CMI（001；111、00交替）等光端机接口电路均衡放大解码定时扰码电端机线路码输出NRZ码输入接口电路NRZ解扰编码输出电端机线路码NRZ码输入时钟输入输出接口电路光

6、中继器中继器O/EE/O放大均衡判决再生光纤的吸收和散射导致光信号衰弱，色散导致信号畸变，补偿光信号衰弱，调整畸变信号。延长通信距离7.2光线路码型简介光线路编码目的和要求光线路编码目的适应信道传输要求、方便时钟提取及系统监测、维护，即将传送码流转换成便于在光纤中传输、接收和检测的线路码型。编码要求尽可能减少连“0”连“1”以便于时钟提取减少码流中的低频分量，直流基线尽量稳定，即要求“1”、“0”码分布均匀，否则不利于接收端的再生判决所谓基线漂移是指单极性信码中由于含有直流分量且低频成分又比较丰富所以受到电路的交流耦合影响产生支流分量漂移的现象。减少

7、“1”码出现的概率，降低平均发送光功率。便于误码监测，即要求码型有一定的规律性接收端将线路码还原后，误码增殖要小便于插入公务通信码流线路简单、功耗低线路码型的主要参数码速提升率：二进制码的速率为f1，线路编码后的速率f2为，码速提升率R为：R=(f2-f1)/f1最大同符号连续数:最大相同符号“0”/“1”的连续数。N取决于码的结构，值的大小衡量线路码的定时信息、低频分量的参考值。误码倍增系数G:G越大大表明译码后对应的误码可能更多，系统传输性能变差G=接收机中还原为二进制码中的误码数/线路码中总的误码数冗余度：除了信息外，光通信系统还要传送其它辅助

8、信号的能力称为冗余度或冗余容量。冗余度大，有利于安排其它信号，但效率低翻转电平差功率谱密度游动数字和RDS常