数字光纤传输系统课程设计

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1、数字光纤传输系统班级：姓名：学号：指导教师：成绩：电子与信息工程学院目录1.引言41.1设计背景41.2光纤通信技术41.2.1光纤通信概念41.2.2光纤通信发展41.3数字光纤传输的优点51.4光纤通信技术的发展前景616数字光纤传输系统2.数字光纤传输系统设计72.1数字光纤传输的两种体制72.1.1准同步数字系列PDH82.1.2准同步数字系列SDH82.2整体设计102.3光发射机112.3.1光源112.3.2调制电路和控制电路112.3.3线路编码电路122.4光接收机132.4.1光检测器132.4.2放大器142.4.3均衡和再生

2、143.数字光纤传输系统分析143.1性能指标143.2系统设计分析153.2.1中继距离受损耗的限制153.2.2中继距离受色散(带宽)的限制164．总结16摘要16数字光纤传输系统随着数字技术和光纤通信技术各自的进步，以及社会对于光纤集成网络以实现资源共享的要求日益增长，数据与光纤通信技术也已紧密地结合起来，成为了社会的强大物质技术基础。现代社会，数字光纤通信已经越来越多地应用到了社会各个领域中。光纤通信系统最重要的部分是光发射机、信道和光接受机三个模块。通过各种光电设备连接成SDH同步数字序列的数字光纤传输系统。1.引言1.1设计背景光纤通信

3、技术光纤通信自从问世以来，给整个通信领域带来了一场革命，它使高速率、大容量的通信成为可能。光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速。在现代社会，光纤通信越来越多地与另一种通信方式—数字通信联系在了一起，二者一同成为办公自动化，局域网办公，网络资源共享，社区网络通信甚至是建设信息高速公路的核心技术。这两种技术也成了当下的热门研究课题。1.2光纤通信技术1.2.1光纤通信概念所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。要使光波成为携带信息的载体，必须对之进

4、行调制，在接收端再把信息从光波中检测出来。然而，对光波进行调制与解调，由于目前技术水平所限，目前大都采用强度调制与直接检波方式。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件(LED)，则LED就会发出携带信息的光波。即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”（不发光）。光波经

5、光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。就这样完成了一次通信的全过程。16数字光纤传输系统1.2.2光纤通信发展通信向大容量，长距离的方向发展已经是必然的发展趋势，在社会的进步与发展，以及人们日益增长的物质与文化需求下。由于光波具有极高的频率（大约3亿兆赫兹），也就是说是具有极高的宽带从而可以容纳巨大的通信信息，所以用光波作为载体来进行通信一直是人们几百年来追求的目标所在。在60年代中期以前，光圈波导、气体透镜波导、空心金属波导管等，作为传送光波的媒体以实现通信，因衰

6、耗过大或者造价昂贵而无法实现。1966年7月，华裔学者高锟在PIEE杂志上发表的文章《用于光频的光纤表面波导》，从理论上分析证明了用光纤以实现光通信的可能性，并设计了通信用阶跃光纤。并科学预言了制造通信用的超低耗光纤的可能性，原材料提纯，加适当掺杂剂，光纤衰耗系数降低到20dB/km以下，被誉为光纤通信的里程碑。1970年美国康宁玻璃公司，用改进型化学相沉积法制造出世界上第一根超低耗光纤，成为光纤通信发展的导火索。证明了用当时的科学技术与工艺方法制造通信用的超低耗光纤是完全有可能的，是光通信研究的重大实质性突破。自1970年以后，从光纤的衰耗看：从

7、70年的20dB/km降至90年的0.14dB/km，这个数值已经接近石英光纤的理论衰耗极限值0.1dB/km。从光器件看：1970年，美国贝尔实验室研制出世界上第一只在室温下连续波工作的砷化镓铝半导体激光器，为光纤通信找到了合适的光源器件。后来逐渐发展到异质结条形激光器、分布反馈式单纵模激光器（DFB）以及多量子阱激光器（MQW）。光接收器件从硅PIN光二极管发展到雪崩光二极管APD。从光纤通信系统看：从小容量到大容量、从短距离到长距离、从低水平到高水平、从旧体制（PDH）到新体制（SDH）的迅猛发展。1976年，世界上第一个实用化光纤通信系统。

8、码率为45Mb/s，中继距离为10km。1980年，多模光纤通信系统商用化（140Mb/s），并着手单模光纤通信系统的现场