光纤通信技术教学课件作者李方健第5章节光端机课件

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1、第5章：光端机内容目录5.1线路编码5.2光发射机5.3光接收机5.4光中继器5.1线路编码当前，光纤通信系统普遍采用数字编码和强度调制-直接检测（IM-DD）通信系统，其基本结构如下图所示：光端机电端机光中继器…光端机电端机…光缆光缆光纤通信系统基本结构在数字光纤通信系统中，光端机的接口有电接口和光接口。电接口与PCM终端机相连，因而其接口码型应选择与PCM终端机的接口码型一致。ITU-T规定的PCM通信系统中的接口速率和码型如下表所示：速率等级基群二次群三次群四次群接口码速率（Mbit/s）2.0488.44834.368

2、139.264接口码型HDB3HDB3HDB3CMIHDB3不适合直接在光纤通信系统中传输，因此必须进行码型变换，以适合于数字光纤通信系统传输的要求。数字光纤通信系统对线路码型的基本要求是保证传输的透明性，具体要求有：避免信码流中出现长连“0”或长连“1”，以利于收端时钟提取。能进行不中断业务的误码监测。尽量减少信码流中直流分量的起伏。数字光纤通信系统常用的线路码型有：加扰二进码、mBnB码和插入比特码。5.1.1加扰二进码为了保证传输的透明性，在系统光发射机的调制器前，需要附加一个扰码器，将原始的二进制码序列加以变换，使其接

3、近于随机序列。常用的为D触发器和异或门组成的七级扰码器。相应地，在光接收机的判决器之后，附加一个解扰器，以恢复原始序列。加扰二进码是把信息序列按一定规则进行扰码，使线路码流中“0”码和“1”码出现的概率大致相等，因此码流中不会出现长连“0”和长连“1”的情况，从而有利于接收端提取时钟信号。但是这种码型中没有引入冗余码，因此不能进行在线误码监测。5.1.2mBnB码将码流中m个码元分为一组，用与之对应的n个码元代替，这种码型称为mBnB码。此处n＞m，n与m皆为整数，如1B2B码、3B4B码、5B6B码、6B8B码、5B7B码等

4、。5.1.3插入比特码插入比特码是在mB的基础上加上一个插入码，即“mB”+“插入码”。根据插入码的用途不同，可以分为mB1P码、mB1C码和mB1H码等。1.mB1P码（奇偶校验码）在mB1P码中，P码称为奇偶校验码，它可以把m位原码通过末位插入P码，校正为偶数码或奇数码。1）P码为奇校验码时其插入规律是使m+1个码内“1”码的个数为奇数，以6B1P为例：6B码：1101010001111011100011016B1P码：1101011000111010111010011010当检测到m+1个码内“1”码的个数为奇数时，则认

5、为无误码。2）P码为偶校验码时其插入规律是使m+1个码内“1”码的个数为偶数，以6B1P为例：6B码：1101010001111011100011016B1P码：1101010000111110111000011011当检测到m+1个码内“1”码的个数为偶数时，则认为无误码。2.mB1C码C码称为反码，它是mB码中最后一位（第m位）的反码。若第m位码为“1”，则C码编为“0”；反之则编为“1”，下面以4B1C为例：4B码：110010010000111101014B1C码：1100110010000011111001010C码

6、的作用是引入冗余码，可以进行不中断业务的在线误码监测；同时可以抑制连“0”或连“1”数，抑制功率谱中的高低频成分，有利于定时提取。3.mB1H码mB1H码是在m个信息码后面插入一个混合码（H码）所形成的线路码型。我国采用的mB1H码有1B1H码、4B1H码和8B1H码。下面以4B1H码为例讲解mB1H码的编码规则和特点。一个完整的4B1H编码序列为：F14BC4BS14BC4BS24BC4BS34BC4BF24BC4BS44BC4BS54BC…4B1H码一帧的帧长为16×10=160bit（而8B1H则为32×18=576bi

7、t），即4B1H码一帧中应包含如下码元：帧同步码（F1、F2、F3、F4）：4个30路区间通信码（S1、S3、S4、S6、S7、S9、S10、S12）：8个数据码（S2、S8）：2个检测码（S5）、公务码（S11）：各1个B码（即原始数码流）：16×8=128bitC码（末位反码）：16×1=16bit码速为输入码速的5/4倍。4B1H码的基本结构如下图所示：5.2光发射机在光纤通信系统中，光发射机的作用是把从电端机送来的电信号依次进行码型变换、电/光转换，最后将光信号耦合入光纤线路进行传输。5.2.1要求1.有合适的输出光功

8、率2.有较好的消光比3.调制特性要好4.光源的发射波长要合适5.2.2光发射机的基本组成数字光发射机的基本组成，主要包括两部分：输入电路（输入盘）和电光转换电路（发送盘）。输入电路包括均衡放大、码型变换、扰码、编码、时钟提取；电光转换电路包括光源、光源的调制（驱动）电路、光源