光纤通信第7章光纤传输系统.ppt

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1、第七章光纤传输系统概述光调制电复用光纤传输系统光复用光纤传输系统相干光波通信系统光纤孤子实验系统第七章光纤传输系统7.1概述7.1.1调制7.1.2编码7.1.3复用7.1.1调制调制是用数字或模拟信号改变载波的幅度、频率或相位的过程。调制分相干调制和非相干调制；非相干调制---改变载波的幅度；相干调制---改变载波的频率或相位；7.1.1调制光通信系统中非相干调制有直接调制和外调制两种；直接调制---信息直接调制光源的输出光强；外调制---信息通过外调制器对连续输出光进行调制；迄今为止，所有实用化的光纤系统都是采用非相干的强度调制-直接检测(I

2、M/DD)方式，这类系统成熟，简单，成本低，性能优良，巳经在电信网中获得广泛的应用，并仍将继续扮演主要的角色。IM/DD方式（IntensityModulationwithDirectDetection）在发送端，电信号直接调制（IM）光载波的强度在接收端，光信号被光电二极管直接探测（DD），从而恢复发射端的电信号。调制器发光二极管发送机光检测器接收机放大器恢复原信号m(t)基带信号m(t)光纤IM/DD方式（IntensityModulationwithDirectDetection）P激光器输出功率IthI输入电信号曲线IP-IbPb输出光信号驱动电流t

3、t模拟强度调制PI曲线IP-激光器输出功率Ith驱动电流输入电脉冲输出光脉冲tPthIb数字强度调制IM/DD方式副载波调制(SCM，SubcarrierModulation)：用输入信号对相对于光载波的副载波（高频电磁波）进行调制，然后再用该副载波对光波进行二次调制。副载波调制（以AM为例）副载波调制（SCM）1、模拟副载波调制副载波调制2、数字副载波调制7.1.2编码对数字信号进行编码的理由是：(1)为了使接收再生电路把相位或频率锁定到信号定时上；(2)因为光接收机采用电容耦合，接收机不能对直流和低频分量响应，使长连零信号的幅度逐渐下降，经判决电路后会产

4、生误码，如图7.1.3所示。光接收机电容耦合使长连“1”信号幅度下降导致判决产生误码编码的目的使输出的二进制码不要产生长连“1”或长连“0”，而是使“1”码和“0”码尽量相间排列。这样既有利于时钟提取，也不会产生因长连零信号幅度下降使判决产生误码。7.1.3复用信道复用是为了便于光纤传输，把多个低容量信道以及开销信息，复用到一个大容量传输信道的过程。在电域内，信号复用可分为时分复用（TDM）、频分复用（FDM）和码分复用(CDM)；在光域内，信号复用有光时分复用（OTDM）、光频（波）分复用（OFDM，WDM）和光码分复用(OCDM)。光纤通信系统为了充分发

5、挥其宽带的优点，允许复用多个信道到一根光纤上。因此，复用后的多个信道共享光源的光功率和光纤的传输带宽。7.2光调制普遍采用的光调制方法是直接强度调制（IM），它是用电信号控制光源的驱动电流，使输出光强（光幅度）随输入信号电压变化。除强度调制外，还有脉冲位置调制和脉冲宽度调制。这两种调制方式是使光载波包络的脉冲位置和宽度在时间上随输入电信号的幅度变化。这种调制方法通常用于低成本、单信道和短距离模拟遥测和控制系统。模拟强度调制选在P-I特性的线性区；而数字调制选在阈值点。模拟强度调制数字强度调制7.3电复用光纤传输系统7.3.1电频分复用(FDM)光纤传输系统7

6、.3.2微波副载波复用(SCM)光纤传输系统7.3.3SDH光纤传输系统－电时分复用的典型应用7.3.1电频分复用(FDM)光纤传输系统电频分复用是在频率上把基带带宽分别是(△f)1,(△f)2，···(△f)N的多个信道“堆积”在一起，以便形成一个合成的电信号，然后用这一信号以某种调制方式去调制光载波。经光纤信道传输后，在接收端进行解调，再进一步借助带通滤波器与各信道的频率选择器，将各基带信息分离和重现出来。限定最高基带频率上边频1.工作原理对FDM光纤传输系统分析时，必须考虑：（1）要求的传输带宽与信道数N、每个信道的已调信号的频谱宽度以及载波信道间的频

7、率空隙(△f)g（隔离带宽）有关；对FDM光纤传输系统分析时，必须考虑：（2）光接收机带宽必须比传输带宽大些；（3）可用的光功率Pt要在N各信道间平均分配；（4）必须考虑谐波干扰和信道间的交叉调制失真将增加的额外噪声成分；2.FDM对传输带宽的要求7.3.1电频分复用(FDM)光纤传输系统3.FDM系统功率代价7.3.1电频分复用(FDM)光纤传输系统FDM传输引起的功率代价有一下几个原因：（1）可用光功率在信道间的分配；（2）由于传输线路带宽的限制，高频信道载波频率功率将减小；（3）对于晶体管噪声占支配地位的双极性晶体管和场效应管接收机，噪声功率密度随频率

8、而增加。7.3.2微波副载波复用(SCM)光纤传输系