光纤通信技术课件.ppt

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1、第八章直接检测光波系统的设计与性能四川大学电子信息学院8.1光波系统的结构点到点连接广播和分配网局域网最简单的光波系统一个光发送机和一个光接收机传输距离：1km～10000km一个光发送机和多个光接收机传输距离：1km～几十km有多个节点传输距离：100m～10km8.1.1点到点连接传统补偿光纤损耗的方法：图（a）使用中继器（接收机－发送机对）：光电转换→放大整形→电光转换中继距离：20～100km也可用光放大器补偿损耗：图（b）无需光电（电光）转换中继距离较长：45～140km但无法补偿色散图（a）：3R中继器——Regenerati

2、onwithRetimingandReshaping（重定时和重整形的再生）图（b）：1R光放大器8.1.2广播和分配网分配网的拓扑结构：树形拓扑结构总线拓扑结构树形拓扑结构缺点：一根光纤的中断可能影响大部分的业务重要中心点间的直接连接应铺设备用光纤（8.1.1）总线拓扑结构缺点：信号损耗随分量指数增加，限制了单根光纤总线服务的范围和用户数。解决办法：在总线上接入光放大器提升功率若取：缺点：用户数受光纤色散限制8.1.3局域网LAN拓扑结构：总线结构环形结构：图（a）星形结构：图（b）有源星形无源星形无源星形结构中每个节点的功率：（8.1

3、.2）若取：星形结构比总线结构能容纳更多用户。8.2光纤损耗和色散对系统性能的限制8.2.1损耗限制光波系统点到点连接的最大传输距离：（8.2.1）其中，灵敏度：对比：（2.4.3）当时，中继距离当时，中继距离当时，同轴电缆的传输距离较长；长距离、高比特率传输时，光波系统具有优势。8.2.2色散限制光波系统色散限制系统：色散限制传输距离比损耗限制距离短的系统。色散参数D(λ)多模光纤多模阶跃光纤多模渐变光纤单模光纤普通单模光纤色散位移光纤多纵模光源单纵模光源高啁啾光源低啁啾光源光源类型色散对传输距离的限制主要与以下有关：工作波长光纤类型1

4、.0.85μm光波系统（1a）λ＝0.85μm，多模阶跃光纤当B>0.3Mb/s时，为色散限制系统。（1b）λ＝0.85μm，多模渐变光纤当B>100Mb/s时，为色散限制系统。2.1.3μm光波系统λ＝1.3μm，单模光纤，多纵模光源当B>1Gb/s时，为色散限制系统。（绿线）3.1.55μm光波系统（3a）λ＝1.55μm，单模光纤，单纵模光源（DFB激光器）当B>5Gb/s时，为色散限制系统。（3b）λ＝1.55μm，色散位移光纤，低啁啾单纵模光源8.2.3点到点电信商业光波系统陆上传输系统FT－3CFT－GSTM－16海上传输系统

5、TAT－8TAT－9TAT－12陆上传输系统海上传输系统8.3光波系统的设计实际光波系统中要考虑的主要因素：工作波长光纤、光发送机和光接收机的选择性价比可靠性8.3.1光波系统的功率预算功率预算可表示为：其中，信道总损耗：系统裕量：例题：(详见表8.1)要设计一个工作于B＝50Mb/s，Lmax＝8km，λ＝0.85μm的光纤链路，采用：光纤——多模渐变光纤光发送机——GaAs光发送机光接收机——Si光接收机??参量符号激光二极管发送机发光二极管发送机发送功率/dBm0-13接收机灵敏度/dBm-42-42系统裕量/dB66信道总损耗/d

6、B3623连接器损耗/dB22光缆损耗/dB.km-13.53.5最大传输距离/km9.76表8.10.85μm光波系统的功率预算备注：对接损耗已包含在中。8.3.2光波系统的上升时间预算线性系统的带宽△f与上升时间Tr成反比：（8.3.2）（8.3.3）光波系统的总上升时间决定于系统各组成单元的上升时间：（8.3.4）（8.3.5）其中，光纤的上升时间：（8.3.6）（8.3.7）模式色散：（8.3.8）材料色散：例题：考虑设计一个工作于B＝1Gb/s，L＝50km，λ＝1.3μm的光纤链路，采用：光纤——单模光纤，光发送机——光接收机

7、——光纤上升时间：所以，本题中当采用RZ码时，系统不能工作于1Gb/s，而采取NRZ码，系统能正常工作。8.4（P205）已知：求：最大传输距离L解：8.5（P205）已知：求：中继距离L解：8.9（P206）已知：λ＝0.85μm，B＝50Mb/s，L＝10km，光纤——多模渐变，光发送机（LED）——光接收机（Si-PIN）——解：首先，计算光纤上升时间和系统上升时间：所以系统不能工作于NRZ。