最新光传输的技术SDH-04光传输系统性能分析教学讲义PPT课件.ppt

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1、光传输的技术SDH-04光传输系统性能分析第一节SDH光传输系统一、点到点链状线路系统在图4-1（a）中给出了一个典型点到点链状线路系统。从图中可以看出，在点到点系统中，它是由具有复用和光接口功能的线路终端、中继器和光缆传输线构成，其中中继器可以采用目前常见的光—电—光再生器，也可以使用掺饵光纤放大器(EDFA)，在光路上完成放大的功能。另外在此系统中，既可以构成单向系统，也可以构成双向系统。图4-1SDH系统(2)多节点互连所谓多节点互连方式是指通过一个以上的节点来完成两个环网之间的互连，如图4-3所示。图中给出两种最简单的双节点互连方式。这样两个环间的业务互连就存在一个以上的路径

2、，因而即使某一互连路径上的设备出现故障，也可以利用迂回路由完成互通，从而保证了业务的安全性。但与单节点互连方式相比一次性投资成本较高。图4-3双节点自愈环间的互连第二节SDH线路性能分析一、衰减与色散对中继距离的影响1.衰减对中继距离的影响一个中继段上的传输衰减包括两部分的内容，其一是光纤本身的固有衰减，再者就是光纤的连接损耗和微弯带来的附加损耗。光纤的传输损耗是光纤通信系统中一个非常重要的问题，低损耗是实现远距离光纤通信的前提。形成光纤损耗的原因很复杂，归结起来主要包括两大类：吸收损耗和散射损耗。吸收损耗是光波通过光纤材料时，有一部分光能变成热能，从而造成光功率的损失。散射损耗则是由光

3、纤的材料、形状、折射指数分布等的缺陷或不均匀而引起光纤中的传导光发生散射，从而引入的损耗。2.色散对中继距离的影响（1）光纤的色散特性信号在光纤中是由不同频率成分和不同模式成分携带的，这些不同的频率成分和模式成分有不同的传播速度，这样在接收端接收时，就会出现前后错开，这就是色散现象，使波形在时间上发生了展宽。光纤色散包括材料色散、波导色散和模式色散。前两种色散是由于信号不是由单一频率而引起的，后一种色散是由于信号不是单一模式而引起的。色散的程度用时延差表示：不同速率的信号，传输同样的距离，所需的时间不同，即各信号的时延不同，这种时延上的差别就称为时延差。时延差越大，色散就越严重，信号传输

4、距离越短。时延差的单位是ps/(km·nm)。（2）色散受限系统光纤自身存在色散，即材料色散、波导色散和模式色散。对于单模光纤，因为仅存在一个传输模，故单模光纤只包括材料色散和波导色散。比较重要的有三类，即码间干扰、模分配噪声和啁啾声。在此，重点讨论由这三种因素造成的对系统中继距离的限制。①码间干扰对中继距离的影响由于激光器所发出的光波是由许多根线谱构成的，而每根线谱所产生的相同波形在光纤中传输时，其传输速率不同，使得所经历的色散不同，而前后错开，使合成的波形不同于单根线谱的波形，导致所传输的光脉冲的宽度展宽，出现“拖尾”，因而造成相邻两光脉冲之间的相互干扰，这种现象就是码间干扰。分析显

5、示，传输距离与码速、光纤的色散系数以及光源的谱宽成反比，即系统的传输速率越高，光纤的色散系数越大，光源谱宽越宽，为了保证一定传输质量，系统信号所能传输的中继距离也就越短。②模分配噪声对中继距离的影响a.激光器的谱线特性从图4-5中可以看出，各谱线功率的总和是一定的，但每根谱线的功率是随机的，即各谱线的能量随机分配。图4-5高速调制时多纵模的随机起伏b.模分配噪声的产生及影响：因为单模光纤具有色散，所以激光器的各谱线(各频率分量)经过长光纤传输之后，产生不同的时延，在接收端造成了脉冲展宽。又因为各谱线的功率呈随机分布，因此当它们经过上述光纤传输后，在接收端取样点得到的取样信号就会有强度起伏

6、，引入了附加噪声，这种噪声就称为模分配噪声。由此还看出，模分配噪声是在发送端的光源和传输介质光纤中形成的噪声，而不是接收端产生的噪声，故在接收端是无法消除或减弱的。③啁啾声对中继距离的影响模分配噪声的产生是由于激光器的多纵模性造成的，因而人们提出使用新型的单纵模激光器，以克服模分配噪声的影响，但随之又出现了新的问题。对于处于直接强度调制状态下的单纵模激光器，其载流子密度的变化是随注入电流的变化而变化。这样使有源区的折射率指数发生变化，从而导致激光器谐振腔的光通路长度相应变化，结果致使振荡波长随时间偏移，这就是所谓的频率啁啾现象。因为这种时间偏移是随机的，因而当受上述影响的光脉冲经过光

7、纤后，在光纤色散的作用下，可以使光脉冲波形发生展宽，因此接收取样点所接收的信号中就会存在随机成分，这就是一种噪声——啁啾声。3.最大中继距离的计算中继距离是光纤通信系统设计的一项主要任务，在中继距离的设计中应考虑衰减和色散这两个限制因素。（1）衰减受限系统（2）色散受限系统①多纵模激光器（MLM）和发光二极管（LED）②单纵模激光器（SLM）第三节SDH网络性能指标一、SDH网络性能指标1.假设参考数字连接（HRX）一