数字光纤通信系统简介

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1、浅谈数字光纤通信系统摘要当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。因而传统的模拟信号的传输的信息容量已经远远不能满足当前生产生活的实际技术需求，从上世纪开始数字信号传输已经逐步取代模拟信号，成为当前电视、电话、网络中信息传输的主要方式。本文就光纤通信网络中的数字光纤通信部分进行了简要的介绍以及分析，涉及数字光纤通信系统基本概念特点的解析，系统的组成结构，主要传输体制以及线路的编码方式。关键字数字光纤通信系统准同步数字系列（PDH）同步数字系列（SDH）线路编码内容一．数字光纤通信系统概况

2、光纤是数字通信的理想的传输信道。与模拟通信相比，数字通信有许多优点，最主要的是数字系统可以恢复因传输损失导致的信号畸变，因而传输质量高。大容量长距离的光纤通信系统几乎都是采用数字传输方式。在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulsecodemodulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。二．数字光纤通信系统组成数字光纤通信系统如图1所示，与模拟系统主要区别在于数字系统中有模数转换设

3、备和数字复接设备，即为PCM端机。1.模数转换设备。它将来自用户的模拟信号转换为对应的数字信号。数字复接设备则将多路低速数字信号按待定的方式复接成一路高速数字信号，以便在单根光纤中传输。2.输入接口将来自PCM端机的数字基带信号适配成适合在光纤信道中传输的形态。1.光发送机将数字电信号转换为数字光信号，并将其反馈入光纤传输。发送端一般采用强度调制方式实现数字电信号到数字光信号的转换，即通过直接调制或者间接调制，使得“1”码出现时发出光脉冲，而“0”码出现时不发光。这种调制方式称为开关键控，即on-offkey，简称OOK方式。2.在接收端，光接收机将数字光信号转换为数字

4、电信号。接收端一般采用直接检测方式将光脉冲信号转换成电流信号。当光脉冲照射在光电检测器的光敏面时就有一个相应的电流脉冲产生，从而接收到“1”码，无光时接收到“0”码。这种采用直接调制/检测方式工作的光纤通信系统称为IM/DD系统。同时为了提高系统的灵敏度，并检测微弱光信号，接收端可以采用相干检测工作方式，在接收端加本振光源，使之与接收到的微弱光信号在光电检测器中产生混频效应，并获得相应的电信号。3.接收端输出接口的功能与输入接口的功能相反，接收端PCM端机则完成数字分接，将高速数字信号解复用，分解成多路低速信号，通过数模转换将数字信号还原为模拟信号并送给用户。如果待传输

5、的信息本身即为数字信号，则无需转换设备。4.中继器。对于长途传输系统，每隔一定的距离必须加中继器。光纤通信系统的中继器可以采用光-电-光方式工作，也可以采用直接光放大方式工作。光-电-光的3R中继方式优点可以修复传输中的信号失真，但结构复杂，实际应用难以实现。但直接光发大运用EDFA的方式放大又使得信号失真，噪声增加明显，也存在缺点。当前处于实验室研究阶段的全光3R中继则可以同时弥补以上两种中继方式的缺点，实现更好的中继效果，但离实际生产应用还存在一定的距离。PCM端机输入接口光中继光接收机输出接口光发送机PCM端机输入电信号电信号光信号光信号输出光纤线路光纤线路图1三

6、．数字光纤通信系统的性能指标数字光纤通信系统的基本指标是误码率（BER），其定义是在一定的观测时段内，错误判决的比特数与传输的总比特数之比，即误码率=某一时段内的错误比特数/同一时段内传输总比特数。光纤通信系统的误码率应在10-12-10-9之间。同时，因为突发事件造成的短时间内大量误码可能造成系统传输达不到规定的误码率指标，所以应用到其他指标作为误码率指标的补充，用来衡量系统的可用性。比如严重误码秒比例，为误码率超过10-3的秒在观测时段内所占的比例，其他的指标均可在ITU-T中找到规定。四．数字光纤通信的传输体制采用时分复用（TDM）技术将多路数字基带信号复

7、接成高速的单路串行信号，然后转换成光脉冲送进同一根光纤传输，这是高速光纤数字传输的基本方式，因此如何将多路低速信号复接成高速信号成为了数字光纤通信传输中的重要环节。当前有两种体制传输，即准同步数字系列（PDH）和同步数字系列（SDH）。PDH早在1976年就实现了标准化，但是随着光纤通信技术和网络的发展，PDH的发展遇到了很多困难。因此美国后来又提出了同步光网络（SONET）标准。1988年，ITU-T参照SONER提出来SDH规范，现在已经成为了主要的数字传输体制，在光纤以及微波和卫星干线的信息传输中都得到了很好的应用。(一)准同步数字