现代通信-ch5

1、2022-2-7ECUST1第五章第五章 光纤通信系统光纤通信系统 2022-2-7ECUST22022-2-7ECUST32022-2-7ECUST42022-2-7ECUST52022-2-7ECUST62022-2-7ECUST72022-2-7ECUST82022-2-7ECUST92022-2-7ECUST102022-2-7ECUST112022-2-7ECUST122022-2-7ECUST132022-2-7ECUST142022-2-7ECUST15表表5-1 5-1 光纤分类及主要性能光纤分类及主要性能光纤类型光纤类型纤 芯 直纤 芯 直径径（umum）材料材料传输损耗（传

2、输损耗（dB/kmdB/km）B BL L(GHzk(GHzkm)m)0.85u0.85um m1.3um1.3um1.55u1.55um m单模光纤单模光纤1 11010纤芯：以二氧化硅为主的玻纤芯：以二氧化硅为主的玻璃璃包层：以二氧化硅为主的玻包层：以二氧化硅为主的玻璃璃2 20.380.380.20.25050100100多多模模光光纤纤阶阶跃跃型型50506060(200)(200)纤芯：以二氧化硅为主的玻纤芯：以二氧化硅为主的玻璃璃包层：以二氧化硅为主的玻包层：以二氧化硅为主的玻璃璃2.52.50.50.50.20.20.0050.005 0.020.02纤芯：以二氧化硅为主的玻纤芯

3、：以二氧化硅为主的玻璃璃包层：塑料包层：塑料3 3高高高高纤芯：多组分玻璃纤芯：多组分玻璃包层：多组分玻璃包层：多组分玻璃3.53.5高高高高渐渐变变型型50506060纤芯：以二氧化硅为主的玻纤芯：以二氧化硅为主的玻璃璃包层：以二氧化硅为主的玻包层：以二氧化硅为主的玻璃璃2.52.50.50.50.20.21 1纤芯：多组分玻璃纤芯：多组分玻璃包层：多组分玻璃包层：多组分玻璃3.53.5高高高高0.40.42022-2-7ECUST162022-2-7ECUST172022-2-7ECUST182022-2-7ECUST192022-2-7ECUST202022-2-7ECUST21dB3)

4、0()(lg10PfPc2022-2-7ECUST222lnexp2ln)(2tffthccfccff44. 0)/(2ln22022-2-7ECUST232022-2-7ECUST24)(13MHzLfBkmdB2022-2-7ECUST25LPPi/log100102022-2-7ECUST262022-2-7ECUST272022-2-7ECUST28+ Disp 输入脉冲输入脉冲 输出脉冲输出脉冲0.10.20.30.40.50.6衰减衰减 (dB/km)1600170014001300120015001100波长波长(nm)EDFA频带频带 20 10 0-10-20色散色散(ps/

5、nm.km)G.652 & G.654G.653G.655 不同光纤类型的衰减和色散不同光纤类型的衰减和色散2022-2-7ECUST292022-2-7ECUST30anNAsin0a2022-2-7ECUST312cos11nnNAa)()0(sin20annnNAa2022-2-7ECUST3212221maxnnnNA2022-2-7ECUST332022-2-7ECUST342022-2-7ECUST352022-2-7ECUST362022-2-7ECUST372022-2-7ECUST382022-2-7ECUST392022-2-7ECUST402022-2-7ECUS

6、T412022-2-7ECUST422022-2-7ECUST432022-2-7ECUST442022-2-7ECUST452022-2-7ECUST462022-2-7ECUST472022-2-7ECUST482022-2-7ECUST492022-2-7ECUST502022-2-7ECUST512022-2-7ECUST522022-2-7ECUST532022-2-7ECUST542022-2-7ECUST552022-2-7ECUST562022-2-7ECUST572022-2-7ECUST582022-2-7ECUST5910auauPPEXT 2022-2-7ECUST60

7、2022-2-7ECUST612022-2-7ECUST622022-2-7ECUST632022-2-7ECUST64hfPeIp/00入射光子数空穴对数光生电子2022-2-7ECUST65)/(00WAfhePIRp2022-2-7ECUST662022-2-7ECUST672022-2-7ECUST68pIIg0pIIg0nBVVg112022-2-7ECUST692022-2-7ECUST702022gBIeipnxpngBIei20222022-2-7ECUST712022-2-7ECUST722022-2-7ECUST732022-2-7ECUST742022-2-7ECUST7

8、5)/()3/(42HzVgKTSmE2022-2-7ECUST76cEIeKTS02bIIeS02022-2-7ECUST77000NSPPSNR 2022-2-7ECUST782022-2-7ECUST792022-2-7ECUST802022-2-7ECUST812022-2-7ECUST822022-2-7ECUST832022-2-7ECUST842022-2-7ECUST852022-2-7ECUST86（二）光同步数字传输网（二）光同步数字传输网 SONET/SDHSONET/SDH（同步光纤网（同步光纤网/ /同步数字序列）同步数字序列）2022-2-7ECUST872022-

9、2-7ECUST882022-2-7ECUST892022-2-7ECUST90传输方向134592022-2-7ECUST91A1A1A1A2A2A2J0B1E1F1D1D2D3AUPTRB2B2B2K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E22022-2-7ECUST92：国内使用字节：国内使用字节：不扰码国内使用字节：不扰码国内使用字节：与传输媒介有关的字节：与传输媒介有关的字节2022-2-7ECUST93类别缩写字符功能帧定位字节A1,A1,A1,A2,A2,A2识别帧的起始位置再生段踪迹字节J0重复发送“段接入点识别符”比特间插奇偶校验码（BIP-8）B1再生段误

10、码监测公务字节E1,E2E1和E2分别用于RSOH和MSOH的公务通信通路使用者通路F1为使用者特定维护目的而提供的临时通路连接数据通信通路（DCC）D1D12SOH中用来构成SDH管理网的传送链路误码监测（BIP-24）B2复用段误码监测自动保护倒换（APS）通路K1,K2用作APS信令同步状态字节S1(b5b8)S1的后四个比特表示同步质量等级空闲字节M1未正式定义2022-2-7ECUST942022-2-7ECUST952022-2-7ECUST962022-2-7ECUST972022-2-7ECUST982022-2-7ECUST992022-2-7ECUST1002022-2-7

11、ECUST1012022-2-7ECUST1022022-2-7ECUST1032022-2-7ECUST1042022-2-7ECUST1052022-2-7ECUST1062022-2-7ECUST107超短脉冲光源时钟源MODMODMODMOD延时EDFA耦合器时分解复用器时钟提取接收机 MODOTDMOTDM系统原理图：系统原理图：2022-2-7ECUST108 OTDM 特点 2022-2-7ECUST1092022-2-7ECUST1102022-2-7ECUST1112022-2-7ECUST1122022-2-7ECUST113）每公里光纤衰减（）富余度（）接头损耗（）每公里

12、光纤衰减（）光接收机灵敏度（）发射均光功率（kmdBdBdBkmdBdBmdBmkmL/)(2022-2-7ECUST114222/)(teth2022-2-7ECUST1154/T2/TT35. 02022-2-7ECUST116bcLff22)21()4247. 0(44. 03 . 035. 0/TbbcLfff)9 . 07 . 0()88. 067. 0(2/122/12)21()4247. 0()4 . 0(bcffL2022-2-7ECUST1172022-2-7ECUST1182022-2-7ECUST119表表5-2 mBnB5-2 mBnB码对接收机灵敏度影响码对接收机灵敏

13、度影响码型码型光纤归一化带光纤归一化带宽减小后的恶宽减小后的恶化量（化量（dBdB）码速增加后的码速增加后的恶化量（恶化量（dBdB）总恶化量总恶化量（dBdB）3B4B3B4B0.740.741.881.882.662.665B6B5B6B0.440.441.181.181.621.627B8B7B8B0.3060.3060.870.871.171.1717B18B17B18B0.1210.1210.3720.3720.530.532022-2-7ECUST1202022-2-7ECUST1212022-2-7ECUST1222022-2-7ECUST1232022-2-7ECUST1242

14、022-2-7ECUST1252022-2-7ECUST126 最小电平最小电平最大电平最大电平范范 围围探测光功率（探测光功率（PrPr）-57dBm-57dBm-20dBm-20dBm37dB37dBAPDAPD电流增益电流增益6 6（15.6dB15.6dB）120(41.6dB)120(41.6dB)26dB26dBAPDAPD平均输出电流平均输出电流0.16uA0.16uA40uA40uA 前放输出（前放输出（P-PP-P）4.5mV4.5mV1120mV1120mV 主放增益主放增益-1dB-1dB47dB47dB48dB48dB接收机输出（接收机输出（P-PP-P）1.0V1.0

15、V2022-2-7ECUST1272022-2-7ECUST1282022-2-7ECUST1291 1、波分复用技术、波分复用技术 波分复用（波分复用（WDMWDM）、密集波分复用（）、密集波分复用（DWDMDWDM）和光频分）和光频分复用（复用（OFDMOFDM）本质上都是光波长分割复用，所不同的是）本质上都是光波长分割复用，所不同的是复用信道波长间隔不同。复用信道波长间隔不同。 类型类型 复用信道的波长间隔复用信道的波长间隔 WDM WDM 几十几十几百纳米几百纳米 DWDM nmDWDM nm量级量级 0.8nm,1.6nm,2.4nm,3.6nm0.8nm,1.6nm,2.4nm,3

16、.6nm OFDM OFDM 几个几个GHzGHz几十几十GHzGHz2022-2-7ECUST130波分复用系统的构成：波分复用系统的构成：2022-2-7ECUST131波分复用系统主要优点：波分复用系统主要优点： （1 1）充分利用光纤的低损耗波段，大大增加传输容）充分利用光纤的低损耗波段，大大增加传输容量，降低成本。（量，降低成本。（1.3um :1000 ;1.5um :15001.3um :1000 ;1.5um :1500信道）信道） （2 2）兼容性好）兼容性好 （3 3）节省光纤和光中继器，便于扩容）节省光纤和光中继器，便于扩容 （4 4）可提供波长选路，使建立）可提供波长选路，使建立WDMW