光通信：第09章光纤通信系统设计ppt课件

1、9.1 概概 述述9.2 模拟光纤通讯系统模拟光纤通讯系统9.3 数字光纤通讯系统数字光纤通讯系统光纤通讯系统根据传送的信号可以分光纤通讯系统根据传送的信号可以分为模拟光纤通讯系统和数字光纤通讯系统。为模拟光纤通讯系统和数字光纤通讯系统。随着光纤通讯技术的提高，系统的传随着光纤通讯技术的提高，系统的传输容量输容量(速率速率)越来越高。越来越高。系统设计的义务是：遵照建议规范，系统设计的义务是：遵照建议规范，采用先进、成熟技术，综合思索系统经济采用先进、成熟技术，综合思索系统经济本钱，合理地选用器件和设备，明确系统本钱，合理地选用器件和设备，明确系统的全部技术参数，完成适用系统的合成。的全部技术

2、参数，完成适用系统的合成。它与工程设计主要区别在于它与工程设计主要区别在于9：首先系统设计与工程设计的区别表如首先系统设计与工程设计的区别表如今复杂程度上。今复杂程度上。其次系统设计与工程设计的区别表如其次系统设计与工程设计的区别表如今它们的义务不同。今它们的义务不同。模拟光纤通讯系统多采用副载波复用模拟光纤通讯系统多采用副载波复用技术。所谓副载波是指射频电磁波，以区技术。所谓副载波是指射频电磁波，以区别于光调制时的光载波。副载波调制的电别于光调制时的光载波。副载波调制的电视系统框图如图视系统框图如图9.1所示。所示。图图9.1 副载波复用模拟电视传输系统副载波复用模拟电视传输系统）（9.1l

3、g10NCCNR 前 置 放 大 器 的 热 噪 声 所 决 议 的前 置 放 大 器 的 热 噪 声 所 决 议 的(CNR)T为：为：(CNR)T与输入功率的平方成正比，与输入功率的平方成正比，即输入功率添加即输入功率添加1dB，(CNR)T添加添加2dB。）（9.10)(8222BkTNRPRmTFLrCNR光电转换散弹噪声决议的光电转换散弹噪声决议的(CNR)q为：为：(CNR)q与接纳机输入功率成正比，与接纳机输入功率成正比，输入功率添加输入功率添加1dB，(CNR)q添加添加1dB。）（9.11)(42eBRPmqrCNR激 光 器 相 对 强 度 噪 声 决 议 的激 光 器 相

4、 对 强 度 噪 声 决 议 的(CNR)RIN为：为：(CNR)RIN与光接纳机的接纳功率无与光接纳机的接纳功率无关。关。）（9.12)(102102RINnBmRINCNR）（13. 9)sin()(1NjjjbtIItiP(i)为非线性函数，且在为非线性函数，且在Ib附近延续附近延续可导，因此可以将激光器输出功率在偏置可导，因此可以将激光器输出功率在偏置点点Ib附近展开为泰勒级数：附近展开为泰勒级数：1!1)()(kkbIidiPdkoItiPtPbkk11!115. 9)sin()(kkNjjjIidiPdkotIPtPbkk）（式中：式中：P0为对应偏置点为对应偏置点i=Ib时的直流

5、时的直流光功率，对式光功率，对式9-15做三角函数展开可做三角函数展开可以得到：以得到：k=1时，频率仍为时，频率仍为j(j=1，2，3N)，对应的是线性放大部分。对应的是线性放大部分。k=2时，对应二阶失真。时，对应二阶失真。k=3时，对应三阶失真。时，对应三阶失真。）（9.18diroAAMPPL式中：式中：P0为光发送机发射光功率为光发送机发射光功率(dBm)，Pr为接纳机的最低接纳光功率为接纳机的最低接纳光功率(dBm)，M为系统为系统富余量富余量(dB)；为光缆线路每公里的损耗为光缆线路每公里的损耗(包括每包括每公里光纤损耗、光纤接头损耗、光纤活动衔接器公里光纤损耗、光纤接头损耗、光

6、纤活动衔接器的损耗，单位为的损耗，单位为dB/km)；Ai为分光器插入损耗为分光器插入损耗(dB)；Ad为分光器分光损耗为分光器分光损耗(dB)。假设单从满足系统的传输带宽来思索，假设单从满足系统的传输带宽来思索，只需系统要求的带宽不大于单模光纤可提只需系统要求的带宽不大于单模光纤可提供带宽即可，此时系统的最大传输间隔为：供带宽即可，此时系统的最大传输间隔为：式中：式中：D为单模光纤的色散系数；为单模光纤的色散系数；为光为光源的谱线宽度；源的谱线宽度；B为系统传输信号带宽。为系统传输信号带宽。）（9.1944. 0BDL(1) 抗干扰才干强，传输质量好。抗干扰才干强，传输质量好。(2) 可以再

7、生，传输间隔远。可以再生，传输间隔远。(3) 数字系统采用大量的数字电路，数字系统采用大量的数字电路，容易集成，采用超大规模集成电路芯片使容易集成，采用超大规模集成电路芯片使数字设备体积小，功耗低。数字设备体积小，功耗低。速率的数字信号的全部安装构成速率的数字信号的全部安装构成一个数字段。一个数字段。 在再生器中，定时的不规那么性使在再生器中，定时的不规那么性使有效判决偏离接纳眼图的中心，从而降低有效判决偏离接纳眼图的中心，从而降低了再生器的信噪比余度，直至发生误码；了再生器的信噪比余度，直至发生误码； 在在SDH网中，像同步复用器等配有网中，像同步复用器等配有缓存器的网络单元，过大的输入抖动

8、会呵缓存器的网络单元，过大的输入抖动会呵斥缓存器的溢出或取空，从而产生滑动损斥缓存器的溢出或取空，从而产生滑动损伤。伤。 SDH网络输出接口允许的最大抖动网络输出接口允许的最大抖动为了保证不同为了保证不同SDH网元之间的互连而网元之间的互连而不影响网络的传输质量，不影响网络的传输质量，SDH网络输出接网络输出接口允许的最大抖动不应超越表口允许的最大抖动不应超越表9.8中所规定中所规定的数字。括号中数值为数字段要求。的数字。括号中数值为数字段要求。表 9.8 SDH 网络输出接口允许的最大抖动网络接口限值测量滤波器参数 参数值SDH等级B1(UIp-p)B2(UIp-p)f1f3f4STM-11

9、.5(0.75)0.15500Hz65kHz1.3MHzSTM-41.5(0.75)0.151000Hz250kHz5MHzSTM-161.5(0.75)0.155000Hz1000kHz20MHz SDH设备的输入口的抖动和漂移容限设备的输入口的抖动和漂移容限 SDH抖动转移特性抖动转移特性4. 系统可靠性系统可靠性系统的可靠性普通采用缺点统计分析系统的可靠性普通采用缺点统计分析法，即根据实践调查结果，统计足够长时法，即根据实践调查结果，统计足够长时间内的可用时间和不可用时间，然后用可间内的可用时间和不可用时间，然后用可用性目的来表示。所谓可用性是指可用时用性目的来表示。所谓可用性是指可用时间占系统全部运营时间的百分比。由于是间占系统全部运营时间的百分比。由于是统计量，因此统计时间越长，所得结果越统计量，因此统计时间越长，所得结果越准确。准确。大。工程上常用的设计方法主要大。工程上常用的设计方法主要有三种：最坏值设计法、统计设有三种：最坏值设计法、统计设计法和结合设计法。计法和结合设计法。图图9.9 光接口位置表示图光接口位置表示图AdPoPr式中：式中：Po为平均发送光功率为平均发送光功率(dBm)；Pr为接纳灵敏度为接纳灵敏度(dBm)；Ac为每个活动衔为每个活动衔接器损耗接器损耗(假设没有光分配架此项为零假设没有光分配架此项为零)；Me为