《光纤通信》第五章数字光纤通信系统

第五章数字光纤通信系统如何理解数字光纤通信系统？光纤：数字：以光纤为传输信道①只有有限个离散值，可通过取样、判决而再生②这种信号对信道的非线性失真不敏感③这种信号对光源特性的线性要求和对接收机信噪比的要求都不高总之能充分发挥光纤的优势，适合长距离大容量和高质量的信息传输1第五章数字光纤通信系统主要内容：传输体制系统的性能指标系统的设计方法PDHSDH25.1两种传输体制光纤传输所用技术：同步时分复用（TDM）技术PDH：准同步数字系列SDH：同步数字系列（1976年实现标准化）（1988年提出了）35.1.1准同步数字系列PDH1、世界各国商用数字光纤通信制式45.1.1准同步数字系列PDH从图中可获得如下信息：（1）有两种基础速率1.544Mb/s2.048Mb/s提问？这两个基础速率值如何得到的？24ch30ch55.1.1准同步数字系列PDH从图中可获得如下信息：（2）由2.048Mb/s基础速率得到的各次群的特点话路数按4倍递增速率以大于4倍的关系递增（3）由1.544Mb/s基础速率得到的各次群的特点各次群的话路递增倍数和速率递增倍数不一致（4）世界各国用的制式不一样65.1.1准同步数字系列PDH2、PDH存在的不足（1）接口方面a、电接口由此可见：没有世界统一的标准接口；有三种系列，每种的速率等级、信号帧结构及复用方式都不同。75.1.1准同步数字系列PDH2、PDH存在的不足（1）接口方面b、光接口（没有世界性标准的光接口规范）电路光路线路编码在PDH中一般采用冗余码，而不要扰码缺点：①同一速率等级上的光接口信号大于电接口的标准信号速率，增加了发光器的光功率代价②不同厂家线路编码不同，加入的冗余码也不同，导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不同，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容，给网管和网络互通带来困难。85.1.1准同步数字系列PDH2、PDH存在的不足（2）复用方式（准同步）低速信号复用到高速信号中没有规律性和固定性不能确定低速信号的位置从高速信号中不能直接分/插出低速信号，只能一级一级进行，导致信号在复用和解复用时受到损伤，不适于大容量传输。准同步：其实就是异步缺点：对异步的理解：95.1.1准同步数字系列PDH2、PDH存在的不足（3）运行维护方面（OAM）仅在线路编码时通过冗余码来完成性能监控功能（4）没有统一的网管接口没有统一的网管接口容易造成网络七国八制的局面不利于形成统一的电信管理网。105.1.2同步数字系列SDH1、认识SDH（1）SDH是另一种传输体制（2）规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性（3）SDH是构成综合业务数字网ISDN，特别是宽带综合业务数字网（B-ISDN）的重要组成部分（4）按SDH组建的网络是一个高度统一的、标准化的、智能化的网路115.1.2同步数字系列SDH2、SDH相比于PDH其优势体现（1）接口方面

SDH对网络节点接口（NNI）作了统一规范，让SDH设备容易实现多厂家互连，能横向兼容。电接口速率等级、复接方法、线路接口、监控管理信息模块速率基本模块STM-1155Mb/s高等级模块STM-4STM-16……622Mb/s2.5Gb/s……复接个数4倍递增速率也是4倍递增125.1.2同步数字系列SDH2、SDH相比于PDH其优势体现（1）接口方面

SDH的光路信号速率与SDH电口标准信号速率是一致的光接口因为SDH的线路编码采用的码型式扰码

扰码的标准是世界统一的，所以SDH的光接口在全世界范围内都可以互连。

扰码还有一个优势在于，其在线路编码时没有引入冗余码，这样不会增加激光器的光功率代价。135.1.2同步数字系列SDH2、SDH相比于PDH其优势体现（2）复用方式

同步指：低速信号（低速SDH和PDH）在高速SDH信号中的位置是固定的、有规律的。SDH是同步复用字节间插复用方式有多种正码速调整法固定位置映射法低速SDH复用为高速SDH低速PDH复用为SDH145.1.2同步数字系列SDH2、SDH相比于PDH其优势体现（2）复用方式小知识什么是字节间插复用方式？有三个信号A、B、C，其帧结构为每个帧3个字节以字节间插复用方式复用成D，则D的结构如何？155.1.2同步数字系列SDH2、SDH相比于PDH其优势体现（2）复用方式被复用信号的类型低速光路信号（SDH）低速支路信号（PDH）如果复接成STM-16，则STM-1和STM-4相对于STM-16都是低速SDH信号包括：2Mb/s,34Mb/s,140Mb/s165.1.2同步数字系列SDH2、SDH相比于PDH其优势体现（3）运行维护方面（OAM功能）用于运行维护的字节处于SDH信号的帧结构中，而不是象PDH那样在线路编码时以冗余码方式来维护。（2Mb/s,34Mb/s,140Mb/s）（4）兼容性SDH的基本性能模块STM-1可以容纳PDHATMDDIDQDB前向兼容后向兼容175.1.2同步数字系列SDH3、SDH的缺点（1）频带利用率低

SDH的帧结构中有1/20的信息用于运行维护，净载荷的比特位占的比例相对小。（2）指针调整机理复杂

SDH系统中之所以能直接复接/分插信号，是因为系统有指针，该指针能时刻指示低速信号的位置。（3）软件的大量使用对系统安全性造成影响这与SDH中有相当一部分字节用于OAM有关185.2SDH信号帧结构和复用原理195.2.1SDH的帧结构STM-N的帧结构205.2.1SDH的帧结构1、对SDH帧结构的总体认识（1）以字节为单位的矩形块状帧结构（2）块的总字节数为：（3）块状帧结构的字节发送顺序为：（4）由SOH、AU-PTR、STM-N净载荷组成（5）基本模块STM-1的速率是155.520Mb/s由上往下、先左后右9行×（270×N）列215.2.1SDH的帧结构1、对SDH帧结构的总体认识为什么基本模块STM-1的速率是155.520Mb/s？STM-1的帧频是：8000帧/s1帧=（9行×（270×N）列）字节1字节=8bitSTM-1的速率是155.520Mb/sSTM-N的帧频都是：8000帧/s注意225.2.1SDH的帧结构2、帧结构的各个组成部分介绍段开销管理单元指针信息净载荷再生段开销服用段开销（RSOH）（MSOH）（AU-PTR）（TU-PTR）（payload）三部分组成235.2.1SDH的帧结构2、帧结构的各个组成部分介绍（1）信息净载荷信息块通道开销（POH）合在一起为一个STM-N通道开销（POH）的功能：对低速信号进行通道性能监视、管理和控制。通道？理解为传输一路低速信号的道路245.2.1SDH的帧结构2、帧结构的各个组成部分介绍（2）段开销（SOH）段：多条低速率信道合在一起即为段再生段复用段开销（RSOH：1~3行，1~9列）（MSOH：5~9行，1~9列）两种段指的是什么？一个STM-N段开销占的比特率是多少？16个STM-1复用成一个STM-16复用段再生段开销(8×9×N)×8bit/帧×8000帧/s255.2.1SDH的帧结构2、帧结构的各个组成部分介绍小知识怎么理解RSOH、MSOH、POH提供了对SDH信号的层层细化的监控功能？以2.5G系统为例：RSOHMSOHPOH：监控整个STM-16：监控STM-16中的每个STM-1：监控复用成STM-1的各路低速信号265.2.1SDH的帧结构2、帧结构的各个组成部分介绍（3）管理单元指针（PTR）PTR的功能？分两种指针指针占的比特率用来指示信息净载荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置高价指针：AU-PTR低价指针：TU-PTR(1×9×N)×8bit/帧×8000帧/s（光路单元指针）（支路单元指针）275.2.2SDH的复用原理复用的两种情况和其对应的复用方法：情况一低阶SDH信号复用成高阶SDH信号情况二低速支路信号复用成SDH的STM-N信号4个STM-1复用成一个STM-416个STM-1复用成一个STM-1663个2M复用成一个STM-1举例举例（字节间插）正码速调整法（比特塞入法）固定位置映射法285.2.2SDH的复用原理正码速调整法利用在固定位置塞入比特位的方式来复用固定位置映射法利用低速率信号在高速信号中的相对固定的位置来携带低速同步信号优点：缺点：容许被复用的净负荷有较大的频率差异（异步复用）存在比特塞入和去塞入过程（码速调整），帧频不一致，不能直接对低速率信号进行分插/复用。优点：缺点：帧频一致，可直接从高速信号中上/下低速信号高速和低速信号间出现频差和相差（不同步）时，要用125微秒

缓存器来进行频率校正和相位对准，导致信号较大延时和滑动损伤。295.2.2SDH的复用原理SDH独特的复用步骤

SDH网的兼容性要求SDH的复用方式既能满足异步复用（如：将PDH信号复用进STM-N），又能满足同步复用（如：STM-1复用成STM-4）。既能直接从高速信号中分插出低速信号同时不造成较大的信号时延和滑动损伤。三步：映射定位复用信号打包指针调整字节间插复用305.2.2SDH的复用原理SDH独特的复用结构315.2.2SDH的复用原理SDH独特的复用结构（我国的）325.2.2SDH的复用原理1、140Mb/s复用进STM-N信号将140Mb/s的PDH信号进行码速调整，适配进C4126019C4139.264Mb/s149.76Mb/s信息块装载140Mb/sPDH信号的标准容器335.2.2SDH的复用原理1、140Mb/s复用进STM-N信号给C4加上一列通道开销POH，此时信号成为VC4信息结构126119C4150.336Mb/s149.76Mb/s信息净负荷（信息块+通道开销）高阶通道开销VC4-POHPOH2VC4345.2.2SDH的复用原理1、140Mb/s复用进STM-N信号在VC4前加一个管理单元指针（AU-PTR），变成AU-4帧1027019C4150.336Mb/s150.336Mb/s+576b/s信息净负荷+管理单元指针占用1行9列，用来解决信息块位置浮动问题POHVC4419AU-PTR355.2.2SDH的复用原理1、140Mb/s复用进STM-N信号一个AU-4组成AUG管理单元组1027019C4150.336Mb/s+576b/s+576*8b/s信息净负荷+通道开销+段开销POHVC4419AU-PTRAUG加上段开销SOH，合成为一个STM-1信号AU-PTRAU-PTRSOHSOH150.336Mb/s+576b/sN个STM-1信号通过字节间插复用成一个STM-N信号365.2.2SDH的复用原理2、34Mb/s复用进STM-N信号×3将34Mb/s信号经过码速调整放入标准容器C3中标准容器加上通道开销将C3打包成VC3VC3加上3个字节单元的指针TU-PTR得到TU-3TU-3加上部分伪随机码R得到TUG-33个TUG-3通过字节间插方式复合成C4信号结构接下来就是C4复用的过程，和140Mb/s复用一样375.3SDH网络的常见网元类型终端复用器（TM）分插复用器（ADM）再生中继器（REG）数字交叉连接设备（DXC）功能复接/分接功能业务适配网络故障自愈385.3SDH网络的常见网元1、终端复用器（TM）模型140Mb/s2Mb/s34Mb/sSTM-MSTM-NW特点①用在网路的终端站点上②是双端口器件（支路和光路）TM395.3SDH网络的常见网元1、终端复用器（TM）功能①低速支路信号②提供支路到光路的交叉功能高速线路信号STM-N复用分插支路信号STM-M光路信号STM-N例如：支路上的一个2M信号可以复用到一个STM-1中63个VC12的任何一个位置上。例如：支路中的一个STM-1信号复用进光路上的STM-16信号1-16的任何位置上。405.3SDH网络的常见网元2、分插/复用器（ADM）模型140Mb/s2Mb/s34Mb/sSTM-MSTM-NE特点①用在网路的转接点处②是三端口器件（一个支路和两个光路）ADMSTM-NW415.3SDH网络的常见网元功能①低速支路信号②提供支路到光路的交叉功能高速线路信号STM-N复用分插支路信号STM-M光路信号STM-N③提供光路到光路的交叉功能例如：西向STM-16中的3号STM-1与东向STM-16中的15号STM-1连接。2、分插/复用器（ADM）425.3SDH网络的常见网元3、再生中继器（REG）模型STM-NE特点纯光再生中继器是双端口器件（两个光路）REGSTM-NW类型及其功能电再生中继器功能：光功率放大以延长光传输距离功能：光/电变换、电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换435.3SDH网络的常见网元4、数字交叉连接设备（DXC）模型特点多端口器件，相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接。DXCnm445.3SDH网络的常见网元4、数字交叉连接设备（DXC）小知识nm交叉矩阵①m表示可接入DXC的最高速率等级②n表示在交叉矩阵中能进行交叉连接的最低速率等级③m越大DXC的承载容量越大④n越小DXC的交叉灵活性越大m、n数值与速率的对应表m/n0123456速率64kb/s2Mb/s8Mb/s34Mb/s140Mb/s622Mb/s2.5Gb/s455.3SDH网络的常见网元4、数字交叉连接设备（DXC）DXC与交换机的区别a)输入输出信号不同DXC：群路交换机：单个话路b)两者都提供动态的通道连接，但连接变动的时间尺度不同DXC：由业务量的变化及网络的故障状态来改变连接由网管系统配置交换机：按用户的呼叫请求来建立或改变连接由信令系统实现呼叫连接控制465.3SDH网络的常见网元4、数字交叉连接设备（DXC）DXC的功能a)分离本地交换业务和非本地交换业务，为非本地交换业务迅速提供可用路由b)为临时性重要文件迅速提供通信电路c)网络发生故障时，能迅速提供网络的重新配置d)根据业务流量的变换使网络配置最佳化e)当网络中混合使用PDH和SDH时，DXC可以作为PDH和SDH的网关475.4SDH网络拓扑结构1、链形TMADMADMTM用于专网，如铁路网2、星形TMTMTMTMTMDXC/ADM用于本地网（接入网和用户网）485.4SDH网络拓扑结构3、树形TMTMTMADMDXC/ADM用于本地网（接入网和用户网）、局间中继网ADM4、环形ADMADMADMADM495.4SDH网络拓扑结构5、网孔形DXC/ADM用于长途网DXC/ADMDXC/ADMDXC/ADM505.5系统的性能指标515.5.1数字传输模型

由于数字信号在传输过程中会受到各种损害，因此，在进行传输系统设计时，需要规定各部分设备性能，以保证把它们构成一个完整的传输系统时，能满足总的传输性能要求。为此，需要确定一个合适的传输模型，以便对数字网的主要传输损伤的来源进行研究，确定系统全程性能指标，并根据传输模型对这些指标进行合理分配，从而为系统传输设计提供依据。

ITU-T提出了各种数字传输模型的建议。模型分为：假设参考连接(HRX)，假设参考数字链路(HRDL)和假设参考数字段(HRDS)。525.5.1数字传输模型假设参考连接(HRX)一个通信连接是通信网中从用户至用户，包括参与交换和传输的各个部分(如用户线，终端设备，交换机，传输系统等)的传输全程。它是根据用户需要建立的各种机线设备的临时组合。这些实际的连接有长有短，结构上有简单、复杂，传输的业务可能也不相同，难以进行传输质量的核算。

通常找出通信距离最长、结构最复杂、传输质量预计最差的连接作为传输质量的核算对象。只要这种典型连接的传输质量能满足要求，那么通信距离较短，结构较简单的通信连接肯定能保证传输质量，因而引入了假设参考连接的概念。535.5.1数字传输模型假设参考连接(HRX)假设参考连接(HRX)是以对总的性能进行研究的一个模型，从而便于形成各种标准和指标。它是两个用户网络接口参考点T之间的全数字64Kbit/s连接。它是标准最长的HRX，全长定为27500km。545.5.1数字传输模型假设参考连接(HRX)HRX是按照最长距离和最坏情况下考虑的全程64kb/s连接国际部分4段国内部分5段标准数字假设参考连接555.5.1数字传输模型假设参考连接(HRX)标准数字假设参考连接（中等长度）国内部分3段国际部分只有1段实际上经常实现的连接都比标准最长HRX短，引入了标准中等长度HRX模型。实际连接一般都比最长HRX短，因此引入了标准中等长度HRX565.5.1数字传输模型假设参考连接(HRX)标准数字假设参考连接（用户接近ISC）当用户靠近国际交换中心(ISC)时，引入了如下图的HRX模型。注意与前2种模型的区别575.5.1数字传输模型假设参考数字链路(HRDL)

为了便于进行数字信号传输劣化的研究（如误码率、抖动、漂移、时延等），保证全程通信质量，必须规定由各种不同形式的传输组成部分（如传输系统，复、分接设备等）所构成的网络模型，即假设参考数字链路（HRDL）。

HRDL是HRX的一个组成部分，2500Km的长度被认为是一个合适的距离。通常HRDL的长度并非是唯一考虑的。ITU-T并没有提出具体的构成，由各国自行研究解决。终端设备终端设备Xkbit/sXkbit/sYkm585.5.1数字传输模型假设参考数字段(HRDS)

HRDS是HRDL的一个组成部分。上图中Xbit/s表示G.702建议中所规定的各种数字系统系列比特率之一。长度Y的选择是以在实际运行网络中可能遇到的数字段为代表。

ITU-T建议假设参考数字段的长度为280km(对于长途传输)和50km(对于市话中继)。我国根据具体情况提出假设参考数字段的长度为280km或420km(对于长途传输)和50km(对于市话中继)。数字网的性能指标往往被分配到数字段。我国有关数字光纤通信系统的一系列标准都是在这个模型的基础上制定的。595.5.2系统的主要性能指标误码率（BER）

考察误码率的重要意义误码率是衡量数字系统传输质量好坏的一个主要指标。对于不同的通信业务，误码的影响后果也不同。对于语音通信（电话）的影响是产生噪声。在PCM通信方式中，当误码率较小时，这种噪声表现为“喀呖”声，当误码率较大时，使可懂度显著降低。对图像通信的影响是造成图像失真。对数据通信的影响表现为信息的丢失和错乱。

605.5.2系统的主要性能指标误码率（BER）造成误码的主要内部机理有下列几类：各种噪声源使接收信噪比降低，最终产生误码

；色散引起传输光脉冲展宽，产生码间干扰，造成误码；定位抖动发生的误码。即带有抖动的数字流与恢复的定时信号之间存在动态的相位差，造成接收机有效判决点偏离眼图中心；复位器，交叉连接设备和交换机在某些外部干扰下产生突发性误码。当输入抖动量过大时也会使设备产生误码；外部突发因素造成误码。615.5.2系统的主要性能指标误码率（BER）误码率指在特定的一段时间内所接收到的数字码元误差与在同一时间内所收到的数字码元总数之比，用下式表示误码率的数值通常可用n×10-P的形式表示，其中P为一整数。对于数字通信系统，实际上指的是比特误码率(BER-biterrorrate)，即每个码元为1比特时的误码率，其表达式为625.5.2系统的主要性能指标误码率（BER）由于误码率随时间变化，用长时间内的平均误码率来衡量系统性能的优劣，显然不够准确。在实际监测和评定中，应采用误码时间百分数和误码秒百分数的方法，即比特误码率超过规定阈值的百分数来表示的。在一个较长的时间TL内观察误码，记录每次平均取样观测时间T0内的误码个数或误码率超过某一定值m的时间百分数。在ITU-TG.821建议中，把误码劣化状态划分为三个领域：(1)可正常通信，即可接受的领域，其阈值为1×10-6。(2)可通信但质量有所劣化，即劣化领域，其阈值为

1×10-6～1×10-3。(3)不能通信，即不可接受的领域，其阈值为1×10-3。635.5.2系统的主要性能指标误码率（BER）

T0为取定的适合于评定各种业务的单位时间，TL为测量误码率总时间。则误码时间率可以用不可接受时间占全部测量时间的百分数，劣化时间占全部测量时间的百分数来表征。只要T0和TL选择恰当，就可以用来评价各种数字信息在单位时间内误码的程度以及误码超过某一规定值的时间占总测量时间的百分数。645.5.2系统的主要性能指标抖动

抖动是电信号传输过程中的一种瞬时不稳定现象。抖动的定义是：数字信号的各有效瞬间对其理想时间位置的短时偏移。

∆t1∆t2∆t3∆t4发送信号接收信号抖动示意图655.6系统的设计对数字光纤通信系统而言，系统设计的主要任务是:

(1)根据用户对传输距离和传输容量(话路数或比特率)及其分布的要求;

(2)按照国家相关的技术标准和当前设备的技术水平.

(3)经过综合考虑和反复计算，选择最佳路由和局站设置、传输体制和传输速率以及光纤光缆和光端机的基本参数和性能指标，以使系统的实施达到最佳的性能价格比。

在技术上，系统设计的主要问题是确定中继距离，尤其对长途光纤通信系统，中继距离设计是否合理，对系统的性能和经济效益影响很大。665.6系统的设计中继距离的设计有三种方法：最坏情况法(参数完全已知)这里我们采用最坏情况设计法，用这种方法得到的结果，设计的可靠性为100%，但要牺牲可能达到的最大长度。统计法(所有参数都是统计定义)半统计法(只有某些参数是统计定义)中继距离受光纤线路损耗和色散(带宽)的限制，明显随传输速率的增加而减小。中继距离和传输速率反映着光纤通信系统的技术水平。

675.6系统的设计

T′,T:光端机和数字复接分接设备的接口Tx:光发射机或中继器发射端；Rx:光接收机或中继器接收端C1,C2:光纤连接器；S-R:光纤线路，包括接头S:靠近Tx的连接器C1的接收端；R:靠近Rx的连接器C2的发射端数字光纤线路系统(a)无中继器；(b)一个中继器685.6.1中继距离受损耗的限制如果系统传输速率较低，光纤损耗系数较大，中继距离主要受光纤线路损耗的限制。在这种情况下，要求S和R两点之间光纤线路总损耗必须不超过系统的总功率衰减，即

L(af＋as＋am)≤Pt－Pr－2ac－Me

或

式中，Pt为平均发射光功率(dBm)，Pr为接收灵敏度(dBm)，ac为连接器损耗(dB/对)，Me为系统余量(dB)，af为光纤损耗系数(dB/km),a

s为每千米光纤平均接头损耗(dB/km),a

m为每千米光纤线路损耗余量(dB/km),L

为中继距离(km)。695.6.1中继距离受损耗的限制如果系统传输速率较低，光纤损耗系数较大，中继距离主要受光纤线路损耗的限制。在这种情况下，要求S和R两点之间光纤线路总损耗必须不超过系统的总功率衰减，即

L(af＋as＋am)≤Pt－Pr－2ac－Me

或

式中，Pt为平均发射光功率(dBm)，Pr为接收灵敏度(dBm)，ac为连接器损耗(dB/对)，Me为系统余量(dB)，af为光纤损耗系数(dB/km),a

s为每千米光纤平均接头损耗(dB/km),a

m为每千米光纤线路损耗余量(dB/km),L

为中继距离(km)。705.6.1中继距离受损耗的限制平均发射光功率Pt：取决于所用光源对单模光纤通信系统LD的平均发射光功率一般为－3～－9dBmLED平均发射光功率一般为－20～－25dBm。光接收机灵敏度Pr：取决于光检测器和前置放大器的类型，并受误码率的限制，随传输速率而变化。715.6.1中继距离受损耗的限制表标出长途光纤通信系统BERav≤1×10－10时的接收灵敏度Pr725.6.1中继距离受损耗的限制连接器损耗ac一般为0.3～1dB/对设备余量Me包括由于时间和环境的变化而引起的发射光功率和接收灵敏度下降，以及设备内光纤连接器性能劣化，Me一般不小于3dB735.6.1中继距离受损耗的限制光纤损耗系数af取决于光纤类型和工作波长，例如单模光纤在1310nm,af为0.4～0.45dB/km;在1550nm,af为0.22～0.25dB/km。光纤损耗余量am一般为0.1～0.2dB/km,但一个中继段总余量不超过5dB。平均接头损耗a

s可取0.05dB/个，每千米光纤平均接头损耗as可根据光缆生产长度计算得到。745.6.2中继距离受色散(带宽)的限制如果系统的传输速率较高，光纤线路色散较大，中继距离主要受色散(带宽)的限制。为使光接收机灵敏度不受损伤，保证系统正常工作，必须对光纤线路总色散(总带宽)进行规范。我们要讨论的问题是，对于一个传输速率已知的数字光纤线路系统，允许的线路总色散是多少，并据此计算中继距离。

对于数字光纤线路系统而言，色散增大，意味着数字脉冲展宽增加，因而在接收端要发生码间干扰，使接收灵敏度降低，或误码率增大。严重时甚至无法通过均衡来补偿，使

系统失去设计的性能。755.6.2中继距离受色散(带宽)的限制输入：半占空归零(RZ)码，传输速率为fb=1/T输出：高斯脉冲波形，传输速率Fb与线路码型有关765.6.2中继距离受色散(带宽)的限制高斯波形表达式为：式中σ为均方根(rms)脉冲宽度。把σ/T=a定义为相对rms脉冲宽度，δ为码间干扰。a和δ的数值关系如下表：a和δ的表达式关系：775.6.2中继距离受色散(带宽)的限制当a=0.25时，码间干扰δ只有峰值的0.034%，完全可以忽略不计。当a=0.5时，δ增加到13.5%，此时功率代价为7～8dB，难以通过均衡进行补偿。一般系统设计选取a=0.25～0.35，功率代价不超过2dB。785.6.2中继距离受色散(带宽)的限制为确定中继距离和光纤线路色散(带宽)的关系，把输出脉冲用半峰值全宽度(FWHM)τ表示：σ=aT,a为相对rms脉冲宽度;T=1/fb，fb为系统的比特传输速率;Δτf为光纤线路引起的脉冲展宽(FWHM)，取决于所用光纤类型和色散特性。光纤线路引起的脉冲展宽795.6.2中继距离受色散(带宽)的限制多模光纤对于多模光纤系统，色散特性通常用3dB带宽表示，即：B为长度等于L的光纤线路总带宽，B1为1km光纤的带宽，通常由测试确定。γ称为串接因子γ=0.5～1,取决于系统工作波长，光纤类型和线路长度。把这些关系代入下式并取a=0.25～0.35，得到光纤线路总带宽B和速率fb的关系为805.6.2中继距离受色散(带宽)的限制多模光纤以fb为参数，B1与L的关系用下图表示,图中取σ/T=0.3，γ=0.75。由此可见，中继距离L与传输速率fb的乘积取决于1km光纤的带宽(色散)，这个乘积反映了光纤通信系统的技术水平。815.6.