光纤通信 第章

第九章光纤通信系统设计9.1概述9.2模拟光纤通信系统9.3数字光纤通信系统9.1概述 光纤通信系统根据传送的信号可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。 随着光纤通信技术的进步，系统的传输容量(速率)越来越高。 系统设计的任务是：遵循建议规范，采用先进、成熟技术，综合考虑系统经济成本，合理地选用器件和设备，明确系统的全部技术参数，完成实用系统的合成。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现在复杂程度上。 其次系统设计与工程设计的区别表现在它们的任务不同。9.2模拟光纤通信系统 模拟光纤通信系统多采用副载波复用技术。所谓副载波是指射频电磁波，以区别于光调制时的光载波。副载波调制的电视系统框图如图9.1所示。图9.1副载波复用模拟电视传输系统9.2.1系统主要性能指标 作为残留边带调幅的副载波光纤传输系统，其主要指标有：载噪比(CarrierNoiseRatio，CNR)、组合二阶互调失真(CompositeSecondOrderintermodulation，CSO)、组合三阶差拍失真(CompositeTripleBeat，CTB)。1.载噪比 载噪比(CNR)是在规定的带宽内一个频道中的载波功率(C)与噪声功率(N)之比，一般以dB作单位。定义式为： 前置放大器的热噪声所决定的(CNR)T为： (CNR)T与输入功率的平方成正比，即输入功率增加1dB，(CNR)T增加2dB。 光电转换散弹噪声决定的(CNR)q为： (CNR)q与接收机输入功率成正比，输入功率增加1dB，(CNR)q增加1dB。激光槐器相番对强抓度噪编声决爆定的哨(CN午R)RI狠N为：(CN念R)RI况N与光店接收柏机的认接收股功率抛无关柜。2.踪蝶非线劈燕性失苗真设N个频伐道的西载波扣幅度师均为I，频率糕分别遗为ωj，初始浅相位修为θj，则激畜光器历的驱距动电窄流i(荣t)为：此时怨激光叔器的昆输出专功率遭为：P(套t)器=P樱(i子)P(场i)为非论线性汤函数准，且弓在Ib附近尽连续掉可导大，因灰此可战以将铲激光烟器输店出功学率在冤偏置汉点Ib附近秀展开仰为泰屑勒级碧数：式中粗：P0为对木应偏隆置点i=炼Ib时的搅直流示光功检率，表对式评（9售-1插5）勒做三族角函举数展兰开可经以得摩到：k=1时，但频率沈仍为ωj(j滋=1雾，2拉，3赤…N困)，对应霉的是梦线性泄放大纷部分萌。k=2时，防对应阀二阶劝失真晨。k=3时，蹄对应惰三阶近失真由。9.自2.举2形传拍输距而离设绕计直接暂强度屿调制炼光纤织电视晶传输程系统极的传堪输距包离绝德大多摘数是渡损耗刺限制惜系统芽。根付据发摔射功富率、冷接收干机灵贴敏度装、线恢路损务耗和叨分光续器损捕耗可附以计砍算出吓传输坟距离L：式中摔：P0为光脸发送鹿机发否射光敞功率况(dB袜m)本，Pr为接杰收机妈的最挑低接负收光症功率君(dB冰m)以，M为系场统富柴余量绞(dB顿)；α为光纤缆线毫路每到公里容的损肃耗(苦包括绵每公原里光失纤损资耗、率光纤党接头唐损耗纯、光区纤活面动连浮接器柜的损罚耗，玩单位核为dB雄/k确m)慢；Ai为分撞光器除插入疤损耗乐(dB详)；Ad为分芦光器答分光携损耗郊(dB剥)。齐如果蜓单从阔满足回系统鼓的传蛾输带忽宽来宗考虑校，只猴要系低统要巴求的胀带宽挨不大菌于单趣模光漏纤可段提供锹带宽案即可影，此妹时系申统的怨最大呀传输玩距离语为：式中肿：D为单愈模光烈纤的粒色散医系数顿；Δλ为光屯源的约谱线膨宽度物；B为系假统传阿输信洽号带摧宽。9.接3数字忧光纤芹通信荐系统(1浴)敏抗干捕扰能准力强横，传屋输质嫁量好翁。(2拍)管可以垦再生武，传总输距鲜离远构。(3膛)米数字瞧系统智采用片大量复的数央字电敬路，委容易葛集成黎，采狸用超健大规呢模集现成电万路芯与片使想数字贿设备娇体积辟小，计功耗负低。9.璃3.夕1慢主朝要性沾能指吼标数字趁光纤叶通信钢系统霸的性叮能主把要包扒括误分码性候能、决抖动幻玉性能蓬和系镇统的展可靠扛性。鸭1.斯参考趁模型［1穿3］(1微)浮假设炸参考兴通道吊(2压)辉假设童参考熔数字饭段两个敏相邻避数字奶配线采架之潮间(棋或等竟效设周备之重间)洋用来嫌传送属一种旗规定门速率驰的数呆字信胡号的劝全部符装置乱构成鸦一个己数字素段。2.雀误码视特性梨(1报)仅误码妈概念络误码求就是率经接后收判济决再妙生后息，数贩字码董流的妖某些用比特愁发生训了差桃错，墙使传磨输信王息的创质量驰产生础了损锄伤。①抖内部誓机理亭产生庭的误季码它包搬括各遮种噪仁声源荣产生沙的误旨码；薪定位踢抖动异产生歼的误尊码；纳复用木器、碧交叉订连接蔽设备辰和交干换机耳的误赔码。②脖脉冲歌干扰热产生动的误过码一些灶具有估突发麻性质斯的脉提冲干葡扰如泪外部驴电磁躁干扰岸、静有电放哲电、看设备雾故障痒、电治源瞬丧态干毁扰和有人为滴活动衫会产好生误挪码。(2叼)智误码茧性能状事件胶误码均性能珍事件堤是导柿出误亭码性边能参洋数的呜基础睁，G.算82归6建议锁是以涨块差只错(研误块现)事肾件为遮基础自的规句范，杀它规习范的蛾是运铅行在肯基群脚和基施群以铃上速锣率数及字通暖道的苦误码滨性能雹事件投、参顷数和窝指标命。(3刊)孙误码猴性能填指标丝式①寺端到烫端指划标需要乡丰说明绘的是SE年S事件雕并不撞总是拣孤立岩的事错件，蜡它可候能会死连续赛地发雪生SE榨S。n个连趋续的SE昏S与n个孤收立的SE船S对用末户感图到的番性能百会产在生很邀不相后同的虎影响妥。运行裹在G.响82渣6所包总括的逮速率卸下的身通道族是由鞠传输犹系统敲(数揭字段塘)来梨承载零的。误码妇性能个指标久如何锹应用逼到系形统设撑计，漂目前IT斧U-差T还没坝有建养议。3.线抖动坏和漂斗移特钻性(1呀)碑抖动栋和漂岭移的岸概念织定时莫抖动闭对网赴络的行性能倚损伤吓表现驴在下联面几左个方柜面：脂①长对数阔字编旺码的读模拟掠信号已，在阴解码添后数沈字流鼠的随筹机相春位抖骗动使本恢复唱后的迈样值祝具有下不规祸则的曾相位支，从晌而造被成输览出模堂拟信战号的犯失真殿，形接成所腰谓抖贫动噪另声；交②袭在再尼生器盛中，沸定时你的不贼规则御性使忠有效酱判决汗偏离要接收吗眼图动的中恐心，丢从而草降低宏了再霉生器蚀的信税噪比峰余度邻，直句至发砌生误体码；江③支在SD璃H网中弱，像讨同步锯复用诞器等啊配有公缓存臭器的削网络黑单元传，过单大的韵输入辅抖动辈会造更成缓青存器劫的溢者出或般取空靠，从石而产不生滑冬动损汉伤。(2葱)充抖动江和漂滨移性羽能的潮规范吊(3稠)寨抖动淋和漂糠移指意标PD博H信号得在SD凝H/吧PD滴H边界是处应兰满足疑原有PD恰H网的颜抖动惠性能末要求似。①PD府H网络承接口抛允许爹的最羡大输付出抖赖动②SD秃H设备钓的PD造H支路框输入掠口抖仰动和伞漂移萝容限③SD撞H网络伐输出慎接口防允许划的最杜大抖迫动新为了鸡保证针不同SD翻H网元吹之间撇的互熄连而锯不影感响网苦络的部传输煤质量气，SD讨H网络猎输出臭接口滥允许傍的最热大抖虎动不田应超划过表史9.菜8中检所规腐定的汗数字狼。括巷号中逢数值撕为数备字段垒要求匆。④SD菌H设备听的输南入口按的抖漠动和估漂移骄容限⑤SD缩慧H抖动帝转移宇特性衔4.逮系统室可靠企性系统麻的可宽靠性渡一般粗采用橡故障盼统计扯分析布法，裁即根射据实佩际调头查结土果，星统计坛足够缎长时秋间内倡的可庄用时棚间和怪不可勾用时色间，挡然后遥用可利用性纠指标胀来表揭示。央所谓以可用偷性是疗指可文用时潜间占串系统朗全部怕运营坊时间灵的百语分比临。因夜为是纤统计在量，兵因此役统计虑时间朴越长足，所婶得结谦果越项精确射。9.惹3.物2非系侦统设伞计随着姓光纤印放大耍器的竞大量趋实用偏，数言字光卧纤通低信系串统一灯般分轰为无筑光纤礼放大则器系昏统和杰有光牢纤放宁大器身系统索。1.化设猜计方漫法在技范术上朝，系桶统设绢计的业主要租问题唱是确故定中和继距如离，摔尤其么对长波途光翼纤通剑信系赏统，哈中继银距离要的设劣计对阀系统北的性凳能和塌经济厕效益翼影响吨很大爸。工娃程上昨常用朱的设搜计方舅法主遗要有慨三种间：最存坏值梳设计责法、才统计英设计状法和起联合躲设计离法。(1保)攀最坏局值设述计法是最坏易值设衫计法外就是价在设坊计再匪生段欺距离使时，孟所有创参数循(包锋括光雷功率童、光批谱范符围、材光谱葱宽度该、接扮收机钱灵敏胀度、盆光纤斯衰减肆系数芹、接焰头与扇活动宴连接帐器插花入损五耗等帖参数彩)均拐采用限寿命郑期中湖允许叮的最揭坏值械，而犹不管脖其具醉体的某分布陈如何社。(2棒)顿统计咬设计美法统计僻设计狮法是威利用仰光参犹数分还布的督统计称特性秧更有漫效地搅设计头再生客段距桑离。菠与最葡坏值侮设计责法相伟比，愈统计虾设计宋法可见以延餐长再午生段优距离叹，但越横向云兼容找性不栽再满晕足。(3遇)冷联合捞设计呢法在某睛些情驰况下共，按废标准弄的光胞接口拐参数炼值进破行设绩计不献能满述足实幸际工第程再阵生段旦距离煎，运千营者胳需要数仔细青考虑券设计挪中不层满足揭光接乳口规券范的骗主要奖方面待。2.玩光接暴口为了纯在再啄生段测上实速现横闷向兼爷容性弃，与丈过去亚的PD品H体系种不同禁，SD初H体系导和波碗分复案用系送统有饮世界馅范围志的标富准光剧接口旧，这鼓些光火接口抄标准蝇是系加统设巧计必茶须遵恒循的喉依据蔑。(1士)逼单信烛道系塘统单信汪道光贴接口颈的位蜻置如贸图9孟.9声所示仍。图9炕.9卧光接邪口位院置示袜意图(2狂)铜多信丘道系旺统多信叹道光拜接口牺的位秤置如包图9罚.1饭0所母示。该图9歪.1殿0多恶信道换系统冻各参金考点冷位置3.砖系统岁设计逮(1烂)仰损耗北限制爱2.海5Gb毫it昼/s及其竖以下捡速率北的无井光放仅系统秘的中纹继距唯离和烟有光随放系穷统的非光放侍段距疑离主级要受寨光纤朋损耗抬限制伤。此价时要袋求主劈燕信道凡的发捡送和痰接收痰之间旁(单种信道圆系统无的S和R点之浊间)支总损竞耗不卷能超疑过系丸统的宵允许搬损耗回范围跳，即狡：L（拢α＋坊αs＋αm）＋野2Ac＋Me＋Ad≤Po－Pr式中莲：Po为平愉均发江送光帅功率