光纤通信系统性能与设计优秀.ppt
现在学习的是第1页，共38页现在学习的是第2页，共38页分类方式分类方式类别类别特点特点按信号类型按信号类型数字光纤通信数字光纤通信抗干扰能力强，传输质量好抗干扰能力强，传输质量好模拟光纤通信模拟光纤通信对系统要求高，适用于图像传输对系统要求高，适用于图像传输按光波长（通道）个数按光波长（通道）个数单波长（通道）单波长（通道）技术难度小，应用成熟技术难度小，应用成熟多波长（多波长（WDMWDM）传输容量大，距离远传输容量大，距离远按调制方式按调制方式直接强度调制直接强度调制IMIM技术成熟，成本低技术成熟，成本低外调制外调制高速传输，成本较高高速传输，成本较高按接收方式按接收方式直接检测直接检测DDDD技术成熟，成本低，效率高技术成熟，成本低，效率高相干调制相干调制CDCD灵敏度高，传输容量大，距离远灵敏度高，传输容量大，距离远按光纤特性按光纤特性多模光纤多模光纤MMFMMF采用采用850nm850nm波长，距离短波长，距离短单模光纤单模光纤SMFSMF采用采用1310/1550nm1310/1550nm波长，传输容波长，传输容量大，距离远量大，距离远8.1 8.1 光纤通信系统的概念光纤通信系统的概念现在学习的是第3页，共38页基本光纤通信系统结构基本光纤通信系统结构光接收电端机信号入信号出光发送光传输功率放大器线路放大器前置放大器光源光调制器光检测器电端机SMPI-SR基本光纤通信系统MPI-R点到点光纤通信系统结构（单向传输）点到点光纤通信系统结构（单向传输）现在学习的是第4页，共38页基本光纤通信系统结构基本光纤通信系统结构驱动电路 耦合器调制器光源电信号输入光信号输出现在学习的是第5页，共38页基本光纤通信系统结构基本光纤通信系统结构现在学习的是第6页，共38页基本光纤通信系统结构基本光纤通信系统结构 解调器光电检测器耦合器光信号输入电信号输出现在学习的是第7页，共38页光纤传输特性对系统的影响光纤传输特性对系统的影响现在学习的是第8页，共38页8.2 8.2 数字光纤通信系统性能及测试数字光纤通信系统性能及测试现在学习的是第9页，共38页8.28.2数字光纤通信系统性能及测试数字光纤通信系统性能及测试数字信号的抖动现在学习的是第10页，共38页系统传输性能指标的测试系统传输性能指标的测试现在学习的是第11页，共38页SDHSDH误码率和接收灵敏度测试误码率和接收灵敏度测试SDH光接收机灵敏度测试框图现在学习的是第12页，共38页SDHSDH误码率和接收灵敏度测试误码率和接收灵敏度测试现在学习的是第13页，共38页SDHSDH抖动性能的测试抖动性能的测试SDH抖动测试框图现在学习的是第14页，共38页WDMWDM误码率的测试误码率的测试WDM误码率测试框图现在学习的是第15页，共38页WDMWDM网络接口抖动容限测试网络接口抖动容限测试现在学习的是第16页，共38页8.3 8.3 单通道数字光纤通信系统结构与设计单通道数字光纤通信系统结构与设计 IM-DD系统的组成原理图现在学习的是第17页，共38页PCMPCM端机和输入端机和输入/ /输出接口输出接口现在学习的是第18页，共38页模拟信号367512抽样量化编码0246011110111101001010（3 ）（6）（7）（5）（1 ） （2）TPCMPCM编码过程编码过程例如，电话、语音信号的最高速率例如，电话、语音信号的最高速率为为4 kHz4 kHz，取抽样频率为，取抽样频率为f=8 kHzf=8 kHz，抽样周期抽样周期T=125sT=125s每个量化信号用每个量化信号用8 8个比特二进制代码个比特二进制代码替代。替代。( (一个一个PCMPCM语音信号的速率为语音信号的速率为8 88=64kbit/s)8=64kbit/s)单极性二进制码单极性二进制码HDB3HDB3码，码，CMICMI码码非归零码非归零码(NRZ)(NRZ)或归零码或归零码(RZ)(RZ)现在学习的是第19页，共38页线路码型线路码型现在学习的是第20页，共38页线路码型线路码型现在学习的是第21页，共38页线路码型线路码型现在学习的是第22页，共38页线路码型线路码型1 1、STM-4STM-4光接口光接口 比特率比特率 622.080Mbit/s622.080Mbit/s 码型码型 NRZ(+NRZ(+扰码扰码) ) 工作波长工作波长 1310nm/1550nm1310nm/1550nm2 2、STM-1STM-1光接口光接口 比特率比特率 155.520Mbit/s155.520Mbit/s 码型码型 NRZ(+NRZ(+扰码扰码) ) 工作波长工作波长 1310nm/1550nm1310nm/1550nm3 3、STM-1STM-1电接口电接口 比特率比特率 155.520Mbit/s155.520Mbit/s 码型码型 CMI,75CMI,75非平衡式接口非平衡式接口4 4、PDHPDH四次群接口四次群接口 比特率比特率 139.246Mbit/s139.246Mbit/s 码型码型 CMI,75CMI,75非平衡式接口非平衡式接口5 5、PDHPDH基群接口基群接口 比特率比特率 2.048Mbit/s2.048Mbit/s 码型码型 HDB3,75HDB3,75非平衡式接口或非平衡式接口或120120平衡式接口平衡式接口现在学习的是第23页，共38页线路码型线路码型1 1、线路传输、线路传输 线路码型：线路码型：1B1H(.)1B1H(.) 线路传输速率：线路传输速率：16.896Mb/s 16.896Mb/s 主信道传输容量：主信道传输容量：2Mb/s 2Mb/s 4 4 等等效效120120路数字话路路数字话路 光波长：光波长：1310nm1310nm、1550nm1550nm（或单纤双向）（或单纤双向） 平均发送光功率：平均发送光功率：FP LaserFP Laser，- -8 815dBm 15dBm 光接收灵敏度：光接收灵敏度： -34dBm -34dBm 光接收动态范围：光接收动态范围： 20dB 20dB 光接口采用光接口采用PC/FCPC/FC尾纤连接尾纤连接 2 2 、2Mb/s2Mb/s数字接口数字接口 码型：码型：HDB3 HDB3 速率：速率：2048Kb/s2048Kb/s50ppm 50ppm 阻抗：阻抗：7575、不平衡、不平衡现在学习的是第24页，共38页系统基本组成部分系统基本组成部分现在学习的是第25页，共38页光纤通信系统设计的总体考虑光纤通信系统设计的总体考虑现在学习的是第26页，共38页系统设计具体考虑的因素系统设计具体考虑的因素现在学习的是第27页，共38页单通道系统中继距离设计单通道系统中继距离设计现在学习的是第28页，共38页损耗受限系统损耗受限系统Pt-Pr=AT+M+PP现在学习的是第29页，共38页AT=2AC+L(+s)线路总损耗包括：线路总损耗包括：光纤损耗光纤损耗(dB/km)(dB/km)传输距离传输距离: :)(2kmaaMAPPPLscprtl传输距离传输距离(km)(km)损耗受限系统损耗受限系统连接器损耗连接器损耗（2 20.5dB)0.5dB)每公里熔接损耗每公里熔接损耗( 0.025dB/km)( 0.025dB/km)现在学习的是第30页，共38页例题：某例题：某140Mbit/s光纤通信系统的参数为：光纤通信系统的参数为： 光发送机最大发光功率光发送机最大发光功率Pmax= -2 dBm 光接收机灵敏度光接收机灵敏度Pr= -43 dBm 光纤损耗系数光纤损耗系数 =0.4 dB/km 系统富余度系统富余度M=6dB 活接头损耗活接头损耗AC=0.5dB 每公里接续损耗每公里接续损耗 s= 0.025dB/km 无需中继器，所能传输的最长距离？（不考虑色散代价）无需中继器，所能传输的最长距离？（不考虑色散代价） 因码率较低，可以不考虑光通道功率代价因码率较低，可以不考虑光通道功率代价 如果采用如果采用NRZ码调制，则光发送机平均发送光功率码调制，则光发送机平均发送光功率Pr应应该是最大发光功率的一半该是最大发光功率的一半现在学习的是第31页，共38页最大传输距离最大传输距离= (38-1-6)/0.425=72.9 km (答案答案)损耗受限系统损耗受限系统现在学习的是第32页，共38页色散受限系统色散受限系统BDL)(d610现在学习的是第33页，共38页8.4 8.4 多通道数字光纤通信系统设计多通道数字光纤通信系统设计现在学习的是第34页，共38页WDMWDMEDFAEDFA系统中继距离设计系统中继距离设计6 62 2I IS SI I1 10 0B BD DL L / /2 25 5l lg g 1 1P P e eQ Q( (1 1 K K 0 0. .5 51 10 0l lg g 1 1P P2 2M MP PN N2 22 2 D DL LB B2 2. .5 5t tl lg g 1 11 12 21 10 0P P2 2C CC C现在学习的是第35页，共38页例题：设计一个点对点的例题：设计一个点对点的WDM+EDFA系统，光纤传输系统，光纤传输速率达到速率达到20Gbit/s，传输距离，传输距离100km。复用路数和工作波长的选择；光纤的选择；主要器件的选择；复用路数和工作波长的选择；光纤的选择；主要器件的选择；色散预算；功率预算；放大器增益色散预算；功率预算；放大器增益EDFA节点1MUX发送机节点2DEMUX接收机现在学习的是第36页，共38页WDMWDMEDFAEDFA系统设计实例系统设计实例1 1现在学习的是第37页，共38页WDMWDMEDFAEDFA系统设计实例系统设计实例2 2现在学习的是第38页，共38页
