第八章数字传输系统PPT讲稿.ppt
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1、第八章数字传输系统第1页,共57页,编辑于2022年,星期三Simplepoint-to-pointlink8.1 点到点链路点到点链路为达到系统要求,通常需要反复的设计和分析,以确保在不超过器件限制的前提下使预期性能指标在系统的设计寿命期内保持稳定。第2页,共57页,编辑于2022年,星期三传输系统要求:传输系统要求:1、预期(或可能)的传输距离;2、数据速率或信道带宽;3、误码率(BER);器件和相关的特性参量:器件和相关的特性参量:1、单模光纤或多模光纤(a)纤芯尺寸(b)纤芯折射率剖面(c)带宽或色散(d)损耗(e)数值孔径或模场直径8.1.1 光纤链路的设计要求光纤链路的设计要求第3
2、页,共57页,编辑于2022年,星期三2、LED或半导体激光器光源(a)发射波长(b)谱线宽度(c)输出功率(d)有效辐射区(e)发射方向图(f)发射模式数量第4页,共57页,编辑于2022年,星期三3、pin 或APD光电二极管(a)响应度(b)工作波长(c)速率(d)灵敏度系统性能分析:链路功率预算和系统展宽时间预算系统性能分析:链路功率预算和系统展宽时间预算第5页,共57页,编辑于2022年,星期三1.确定波长:-传输距离不太远,可以选择800nm到900nm之间的波长-传输距离较远,可以选择1300nm或1500nm附近的波长2.联合考虑光纤链路的三个模块(接收设备、发送设备和光纤)-
3、模块选择顺序为:检测器光源光纤链路-根据检测器的灵敏度和光源的发射功率决定链路中是否需要放大器链路功率预算:系统考虑第6页,共57页,编辑于2022年,星期三综合考虑光检测器的性能(如灵敏度)、复杂度和成本pin结构简单,温度变化时性能稳定,成本低,偏置电压低(m,一般n=m+1)个二进制比特构成的分组。附加的冗余比特以n/m的比率增加带宽,但其没有长的连1和长的连0码,没有基线漂移问题,可提供足够的定时和检错信息。适合高速传输的有3B4B、4B5B、5B6B、8B10B码。8.2.3 分组码分组码第31页,共57页,编辑于2022年,星期三分组码mBnB特点:将m位二进制比特编成n(nm)位
4、码并在相同的时间长度内发送出去,即在数据流中引入冗余优点:能避免长连0和长连1的出现冗余的引入可以增强纠错能力缺点:带宽比原来增大了n/m倍例如:曼彻斯特码就是一种1B2B码,110,001第32页,共57页,编辑于2022年,星期三 自动请求重发(自动请求重发(ARQARQ):若接收机检测出误码,则通过反馈信道技术请求消息重发。不适于需要较低执行时间的场合。信源信源发送控制发送控制器器编码器编码器解码器解码器接收控制接收控制器器用户用户反馈信道反馈信道自动请求重发(ARQ)8.2.4 纠错纠错提高数据传输可靠性的方法:自动请求重发(ARQ)和前向纠错(FEC)第33页,共57页,编辑于202
5、2年,星期三FEC避免了高带宽的光网络要求低延迟条件时ARQ的缺点。在FEC技术应用中,辅助信息和主信息同时传输,若主信息丢失或接收到误码,辅助信息可以重构主信息。最常用的纠错码为循环码。将它们标记为(n,m),其中n等于原比特数m加上冗余比特数。一些已经得到应用的例子,如(224,216)短化的Hanming码、(192,190)Reed-Solomon码、(255,239)Reed-Solomon码、(18880,18865)和(2370,2385)短化的Hanming码。前向纠错(前向纠错(FEC):第34页,共57页,编辑于2022年,星期三(224,216)码缺点:占用额外带宽采用F
6、EC可以使误码率降低,从而使系统性能得到相对改善。第35页,共57页,编辑于2022年,星期三8.3 系统性能分析系统性能分析数字光纤通信系统的性能主要包括:(1)误码性能(2)抖动性能(3)系统的可靠性。第36页,共57页,编辑于2022年,星期三8.3.1.误码特性误码特性1.误码概念误码概念误码就是经接收判决再生后,数字码流的某些比特发生了差错,使传输信息的质量产生了损伤。内部机理产生的误码内部机理产生的误码它包括各种噪声源产生的误码;定位抖动产生的误码;复用器、交叉连接设备和交换机的误码。第37页,共57页,编辑于2022年,星期三 脉冲干扰产生的误码脉冲干扰产生的误码一些具有突发性质
7、的脉冲干扰如外部电磁干扰、静电放电、设备故障、电源瞬态干扰和人为活动会产生误码。第38页,共57页,编辑于2022年,星期三2.误码源误码源(1)各种噪声源)各种噪声源接收机光电检测器散弹噪声、雪崩倍增噪声、放大器热噪声等。(2)色散引起的码间串扰)色散引起的码间串扰(3)定位抖动产生的误码)定位抖动产生的误码(4)复位器、交叉连接设备和交换机的误码)复位器、交叉连接设备和交换机的误码(5)突发脉冲干扰)突发脉冲干扰静电放电、配线架接触不良、设备故障、电源瞬间干扰。第39页,共57页,编辑于2022年,星期三3.误码率误码率误码率是指在特定的一段时间内所接收到的数字码元误差数目与在同一时间内所
8、收到的数字码元总数之比。误码率对误码发生的形态和原因、误码的评定方式、误码全程指标的确定记载网络各组成部分的分配有重要影响,是提供光纤数字传输系统设计的重要依据。第40页,共57页,编辑于2022年,星期三4.误码特性的评定方法误码特性的评定方法(1)长期平均比特误码率)长期平均比特误码率长期平均误码率是指在较长的一段时间内的平均误码率。仅适于单个随机误码情况,不适于突发的群误码的情况。(2)误码的时间率)误码的时间率以比特误码率超过规定阈值(BERT)的百分数来表示。10-310-610-9TLT0不可接受时间1T0劣化时间4T0第41页,共57页,编辑于2022年,星期三8.3.2.抖动和
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