直接强度调制、直接检测方式的数字光接收机方框图示于图4.14,主要包括光检测器、前置
放大器、主放大器、均衡器、 时钟提取电路、取样判决器以及自动增益控制(AGC)电路。
前置放大器主放大器 光信号再生码流 光检测器均衡器判决器 AGC时钟偏压控制电路提取
5、光接收机对光检测器的要求。P82 光检测器是光接收机实现光/电转换的关键器件,其性能特别是响应度和噪声直接影响光接收机的灵敏度。对光检测器的要求如下:
(1) 波长响应要和光纤低损耗窗口(0.85 μm、 1.31 μm和1.55 μm)兼容; (2) 响应度要高, 在一定的接收光功率下, 能产生最大的光电流; (3) 噪声要尽可能低, 能接收极微弱的光信号;
(4) 性能稳定, 可靠性高, 寿命长, 功耗和体积小。 目前,适合于光纤通信系统应用的光检测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)。
6、什么是灵敏度?P86
灵敏度是衡量光接收机性能的综合指标。
灵敏度Pr: 在保证通信质量(限定误码率或信噪比)的条件下, 光接收机所需的最小平均接收光功率〈P〉min,并以dBm为单位。由定义得到 Pr=10lg ? P ? min( w )
[](dBm)灵敏度表示光接收机调整到最佳状态时, 10?3能够接收微弱光信号的能力。提高灵敏度意味着能够接收更微弱的光信号
7、什么是误码和误码率? P84
误码:把发射的“0”码误判为“1”码,或把“1”码误判为“0”码。
误码率:光接收机对码元误判的概率称为误码率(在二元制的情况下,等于误比特率,BER), 用较长时间间隔内,在传输的码流中,误判的码元数和接收的总码元数的比值来表示。
8、什么是动态范围?P89
动态范围(DR)的定义是:在限定的误码率条件下,光接收机所能承受的最大平均接收光功率〈P〉max和所需最小平均接收光功率〈P〉min的比值,用dB表示。根据定义
?p? DR=10lg max ( dB )
?p? min 动态范围是光接收机性能的另一个重要指标,它表示光接收机接收强光的能力,数字光接收机的动态范围一般应大于15 dB。
9、数字光纤通信读线路码型的要求。 P89
数字光纤通信系统对线路码型的具体要求有:
(1) 能限制信号带宽,减小功率谱中的高低频分量。这样就可以减小基线漂移、提高输出功率的稳定性和减小码间干扰, 有利于提高光接收机的灵敏度。
(2) 能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“1”码和连“0”码的数目,使“1”码和“0”码的分布均匀, 保证定时信息丰富。
(3) 能提供一定的冗余码,用于平衡码流、误码监测和公务通信。但对高速光纤通信系统,应适当减少冗余码,以免占用过大的带宽。 10、数字光纤通信系统中常用的码型种类。P90
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有扰码、mBnB码和插入码 第五章知识点小结
1、SDH的优点。P100 与PDH相比, SDH具有下列特点:
(1) SDH采用世界上统一的标准传输速率等级。最低的等级也就是最基本的模块称为STM-1,传输速率为155.520Mb/s; 4个STM1 同步复接组成STM-4,传输速率为4×155.52 Mb/s=622.080 Mb/s。
(2) SDH各网络单元的光接口有严格的标准规范。因此, 光接口成为开放型接口,任何网络单元在光纤线路上可以互连, 不同厂家的产品可以互通, (3) 在SDH帧结构中,丰富的开销比特用于网络的运行、 维护和管理,便于实现性能监测、故障检测和定位、故障报告等管理功能。
(4) 采用数字同步复用技术,其最小的复用单位为字节,不必进行码速调整,简化了复接分接的实现设备,由低速信号复接成高速信号,或从高速信号分出低速信号,不必逐级进行。 (5) SDH采用了DXC后,大大提高了网络的灵活性及对各种业务量变化的适应能力。
2、SDH传输网的主要组成设备。P98
SDH传输网由SDH终端设备、分插复用设备ADM、数字交叉连接设备DXC等网络单元以及连接它们的(光纤)物理链路构成
13、SDH的帧结构(STM-1)。P101 2SOH3SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络 AU-PTR4STM-N载荷发送顺序5(含POH)可靠有效运行的关键。图给出SDH帧一个
SOHSTMN帧有9行,每行由270×N个字节组成。 9这样每帧共有9×270×N个字节,每字节为8 bit。 9×N261×N帧周期为125μs,即每秒传输8000帧。对于
270×NSTM1 而言,传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s。字节发送顺序为:由上往下逐行发送,每行先左后右
4、SDH的复用原理。P101
将低速支路信号复接为高速信号的方法有两种: (1)正码速调整法 优点是容许被复接的支路信号有较大的频率误差;缺点是复接与分接相当困难。 (2)固定位置映射法 是让低速支路信号在高速信号帧中占用固定的位置。这种方法的优点是复接和分接容易实现,但由于低速信号可能是属于PDH的或由于SDH网络的故障,低速信号与高速信号的相对相位不可能对准,并会随时间而变化。
SDH采用载荷指针技术,结合了上述两种方法的优点,付出的代价是要对指针进行处理。超大规模集成电路的发展,为实现指针技术创造了条件。
5、三种误码率参数的概念。 P106
6、可靠性及其表示方法。P109
7、损耗对中继距离限制的计算。P111 8、色散对中继距离限制的计算。P112 第七章点知识小结
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1、光放大器的种类P138
(1)半导体光放大器(SOA)半导体光放大器的优点是小型化,容易与其他半导体器件集成; 缺点是性能与光偏振方向有关,器件与光纤的耦合损耗大。 (2)光纤放大器
掺铒光纤放大器(EDFA)
分布光纤拉曼放大器(DRA)——非线性光纤放大器
2、掺铒光纤放大器的工作原理P138
3、掺铒光纤放大器的构成方框图 P139
图7.3(a)为光纤放大器构成原理图,主要构成部件及功能为:
(1)光隔离器:防止反射光影响光放大器的工作稳定性。 (2)光耦合器(波分复用器):把信号光和泵浦光混合起来。 (3)掺珥光纤:长约10~100m, Er 3+浓度约为25mg/kg。
(4)泵浦光源:形成粒子数反转分布。光功率为10~100mW,工作波长为0.98 μm。
4、什么WDM?P142
光波分复用(WDM: Wavelength Division Multiplexing)技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用),并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输,在接收端又将组合波长的光信号分开(解复用),并作进一步处理,恢复出原信号后送入不同的终端,因此将此项技术称为光波长分割复用, 简称光波分复用技术。
5、光交换技术的方式 P159
光交换主要有三种方式: (1)空分光交换(2)时分光交换(3)波分光交换
6、什么是光孤子?P161
光孤子(Soliton):经光纤长距离传输后,其幅度和宽度都不变的超短光脉冲(ps数量级)。 光孤子的形成是光纤的群速度色散和非线性效应相互平衡的结果。利用光孤子作为载体的通信方式称为光孤子通信。 光孤子通信的传输距离可达上万公里,甚至几万公里,目前还处于试验阶段。
7、光孤子的产生机理 P162
光纤非线性效应和色散单独起作用时,在光纤中传输的光信号都要产生脉冲展宽,对传输速率的提高是有害的。但是如果适当选择相关参数,使两种效应相互平衡,就可以保持脉冲宽度不变, 因而形成光孤子
8、相干光通信信号调制的方式 P167
对于模拟信号,有三种调制方式:幅度调制AM、FM、PM 对于数字信号,有三种调制方式:幅移键控ASK、FSK、PSK 9、相干光通信技术的优点 P165或者P172
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(1) 灵敏度提高了10~20 dB,线路功率损耗可以增加到50 dB。如果使用损耗为0.2 dB/km光纤,无中继传输距离可达250 km。
由于相干光系统通常受光纤损耗限制,周期地使用光纤放大器,可以增加传输距离。实验表明,当每隔80 km加入一个掺铒光纤放大器,25 个EDFA可以使 2.5 Gb/s系统的传输距离增加到2200 km以上,非常适合干线网使用。
(2) 由于相干光系统出色的信道选择性和灵敏度,和光频分复用相结合,可以实现大容量传输。
必看1
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