光纤通信技术教案 - 图文(7)

2019-01-19 19:19

(3)公式:D?10lgPmax10?3?10lgPmin10?3?10lgPmaxPmin

4.1.4 光纤通信系统(图见书) 1.光中继器

光脉冲信号从光发射机输出经光纤传输若干距离以后,由于光纤损耗和色散的影响,将使光脉冲信号的幅度受到衰减,波形出现失真,这样就限制了光脉冲信号在光纤中做长距离的传输。

最简单的光中继器原理方框图

实用的中继器方框图

2.监控系统

监控系统为监视、监测和控制系统的简称。

在光纤通信的监控系统中,通常采用的是集中监控方式。? (1)监控内容?

监控的内容分别包括监视和控制两部分。 (2)监控信号的传输?

在数字通信系统中采用时分复用的方式来完成监控信号的传输,但不同的传输体制,其监控信号的传输方式有所区别。

4.2 衰减和色散对中继距离的影响

在中继距离的设计中应考虑衰减和色散这两个限制因素,因而对于中继距离的设计可以分为两种情况来讨论。

第一种情况是损耗受限系统,即再生段距离由S和R点之间的光通道损耗决定。 第二种情况是色散受限系统,即再生段距离由S和R点之间的光通道总色散所限定。 4.2.1 衰减与色散对中继距离的影响 1.衰减对中继距离的影响

? 一个中继段上的传输衰减包括两部分,其一是光纤本身的固有衰减,再者就是光纤的连接损

耗和微弯带来的附加损耗。

? 构成光纤损耗的原因很复杂,归结起来主要包括两大类:吸收损耗和散射损耗。 ? 引起光纤损耗的因素还有光纤弯曲和微弯产生的损耗以及纤芯与包层中的损耗等等。 2.色散对中继距离的影

? 光纤自身存在色散,即材料色散、波导色散和模式色散。

? 对于单模光纤,因为仅存在一个传输模,故单模光纤只包括材料色散和波导色散。 ? 除此之外,还存在着与光纤色散有关的种种因素,其中比较重要的有三类:码间干扰、模分

配噪声和啁啾声。

(1) 码间干扰对中继距离的影响

? 系统的传输速率越高,光纤的色散系数越大,光源谱宽越宽。 (2) 模分配噪声对中继距离的影响

? ① 激光器的光谱特性

? ② 模分配噪声的产生及影响?

高速调制时多纵模的随机起伏

(3) 啁啾声对中继距离的影响

? 对于处于直接强度调制状态下的单纵模激光器,其载流子密度的变化随注入电流的变化而变

化。这样使有源区的折射率指数发生变化,从而导致激光器谐振腔的光通路长度相应变化,结果致使振荡波长随时间偏移,这就是频率啁啾现象。

? 因为这种时间偏移是随机的,因而当受上述影响的光脉冲经过光纤后,在光纤色散的作用下,

可以使光脉冲波形发生展宽,因此接收取样点所接收的信号中就会存在随机成分,这就是一种噪声——啁啾声。

3.最大中继距离的计算

(1)损耗受限系统的实际可达再生段距离可以用下式来估算:

Ll?PT?PR?2AC?PP?Me?ASAf?ASLf?Mc

nn?1fiAf???i?1/n AS???i?1si/(n?1)

式中PT为发送光功率(dBm),PR为光接收灵敏度(dBm),AC是光纤配线盘上的收发端两个附加活动连接器损耗(dB),PP为光通道功率代价(dB),由反射功率代价Pr和色散功率代价Pd组成,Me为系统设备富裕度(dB),Mc为光缆富余度(dB/km),n是再生段内所用光缆的盘数,αfi是单盘光缆的衰减系数(dB/km),Af表示再生段平均光缆衰减系数(dB/km),αsi是单个光纤接头的损耗(dB),AS是再生段平均接头损耗(dB)。 (2)色散受限系统设计

色散受限系统可达的再生段距离的最坏值可用下式估算:

Ld=DSRDm

其中DSR为S点和R点之间允许的最大色散值,可以从相关的标准表格中查到,Dm为允许工作波长范围内的最大光纤色散系数,单位为ps/(nm2km),可取实际光纤色散分布最大值。 (1)多纵模激光器(MLM-LD)和发光二极管(LED)

Ld?10??fb?Dm???6

式中f b是线路信号比特率,单位为Mbit/s; Dm 是光纤色散系数,单位为ps/(nm2km);△λ是光源的均方根谱宽,单位为nm;ε是与色散代价有关的系数,当光源为多纵模激光器(MLM?LD)时,ε取0.115,若为发光二极管(LED),ε取0.306。 (2)单纵模激光器(SLM-LD)

LC?71400??Dm???fb22

式中α为啁啾系数,当采用普通DFB激光器作为系统光源时,α取值范围为4~6;当采用新型的量子阱激光器时,α取值范围为2~4;λ为波长(单位为nm);f b为线路信号比特率(单位为Tbit/s)。

第5章 SDH与WDM

5.1 SDH-同步数字体系 5.1.1 SDH的基本概念 1.PCM-语音脉冲编码调制

(1)抽样/采样(2)量化(3)编码 2.PCM30/32

Ts=125μS,fs=8000Hz,帧长=3238bit=256bit,速率=256bit/125μS=256bit38000Hz=2.048Mbps 3.PDH速率等级

群次 速率 帧周期 2.SDH速率等级

SDH速率等级 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 3.SDH帧结构【画图】

比特率 155520 Kbit/s 622080 Kbit/s 2488320 Kbit/s 9953280 Kbit/s 速率简称 155Mbit/s 622Mbit/s 2.5Gbit/s 10Gbit/s 一次群E1 2.048Mbps 125μS 二次群E2 三次群E3 100.38μS 44.69μS 四次群E4 21.03μS 6.448Mbp 34.368Mbp 139.264Mbp

(1)段开销(SOH): (2)信息净负荷区: (3)管理单元指针: 4.SDH网的特点 (1)灵活的分插功能 (2)网络管理能力强


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