数字光纤通信系统的系统设计.doc

摘要：数字光纤通信是现代新兴的通信系统传输技术相比于模拟光纤通信具有很多优势。数字通信有很多的优点灵敏度高、传输质量好。因此大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。本文就数字光纤通信系统的组成及设计进行了介绍并对数字光纤通信的特点及参数进行了优劣分析。数字光纤通信系统的系统设计1.总体考虑a.传输距离b.传输带宽或码速c.系统保真性d.可靠性与经济性2.系统部件的选择（1）光检测器的选择a.长距离大容量的系统采用APD、PIN-FET或APD-FETb.中距离中小容量的系统采用PIN或PIN-FETc.大多数综合首选PIN或PIN-FET（2）光源的选择LD：输出功率高谱线窄与光纤耦合效率高LED:寿命长价格低灵敏性低稳定并且调制简单3.功率预算和色散预算a.最大中继器距离的影响因素(1)发送耦合入光纤的平均功率PT(dBm)越大传输距离越远。(2)灵敏度Prec=(dBm)越小。传输距离越长。(3)色散大则波形失真严重。b.损耗限制系统的功率预算损耗限制系统的功率预算可表示为：PTPrec=ƏT+MƏT:总损耗M：系统富余度又ƏT=rƏc+(ƏS+ƏF)LƏS:光纤固定熔接头平均损耗ƏF:光纤每千米损耗Əc:光纤连接器损耗∴PT–Prec=nƏc+(ƏS+ƏF)L+Mn:光纤活动连接器个数∴L=而M=Me+McMe:设备富余度Mc：光缆富余度∴L=C.色散限制系统上升时间的预算tT、tF、tR分别为发送机、中继段光纤、光接收机引起的10%---90%的上升时间数字光纤通信系统的组成（1）光发信机光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制成为已调光波然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。（2）光收信机光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号经光检测器转变为电信号然后再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平送到接收端的电端汲去。（3）光纤或光缆光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号经过光纤或光缆的远距离传输后耦合到收信端的光检测器上去完成传送信息任务。（4）中继器中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。（5）光纤连接器、耦合器等无源器件由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。数字光纤通信系统的构成最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号并从中提取信息然后转变成电信号最后得到对应的话音、图象、数据等信息。其图形如下：数字光纤通信系统的优点（1）抗干扰能力强传输质量好。数字光纤通信采用二进制信号信息不包含在脉冲波形中而以脉冲的“有”和“无”表示。因此噪声一般不影响传输质量只有在取样和判决过程中当噪声超过一定阈值时才产生误码率。（2）可以用再生中继传输距离长。数字通信系统可以用不同方式再生传输信号消除传输过程中的噪声累积恢复原信号延长传输距离。（3）可以适用各种业务的传输灵活性打。在数字通信系统中语音、图像等各种信息都可以转换为二进制数字信号可以吧传输技术和交换技术结合起来有利于实现综合业务。（4）容易实现高强度的保密通信只需将明文与密钥序列逐位模二次方相加就可以实现保密通信。（5）数字通信系统大量采用数字电路易于集成从而实现小型化、微型化增强设备可靠性有利于降低成本。数字光纤通信系统传输特性的研究a取样所谓取样是指以固定的时间间隔T分别取出模拟信号的瞬时幅度值(简称样值)的过程。要想实现模拟/数字(A/D)变换首先要进行取样。b量化所谓量化指的是将幅度为无限多个连续样值变成有限多个离散样值的处理过程。具体来说就是将样值的幅度变化范围划分成若