光纤通信原理与应用第1章概述分析.ppt

第1章 概述 1.1 光纤通信的基本概念 1.2 光纤通信系统的构成及分类 1.3 数字话路基础知识 第1章 概 述 1.1 光纤通信的基本概念 1.1.1 光纤通信的定义 光纤通信是以光波作为传输信息的载波、以光纤 作为传输介质的一种通信。光纤通信归属于光通 信和有线通信的范畴。 图1-1 光纤通信的简单示意图 1.1.2 光纤通信发展过程 大体说来，光纤通信的发展经历了四个阶段 1．20世纪60年代的研究探索阶段 高锟理论对于光纤通信的里程碑意义 2．20世纪70年代的起步阶段 （1）研制出低损耗光纤 （2）研制出小型高效的光源和低噪声的光检测器件 （3）研制出光纤通信实验系统 3．20世纪80年代进入商用阶段 4．20世纪90年代进入提高阶段 1.1.3 光纤通信的优点 1．速率高，传输信息量大。 2．损耗低，传输距离远。 3．抗干扰能力强，必威体育官网网址性能好。 4．耐腐蚀、耐高温、防爆，可在恶劣环境中 工作。 5．质量轻、体积小，便于线路施工。 1.2 光纤通信系统的构成及分类 1.2.1 光纤通信系统的基本构成 主要组成部分包括光纤、光发送器、光接收器、光中继器和适当的接口设备等。实际中，光发送器和光接收器安放在同一机架中，合称为光纤传输终端设备，简称光端机。 图1-2 光纤通信系统的基本构成框图 1.2.2 光纤通信系统分类 1．按传输信号划分 （1）光纤模拟通信系统 （2）光纤数字通信系统（目前广泛采用 ） 2．按光波长和光纤类型划分 （1）短波长（0.85 μm）多模光纤通信系统 通信速率低于34 Mb/s，中继间距在10 km以内。 （2）长波长光纤通信系统 （见下页） ① 1.31 μm多模光纤通信系统 通信速率为34 Mb/s 和 140 Mb/s， 中继间距为20 km左右 ② 1.31 μm单模光纤通信系统 通信速率可达140 Mb/s 和 565 Mb/s， 中继间距为30～50 km（140 Mb/s） ③ 1.55 μm单模光纤通信系统 通信速率可达565 Mb/s以上， 中继间距更长，可达70 km左右 3．按调制方式划分 （1）直接强度调制光纤通信系统 该系统将待传输的数字电信号直接在光源的发光过程中进行调制，使光源发出的光本身就是已调制光，又称为内调制光纤通信系统。目前广泛采用。 （2）外调制光纤通信系统 该系统是在光源发出光之后，在光的输出通路上加调制器（如电光晶体等）进行调制，又称为间接调制光纤通信系统。 （3）外差光纤通信系统 该系统又称为相干光通信系统。在研制中。 4．按传输速率划分 （1）低速光纤通信系统 传输速率为 2 Mb/s, 8 Mb/s （2）中速光纤通信系统 传输速率为 34 Mb/s, 140 Mb/s （3）高速光纤通信系统 传输速率 ≥565 Mb/s 5．按应用范围划分 （1）公用光纤通信系统 （2）专用光纤通信系统 6．按数字复接类型(即速率转换制式)划分 （1）准同步数字系列（PDH）光纤通信系统 目前 565 Mb/s以下速率的光纤通信系统多属此类 （2）同步数字系列（SDH）光纤通信系统 目前，已经实用的SDH系统其单波长通信速率可达 2.5 Gb/s, 10 Gb/s 和 40 Gb/s 1.3 数字话路基础知识 1.3.1 语音信号的PCM数字化 图1-3 语音信号的PCM数字化框图 1.3.2 话路的时分复用（TDM） 1. 时分复用的原理方法 2. 时分复用的目的 3. 我国采用的PCM基群的帧结构 图1-4 PCM基群的帧结构 PCM基群对一帧中的32个时隙做了如下规定 ： （1）每路语音在一帧中只占用1个时隙 TS1～TS15, TS17～TS31共30个时隙分别依次传输30路 PCM语音信号。 （2）TS0是同步时隙 （3）TS16是信令时隙 在PCM基群中，每16帧称为一个复帧，正好完成30个 话路信令的传输（由第1～15帧的TS16实现）与同步分离 （由第0 帧的TS16实现）。 1.3.3 数字复接系列 数字复接系列是TDM方式下分路及合路信号码速