江苏大学-光纤通信04：数字光纤通信系统.ppt

上升时间预算法 系统色散可用上升时间来估算。色散增大，意味着数字脉冲展宽增加，因而在接收端要发生码间干扰，使接收灵敏度降低， 或误码率增大。严重时甚至无法通过均衡来补偿，使系统失去设计的性能。 上升时间预算法 对于NRZ编码的数字信号，上升时间粗略计算为比特间隔的0.7倍。如果上升时间以ns为单位，则以Gbit/s为单位的最大数据率为： 上升时间预算法 对于线性系统来说，常用上升时间来表示各组成部件的带宽特性。上升时间定义为系统在阶跃脉冲作用下, 从幅值的10%上升到 90%所需要的响应时间。 上升时间预算法 适用条件：在高速光纤通信系统中，光纤损耗较低，码速较高（B500Mb/s）,对传输距离的限制往往主要来自色散造成的系统上升时间的限制，即色散限制系统。 系统总的上升时间决定于各个元件的上升时间，即包括光源（发送机）、光纤、光检测器（接收机）的10%~90%上升时间。 上升时间预算法 上升时间预算法 上升时间预算法 已知光源和驱动电路的上升时间为15ns，接收机的带宽为25MHz，传输GI多模光纤的n1=1.5，Δ=0.01。传输的NRZ码流速度为20Mb/s。约求上升时间预算。（30ns） 上升时间预算法 估算最大允许上升时间：根据最大传输速度B求解。 上升时间预算法 已知光源和驱动电路的上升时间为15ns，接收机的带宽为25MHz，传输GI多模光纤的n1=1.5，Δ=0.01。传输的NRZ码流速度为20Mb/s。估算最大允许上升时间。（30ns35ns） 误码特性 误码率（BER：Bit Error Rate）是总的误码数与发送误码数之比。例如，一个传输可能10的负9次方的错误率，即十亿的数据被传输出去，一位是错误的。错误的位需要重传，这可能会减慢通信速率。 误码率是衡量数字光纤通信系统传输质量优劣的非常重要的指标，它反映了在数字传输过程中信息受到损害的程度。 误码率是在一个较长时间内的传输码流中出现误码的概率，它对话音影响的程度取决于编码方法。 误码特性 几乎听不懂 5×10-2 强烈干扰，听懂程度明显下降 10-2 在各种话音电平范围内都察觉到有干扰 10-3 在低话音电平范围内有个别“喀喀”干扰 10-4 在低话音电平范围内刚察觉到有干扰 10-5 感觉不到干扰 10-6 受话者的感受 误码率 误码率对话音影响程度 误码特性 由于误码率随时间变化，用长时间内的平均误码率来衡量系统性能的优劣，显然不够准确。规定一个较长的监测时间，例如几天或一个月，并把这个时间分为“可用时间”和“不可用时间”。 误码率随时间的变化 在连续10 s时间内，BER劣于1×10-3，为“不可用时间”，或称系统处于故障状态；故障排除后,在连续10 s时间内，BER优于1×10-3，为“可用时间”。 对于64 kb/s的数字信号， BER=1×10-3，相应于每秒有64个误码。同时，规定一个较短的取样时间T0和误码率门限值BERth，统计BER劣于BERth的时间，并用劣化时间占可用时间的百分数来衡量系统误码率性能的指标。 误码特性 误码特性定义 数字光纤通信系统经常用劣化分（DM）、严重误码秒（SES）及误码秒的百分数指标表示误码特性。 劣化分(DM) 误码率为1×10-6时，感觉不到干扰的影响，选为BERth。每次通话时间平均3～5min,选择取样时间为1min是合适的。 监测时间以较长为好，选择监测时间为1个月。定义误码率劣于1×10-6的分钟数为劣化分(DM)。要求劣化分占可用分(可用时间减去严重误码秒累积的分钟数)的百分数小于10%。 严重误码秒(SES) 由于某些系统会出现短时间内大误码率的情况，严重影响通话质量，因此引入严重误码秒这个参数。 选择监测时间为1个月，取样时间为1s。定义误码率劣于1×10-3的秒钟数为严重误码秒(SES)。要求严重误码秒占可用秒的百分数小于0.2%。 误码秒(ES) 选择监测时间为1个月，取样时间为1s，误码率门限值BERth=0。定义凡是出现误码(即使只有1bit)的秒数称为误码秒(ES)。要求误码秒占可用秒的百分数小于8%。相应地，不出现任何误码的秒数称为无误码秒(EFS)，要求无误码秒占可用秒的百分数大于92%。 误码特性测试 中断业务检测：直接测量 收发分装的误码仪 收发组装的误码仪 缺点：当BRR很低时，时间太长而实际上变得不太可能。 误码特性测试 不中断业务检测：采用微机自动监控系统，监测和控制系统中各个环节或设备的工作状态，其中包括误码监测，使维护极为方便。 Q系数法（间接测量）： Q系数定义为平均信号电压与均方根噪声电压之比，表示平均信噪比。 误码特性测试 Q系数法（间接测量）：通过改变判决电平与BER的关系，找到最小值BERmin，再用