光钎通信技术课件第七章数字光纤通信系统.ppt

二、光纤通信系统结构 1. 光纤通信系统的主要组成单元 光纤 光器件 光发送机 光接收机 光放大器 2. 光纤系统的具体应用 点到点连接 广播和分配网 局域网 2. 点到点传输系统的特点与性能指标 利用光纤的低损耗、宽带宽特点 性能指标：比特率－距离积（BL） BL积与光纤损耗和色散特性有关，而光纤特性又与波长有关，所以BL积与波长有关 光纤通信系统的发展阶段 3. 设计问题 中继距离的选取：在级联的EDFA系统中， ASE噪声积累问题是关键所在，设计的关键在于如何设置EDFA的放大间隔使接收端的OSNR满足要求 色散补偿技术：色散补偿方案的选择及设计 光纤非线性的避免 四、光纤广播分配网 功能：光纤通信系统不仅要求传送信息，而且要求将信息分配给多个用户 应用：光缆电话网、公用天线电视(CATV)、宽带综合业务数字网等互联网的数据业务 特点：传输距离较短、带宽要求宽 结构：树型拓扑、总线拓扑 五、局域网 局域网：在光纤通信系统中，要求在网络中一个局部区域内（如在一个大学校园内）的大量用户相互连接，使任何用户可以随机地进入网络，将数据传送给其他任何用户。 LAN中要求对每个用户提供随机的收发数据功能，存在网络协议问题。 结构：总线型Bus、 环型Ring、 星型Star §7-3 系统的性能指标 3、可靠性 误码性能和抖动特性是光纤通信系统最主要的两大性能参数。 光端机的中继器、光缆线路、辅助设备和备用系统的可靠性也是衡量通信系统质量优劣的重要性能指标。 可靠是指在规定条件和时间内系统无故障工作的概率，它反映系统完成规定功能的能力。 （1）可靠性表示方法 a. 故障率ψ §7-3 系统的性能指标 a. 故障率ψ ψ是表示产品在规定的工作时间内（通常是109小时）发生失效的概率。单位是fit（菲特），如果在109小时内出现一次故障称为1菲特，若出现5000次故障，则F=5000fit。 组件故障率是构成该组件各器件故障率之和： §7-3 系统的性能指标 b. 平均故障间隔时间MTBF 平均故障间隔时间MTBF是平均无故障时间，即两次故障之间的平均时间，其值为： c. 可用率A和失效率PF A是在规定时间内，系统处于良好工作状态的概率，表示为 §7-3 系统的性能指标 §7-3 系统的性能指标 （2）可靠性指标 不同使用场合，国产、进口设备的可靠性指标也不一样。参考教材p110。 §7-4 系统的设计 一、系统的总体考虑 当设计一个光纤通信系统（如：一个数字段）时，首先弄清设计系统的整体情况、所处的地理位置、未来几年（3~5年）内对容量的需求以及当前设备和技术的成熟程度等。在此基础上对下列问题进行具体的考虑和设计。 1. 选择路由、设置局站 信源和信宿两个终端之间选择最佳、合理的路由，设置中继站或转接站/分接站。 路由一般选择直、近为依据，同时应考虑不同级别线路（一级干线、二级干线）的配合，以达到最高的线路利用效率和覆盖面积。 §7-4 系统的设计 中继站的设置既要考虑上、下话路的需要，又要考虑放大、再生的需要。 2. 确定系统的制式、速率 PDH（34Mb/s、140Mb/s），SDH（多路波分复用2.5Gb/s、10Gb/s）。 3. 光纤选型 G.652 ：上世纪80年代初大量铺设，在1.3um处性能最佳，在1.55um的色散大约17ps/km·nm。 G.653 ：上世纪80年代末大量铺设，1.55um处色散为0ps/km·nm，适合单信道传输，WDM易产生四波混频。 G.655 ：非零色散位移光纤NZ-DSF，抑制四波混频，适合WDM通信系统。 §7-4 系统的设计 4. 选择合适的设备，核实设备的性能指标 发送、接收、中继、分插复用以及交叉连接设备是组成光纤传输链路的必要元素，选择性能好、可靠性高、兼容性好的设备。 ITU-T对各速率等级的PDH、SDH设备进行相关的规范，依据国情选择。 5. 对中继段进行功率和色散预算** 功率和色散预算是保证系统工作在良好状态下所必须的。 二、设计方法 常用的方法有三种。 §7-4 系统的设计 二、设计方法 1. 最坏值设计法 最坏值设计法是系统设计中最常用的方法，在设计再生段距离时，将所有参考值按照最坏值选择，而不考虑具体分布。 缺点：成本高、资源利用率低。 2. 统计设计法 在实际的光纤通信系统中，光参数的离散性很大，若能利用其统计分布特性，则可充分利用各种资源、