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文档简介

5系统设计

5.1概述

5.2数字光纤通信系统

5.3模拟光纤通信系统返回主目录5.1概述

前面已经介绍了光纤、光器件、光源和光发送机、光检测器和光接收机的结构和特性。任何复杂的通信系统其基本单元都是点到点的传输链路，包括光发送机、光接收机和光纤线路。下图即为点到点链路图。信源光发送机光纤光接收机用户图5.1单工点到点光纤链路设计一个光链路必须考虑的系统要求：预期的传输距离数据速率或信道带宽误码率或信噪比为达到这些要求，需要对一下一些要素考虑：(1)光纤选用单模还是多模光纤，纤芯尺寸、纤芯折射率分布、光纤的带宽或色散特性、损耗特性。(2)光源可用LED和LD、光源期间的参数有：发光功率、发射波长、发射频谱宽度、发射方向图或光束发散角。(3)检测器可用APD和PIN组件，主要器件参数有：工作波长、响应度、接收灵敏度、响应时间。5.2数字光纤通信系统1、构成以目前常用的强度调制-直接检测光纤通信系统为例，它的基本机构如下：5.2数字光纤通信系统组成原理图PCM端机输入接口光发送机光中继器光接收机输出接口PCM端机输入输出电信号光信号电信号光信号用户输入的电信号是模拟信号（如声音、图像），这些电信号在PCM端机中被转换为数字信号。PCM编码过程包括：抽样、量化、编码图5.3PCM编码过程把连续的模拟信号以一定抽样频率f或时间间隔T,抽出瞬时的幅度值，再把这些幅度值分成有限的等级，四舍五入进行量化，每个范围内的幅度值对应一个量化值即为PCM码。PCM码占用的时间T称为码长，单位时间内传输的码元数称为码速率。链路损耗预算用A表示：指的是光源和光检测器之间的损耗，表示为：其中N为光纤接头数，假设每盘光纤长度为Lf，则有：则传输距离为：例，某光接收机的灵敏度为-42dBm,光源为50μw(-13dBm)的平均光功率耦合进光纤，功率富裕度为6dB,发送机和接收机的连接器损耗为1dB,光纤损耗（包含接头损耗）αf=3.5dB/km求传输距离。解

得L=6km2.数字系统的设计2）色散系统的上升时间当光纤损耗很小的时候，色散是限制传输距离的主要因素。上升时间：系统在阶跃脉冲作用下，从幅值的10%上升到90%所需的响应时间。链路总的脉冲展宽时间tsys：每种因素引起的脉冲展宽时间ti的平方和的平方根。

光纤材料色散展宽时间tmat（p80）光纤模式色散展宽时间tmod如果tmod用纳秒表示，BM用兆赫表示，则有：

系统链路总展宽时间:不能超过NRZ比特周期的(数据速率的倒数)70%，或不超过RZ比特周期的35%例，设LED及驱动电路的展宽和时间为15ns，LED的典型谱宽是6nm,6km链路与材料色散相关的展宽时延为tmat=21ns。接收

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