第四章光纤通信系统设计

第四章光纤通信系统设计第1页，共11页，2023年，2月20日，星期三

主要内容一、系统设计的任务和基本方法。二、损耗限制系统中再生中继距离的设计方法。三、色散限制系统中再生中继距离的设计方法。四、中继距离与系统传输速率的关系。第2页，共11页，2023年，2月20日，星期三一、系统设计的任务

根据用户对传输距离和传输容量及其分布的要求，按照国家相关技术标准何谓当前设备的技术水平，经过综合考虑和反复计算，选择最佳路由和局站设置，传输体制和传输速率以及光纤光缆和光端机的基本参数和性能指标。以使系统的实施达到最佳的性能价格比。第3页，共11页，2023年，2月20日，星期三

系统中继距离的设计方法最坏情况法（参数完全已知）统计法（所有参数都是统计定义）半统计法（只有某些参数是统计定义）

第4页，共11页，2023年，2月20日，星期三二、损耗限制系统中继距离的设计方法

若系统速率较低，光纤损耗系数较大，中继距离主要由光纤的线路损耗限制，故要求S和R参考点之间光纤线路总损耗必须不超过系统的总功率衰减。即：或其中，Pt为平均发送光功率，Pr是接收灵敏度，αc是连接器损耗（dB/km）,Me是系统余量，αf是光纤损耗系数（dB/km），αs是每公里光纤平均接头损耗（dB/km），αm是每公里光纤线路损耗余量（dB/km），L是中继距离。第5页，共11页，2023年，2月20日，星期三

数字光纤线路系统示意图TxRxSRT`TC1C2（a）无中继器的系统TxRxSRTC1C2（b）包含一个中继器的系统中继器C2RSC1T`第6页，共11页，2023年，2月20日，星期三三、色散限制系统中继距离的设计方法

设传输速率为fb=1／T，发射脉冲为半占空比的归零码，输出脉冲为高斯波形g(t)，且

其中σ是均方根rms脉冲宽度。把输出脉冲用半高全宽度（FWHM）τ表示，即

Δτf——光纤线路的（FWHM）脉冲展宽，取决于所用光纤的类型和色散特性。

第7页，共11页，2023年，2月20日，星期三对于多模光纤，光纤线路的总带宽B和速率fb之间的关系为：中继距离L和1km光纤带宽Bl的关系为,因此对于单模光纤系统，中继距离为对于实际的单模光纤通信系统，受色散限制的中继距离L可表示为；第8页，共11页，2023年，2月20日，星期三四、中继距离与系统传输速率的关系以140Mb/s单模光纤系统为例计算中继距离，设系统平均发送功率Pt=－3dBm,接收灵敏度为Pr=－42dBm，设备余量为Me=3dB,连接器损耗为αc=0.3dB/km,光纤损耗系数αf=0.35dB/km,光纤余量αm=0.3dB/km,每km光纤平均接头损耗为αs=0.03dB/km.将数据代入损耗限制系统中继距离计算公式可得

第9页，共11页，2023年，2月20日，星期三又设线路码型为5B6B码，线路码速率Fb=140×（6/5）=168Mb/s,C0=3.0ps/(nm.km),σλ=2.5nm,将数据代入色散限制系统中继距离计算公式可得：光纤通信系统的中继距离从损耗和色散限制系统两个计算结果中，选择较短的距离，作为中继距离计算的最终结果。因此本例在工程设计中取中继距离为74km，中继距离主