1、第一章 概述 1.1 光纤通信的发展与现状 目前常用的光纤通信的工作波长为 1.31微米，1.55微米。 真正意义上的现代光通信的开端确是 1880 年的贝尔光电话，虽 然这个历史上的第一部光电话的结构比较简单， 但是它却具备光通信 系统的三个基本要素：光发射机，传输媒质(大气)，光接收机。贝尔 光电话的工作过程。 光通信： 是指一切运用光作为载体而传送信息的所有通信方式的 总称。包括：大气、光波导。光纤通信：指单纯地依靠“光纤”作为媒 质来传送信息的通信。光纤通信是以光波为载频以光导纤维(光纤) 为传输媒质的一种通信方式。 在光纤通信的发展历程中， 路经损耗是限制早期光纤通信投入使 用的最大
2、障碍。很多科学家围绕这个问题进行了大量的研究，其中最 重要的研究成果是：在 1966 年，被称为“光通信之父”的英籍华人高 锟(CKKao)博士，根据介质波导理论，提出光纤通信的概念。预 见：只要设法消除玻璃中的各种杂质，做出有实用价值低衰耗光纤是 完全有可能的。 光纤通信的实际起点是： 1970 年，美国康宁公司的 Maiman等人 首先研制出衰耗为 20dB/km的光纤，并在 1972年又把光纤的衰耗降 到 4dB/km。 目前，世界范围内的光纤通信的研究热点包括：WDM光网络、 全光分组交换、光时分复用、光弧子通信、新型的光器件。 1.2 光纤通信的主要特性 在世界范围内，光纤通信发展很
3、迅速，其原因在于光纤通信所具 有的优点：频带宽，传输容量大；损耗低，中继距离长；抗电磁干扰 能力强；泄漏小，保密性能好；体积小、重量轻；节约有色金属材料 和原材料。除此之外，光纤通信还具有：串音小、保密性好；理想的 防爆型传输方式； 抗化学腐蚀， 环境兼容性优良； 化学稳定性相当好； 寿命较长，一般认为 2030年等优点。任何事物都不是十全十美的， 光纤通信也是如此。光纤通信的缺点在于：质地脆，抗拉强度低；连 接困难；怕水；分路、耦合不方便；弯曲半径不能太小。但是必须指 出，随着研究的深入和技术的发展，光纤通信的这些缺点都已被克服 了，已经不再影响光纤通信的推广和应用。介绍这些缺点的目的是要
4、求我们在实际应用时尽量避免这些问题的发生。 1.3 光纤通信系统的组成和分类 光纤通信系统是以光纤为传输媒介，光波为载波的通信系统。主 要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。 1 一般的光纤通信系统组成图 调制器：调制器有两个主要功能。首先，将电信号转换成适合传 输的形态；其次，将这种信号加载到由载波源产生的载波上。 载波源：载波源产生携带信息并与之一起传播的波，我们将其称 为载波。在射频通信系统中，载波由电振荡器产生。在光纤通信系统 中，则使用半导体激光器或发光二极管产生光载波。 信道耦合器：将功率送进信道。有四种应用场合：1.无线电中的 天线； 2.电缆导引系统中的简单连接器； 3
5、.大气光通信中的一组透镜； 4.光纤通信中有效地将来自光源的已调制光束传送给光纤。光纤中的 耦合器比较复杂，原因是：光源发光角度大；光纤尺寸小；设计不好 会导致光功率的明显降低。 信道：信道是指发送机和接收机之间的传输路径。在光纤通信系 统中，玻璃光纤就是信道。长距离传输需要中继器，中继器分为电中 继器和光中继器(光放大器)，其中电中继器只能用于数字系统，而光 中继器能用于模拟和数字系统。 检测器：从信道接收到的信息必须从其载波上分离出来。在电系 统中，这就是所谓的解调过程，通过适当的电路来完成。在光纤通信 系统中，光检测器将光波转换成电流。各种不同设计的半导体光电二 极管是最常用的光检测器。
6、 信号处理器：(1)对于模拟传输来说，信号处理器仅包括对信号 的放大和滤波。噪声会影响系统性能，需要定量计算噪声，需要针对 不同应用场合要求的信噪比来设计相应的光纤系统；(2)对于数字系 统，处理器除了要有放大器和滤波器外,还必须包括判决电路。对于 高质量的通信，误码率应该很小。 2光纤 通信 系统 根据 调制 信号 根据 光源 调制 根据 光纤 传导 根据 系统 工作 模拟 光纤 通信 直接 调制 光纤通 间接 调制 光纤通 数字 光纤 通信 单模 光纤 通信 多模 光纤 通信 短波 长光 纤通 长波 长光 纤通 超长 波长 光纤 信宿：(1)信息要传送给一个人时，他需要听到或看到这个信息。
7、 为了达此目的，必须将电信号转换成声波或者可视图像。为了完成这 个过程，需要合适的转换器，对声音信号使用扬声器，对图像则使用 阴极射线管(CRT)。(2)直接使用来自信号处理器的电形态信息，通过 简单的电连接器，用来连接信号处理器和后面的系统。 中继器：是个很关键的部件，其主要作用就是延长光信号的传输 距离。中继器分为电中继器和光中继器。 电中继器将经过长途传输损耗了的、 有畸变的光信号转换为电 信号，进行再定时、整形、再生出规则的电脉冲，然后再转换为光信 号送入光纤。 光中继器(光放大器)不需要进行光-电-光的转换，直接对光信号 进行放大，比较简单。不能对被放大信号进行再定时、整形和再生。
8、也就是说，它在放大信号的同时，也放大了噪声，因此，一般在连续 应用几个光放大器以后。要用一个电中继器进行再定时和整形。 光纤通信系统地分类方法有很多种，可归纳为： 光纤通信系统的应用包括：有线电视(CATV)；电话线中继线；海底 光缆；有线化城市；有线局域网；军事应用；光纤传感器。 光纤通信的基本要素 光发射源光源（关键器件）导光介质光纤（光传输媒介） 光接受器光检测器（关键器件）光通信设备（网络单元） 光通信系统（组网） 第二章 光纤与光缆 2.1 光纤的结构与类型 光纤(Optical Fiber, OF)：就是用来导光的透明介质纤维，一根实 用化的光纤是由多层透明介质构成。一般分为三部分
9、：折射率较高的 纤芯；折射率较低的包层；外面的涂覆层；纤芯：由高度透明的材料3制成，如：石英玻璃（SiO2)、塑料等；包层：折射率略小于纤芯的 折射率，光波导效应，使大部分的电磁场被束缚在纤芯中传输；涂覆 层：保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，增加光纤的柔韧性；不用 来导 性起着决定性的 作用 光纤将会有不同的名称： (1)按 跃型光纤， 因此阶跃型光纤可以认为是渐变光纤的 (2)按 在几十GHzkm以上，比渐变型多模光纤的带宽 (3) 按 的工作波长大于 ，是传输媒介的发展方向。 (4) 按 纤)；G.654光纤(截止波长光纤)；G.655光纤(非 2.2 光 理论(即几何光学理 光，可以染
10、成各种颜色。 现在通信用光纤包层直径一般为125m。纤芯的粗细、纤芯材 料的折射率分布和包层材料的折射率分布， 对光纤特 。包层材料通常是均匀材料，折射率为常数。 根据不同的分类方法，同一根 照光纤截面折射率分布分类 分为：阶跃型光纤，渐变型光纤。其中渐变型光纤的折射率分布 可用折射率沿半径的分布函数来表示。这个分布函数中的值等于2 时，对应的是抛物线型折射率分布；等于1时为三角形折射率分布； 趋于无穷大时为阶 一种极限形式。 照光纤中传输模式数量分类 分为：多模光纤，单模光纤。其中多模光纤分为：多模均匀光纤 （阶跃型多模光纤） ，多模非均匀光纤（渐变型多模光纤） 。多模光纤 的定义是：在一定
11、的工作波上，当有多个模式在光纤中传输时，则称 为多模光纤。 多模光纤的纤芯直径一般为50m， 包层直径为125m。 其特点：由于纤芯直径较大，传输模式较多，故多模光纤的传输特性 较差，带宽较窄，传输容量也较小。单模光纤是只能传输一种模式的 光纤，单模光纤只能传输基模(最低阶模)，不存在模间时延差，具有 比多模光纤大得多的带宽，适用于高码速传输。单模光纤的折射率一 般呈阶跃型分布。纤芯直径一般为8l0m，包层直径为125m。 单模光纤的带宽一般 高12个数量级。 照光纤的工作波长分类 分为：短波长光纤；长波长光纤；超长波长光纤。短波长光纤的 工作波长在0.70.9m范围内，主要用于短距离、小容量
12、的光纤通 信系统中。长波长光纤的工作波长在1.11.6m范围内，主要用于 中长距离、大容量的光纤通信系统中。超长波长光纤 2m，光纤损耗特别低 ITU-T建议分类 分为：G.651光纤(渐变型多模光纤)；G.652光纤(常规单模光纤)； G.653光纤(色散位移光 零色散位移光纤)。 纤的射线理论分析 分析光纤中光的传输理论有两套：光学射线4论)；光学波动理论。二者的对比如下图所示： 光在光疏介质中的传播速度较光密介质中快， 在光学射线理论中 涉及的基本光学定义和定律如下：光密介质，光疏介质，全反射，临 界角，反射定律，折射定律，子午射线，斜射线，阶跃型、渐变型光 纤的 些既满足全反射条件又满
13、足相位一致性条件的光 线才 跃型多模光纤与渐变型多模光纤相 比， 率与光纤的归一化频率的相对大小。从光纤的归一化频率的表达式 光纤某光波长条件下为单模， 但在另一光波长条件下可能为多 模。 对于折射率为幂律分布的光纤， 有一个根据光纤的归一化频率来 相对折射率差，数值孔径角，数值孔径，数值孔径的物理含义。 光纤的导光原理： 光纤能够导光就是利用纤芯折射率略高于包层 折射率的特点，使落于数值孔径角内的光线都能收集在光纤中，并在 芯包边界以内形成全反射，从而将光线限制在光纤中传播。根据单纯 的射线光学理论，在c极化色散，由于极化色散很小，一般 忽略 总色散定义及表达式，光纤总带宽表达式，总色散和总
14、带 的关系)。 跃型多模光纤，纤芯和包层的折射率 损耗定义)。紫外、红外吸收损耗机理及特点； (2)散射损耗的定义，包括线性散射损耗(瑞利散射机理，波导散 射损耗 (3)弯曲损耗包括 引入损耗系数来衡量一根光纤损耗特性的好坏， 它的定义及表达 式。 3.2 光纤的色散特性 色散的概念，色散的危害。按照色 材料色散、波导色散、极化色散。在多模光纤中，模式色散占主 导地位，它最终限制了多模光纤的带宽。单模光纤只传输一个模式， 没有模式色散，因此带宽可以很大。 模式色散的机理，阶跃光 中的模式色散要比公式计算小一些的原因， 渐变型光纤中模式色 散的计 色散三者之间的关系。 阶跃型光纤和渐变型光纤两种
15、类型光纤的模式色散比较(见幻灯 片)。 色散系数的定义，色散系数的表达式(共包括两项，第1项是材料 色散系数，第2项是波导色散系数)，材料色散的机理，正色 散光纤的物理机理，正、负色散光纤搭配使用的好处。 波长色散包括材料色散和波导色散。对于普通单模光纤而言，极 化色散要比材料色散和波导色散小很多，可以忽略不计。 对四种色散进行总计：光纤中存在4种色散，其大小关系为模式 色散材料色散波导色 不计。多模光纤中主要存在模式色散、材料色散和波导色散，单 模光纤中存在材料色散和波导色散，多模光纤的总色散表达式，单模 光纤的总色散表达式。 光纤的 宽二者之间的关系(表达式)，波长色散带宽定义式，模式畸变
16、带宽定 义式，链路总带宽的两个计算公式(链路总带宽与单位公里带宽之间例题：一制造长度为 2km 的阶 分别为 47 . 1 1 n ， 45 . 1 2 n ，使用工作波长为 m 31 . 1 ，光源的谱线宽度 nm 3 ，材料色散系数 ) /( 6 km nm ps D m ，波导色散 0 w ，光纤的 带宽距离指数 8 . 0 。试求： (1)光纤的总色散； (注：可用准确公式也可用近似公式，色散数值精7确到 ps) (2)总带宽和单位公里带宽。 (注：带宽数值精确到 Hz) 答： 纤的总色散为 (1)多模光 为： 2 ) ， 2 ( w m M T 其中模式色散 M 2 Ln n Ln
17、1 1 ) 1 ( ， M 1 c n c 2 2 1 2 2n 2 1 n n ，在弱导光纤中 1 2 1 n n 。 n材料色散 。 ps L D m m 36 2 3 6 ) ( 本题中的 M 和 可以用准确公式也可用近似公式进行求解。 首先用准确公式求解， s M 13517 . 0 ) 1 45 . 1 47 . 1 ( 100000 3 47 . 1 2 所以最后算得总色散为： 135170ps s 0.13517 000036 . 0 000036 . 0 13517 . 0 13517 . 0 ) ( 2 2 w m M T 用近似公式求解， ps n n n c Ln M 1
18、33330 47 . 1 100000000 3 02 . 0 47 . 1 1000 2 1 2 1 1 133330ps s 0.13333 000036 . 0 000036 . 0 13333 . 0 13333 . 0 ) ( 2 2 w m M T (2)总带宽为： MHz Hz GHz GHz ps B T T 262558 . 3 3262558 003262558 . 0 135170 441 ) ( ) ( 441 用近似公式求解的总带宽为： MHz Hz GHz GHz ps B T T 30758 . 3 3307583 003307583 . 0 133330 441
19、 ) ( ) ( 441 第四章 常用光无源器件 3 控制器、光环行器、滤波器等。 要指 用器和解复用器的共同要求，复用器和解复用器的不同点，解 复用 关损 如何区分光有源器件和光无源器件， 无源器件按功能进行分类可 分为：光隔离器、光纤连接器、光合/分路器、光耦合器、光开关、 光衰减器、光极化 光纤连接器的定义， 造成光纤连接器损耗的因素包括： 横向错位、 角向错位、端面之间有间隔、端面不平滑。评价一个连接器的4个主 标的定义。 光纤耦合器的定义及分类。光纤耦合器特性参数的含义(插入损 耗、附加损耗、分光比、方向性、均匀性、偏振相关损耗、隔离度)。 光波分复用器是对光波波长进行分离与合成的光
20、无源器件。 对光 波分复 器的主要光学特性包括：中心波长、中心波长工作范围、中心波 长对应的最小插入损耗、相邻信道之间串音耦合最大值、偏振相 耗。 光开关的主要任务是切换电路，其特性参数包括：插入损耗、回 波损耗、隔离度、远端串扰、近端串扰、消光比、开关时间。 8第五章 光源与光发送机 信所使用的半导体光源器件的特点。半 导体 。在实际物质中， 三种 正常分布状态和粒子数反转分布状态的定义， 实现粒子数 激励方法、电激励方法等，在半导体光源 现粒子数反转分布 激光 作特性包括：P-I特性、光谱特性、调制特性、温度特性。 的差异，LED和LD在光谱特性方面的差 在调制特性方面的差异，LED和LD
21、在温度特性方面的 差异 5.4 光 路等构成，驱动电路的 作用、光源的 检测器、放大电路、均衡滤波电路、自动增益控制 构成一体，形成所谓的光接收机。因此，光接收机在 整个 6.1 光 PIN光电二极管和APD光电二极管，二者 光源的定义，现代光纤通 光源器件包括半导体发光二极管，半导体激光二极管。光发送机 的定义。 5.1 半导体光源的物理基础 在研究光与物质的相互作用时，爱因斯坦指出存在三种基本过 程：自发辐射、受激辐射及受激吸收，这三者的定义 过程有可能同时存在，为了使物质材料成为发光物质，就应该使 自发辐射(发光二极管)/或受激辐射(激光二极管)占据优势，同样，为 了构成光电检测器，就应
22、该使受激吸收占据优势。 粒子数 反转分布状态的方法包括光 器件中， 我们通常是利用外加适当的正向电压来实 状态的。 5.2 半导体光源的工作原理 二极管和发光二极管在工作原理上的差异， 5.3 光源的工作特性 光源的工 LED和LD在P-I特性方面 异，LED和LD 。 光源的简易检测方法。 发送机 光发送机主要由光源、驱动电路及辅助电 主要作用、辅助电路的主要作用。 尾巴光纤的定义。光发送机的主要指标包括平均发送光功率，平 均发送光功率稳定度，消光比三者的定义。 第六章 光电检测器与光接收机 实际应用中的光检测器件光电检测器(又称为光电检波器或 光波探测器)是光纤通信系统的一个核心器件。借助
23、光电检测器可以 完成光信号到电信号的变换。为了实现光的解调或光电变换，在实际 系统中还要将光电 电路及其他电路 光纤通信系统中具有相当重要的作用， 它的好坏将直接决定着系 统的性能优劣。 电检测器 常用的光电检测器包括9应用的场合不同。 PIN光电二极管的工作原理，APD光电二极管的工作原理。 6.2 光电检测器的特性指标 光电检测器的性能指标包括：响应度(定义)、量子效率(定义)、 响应速度(定义，影响响应速度的5点因素)、暗电流(由体内暗电流和 表面暗电流组成， 在PINPD中， 暗电流大小主要决定于其表面暗电流； 在AP D的倍增因子(定义)、 噪声(噪声包括量子噪声、暗电流噪声、由倍增
24、过程产 生的 6.3 光 接收机的构成(图6.6)， 所有的光纤通信系统均有光接收机灵敏 围两个指标。光接收机灵敏度的定义，光接收机 动态 因子控制电 路。 检测噪声、暗电流噪声及背景辐射噪声。放大 器噪 的噪声。 的信噪比定义，APD光接收机的信噪比定义。 系统目前最重要的应用就是促使了波分复用技 网技术的蓬勃发展。光放大器 技术的实用化。 光放大器是未来全光通信网中不 上有三种类型： D中，暗电流大小主要指体内暗电流)、AP 光电检测器的 倍增噪声，在PINPD中不存在倍增噪声，在APD中存在上述三种 噪声，但是主要由倍增噪声决定)。 对于APD来说，如何选择最佳倍增因子。 接收机 根据接
25、收信号与光电检测器的关系， 可以将光解调或光检测方式 分为两类：非相干检测方式和相干检测方式。非相干检测方式的工作 原理(图6.4)，相干检测方式的工作原理(图6.5)。 光 度和光接收机动态范 范围的定义。为了获得较大的光接收机动态范围，又要不损害光 接收机的灵敏度，最好的方法是引入AGC电路和/或倍增6.4 光接收机的噪声 出现在光接收机输出端的噪声非常多，大致包括光电检测器噪 声、光接收机噪声、传输介质噪声及光发送机噪声等。 光接收机的噪声源包括光电检测器噪声和放大器噪声， 其中光电 检测器上的噪声包括光 声可分为FET前置放大器的噪声和BJT前置放大器的噪声。在 PINPD光接收机中，
26、光检测噪声要远远小于放大器 PINPD光接收机 6.5 光接收机的灵敏度 影响光接收机灵敏度的几个主要因素是：输入和输出信号波形、 非理想均衡滤波、直流光和背景光、判决阈值。 第七章 光放大器 光放大器在光纤通信 术走向实用化。光放大器促进了光接入 还将促进光孤子通信 可缺少的重要器件。 7.1光放大器的分类 按照原理不同，大体10(1)掺杂光纤放大器 稀土金属离子作为激光工作物质的一种放大器。 目前最成功的的是掺 掺杂光放正在研发过程中。 的光放大器。受激喇曼、受激布里 有反射介质膜，可分为 波型光放大。 ，前两者利用光激励，半导体光放利用电激励。 和半导体是利用粒子数反转实现光放大，传输
27、增益系数g 大器输出端与输入端的连续信号功率的比值。 率有关。增益G与增益系数g之间的 的频率间隔为放大器的带 高全宽带宽。 ， 所对应的输出功率就叫饱和输出 要的参数。 降低信噪比 所以噪 .也是放大器的一项重要指标。 的噪声来源 比的劣化用噪声系数 表示。它定义为输入信 比： （上式）分子和分母分别代表输入与输出的 铒光纤放大器，其他 (2)传输光纤放大器 利用光纤中的各种非线性效应制成 渊和四波混频效应的光放大器，喇曼光放应用最广泛。 (3)半导体光放大器 结构大体上与激光二极管相同。根据端面是否 驻波型光放大和行 小结：在激励源方面 在工作原理方面，掺杂 光纤是利用光学非线性效应而实现
28、光放大。 72放大器指标 1.光放大器的增益 (1)增益G与 增益G定义为：放 增益系数：表示光强通过单位长度介质后的增长率。 增益系数与掺 杂浓度、信号光功率、泵浦光功 表达式。 (2)放大器的带宽 定义小信号增益低于峰值小信号增益3dB 宽，通常也叫半 (3)增益饱和与饱和输出功率 当放大器增益减少为峰值的一半时 功率，这是放大器的一个重 2放大器噪声 放大器产生的噪声会 ，从而缩短电再生中继距离，声 (1)光纤放大器 来源是自发辐射，噪声随信号光一起在光纤中传输放大，从而降低了 信号光的信噪比。 (2)噪声系数 任何放大器都会产生自发辐射， 因此放大器放大信号时必然要增加噪 声劣化信噪比
29、。信噪 () 10log () in n out SNR F SNR 噪比与输出信噪比之 信噪比。对于粒子数反转放大系统，3dB是最小的噪声系数，称为噪 声系数极限。希望光放大器的噪声系数越小越好，因为它是限制中继11距离的重要因素。 73典型光放大器 掺铒光纤放大器，定义：是将掺铒光纤在泵浦源的作用下，能够对某 浦源的作用下，工作物质粒子由低能级跃迁到高能级，在一 到放大。 浦、双向 长度上达到 而使其增益在光纤中均匀分布。 （PPT） 非线性极化项)是光纤喇曼放大 带的利用率，只有采用光复用技术，必须挖。 同的终端。 （研究最多、发展最快、应用最为 WDM（密集波分复用）和OFDM（光频分
30、） DM和OFDM在本质上没有多大区别， 些波长的信号光进行放大的光纤放大器。它与激光器的工作原理类 似。在泵 定的泵浦强度下，得到了粒子数反转分布而具有光放大作用。当工作 频带范围内的信号光输入时便得 掺铒光纤放大器有三种泵浦方式，分别是同向泵浦、反向泵 泵浦。 （1）同向泵浦，泵浦光沿光纤长度衰减，在一定的光纤 增益饱和而使噪声迅速增加。 （2.）反向泵浦，优点是不易达到饱和，噪声性能较好。 （3.）双向泵浦，同时结合了同向泵浦和反向泵浦的优点，使泵浦光 在光线中均匀分布，从 （4.）三种泵浦方式比较 光纤喇曼放大器，受激喇曼散射(三阶 器(FRA)的工作原理，它是靠非谐振、非线性散射，实
31、现放大功能， 不需要粒子数反转。 第八章 光复用技术 81光复用技术的主要几种方式。 光纤通信单信道速率40Gbit/s，与光纤带宽潜力相比相差巨大，有潜 力可挖。电复用技术实验室已到40Gbit/s，但受电子迁移速率限制， 进一步提高速率已十分困难。克服电复用的这一“瓶颈” ，进一步提 高光纤频 光波分，基本原理：在发送端将不同波长光信号组合，耦合到光缆同 一根光纤中传输， 在接收端将组合波长光信号分开， 并作进一步处理， 恢复出原信号后送入不 广泛。 ） 光频分，与WDM没有本质上区别。V=f相邻两光载波的间隔更小， 一般认为：当相邻光载波的间隔小到0.1nm(10GHz)以下时，此时的复
32、 用称为光频分复用。 82WDM（光波分） 、D 的关系：WDM、 DW 以往技 介绍了光时分复用技术中，比特交错和分组交错的复用和解 术人员习惯采用WDM 和DWDM来区分是1310/1550 nm 简单复用还 是在1550 nm波长区段内密集复用，但目前在电信界应用时，都采用 DWDM技术。 副载波复用电域复用 8 2详细12复用的基本原理。根据每个支路每次复用的比特数的不同，分成： 收到的复用信号脉冲流经分路器分成两路， 一路本身， 锁模激光器产生窄脉冲周期 用， 每支路调制后的光数据流需 比特交错OTDM（一个比特） ；分组交错OTDM（若干个比特） ；它们 都需要利用帧脉冲信号（帧同
33、步信号，帧头）区分不同的复用数据或 分组。 821比特交错 复用： （1）锁模激光器产生窄脉冲周期序列； （2）分路器把其分路为 n+1路； （3）每路窄脉冲周期序列经外调制，调制后信号经过适当长 度硅光纤延时i； （4）外调制器的各支路光脉冲流输出+帧脉冲流相 结合=比特交错光时分复用数据流。 解复用： （1） 接 一路延迟j的脉冲数据流； （2）延迟的数据流进行门限判决，得到 延迟了j的帧脉冲；(3)帧脉冲数据流与复用脉冲数据流逻辑与，与 门的输出是提取的第j路数据流。 8.2.2分组交错 复用:（1）与比特交错光复用一样，首先 序列，经分路器分成n路，每路经一路支路数据流外调制。 ： （
34、2）为了 减小脉冲的间隔以便实现分组交错复 经过一个多级压缩器进行压缩。 ： （3）经过不同的延迟n路信号+帧同 步脉冲=分组交错光时分复用数据流。 解复用:采用与门堆；将输入的高速串行的复用数据流变换为低速的 并行数据流，然后再进行处理。 M系统从不同角度可分为不同类型，常分为： 可分为：双纤单向波分复用系统；单纤双向波分 传输链路所组成的一种通信体系网络结构。 设备。 输、复用、分插和交叉连接的标准 标准化的信息结构等级STM-N （N=1， 4， 16， 64， ） 。 83简单介绍了光波分复用技术，双纤单向和单纤双向、集成式和开 放式。WD （1）从传输方向， 复用系统； （2）从光接
35、口类型，可分为：集成式波分复用系统；开放式波分复 用系统。 第九章 光网络 光网络是指以光纤为基础 光网络就是一种基于光纤的电信网。 目前的光网络不是一种纯光的光 网络，它的控制、管理以及处理仍是由电层来完成的。 在光网络上 所采用的组网设备大致分为两类：光网络节点，网络接入 同步数字体系（SDH） 1SDH是一套可进行同步信息传 化数字信号的结构等级；SDH网络由一些NE组成的、在传输媒质上 进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网。 2 SDH采用一套 其传输速率为155.520Mbit/s等。 133SDH的帧结构为矩形块状帧结构，它由9行和270N列组成，帧 过映射、定位和复用3
36、 移，指针 PTR、TU-3 PTR和TU-12 PTR。 MSOH两种，POH有LPOH和HPOH两种。 的基本类型有TM、 ADM、 SDXC ， 合成。评价模拟光纤通信系统的指标：载噪比，组合 系统主 可 用时间的比例） 、统计设计法 联 字 单通道还是多通道都采用标准 光 周期为125s，整个帧结构由段开销、信息净负荷和管理单元指针3 个区域组成。 4将各种速率的信号装入SDH帧结构，需要经 个步骤。 5指针定义为VC-n相对于支持它的传送实体参考点的帧偏 的使用允许VC可以在帧内“浮动”。在我国的复用映射结构中，有3种 指针：AU-4 6SDH开销是实现SDH网管的比特。开销有两大类
37、，SOH和POH， SOH有RSOH和 7 SDH传输网由各种网元构成， 网元 和REG等。 8SDH网络的基本物理拓扑结构有5种类型：线形、星形、树形、环 形和网孔形。 9自愈技术是SDH的特色之一。 第十章 光纤通信系统设计 系统设计与工程设计:遵循建议规范，采用先进、成熟技术，综合考 虑系统经济成本， 合理地选用器件和设备； 明确系统的全部技术参数 完成实用系统的 二阶互调（CSO） ，组合三阶差拍（CTB） 光调制度m需合理选择，频道频率需合理配置，模拟光纤通信 要根据信号衰减得到的传输距离来确定光发送端的发送功率和分光 器的分光比。 评价数字光纤通信系统的指标：误码特性、抖动和漂移特
38、性（PDH和 SDH表格）及系统 靠性（可用时间和不可 ESR适于度量零星误差，SESR适于度量很大的突发性误差，BBER则 大体上反映了系统的背景误差 or id PPMAA L 数字光纤通信系统采用最坏值设计法（我国工程设计） 合设计法。 光纤通信系统光接口的选择无论 接口，因此根据不同的设计查表来选择。 和 数 的 数字光纤通信系统的光放大段根据损耗来确定的长度 2 Orced sm PPAMA L 数字光纤通信系统的光再生段根据色散来确定的长度 0.3154 0.3154 mmb T L D Df 14 15 L允许色散光纤色散系数 数字光纤通信系统的光发大段的数量根据光信噪比来确定 10log 58.03 10log out F OSNR P M A N N
