【正文】 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 學(xué) 院：信息工程學(xué)院 專 業(yè)：通信工程 班 級： 1221301 學(xué) 號： 202120210111 姓 名：韋 杰 指導(dǎo)老師：毛淑華 1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 摘要： 本論文主要介紹數(shù)字光纖通信系統(tǒng)基本組成，性 能指標及其測試，主要是光通信誤碼率的測量。其中包括光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的組成概述：光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標及測試； Agilent ParBERT 81250 43G 誤碼率測試儀的主要部件、功能特性及其應(yīng)用；誤碼特性的性能指標和誤碼的產(chǎn)生機理及估算；抖動特性的性能指標和估算；可靠性的指標及表示。在系統(tǒng)測試部分重點介紹光接口的指標及測試：包括測試的主要儀器的原理、使用方法；各項指標的測試原理、測試步驟、和注意事項。簡單說明了用誤碼率測試儀檢測光通信系統(tǒng)的步驟。最后對光纖通信的測試進行總結(jié)。 關(guān)鍵字 ： 光纖通信系統(tǒng) ； 光纖 ； 光端機 ； 誤碼率 ； 抖動 (漂移）特性 ； 光功率 ；靈敏度 ； 光接收機 ； 光發(fā)射機 ； 消光比 ； 動態(tài)范圍 ； 噪聲 ； 誤碼測試儀 ； 引言 當今世界，計算機與通信技術(shù)高度結(jié)合，光纖通信有了長足發(fā)展。縱觀當今電信的主要技術(shù)，光纖和光波的變革極大的提高著信息的傳輸容量。 進入 1993年以后，我國光纖通信已處于持續(xù)大發(fā)展時期。其特征是大量新技術(shù)，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高速介質(zhì)接入網(wǎng) (HMAV)、光時分復(fù)用接入 (OTMMA)和波分復(fù)用接入(WDMA)、光孤子 (soliton)、摻鉺光纖放大器 (EDFA)、 SDH產(chǎn)品等開始實用化并開 展大量、深入的研究工作。同時，各種專用光纖系統(tǒng)進入國民經(jīng)濟各領(lǐng)域，促成了我國光纖通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展。面對光纖通信技術(shù)的普遍應(yīng)用，了解光纖通信系統(tǒng)組成及其系統(tǒng)參數(shù)的測量技術(shù)現(xiàn)狀，無論是對光纖通信的業(yè)主、經(jīng)銷商，還是對光纖通信的廣大用戶都是重要的。 1. 光通信系統(tǒng)組成 概述 20 世紀 70 年代末，光纖通信開始進入實用化階段，各種各樣的光纖通信系統(tǒng)如雨后春筍在世界各地建立起來，逐漸成為電信傳送網(wǎng)的主要傳輸手段。近幾年來，光纖通信中的各種新技術(shù)，新系統(tǒng)也日新月異地發(fā)展著，在全球信息高速公路地建設(shè)潮中扮演著重要 角色。 光纖通信是以光波為載波，光纖為傳輸媒介的通信方式，在光纖通信系統(tǒng)中傳輸?shù)匦畔?，如電話和?shù)據(jù)等信號，首先在系統(tǒng)的發(fā)送端變?yōu)楣庑盘?，即光調(diào)制，將低頻電信號調(diào)制到高頻的光載波上；已調(diào)制的光載波經(jīng)光纖傳輸?shù)浇邮芏?，然后將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，即光檢波，從解調(diào)光波中取出低頻電信號。 2 基本光纖通信系統(tǒng) 最基本的光纖通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接收機組成，起主導(dǎo)作用的是光源、光纖、光發(fā)送機和光接收機。其中數(shù)據(jù)源包括所有的信號源，它們是話音、圖象、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)經(jīng)過信源編碼所得到的信號；光發(fā) 送機和調(diào)制器則負責將信號轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?，再把光信號?dǎo)入光纖，先后用過的光波窗口有 、 和 。光學(xué)信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器 EDFA 等；而光學(xué)接收機則接收從光纖上傳輸?shù)墓庑盘?，并從中提取信息，然后轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)解碼后再作相應(yīng)處理，最后得到對應(yīng)的話音、圖象、數(shù)據(jù)等信息。 光纖通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點 有： (1) 傳輸頻帶寬 ,通信容量大。 (2) 線路損耗低 ,傳輸距離遠。 (3) 抗干擾能力強 ,應(yīng)用范圍廣。 (4) 線徑細 ,重量輕。 (5) 抗化學(xué)腐蝕能力強。 (6) 光纖制 造資源豐富。（ 7） 無接地和共地問題 。（ 8）均衡容易。 下面是光通信系統(tǒng)圖 。 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 隨著光通信技術(shù)開始進入實用階段，各種各樣的光纖通信系統(tǒng)在世界各地先后建立起來了逐漸成為電信傳送網(wǎng)、廣電網(wǎng)，電力通信網(wǎng)的主要傳輸手段。近年來光纖通信中的各種新技術(shù)、新系統(tǒng)也飛快的發(fā)展著，其在全球信息高速公路的建設(shè)熱潮中越來越扮演著重要的角色。由于光纖傳輸系統(tǒng)是數(shù)字通信的理想通道。與模擬通信相比較，數(shù)字通信有很多的優(yōu)點，靈敏度高、 傳輸質(zhì)量好。因此，大容量長距離的光纖通信系統(tǒng)大多采用數(shù)字傳輸方式，但就目前而言，強度調(diào)制－直接檢測（ IMDD）光纖通信系統(tǒng)是最常用的、最主要的方式。其數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的基本框圖 如下： 數(shù)據(jù)源 光學(xué)信道 光送射機 和調(diào)制器 光接收機 3 光纖（光纜） 光纖通信系統(tǒng)中最重要的是光纖（光纜），它是光信號在發(fā)送器和接收器間的傳輸媒質(zhì)。在最簡單的形式中，光纖光纜是單股塑料或有金屬包層的玻璃。光纖的種類很多，分類方法也是各種各樣的。按照制造光纖所用的材料分類，有石英系光纖、多組分玻璃光纖 、塑料包層石英芯光纖、全塑料光纖和氟化物光纖等。按光在光纖中的傳輸模式可分為：單模光纖和多模光纖。按折射率分布情況分：階躍型和漸變型光纖。光纖的優(yōu)點： 更寬帶寬； 更輕便 ； 不受光和電荷的影響 ； 不受電磁干擾 ； 不受放射頻率干擾 ； 更高的保密性和安全性 ； 無須接地回路 ；光纖的缺點： 較少的光功率源 ； 高光功率損耗 ； 高連接損耗 ； 很難連接 。 電發(fā)射端機 通信中傳輸?shù)脑S多信號（如話音圖像信號等）都是模擬信號。電發(fā)射端機的任務(wù)，就是把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號（ A/D），完成 PCM 編碼，并且按時分復(fù)用的方式把多路信號復(fù)接、合群，從而輸出高比特率的數(shù)字信號。 在光纖通信系統(tǒng)中，光纖中傳輸?shù)氖嵌M制光脈沖 0碼和 1碼，它由二進制數(shù)字信號對光源進行通斷調(diào)制而產(chǎn)生。而數(shù)字信號是對連續(xù)變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的脈沖編碼調(diào)制（ PCM）信號。這種電的數(shù)字信號稱為數(shù)字基帶信號，由 PCM 電端機產(chǎn)生。 PCM 編碼包括抽樣、量化、編碼三個步驟。抽樣是指從原始的時間和幅度連續(xù)的模擬信號中離散地抽取一部分樣值，變換成時間和幅度都是離散的數(shù)字信號的過程。其要 滿足 Nyquist 抽樣定理（要從抽樣信號中無失真地恢復(fù)原信號，抽樣頻率應(yīng)大于 2倍信號最高頻率。），即抽樣頻率應(yīng)大于模擬信號的帶寬的 2倍。抽樣所得的信號幅度是無限多的，讓這些幅度無限多的連續(xù)樣值信號通過一個量化器，四舍五入，使這些幅度變?yōu)橛邢薜?MTX RX 輸入接口 電發(fā)射端機 用戶 電接收端 輸入接口 用戶 輔助系統(tǒng) 備用系統(tǒng) 4 種（ M為整數(shù)），這就是量化。由于在量化的過程中幅度取了整數(shù)，使得