光纖通信技術(shù)第七章-全文預(yù)覽
【正文】 寬度 (c)輸出功率 (d)有效輻射區(qū) (e)發(fā)射方向圖 (f)發(fā)射模式數(shù)量 PIN或雪崩光電二極管 (a)響應(yīng)度 (b)工作波長 (c)速率 (d)靈敏度確定波長 ：短距離， 850nm 長距離， 1300nm， 1550nm 確定光電檢測器 ： PIN， APD，參考圖 確定光源選擇合適的光纖系統(tǒng)考慮 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)n 光纖通信系統(tǒng)的主要組成單元：n 光纖n 光器件n 光發(fā)送機n 光接收機n 光放大器n 根據(jù)光纖系統(tǒng)的應(yīng)用可分為n 點到點連接n 廣播和分配網(wǎng)n 局域網(wǎng)RxTx RxRxTxTx再生器再生器RxTx A A放大器放大器采用再生器和光放大器作為周期性損耗補償?shù)狞c到點連接采用再生器和光放大器作為周期性損耗補償?shù)狞c到點連接再生器再生器放大器放大器光發(fā)送機光發(fā)送機光發(fā)送機光發(fā)送機光接收機光接收機光接收機光接收機 點到點的傳輸系統(tǒng)光光 電電 光中繼：光中繼： 實際上是一個接收機一個發(fā)送機對，它實際上是一個接收機一個發(fā)送機對，它將檢測到的微弱變形光信號，變?yōu)殡娦盘枺?jīng)放大整將檢測到的微弱變形光信號，變?yōu)殡娦盘?，?jīng)放大整形后變成規(guī)則的電比特流，再調(diào)制光發(fā)送機，恢復(fù)原形后變成規(guī)則的電比特流，再調(diào)制光發(fā)送機，恢復(fù)原光比特流繼續(xù)沿光纖傳輸。 (1R)光放大器不能無限制級聯(lián)光放大器不能無限制級聯(lián) ，因為色散導(dǎo)致的脈沖畸變，因為色散導(dǎo)致的脈沖畸變最終限制了系統(tǒng)的性能最終限制了系統(tǒng)的性能 。n 第一代光波系統(tǒng) : ?m,BL 積 1 (Gb/s).kmn 第二代光波系統(tǒng)： ?m,BL 積 100 (Gb/s).kmn 第三代光波系統(tǒng)： ?m, BL 積 1000 (Gb/s).km? 設(shè)計問題n 中繼距離的選?。?在級聯(lián)的 EDFA系統(tǒng)中， ASE噪聲積累問題是關(guān)鍵所在，設(shè)計的關(guān)鍵在于如何設(shè)置 EDFA的放大間隔使接收端的 OSNR滿足要求n 色散補償技術(shù)： 色散補償方案的選擇及設(shè)計n 光纖非線性的避免光發(fā)射機光發(fā)射機光發(fā)射機光發(fā)射機光發(fā)射機光發(fā)射機光發(fā)射機光發(fā)射機 ?N ?1?2?3光接收機光接收機光接收機光接收機光接收機光接收機光接收機光接收機EDFA功放功放 線放線放 預(yù)放預(yù)放MUX DEMUX典型的點對點光纖通信系統(tǒng)典型的點對點光纖通信系統(tǒng)?1?N ?3?2 光纖分配網(wǎng)n 功能： 光纖通信系統(tǒng)不僅要求傳送信息，而且要求將信息分配給多個用戶n 應(yīng)用： 光纜電話網(wǎng)、公用天線電視 (CATV)、 寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ BISND）n 特點： 傳輸距離較短、帶寬要求寬n 結(jié)構(gòu)： 樹型拓撲、總線拓撲Hub HubHubHubHub信道在中心點分配，光纖的作信道在中心點分配，光纖的作用與點到點連接系統(tǒng)類似。多路視頻信道分配頻信道分配 CATV系統(tǒng)；高清晰度電視系統(tǒng)；高清晰度電視 HDTV。若取若取 ?=, C=, PT =1mW 和和 PN=?W,則則 N的最大值的最大值 ? N=61如何進一步增加分支數(shù)？如何進一步增加分支數(shù)？在總線上周期地接入光放大器提升功率，可以克在總線上周期地接入光放大器提升功率，可以克服上述限制，只要光纖色散的影響限制在可忽略服上述限制，只要光纖色散的影響限制在可忽略的程度，允許分配的用戶數(shù)將可大大增加。n 結(jié)構(gòu)： 總線型 Bus、 環(huán)型 Ring、 星型 Star例子：例子： “以太網(wǎng)以太網(wǎng) ”協(xié)議：碰撞檢測的載波偵聽多路存?。▍f(xié)議：碰撞檢測的載波偵聽多路存取（ CSMA/CD））限制：與每個分支的損耗有關(guān)，用戶數(shù)不能太多。各節(jié)點中均設(shè)置有發(fā)送機－接收點中均設(shè)置有發(fā)送機－接收機對，均可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)機對，均可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，也用作中繼器。?隨著光纖分布式數(shù)據(jù)接口隨著光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI的標準接口的出現(xiàn)，的標準接口的出現(xiàn)，光纖光纖 LAN開始普遍采用環(huán)開始普遍采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)。?有源星形結(jié)構(gòu)：有源星形結(jié)構(gòu)： 所有到達的所有到達的光信號都通過光接收機轉(zhuǎn)換為光信號都通過光接收機轉(zhuǎn)換為電信號，再將電信號分配以驅(qū)電信號，再將電信號分配以驅(qū)動各個節(jié)點的光發(fā)送機。由于從一個節(jié)點的輸入被分配到許多輸出節(jié)點，因此被分配到許多輸出節(jié)點，因此傳送到每個節(jié)點的功率將受用傳送到每個節(jié)點的功率將受用戶數(shù)的限制。 h?為光子能量， Np為接收機所要求的每比特的平均光子數(shù)。?色散限制色散限制 :光纖色散導(dǎo)致的信號畸變限制系統(tǒng)的光纖色散導(dǎo)致的信號畸變限制系統(tǒng)的傳輸距離。(單模光纖沒有模式色散，所以其展寬時間只與 GVD有關(guān) )數(shù)字鏈路的總展寬時間不超過 NRZ比特周期的 70%，或 RZ的 35%。主要限制因素是模間色散。即使在即使在 B?1Mb/s 的低比特率，也是色散限制的，其傳輸距離限的低比特率，也是色散限制的，其傳輸距離限制在制在 10km 內(nèi)。216。當(dāng)比特率小于 100 Mb/s 時時為損耗限制，大于為損耗限制，大于 100 Mb/s 將變?yōu)樯⑾拗?。年投入商業(yè)運營。時則變?yōu)樯⑾拗葡到y(tǒng)。n 最終限制為： B2L (16|?2|)1 式中， ?2為群速色散，與色散參數(shù) D的關(guān)系為： D=(2?c/?2) ?2普通單模光纖的限制線為：普通單模光纖的限制線為： B2L = 4000 (Gb/s)2km 。 色散限制色散限制當(dāng)采用色散位移光纖時，色散和損耗在當(dāng)采用色散位移光纖時，色散和損耗在?mm 附近均最低。?直接調(diào)制系統(tǒng)中，光源的調(diào)制直接調(diào)制系統(tǒng)中，光源的調(diào)制啁啾及光纖色散導(dǎo)致信號畸變。?對于對于 10Gb/s系統(tǒng)系統(tǒng) ,光纖色散成光纖色散成為傳輸距離的主要限制。? 預(yù)啁啾技術(shù)（預(yù)啁啾技術(shù)（ PCH））? 用色散補償光纖進行色散補償用色散補償光纖進行色散補償? 用啁啾光纖光柵進行色散補償用啁啾光纖光柵進行色散補償 (1)預(yù)啁啾技術(shù) PCHn 光信號在反常色散光纖中傳輸時，所含的高頻成分傳播速率較快，將逐漸集中在脈沖前沿，低頻成分傳播速率較慢，將逐漸集中在脈沖后沿，兩者之間的時差越來越大，脈沖也就越來越寬。n 常規(guī)單模光纖在 1550nm 的色散和色散斜率的典型值為 ：D = ， D’ = (nm ) 。?采用后置色散補償而不是前置色散補償，減小采用后置色散補償而不是前置色散補償，減小DCF的非線性效應(yīng)的非線性效應(yīng)?采用非完全補償而不是完全補償采用非完全補償而不是完全補償?在發(fā)射端進行預(yù)補償在發(fā)射
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