光纖通信技術(shù)第七章(存儲(chǔ)版)
【正文】 術(shù)（ PCH））? 用色散補(bǔ)償光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償用色散補(bǔ)償光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償? 用啁啾光纖光柵進(jìn)行色散補(bǔ)償用啁啾光纖光柵進(jìn)行色散補(bǔ)償 (1)預(yù)啁啾技術(shù) PCHn 光信號(hào)在反常色散光纖中傳輸時(shí)，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(shí)差越來(lái)越大，脈沖也就越來(lái)越寬。?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(hào)畸變。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 。年投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。216。主要限制因素是模間色散。?色散限制色散限制 :光纖色散導(dǎo)致的信號(hào)畸變限制系統(tǒng)的光纖色散導(dǎo)致的信號(hào)畸變限制系統(tǒng)的傳輸距離。由于從一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸入被分配到許多輸出節(jié)點(diǎn)，因此被分配到許多輸出節(jié)點(diǎn)，因此傳送到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率將受用傳送到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率將受用戶(hù)數(shù)的限制。?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(biāo)準(zhǔn)接口的出現(xiàn)，的標(biāo)準(zhǔn)接口的出現(xiàn)，光纖光纖 LAN開(kāi)始普遍采用環(huán)開(kāi)始普遍采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。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(cè)的載波偵聽(tīng)多路存取（協(xié)議：碰撞檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路存?。?CSMA/CD））限制：與每個(gè)分支的損耗有關(guān)，用戶(hù)數(shù)不能太多。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。 (1R)光放大器不能無(wú)限制級(jí)聯(lián)光放大器不能無(wú)限制級(jí)聯(lián) ，因?yàn)樯?dǎo)致的脈沖畸變，因?yàn)樯?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 。光比特流繼續(xù)沿光纖傳輸。用與點(diǎn)到點(diǎn)連接系統(tǒng)類(lèi)似。的程度，允許分配的用戶(hù)數(shù)將可大大增加。也用作中繼器。動(dòng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的光發(fā)送機(jī)。n 在給定工作波長(zhǎng)處， L隨比特率 B的增加而呈對(duì)數(shù)關(guān)系降低。接收機(jī)的上升時(shí)間：群速度色散時(shí)間展寬：模式色散時(shí)間展寬：三、色散限制n 光纖色散導(dǎo)致的信號(hào)畸變限制系統(tǒng)的傳輸距離。應(yīng)用：數(shù)據(jù)連接，很少用于光纖通信系統(tǒng)中。將變?yōu)樯⑾拗啤?色散限制色散限制3. ?m 光波系統(tǒng)n 第三代光波系統(tǒng)工作在損耗最小的 ?m 波長(zhǎng)，光纖色散是系統(tǒng)的主要限制因素。附近均最低。為傳輸距離的主要限制。n 用相對(duì)色散斜率 RD = D’/D 表示色散斜率補(bǔ)償 , RD1= RD2n 常規(guī)單模光纖的相對(duì)色散斜率 RD =， 所以色散補(bǔ)償光纖的 RD 也應(yīng)為 。所以采用啁啾光纖光柵，刻出一系列不等間距的光柵，光柵上的每一點(diǎn)都可以看成一個(gè)本地布喇格光柵的通帶和阻帶濾波器。所以自九十年代以來(lái)，已引起業(yè)界的廣泛關(guān)注，并已成為目前國(guó)際上光纖通信領(lǐng)域研究的熱泛關(guān)注，并已成為目前國(guó)際上光纖通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。n 同頻串?dāng)_ Intrachannel crosstalk 與信號(hào)光頻率相同 (非常接近 )的串?dāng)_，均落入接收機(jī)帶寬內(nèi)無(wú)法濾除，對(duì)系統(tǒng)影響嚴(yán)重，最終限制系統(tǒng)的傳輸距離n 異頻串?dāng)_ Interchannel crosstalk 與信號(hào)光頻率有較大偏離的串?dāng)_，表現(xiàn)為一種加性的噪聲，惡化信號(hào)消光比，可通過(guò)濾波器濾除的串?dāng)_，對(duì)系統(tǒng)影響較小一、同頻串?dāng)_n 來(lái)源：復(fù)用 /解復(fù)用器對(duì)、光開(kāi)關(guān)等?1signal signalleakage?1?1?1signalcrosstalk ?1signal?1?1signalcrosstalkOptical switchAlthough both signals contain the same data, they are not in phase with each other, due to different delays encountered by them.MuxDemux?1?2Cascaded wavelength demultiplexer and multiplexer?同頻串?dāng)_功率代價(jià)同頻串?dāng)_功率代價(jià)?對(duì)于有對(duì)于有 N個(gè)同頻串?dāng)_源的情況，上式中的個(gè)同頻串?dāng)_源的情況，上式中的替代為替代為假定串?dāng)_光頻率與信號(hào)頻率完全相同，假定串?dāng)_光頻率與信號(hào)頻率完全相同， P表示信號(hào)光功率表示信號(hào)光功率， ?P代表平均串?dāng)_光功率。在多模光纖中，由于振動(dòng)和微彎在多模光纖中，由于振動(dòng)和微彎等機(jī)械擾動(dòng)，各傳輸模式間的干等機(jī)械擾動(dòng)，各傳輸模式間的干涉在光檢測(cè)器受光面上產(chǎn)生了一涉在光檢測(cè)器受光面上產(chǎn)生了一個(gè)斑紋圖樣，稱(chēng)為斑圖。啁啾（ Chirp） 單縱模激光器在 CW工作模式下，當(dāng)直接調(diào)制注入電流時(shí)會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)的譜線展寬。? 功率預(yù)算 （用 dBm表示）信道損耗包括：信道損耗包括：光纖損耗光纖損耗 (dB/km)連接損耗連接損耗（固定連接（固定連接 ~,活動(dòng)連接活動(dòng)連接 1dB)發(fā)射功率發(fā)射功率 接收靈敏度接收靈敏度系統(tǒng)功率余量系統(tǒng)功率余量信道總損耗信道總損耗 功率余量：功率余量：? 元器件老化元器件老化? 溫度變化溫度變化? 其他不可預(yù)知事件引其他不可預(yù)知事件引起的功率虧損起的功率虧損? 設(shè)計(jì)時(shí)通常取設(shè)計(jì)時(shí)通常取 68dB傳輸距離傳輸距離 :傳輸距離傳輸距離 (km)?功率預(yù)算示例長(zhǎng)距離單模光纖通信系統(tǒng)，工作波長(zhǎng)在長(zhǎng)距離單模光纖通信系統(tǒng)，工作波長(zhǎng)在 ?m.? 發(fā)射功率發(fā)射功率 PT = 4dBm? 光纖損耗光纖損耗 = ? 熔接損耗熔接損耗 = ? 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)端的連接損耗發(fā)射機(jī)和接收機(jī)端的連接損耗 = 1dB （（ 每個(gè)）每個(gè)）? APD接收機(jī)所需的平均功率：接收機(jī)所需的平均功率： 比特率比特率 400Mbit/s (BER 109) = 44dBm比特率比特率 40Mbit/s (BER 109) = 52dBm? 功率余量功率余量 = 6dB比特率為比特率為 400 Mbit/s (BER 109) 時(shí)，無(wú)需中繼器，時(shí)，無(wú)需中繼器，所能傳輸?shù)淖铋L(zhǎng)距離？（不考慮色散代價(jià)）所能傳輸?shù)淖铋L(zhǎng)距離？（不考慮色散代價(jià)）? 解答：n 比特率為 400 Mbit/s (BER 109) 最大允許鏈路損耗 = 4 – (44) = 40dB 光纖損耗 (光纖 +熔接 ) = (+) x L 連接器損耗 = 2dB ( 2個(gè)連接器 , 每個(gè) 1 dB) 系統(tǒng)余量 = 6dB 因此，總體鏈路損耗 = (+2+6)dB最大
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