14第八章光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計(編輯修改稿)
2025-03-28 21:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 / 三、色散限制 ? 光纖色散導致的信號畸變限制系統(tǒng)的傳輸距離。 ? 導致色散限制的物理機制隨不同波長而不同。 1. ?m光波系統(tǒng) 第一代光波系統(tǒng)，通常采用低成本的多模光纖作為傳輸媒質(zhì)。主要限制因素是模間色散。 色散限制 多模階躍光纖， BL=c/(2n1?)。 典型值 n1=、 ?=， 傳輸距離隨比特率的曲線。 即使在 B?1Mb/s 的低比特率，也是色散限制的，其傳輸距離限制在 10km內(nèi)。應用：數(shù)據(jù)連接，很少用于光纖通信系統(tǒng)中。 ?多模漸變光纖， BL=2c/(n1?2). ?對于 n1=、 ?=， 曲線如圖。當比特率小于 100 Mb/s 時為損耗限制，大于 100 Mb/s 將變?yōu)樯⑾拗啤? ?第一代陸上光通信系統(tǒng)就是采用多模漸變光纖，比特率在 50100 Mb/s ，中繼距離接近 10公里，于 1978年投入商業(yè)運營。 色散限制 2. ?m光波系統(tǒng) ? 第二代光波系統(tǒng)采用最小色散波長在 ?m附近的單模光纖，最大的限制因素是由較大的光源譜寬支配的由色散導致的脈沖展寬。 ? 比特率－距離積 BL ?(4|D|??)1 D為色散， ??為光源的均方根譜寬。 |D| 典型值為 12ps/(kmnm) ? 當取 |D| ?? =2ps/km時， BL ? 125 (Gb/s)km 當 B1Gb/s時，為損耗限制系統(tǒng)， 但當 B1Gb/s時則變?yōu)樯⑾拗葡到y(tǒng)。 色散限制 3. ?m光波系統(tǒng) ? 第三代光波系統(tǒng)工作在損耗最小的 ?m波長，光纖色散是系統(tǒng)的主要限制因素。 ? 對普通單模光纖，在 ?m處 D的典型值為17ps/(kmnm)， 色散值比較高，由色散導致的脈沖展寬較大，系統(tǒng)處于 色散限制狀態(tài) 。采用單縱模半導體光源可大大緩解這種限制。 ? 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： B2L = 4000 (Gb/s)2km。 對理想的 ?m系統(tǒng)， B2L 可達 6000 (Gb/s)2km。 當 B 5Gb/s 時，為色散限制系統(tǒng)。 色散限制 當采用色散位移光纖時，色散和損耗在?m附近均最低。 色散限制 ?光纖色散導致的信號脈沖畸變，與 光源線寬、信號啁啾、調(diào)制展寬 等因素有關(guān)。 ?直接調(diào)制系統(tǒng)中，光源的調(diào)制啁啾及光纖色散導致信號畸變。 ?對于 ,放大器的積累噪聲成為傳輸距離主要限制。 ?對于 10Gb/s系統(tǒng) ,光纖色散成為傳輸距離的主要限制。 比特率 NZDSF SSMF 10Gb/s 400km 60km 第八章 光纖通信系統(tǒng)的性能與設(shè)計 ? 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ? 光纖損耗對系統(tǒng)的限制 ? 光纖色散對系統(tǒng)的限制 ? 光纖通信系統(tǒng)設(shè)計中的功率預算 ? 系統(tǒng)功率代價 單通道系統(tǒng)中繼距離設(shè)計 ? 損耗受限系統(tǒng)： 最大中繼距離受光纖損耗的限制 ? 色散受限系統(tǒng)： 最大中繼距離受到光纖傳輸色散的限 中繼距離受光纖線路損耗和色散 (帶寬 )的限制，明顯隨傳輸速率的增加而減小。 ? 中繼距離的設(shè)計有三種方法 ? 最壞情況法 (參數(shù)完全已知 ) ? 統(tǒng)計法 (所有參數(shù)都是統(tǒng)計定義 ) ? 半統(tǒng)計法 (只有某些參數(shù)是統(tǒng)計定義 ) 采用最壞情況設(shè)計法，用這種方法得到的結(jié)果，設(shè)計的可靠性為100%，但要犧牲可能達到的最大長
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