【正文】 至無(wú)法通過(guò)均衡來(lái)補(bǔ)償 ， 使系統(tǒng)失去設(shè)計(jì)的性能 。 設(shè)傳輸速率為 fb=1/T， 發(fā)射脈沖為半占空歸零 ( RZ )碼 ， 輸出脈沖為高斯波形 ， 如圖 所示 。 高斯波形可以表示為 g(t)=exp () 式中 ζ為均方根 (rms)脈沖寬度 。 把 ζ/T=a rms脈沖寬度 ， 碼間干擾 δ的定義如圖 。 由式 ()和圖 )2( 22?t? ))/1ln(21(?? ??Ta由式 ()得到 a和 δ的數(shù)值關(guān)系， 并列于表 圖 高斯波形的碼間干擾 美國(guó) Bell實(shí)驗(yàn)室 ， 曾建議采用下列標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考查光纖線(xiàn)路色散對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的限制 。 當(dāng) a= ， 碼間干擾 δ只有峰值的 % ， 完全可以忽略不計(jì) 。 當(dāng) a= ， δ增加到 %， 此時(shí)功率代價(jià)為 7～8dB， 難以通過(guò)均衡進(jìn)行補(bǔ)償 。 一般系統(tǒng)設(shè)計(jì)選取 a=～， 功率代價(jià)不超過(guò) 2 dB。 為確定中繼距離和光纖線(xiàn)路色散 (帶寬 )的關(guān)系 ， 把輸出脈沖用半高全寬度 (FWHM)η表示 ， 即 22 )()2( f??? ??? 式中 , η=ζ/, ζ=aT, a為相對(duì) rms脈沖寬度 ， T=1/fb， fb為系統(tǒng)的比特傳輸速率 。 Δηf為光纖線(xiàn)路 (FWHM)脈沖展寬 ，取決于所用光纖類(lèi)型和色散特性 。 對(duì)于多模光纖系統(tǒng) ， 色散特性通常用 3dB帶寬表示 ， 如式()所示 。 因此 ， Δηf=, B為長(zhǎng)度等于 L的光纖線(xiàn)路總帶寬 ， 它與單位長(zhǎng)度光纖帶寬的關(guān)系為 B=B1/Lγ。 B1為 1 km光纖的帶寬 ， 通常由測(cè)試確定 。 γ=～ 1, 稱(chēng)為串接因子 ， 取決于系統(tǒng)工作波長(zhǎng) ， 光纖類(lèi)型和線(xiàn)路長(zhǎng)度 。 把這些關(guān)系代入式()， 并取 a=～ ， 得到光纖線(xiàn)路總帶寬 B和速率 fb的關(guān)系為 B=(～ )fb () 中繼距離 L與 1km光纖帶寬 B1的關(guān)系為 B1=BLγ, 所以 L=［（ ～ ） Ｂ 1/fb］ 1/γ () 或?qū)懗? Lγfb=(～ )B1 () 以 fb為參數(shù) ， B1與 L的關(guān)系示于圖 , 圖中取 ζ/T=， γ=。 由此可見(jiàn) ， 中繼距離 L與傳輸速率 fb的乘積取決于 1 km光纖的帶寬 (色散 )， 這個(gè)乘積反映了光纖通信系統(tǒng)的技術(shù)水平 。 圖 1km光纖帶寬 B1與中繼距離 L的關(guān)系 24681020406080100200400600800100020231 2 4 6 8 10 20 40L / k mB1 / (MHzkm)139.26434.3658.4482.048fb(Mb / s) 對(duì)于單模光纖系統(tǒng) ， Δηf=, ζf為光纖線(xiàn)路 rms脈沖展寬 。 由式 ()取一級(jí)近似 ， 得到 ζf=|C0|ζλL, C0=C(λ0)為在光源中心波長(zhǎng) λ0光纖的色散 (ps/(nmkm))， ζλ為光源譜線(xiàn)寬度 (nm)，L為光纖線(xiàn)路長(zhǎng)度 (km)。 把這些關(guān)系式代入式 ()， 同樣得到一個(gè)簡(jiǎn)明的公式 。 設(shè)取 a=ζ/T=， 得到中繼距離 L= ??0cf b? 在這個(gè)基礎(chǔ)上 ， 根據(jù)原 CCITT建議 ， 對(duì)于實(shí)際的單模光纖通信系統(tǒng) ， 受色散限制的中繼距離 L可以表示為 ???0610cfLb?? 式中 , Fb是線(xiàn)路碼速率 (Mb/s)， 與系統(tǒng)比特速率不同 ， 它要隨線(xiàn)路碼型的不同而有所變化 。 C0(ps/(nmkm))， 它取決于工作波長(zhǎng)附近的光纖色散特性 。 ζλ為光源譜線(xiàn)寬度 (nm)， 對(duì)多縱模激光器 (MLM LD)， 為 rms寬度 ，對(duì)單縱模激光器 (SLMLD), 為峰值下降 20 dB的寬度 。 ε是與功率代價(jià)和光源特性有關(guān)的參數(shù) ， 對(duì)于 MLMLD, ε=, 對(duì)于 SLMLD， ε=。 由于光纖制造工藝的偏差 ， 光纖的零色散波長(zhǎng)不會(huì)全部等于標(biāo)稱(chēng)波長(zhǎng)值 ， 而是分布在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)；同樣 ， 光源的峰值波長(zhǎng)也是分配在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi) ， 并不總是和光纖的零色散波長(zhǎng)度相重合 。 對(duì)于 ， 波長(zhǎng)為1285～ 1330 nm， 色散系數(shù) C不得超過(guò) 177。 ps/(nmkm))， 波長(zhǎng)為 1270～ 1340 nm, C不得超過(guò) 6 ps/(nmkm)。 S和 R兩點(diǎn)之間最大色散 CL(ps/nm)的容限如表 。 由表可知 ， 在 140 Mb/s以上的單模光纖通信系統(tǒng)中 ， 色散的限制是不可忽視的 。 光纖通信系統(tǒng)的中繼距離受損耗限制時(shí)由式 ()確定；中繼距離受色散限制時(shí)由式 ()(多模光纖 )和式 ()或式()(單模光纖 )確定 。 從損耗限制和色散限制兩個(gè)計(jì)算結(jié)果中 ， 選取較短的距離 ， 作為中繼距離計(jì)算的最終結(jié)果 。 以 140 Mb/s單模光纖通信系統(tǒng)為例計(jì)算中繼距離 。 設(shè)系統(tǒng)平均發(fā)射功率 Pt=3 dBm, 接收靈敏度 Pr=42 dBm， 設(shè)備余量Me=3 dB， 連接器損耗 αc=， 光纖損耗系數(shù) αf= dB/km, 光纖余量 αm= dB/km， 每 km光纖平均接頭損耗αs= dB/km。 把這些數(shù)據(jù)代入式 ()， 得到中繼距離 )( )42(3 kmL ??? ??????? 又設(shè)線(xiàn)路碼型為 5B6B, 線(xiàn)路碼速率Ｆ b=140 (6/5)=168 Mb/s, |C0|= ps/(nmkm)， ζλ= nm。 把這些數(shù)據(jù)代入式()， 得到中繼距離 ?l)( 6kmL ??? ?? 在工程設(shè)計(jì)中 ， 中繼距離應(yīng)取 74 km。 在本例中中繼距離主要受損耗限制 。 但是 ， 如果假設(shè) |C0|= ps/(nmkm)， ζλ=3 nm， 而上述其他參數(shù)不變 ， 根據(jù)式 ()計(jì)算得到的中繼距離 L≈65 km， 則此時(shí)中繼距離主要受色散限制 ， 中繼距離應(yīng)確定為 65 km。 圖 示出各種光纖的中繼距離和傳輸速率的關(guān)系 ， 包括損耗限制和色散限制的結(jié)果 。 由圖 ， 對(duì)于波長(zhǎng)為 μm的多模光纖 ， 由于損耗大 ， 中繼距離一般在 20 km以?xún)?nèi) 。 傳輸速率很低 ， SIF光纖的速率不如同軸線(xiàn) ， GIF光纖的速率在 Gb/s以上就受到色散限制 。 單模光纖在長(zhǎng)波長(zhǎng)工作 ， 損耗大幅度降低 ， 中繼距離可達(dá) 100～ 200 km。 在 ， 當(dāng)速率超過(guò)1 Gb/s時(shí) ， 中繼距離才受色散限制 。 在 μm波長(zhǎng)上 ， 由于色散大 ， 通常要用單縱模激光器 ， 理想系統(tǒng)速率可達(dá) 5 Gb/s， 但實(shí)際系統(tǒng)由于光源調(diào)制產(chǎn)生頻率啁啾 ， 導(dǎo)致譜線(xiàn)展寬 ， 速率一般限制為 2 Gb/s。 采用色散移位光纖和外調(diào)制技術(shù) ， 可以使速率達(dá)到 20 Gb/s以上 。 圖 各種光纖的中繼距離和傳輸速率的關(guān)系 12468102040608010020040080010000 . 0 0 0 1 0 . 0 0 1 0 . 0 1 0 . 1 1 10 100距離 / km單模光纖1 . 5 5 ? m( 量子限制 )1 . 5 5 ?m1 . 3 ? m0 . 8 5 ? m突變型多模光纖同軸漸變型多模光纖單模光纖色散移位光纖600 現(xiàn)在可以把反映光纖傳輸系統(tǒng)技術(shù)水平的指標(biāo) 、 速率 距離 (fb L) ,SIF光纖 ， fb L～ 1= (Gb/s)km , GIF光纖 ， fb L～ 20= (Gb/s)km μm, SMF光纖 ， fb L～ 1 125=125 (Gb/s)km , SMF光纖 ， fb L～ 2 75=150 (Gb/s)km , DSF光纖 ， fb L～ 20 80=1600 (Gb/s)km 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH