光纤传输技术
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❖ 对于一个实际的光纤通信系统，平均发 送光功率并不是越大越好，虽然从理论 上讲，发送光功率越大，通信距离越长， 但光功率越大会使光纤工作在非线性状 态，这种非线性状态会对光纤产生不良 影响。
平均发送光功率的测试方法
误码仪
光端机 光 纤
码型 发生器
误码 检测
发送 接收
测试线
光 功率计
消光比
❖ 消光比是指光端机的电接口输入为全“1” 码和全“0”码时的平均发送光功率之比， 用EXT表示：
❖ 劣化分：每分钟的误码率劣于10-6这个阈 值称为劣化分。用DM表示。 ITU-U建议 该指标应达到在总观测时间内累积的劣 化分个数占可用分钟数时间百分数少于 10%。
抖动性能
❖ 数字信号传输中的一种瞬时不稳定现象。即数 字信号的各有效瞬间对其理想时间位置的短时 间偏离。
发送信号
接收信号
❖ 分为相位抖动和定时抖动。相位抖动是指传输 过程中所形成的周期性的相位变化。定时抖动 是指脉码传输系统中的同步误差。
抖动的类型
❖ 随机性抖动：在再生中继器内与传输信号 关系不大的抖动来源称为随机性抖动。这 些抖动主要由于环境变化、器件老化及定 时调谐回路失调引起的抖动
❖ 系统性抖动：由于码间干扰，定时电路幅 度——相位转换等因素引起的抖动。
光接口指标与测试
❖ 光端机与光纤的连接点称为光接口，是光纤 通信系统特有的接口
第六章
光纤信息传输系统
主要内容
一、数字光纤通信系统 二、线路码型 三、光电中继器与全光中继器 四、模拟光纤通信系统
五、同步数字网
数字光纤通信系统
❖ 系统的质量指标：误码性能、抖动性能 ❖ 光接口指标与测试： ❖ 电接口指标和测试： ❖ 光纤传输系统中继距离的确定：
误码性能
❖ 光纤数字传输系统的误码性能用误码率来衡 量。即在特定的一段时间内所接收的错误码 元与同一时间内所接收的总码元数之比。
❖ 发射端有平均发送光功率和消光比 ❖ 接收端有接收机灵敏度和动态范围
电端机 光端机
光端机 电端机
发送 发送 接收 接收
中继 中继
接收 接收 发送 发送
光纤 光纤
平均发送光功率
❖ 指光端机正常工作的情况下，由电端机 输出223-1或215-1的伪随机码时，光发射 机输出端测量到的平均光功率。
❖ 用W或dBm表示
❖ 根据一定的规则将信号码流进行扰码，使线路 码流中的“0”“1”出现概率相等，从而改 善了码流的特性。
❖ 抖动的大小或幅度通常可用时间、 相位、或数字周期来表示。多用数
字周期来表示，即“单位间隔”， 用符号UI（Unit Interval），也就是 1比特信息所占有的时间间隔。 34.363Mb/s的脉冲信号， 1UI=1/34.363103=29.10(ns)。
抖动产生的原因
❖ 数字再生中继器引起的抖动：由于再生中继器 中的定时恢复电路的不完善及再生中继器的累 积导致了抖动的产生和累加。
EXT P1 P0
❖接指收在满机足灵给敏定误度码率条件下，光接收机能够接
收到的最小平均光功率。W或dBm。表示了 光端机接收微弱信号的能力。与系统要求的误 码率、码速、接收端光电检测器的性能有关。
误码仪 光端机
码型 发生器
误码 检测
发送 接收
光可变衰 减器
光功率计
动态Baidu Nhomakorabea围
❖ 在满足给定误码率的条件下，光接 收机能接收到的最大光功率与最小 光功率之差（dB）
❖ 平均误码率：在一段较长测试时间内 内的平均误码结果，无法反映误码的 随机性和突发性。
❖ 误码秒：每个观测秒内，出现的误码 数不为0。用ES表示。ITU-U建议该指 标应达到在总观测时间中可用时间内 累积的误码秒占可用时间秒数的时间 百分数少于8%
❖ 严重误码秒：每秒内的误码率劣于10-3这 个阈值称为严重误码秒。用SES表示。 ITU-U建议该指标应达到在总观测时间中 可用时间内累积的严重误码秒个数占可 用时间秒数的时间百分数少于0.2%。
错误接收的码元数 BER 传输的总码元数
❖ 误码发生的形态主要有两类，一类是随机形 态的误码，即误码主要是单个随机发生的， 具有偶然性。另一类是突发的、成群发生的 误码，这种误码可能在某个瞬间集中发生， 而其它大部分时间无误码发生。
误码性能的评定方法
❖ 评定误码性能的参数包括 ❖ 平均误码率 ❖ 误码秒 ❖ 严重误码秒 ❖ 劣化分
以利于端机和中继设备的定时提取，便于 信号再生判决。 ❖ 能传输监控、公务和区间信号。 ❖ 能实现比特序列独立性，即不论传输的信 息信号如何特殊，其传输系统都不依赖于 信息信号而进行正确的传输。 ❖ 编解码电路、误码检测电路简单等。
扰码
❖ 系统光发射机的调制器前，需要附加一个扰码 器，将原始的二进制码序列进行变换，使其接 近随机序列。
极管为0.306
线路码型
❖ 光通信系统，主要采用光强度调制方式，即 发光的“有”或“无”相对应的两种状态， 为单极性码。
❖ 电脉冲一般采用双极性码（如HDB3），无 法直接驱动光源发光
光缆线路系统对传输码型的要求
❖ 能对中继器进行不中断业务的误码检测。 ❖ 减少码流中长连“0”或长连“1”的码字，
❖ 数字复接及分接器引起的抖动：在复接器的支 路输入口，各支路数字信号附加上码速调整控 制比特和祯定位信号形成群输出信号。而在分 接器的输入口，要将附加比特扣除，恢复原分 支数字信号。这些将不可避免地引起抖动。
❖ 噪声引起的抖动：由于数字信号处理电路引起 的各种噪声。
❖ 其它原因：由于环境温度的变化、传输线路的 长短及环境条件等也会引起抖动。
电接口指标
输入口
❖比特率及容差 ❖反射损耗 ❖允许衰减 ❖抗干扰能力 ❖抖动容限
输出口
❖比特率及容差 ❖反射损耗 ❖脉冲波形 ❖无输入抖动时的
输出抖动容限
衰减限制下的中继距离的确定 L PT Pmin nc M
❖ L为中继段长度km，PT为入纤光功率
dBm，Pmin为接收机灵敏度dBm，c为一
个光纤接头的损耗dB，n为光纤系统中的
接头数，为光纤每公里衰减系数dB/km。
❖ M系统富余度6~8dB
色散限制下的中继距离的确定
LD
106 B D
❖ LD为传输距离km，B为线路码速率Mb/s， D为色散系数ps/km•nm
❖ 由光源类型来决定，多纵模激光器取
为0.115；单纵模激光器和半导体发光二
平均发送光功率的测试方法
误码仪
光端机 光 纤
码型 发生器
误码 检测
发送 接收
测试线
光 功率计
消光比
❖ 消光比是指光端机的电接口输入为全“1” 码和全“0”码时的平均发送光功率之比， 用EXT表示：
❖ 劣化分：每分钟的误码率劣于10-6这个阈 值称为劣化分。用DM表示。 ITU-U建议 该指标应达到在总观测时间内累积的劣 化分个数占可用分钟数时间百分数少于 10%。
抖动性能
❖ 数字信号传输中的一种瞬时不稳定现象。即数 字信号的各有效瞬间对其理想时间位置的短时 间偏离。
发送信号
接收信号
❖ 分为相位抖动和定时抖动。相位抖动是指传输 过程中所形成的周期性的相位变化。定时抖动 是指脉码传输系统中的同步误差。
抖动的类型
❖ 随机性抖动：在再生中继器内与传输信号 关系不大的抖动来源称为随机性抖动。这 些抖动主要由于环境变化、器件老化及定 时调谐回路失调引起的抖动
❖ 系统性抖动：由于码间干扰，定时电路幅 度——相位转换等因素引起的抖动。
光接口指标与测试
❖ 光端机与光纤的连接点称为光接口，是光纤 通信系统特有的接口
第六章
光纤信息传输系统
主要内容
一、数字光纤通信系统 二、线路码型 三、光电中继器与全光中继器 四、模拟光纤通信系统
五、同步数字网
数字光纤通信系统
❖ 系统的质量指标：误码性能、抖动性能 ❖ 光接口指标与测试： ❖ 电接口指标和测试： ❖ 光纤传输系统中继距离的确定：
误码性能
❖ 光纤数字传输系统的误码性能用误码率来衡 量。即在特定的一段时间内所接收的错误码 元与同一时间内所接收的总码元数之比。
❖ 发射端有平均发送光功率和消光比 ❖ 接收端有接收机灵敏度和动态范围
电端机 光端机
光端机 电端机
发送 发送 接收 接收
中继 中继
接收 接收 发送 发送
光纤 光纤
平均发送光功率
❖ 指光端机正常工作的情况下，由电端机 输出223-1或215-1的伪随机码时，光发射 机输出端测量到的平均光功率。
❖ 用W或dBm表示
❖ 根据一定的规则将信号码流进行扰码，使线路 码流中的“0”“1”出现概率相等，从而改 善了码流的特性。
❖ 抖动的大小或幅度通常可用时间、 相位、或数字周期来表示。多用数
字周期来表示，即“单位间隔”， 用符号UI（Unit Interval），也就是 1比特信息所占有的时间间隔。 34.363Mb/s的脉冲信号， 1UI=1/34.363103=29.10(ns)。
抖动产生的原因
❖ 数字再生中继器引起的抖动：由于再生中继器 中的定时恢复电路的不完善及再生中继器的累 积导致了抖动的产生和累加。
EXT P1 P0
❖接指收在满机足灵给敏定误度码率条件下，光接收机能够接
收到的最小平均光功率。W或dBm。表示了 光端机接收微弱信号的能力。与系统要求的误 码率、码速、接收端光电检测器的性能有关。
误码仪 光端机
码型 发生器
误码 检测
发送 接收
光可变衰 减器
光功率计
动态Baidu Nhomakorabea围
❖ 在满足给定误码率的条件下，光接 收机能接收到的最大光功率与最小 光功率之差（dB）
❖ 平均误码率：在一段较长测试时间内 内的平均误码结果，无法反映误码的 随机性和突发性。
❖ 误码秒：每个观测秒内，出现的误码 数不为0。用ES表示。ITU-U建议该指 标应达到在总观测时间中可用时间内 累积的误码秒占可用时间秒数的时间 百分数少于8%
❖ 严重误码秒：每秒内的误码率劣于10-3这 个阈值称为严重误码秒。用SES表示。 ITU-U建议该指标应达到在总观测时间中 可用时间内累积的严重误码秒个数占可 用时间秒数的时间百分数少于0.2%。
错误接收的码元数 BER 传输的总码元数
❖ 误码发生的形态主要有两类，一类是随机形 态的误码，即误码主要是单个随机发生的， 具有偶然性。另一类是突发的、成群发生的 误码，这种误码可能在某个瞬间集中发生， 而其它大部分时间无误码发生。
误码性能的评定方法
❖ 评定误码性能的参数包括 ❖ 平均误码率 ❖ 误码秒 ❖ 严重误码秒 ❖ 劣化分
以利于端机和中继设备的定时提取，便于 信号再生判决。 ❖ 能传输监控、公务和区间信号。 ❖ 能实现比特序列独立性，即不论传输的信 息信号如何特殊，其传输系统都不依赖于 信息信号而进行正确的传输。 ❖ 编解码电路、误码检测电路简单等。
扰码
❖ 系统光发射机的调制器前，需要附加一个扰码 器，将原始的二进制码序列进行变换，使其接 近随机序列。
极管为0.306
线路码型
❖ 光通信系统，主要采用光强度调制方式，即 发光的“有”或“无”相对应的两种状态， 为单极性码。
❖ 电脉冲一般采用双极性码（如HDB3），无 法直接驱动光源发光
光缆线路系统对传输码型的要求
❖ 能对中继器进行不中断业务的误码检测。 ❖ 减少码流中长连“0”或长连“1”的码字，
❖ 数字复接及分接器引起的抖动：在复接器的支 路输入口，各支路数字信号附加上码速调整控 制比特和祯定位信号形成群输出信号。而在分 接器的输入口，要将附加比特扣除，恢复原分 支数字信号。这些将不可避免地引起抖动。
❖ 噪声引起的抖动：由于数字信号处理电路引起 的各种噪声。
❖ 其它原因：由于环境温度的变化、传输线路的 长短及环境条件等也会引起抖动。
电接口指标
输入口
❖比特率及容差 ❖反射损耗 ❖允许衰减 ❖抗干扰能力 ❖抖动容限
输出口
❖比特率及容差 ❖反射损耗 ❖脉冲波形 ❖无输入抖动时的
输出抖动容限
衰减限制下的中继距离的确定 L PT Pmin nc M
❖ L为中继段长度km，PT为入纤光功率
dBm，Pmin为接收机灵敏度dBm，c为一
个光纤接头的损耗dB，n为光纤系统中的
接头数，为光纤每公里衰减系数dB/km。
❖ M系统富余度6~8dB
色散限制下的中继距离的确定
LD
106 B D
❖ LD为传输距离km，B为线路码速率Mb/s， D为色散系数ps/km•nm
❖ 由光源类型来决定，多纵模激光器取
为0.115；单纵模激光器和半导体发光二