浅谈数字光纤通信系统

题目：浅谈数字光纤通信系统

学院：物电学院

班级：08级电子（2）班

姓名：***2008406202

张传生200840620241

浅谈数字光纤通信系统

作者：凤良燕张传生

摘要：光纤通信是一种高质量的信息传输方式，既可以传输数字信号，也可以传输模拟信号，或者同时传输数字和模拟信号，实现各种信号的综合传输。在公用通信网中，以数字通信为最佳传输方式，实现综合业务数字网（ISDN）。文章概述了数字光纤通信系统的研究与设计。

关键词：数字光纤通信系统的体制基本结构系统设计

一.引言

为了适应社会对通信能力和通信质量提出的越来越高的要求，比如说抗干扰能力强、传输距离长、实现高强度的保密通信、降低成本等，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力，使数字光纤通信系统迅速发展起来，数字光纤通信系统逐步取代模拟光纤通信系统。二.数字光纤通信系统的优点

（1）抗干扰能力强，传输质量好。在模拟通信系统中，噪声叠加在信号上，两者很难分开，放大时噪声和信号一起放大，不能改善因传输而劣化得信噪比。数字光纤通信采用二进制信号，信息不包含在脉冲波形中，而以脉冲的“有”和“无”表示。因此，噪声一般不影响传输质量，只有在取样和判决过程中，当噪声超过一定阈值时，才产生误码率。

（2）可以用再生中继，传输距离长。数字通信系统可以用不同

方式再生传输信号，消除传输过程中的噪声累积，恢复原信号，延长传输距离。

（3）可以适用各种业务的传输，灵活性打。在数字通信系统中，语音、图像等各种信息都可以转换为二进制数字信号，可以吧传输技术和交换技术结合起来，有利于实现综合业务。

（4）容易实现高强度的保密通信，只需将明文与密钥序列逐位模二次方相加，就可以实现保密通信。

（5）数字通信系统大量采用数字电路，易于集成，从而实现小型化、微型化，增强设备可靠性，有利于降低成本。

三.数字光纤通信系统的体制

（1）数/模转换脉冲编码PCM

把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输，PCM就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码。

PCM过程

（2）数字光纤体系系统的体制

为了提高信道利用率，可采用分路复用技术，光纤大都采用同步时分复用技术，前后有两种体制：PDH和SDH。

PDH准同步数字系列

PDH数字复接系统的组成

a.按位复接

每次去每个被复接支路的一位码。复接后的群信号中第一位表第一支路第一位码，第二位表第二支路的第一位码，取过之后再循环。

b.接路复接

每次取每个被复接电路的八位码，四个支路轮流复接。

c.接帧复接

每次取每个支路的一帧（一帧含有256个码位）进行复接。

d.异步复接

参与复接的各支路码流时钟不是出于同一时钟源，由于各支路码流的速率存在微小的差异，因此，在复接前，首先要不被复接的各基群信号调整到相同的数码率，然后再同步复接。

e.同步复接

支路的时钟都是由同一个主振荡器供给的。

由于PDH在对数字系统传输容量不断提高，社会对信息更大的需求等形式下，PDH暴露出很多缺点，如两种系列难以互通和兼容，无足够的开销比特，PDH高次群信号中的低次信号位置无指示，因此，性能优异的新一代传输体制SDH出现了。

SDH 主要特点：

将不同体质得到兼容，采用帧结构，设备简化；易监测、定位、故障报告等都能；任何网络单元可互连，简化硬件，降低成本。 四.数字光纤通信系统的基本结构

a .

是无中继的光纤数字通信系统，可靠性高，维护方便。

b .是有中继的光纤数字通信系统，适合在长距离通信线路中适用。 c.是中继上下话路，实现中继站对中继站或对端局的区间系统的系统。

一般输入的用户均为模拟信号，所以PCM 端机的作用首先是对其进行脉冲编码，产生二电平的数字脉冲信号，然后还要将它们变换成适合电缆传输的码型。然后通过输入接口电路经整形、码型变换再

（b ）图

（c ）图

到光端机。

五.系统设计

1.总体考虑

a.传输距离

b.传输带宽或码速

c.系统保真性

d.可靠性与经济性

2.系统部件的选择

（1）光检测器的选择

a.长距离，大容量的系统采用APD、PIN-FET或APD-FET

b.中距离，中小容量的系统采用PIN或PIN-FET

c.大多数综合首选PIN或PIN-FET

（2）光源的选择

LD：输出功率高，谱线窄，与光纤耦合效率高

LED:寿命长，价格低，灵敏性低，稳定并且调制简单

3.功率预算和色散预算

a.最大中继器距离的影响因素

(1)发送耦合入光纤的平均功率P T(dBm)越大，传输距离越远。

(2)灵敏度P rec =(dBm)越小。传输距离越长。

(3)色散大，则波形失真严重。

b.损耗限制系统的功率预算

损耗限制系统的功率预算可表示为：

P T P rec=ƏT +M ƏT:总损耗M：系统富余度又ƏT=rƏc +(ƏS +ƏF)L ƏS:光纤固定熔接头平均损耗

ƏF:光纤每千米损耗

Əc:光纤连接器损耗

∴P T– P rec =nƏc +(ƏS +ƏF)L+M n:光纤活动连接器个数∴L= P T − Prec−2 Əc− M

ƏS +ƏF

而M=Me+Mc Me:设备富余度Mc：光缆富余度

∴L= P T − Prec−2 Əc− Me

ƏS +ƏF+Mc

C.色散限制系统上升时间的预算

t s2=t T2+t F2+t R2t T 、t F、t R分别为发送机、中继段光纤、光接收机引起的10%---90%的上升时间

六.结语

光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中起到重要作用。从现代通信发展趋势来看，数字光纤通信几乎完全代替模拟通信的趋势，而数字光纤通信涉及的技术问题很多，这就提出了等多的难度问题及更高的要求，不仅要扎实基础，还要独创性，为我国的通信做出贡献。

参考文献：

【1】郭玉斌光纤通信技术西安电子科技大学出版社【2】强世锦等数字通信原理清华大学出版社

【3】姚冬苹等数字微波通信清华大学出版社

【4】樊玉昌等通信原理国防工业出版社