光纖傳輸(上)

1、光纖傳輸理論光纖傳輸理論陳新橋陳新橋中國傳媒大學(xué)中國傳媒大學(xué)光纖傳輸理論光纖傳輸理論光纖傳輸特性光纖傳輸特性光纖測量光纖測量光調(diào)制方式光調(diào)制方式光發(fā)射機和光接收機光發(fā)射機和光接收機第二部分第二部分 光纖傳輸理論基礎(chǔ)光纖傳輸理論基礎(chǔ)提提 綱綱DWDMDWDM系統(tǒng)系統(tǒng)SDHSDH系統(tǒng)系統(tǒng)光傳送網(wǎng)技術(shù)光傳送網(wǎng)技術(shù)光纜線路工程光纜線路工程系統(tǒng)指標(biāo)與測試系統(tǒng)指標(biāo)與測試第二部分第二部分 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)提提 綱綱l 為何要有線傳輸（光纖）？為何要有線傳輸（光纖）？帶寬與速率帶寬與速率l 為何要光載波？為何要光載波？ 帶寬達(dá)帶寬達(dá)THzl 為何采用紅外波長？為何采用紅外波長？ 光纖低損耗窗口光纖低損

2、耗窗口l 光纖為何用石英玻璃材料制備？光纖為何用石英玻璃材料制備？ 損耗損耗l 光纖為何為纖維結(jié)構(gòu)？光纖為何為纖維結(jié)構(gòu)？ 模式色散模式色散緒緒 論論n電通信電通信n電波電波作為載體而傳送信息的所有通信方式.n有線電通信和無線電通信。n光通信光通信n光波光波作為載體而傳送信息的所有通信方式。n無線光通信和有線光通信。光通信光纖通信緒緒 論論傳輸：傳輸：無線傳輸：移動通信、無線通信、衛(wèi)星通信等無線傳輸：移動通信、無線通信、衛(wèi)星通信等有線傳輸：光纖傳輸為主有線傳輸：光纖傳輸為主光纖傳輸：光纖傳輸：以光纖為介質(zhì)，以光波為載波的以光纖為介質(zhì)，以光波為載波的傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)緒緒 論論三網(wǎng)融合的基礎(chǔ)三網(wǎng)融合

3、的基礎(chǔ)光纖光纖信息高速公路信息高速公路光纖光纖骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)光纖光纖接入網(wǎng)接入網(wǎng)光纖（光纖（FTTX）光纖越來越逼近用戶！光纖越來越逼近用戶！銅退光進(jìn)！銅退光進(jìn)！緒緒 論論光纖傳輸發(fā)展的精髓光纖傳輸發(fā)展的精髓提高光纖通信系統(tǒng)容量提高光纖通信系統(tǒng)容量 緒緒 論論2.5Gb/s 10Gb/s 40Gb/s10Gb/s 40Gb/s20Gb/s 80Gb/s80Gb/s 320Gb/s3216841WDM WDM 波長數(shù)波長數(shù)每波長比特率每波長比特率(TDM)(TDM)40Gb/s 網(wǎng)絡(luò)容量演進(jìn)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)容量演進(jìn)戰(zhàn)略雛形：古代烽火、手旗、燈光雛形：古代烽火、手旗、燈光18801880年年

4、 貝爾的光電話貝爾的光電話激光器激光器( (發(fā)送源發(fā)送源) )1960 Maiman1960 Maiman發(fā)明紅寶石激光器發(fā)明紅寶石激光器1962 1962 半導(dǎo)體激光器誕生半導(dǎo)體激光器誕生(GaAs 870nm)(GaAs 870nm)70 70 年代室溫工作年代室溫工作LDLD(GaAsAI 850nm)(GaAsAI 850nm)13001300、1550nm 1550nm 多模多模LDLD單模單模LDLD光纖光纖( (傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)) )1951 1951 醫(yī)用玻璃纖維醫(yī)用玻璃纖維( (損耗損耗1000dB/km)1000dB/km)1966 1966 高錕高錕 理論預(yù)言理論預(yù)言19

5、70 1970 康寧制出低損耗光纖康寧制出低損耗光纖(20dB/km)(20dB/km)1300(0.5dB/km),1550nm(0.2dB/km)1300(0.5dB/km),1550nm(0.2dB/km)低損耗窗口光纖開發(fā)低損耗窗口光纖開發(fā)單模光纖單模光纖緒緒 論論n19601960年，第一臺相干振蕩光源紅寶石年，第一臺相干振蕩光源紅寶石激光器激光器問世。問世。 n19701970年，康寧公司拉制出損耗僅為年，康寧公司拉制出損耗僅為20 dB/km20 dB/km的的光纖光纖 n19851985年，南安普敦大學(xué)制成年，南安普敦大學(xué)制成摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器( (EDFAEDFA）

6、 n9090年代，年代，光纖光柵、全光纖光子器件、平面波導(dǎo)器件光纖光柵、全光纖光子器件、平面波導(dǎo)器件及其及其集成的出現(xiàn)集成的出現(xiàn) 四大里程碑四大里程碑緒緒 論論光纖傳輸是目前世界上發(fā)展最快的領(lǐng)域，平均每光纖傳輸是目前世界上發(fā)展最快的領(lǐng)域，平均每9 9個月性能個月性能翻一番、價格降低一半，其速度已超過了計算機芯片性能每翻一番、價格降低一半，其速度已超過了計算機芯片性能每1818個月翻一番的摩爾定律的一倍。個月翻一番的摩爾定律的一倍。爆炸性發(fā)展爆炸性發(fā)展在短短的在短短的3030多年時間里已經(jīng)經(jīng)歷了多年時間里已經(jīng)經(jīng)歷了五代五代通信系統(tǒng)的使用。通信系統(tǒng)的使用。緒緒 論論工作波長工作波長光纖光纖激光器激

7、光器 比特率比特率B中繼距離中繼距離L第一代第一代70年代年代850nm多模多模多模多模44.7Mb/s 10Km第二代第二代80年代初年代初1300nm多模多模單模單模多模多模140Mb/s20 50Km第三代第三代80中中90年代初年代初1550nm單模單模單模單模PDH群路群路（ 140Mb/s）50 100Km五代光纖傳輸系統(tǒng)五代光纖傳輸系統(tǒng)緒緒 論論第四代第四代90年代年代1550nm單模單模單模單模SDH，WDM技技術(shù)術(shù)2.5Gb/s無中繼：無中繼：80 120KmEDFA：1500Km第五代第五代1550nm單模單模單模單模WDM網(wǎng)絡(luò)，單網(wǎng)絡(luò)，單波長波長10,40,160Gb/s

8、信道數(shù)信道數(shù): 8,16,64,128,1022超長傳輸距超長傳輸距離離:27000Km(Loop) 6380(Line)目前研目前研究內(nèi)容究內(nèi)容WDM光網(wǎng)絡(luò)；全光分組交換；光時分復(fù)用；光孤子光網(wǎng)絡(luò)；全光分組交換；光時分復(fù)用；光孤子通信；新型的光器件通信；新型的光器件五代光纖傳輸系統(tǒng)五代光纖傳輸系統(tǒng)緒緒 論論n傳輸容量大。傳輸容量大。 n傳輸損耗小，中繼距離長傳輸損耗小，中繼距離長 n抗干擾性好，保密性強抗干擾性好，保密性強n材料資源豐富，可節(jié)約金屬材料材料資源豐富，可節(jié)約金屬材料n重量輕，可撓性好，敷設(shè)方便重量輕，可撓性好，敷設(shè)方便 光纖傳輸技術(shù)特點光纖傳輸技術(shù)特點缺點缺點: : 組件昂貴，

9、光纖質(zhì)地脆、機械強度低，連接比較困組件昂貴，光纖質(zhì)地脆、機械強度低，連接比較困難，分路、耦合不方便，彎曲半徑不宜太小等。難，分路、耦合不方便，彎曲半徑不宜太小等。緒緒 論論n超大容量光纖通信系統(tǒng)超大容量光纖通信系統(tǒng) n光集成器件和光電集成器件的研究光集成器件和光電集成器件的研究 n新類型光纖的研究新類型光纖的研究 n解決全網(wǎng)瓶頸的手段解決全網(wǎng)瓶頸的手段光接入網(wǎng)光接入網(wǎng) 未來技術(shù)角色未來技術(shù)角色緒緒 論論緒緒 論論光纖通信最具代表性技術(shù)光纖通信最具代表性技術(shù) 波分復(fù)用波分復(fù)用WDMWDM和光纖放大器和光纖放大器EDFAEDFA緒緒 論論（一）光纖結(jié)構(gòu)（一）光纖結(jié)構(gòu)（二）光纖傳輸機理（二）光纖傳輸

10、機理（三）光纖的分類（三）光纖的分類一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論 光纖光纖: : 纖芯纖芯; ;包層包層; ;涂敷層涂敷層（一）光纖結(jié)構(gòu)（一）光纖結(jié)構(gòu)一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論 纖纖 芯：芯：光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸。 包包 層：層：提供反射面和光隔離，保護(hù)。 涂覆層：涂覆層：保護(hù)不受水汽的侵蝕和擦傷。（一）光纖結(jié)構(gòu)（一）光纖結(jié)構(gòu)一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論全反射條件：全反射條件：12nn傳輸機理：傳輸機理：全反射全反射ikrktktc臨界角臨界角cii21nn 21nn（二）光纖傳輸機理（二）光纖傳輸機理一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論子午面：過光軸的平面（二）光纖傳輸機

11、理（二）光纖傳輸機理一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論 與與內(nèi)光線內(nèi)光線入射角的臨界角入射角的臨界角c c相對應(yīng)，光纖入射光相對應(yīng)，光纖入射光的入射角的入射角i i有一個有一個最大值最大值max 。max 稱為光纖端稱為光纖端面入射面入射臨界角臨界角（入射臨界角）（入射臨界角） 入射臨界角入射臨界角: :（二）光纖傳輸機理（二）光纖傳輸機理一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論接收角接收角: :（二）光纖傳輸機理（二）光纖傳輸機理一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論數(shù)值孔徑：數(shù)值孔徑：220012sinNAnnnNA越大，能力越強，越高。表示光纖聚光的能力（二）光纖傳輸機理（二）光纖傳輸機理一、一、

12、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論相對折射率差相對折射率差2122212nnn 1212122212nnnnnn12nn?（二）光纖傳輸機理（二）光纖傳輸機理一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論模式色散與模式色散與成正比成正比模式色散制約光纖的帶寬！模式色散制約光纖的帶寬?。籰 多組分玻璃光纖；多組分玻璃光纖；l 塑料包層石英芯光纖；塑料包層石英芯光纖；l 全塑料光纖。全塑料光纖。（三）光纖類型（三）光纖類型一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論按材料分類：按材料分類：按折射率分布分類按折射率分布分類突變型多模光纖突變型多模光纖漸變型多模光纖漸變型多模光纖（三）光纖類型（三）光纖類型一、一、 光纖傳輸理論光

13、纖傳輸理論光線光線以以直線形狀直線形狀沿纖芯中心軸線方向傳播。沿纖芯中心軸線方向傳播。只傳輸一個模式，信號畸變很小。只傳輸一個模式，信號畸變很小。 單模光纖（單模光纖（SMFSMF）纖芯直徑只有810 m。（三）光纖類型（三）光纖類型一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論單模光纖原因？單模光纖原因？色散色散單模光纖的直徑？單模光纖的直徑？工作波長（低損耗）工作波長（低損耗）n梯度型多模光纖多模光纖n工作波長：1.31m和1.55mn處于多模工作狀態(tài)n在1.31m處有最小的色散值，在1.55m處有最小的衰減系數(shù)n數(shù)據(jù)通信局域網(wǎng)(LAN)用G.651G.651光纖光纖（三）光纖類型（三）光纖類型一、一

14、、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論性能模場直徑(m)零色散波長(nm)工作波長(nm)最大衰減系數(shù)(dB/km)最大色散系數(shù)ps/(nmkm)要求值1310nm8.69.50.713101310或15501310nm0.401550nm0.251310nm 01550nm 17最早實用化的光纖，零色散波長在1310nm，曾大量敷設(shè)，在光纖通信中扮演者重要的角色。缺點：工作波長為1550nm時色散系數(shù)高達(dá)17ps/(nmkm)阻礙了高速率、遠(yuǎn)距離通信的發(fā)展。G.652 G.652 常規(guī)單模光纖常規(guī)單模光纖(SMF)(SMF)（三）光纖類型（三）光纖類型一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論DSF(G.65

15、3光纖) 通過結(jié)構(gòu)和尺寸的適當(dāng)選擇來加大波導(dǎo)色散，使零色散波長從1310nm移到1550nm。光纖在1550nm窗口損耗更低，可以低于0.2dB/km，幾乎接近光纖本征損耗的極限。如果零色散移到1550nm，則可以實現(xiàn)零色散和最低損耗傳輸?shù)男阅軆?yōu)點：在1550nm工作波長衰減系數(shù)和色散系數(shù)均很小。它最適用于單信道幾千公里海底系統(tǒng)和長距離陸地通信干線。弱點：工作區(qū)內(nèi)的零色散點導(dǎo)致非線性四波混頻效應(yīng)性能模場直徑(m)零色散波長(nm)工作波長(nm)最大衰減系數(shù)(dB/km)最大色散系數(shù)ps/(nmkm)要求值 1310nm:8.3155015501550nm0.2515251575nm： 3.5

16、G.653 G.653 色散位移單模光纖色散位移單模光纖(DSF)(DSF)（三）光纖類型（三）光纖類型一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論NZ-DSF在15301565nm(EDFA的工作波長)區(qū)具有小的但非零的色散，既適應(yīng)高速系統(tǒng)的需要，又使FWM效率不高。使得其能用在EDFA和波分復(fù)用結(jié)合的傳輸速率在10Gbit/s以上的WDM和DWDM的高速傳輸系統(tǒng)中。優(yōu)點：在1550nm處有一低的色散，保證抑制FWM等非線性效應(yīng)，使得其能用在EDFA和波分復(fù)用結(jié)合的傳輸速率在10Gbit/s以上的WDM和DWDM的高速傳輸系統(tǒng)中。缺點：模場直徑小，容易加劇非線性效應(yīng)的影響，為此人們又研究了大有效面積N

17、Z-DSF光纖101 . 0 D1550nm:0.251625nm:0.3015301565153015651550nm：8110.7要求值最大色散系數(shù)ps/(nmkm)最大衰減系數(shù)(dB/km)工作波長(nm)零色散波長(nm)模場直徑(m)性能G.655 G.655 非零色散位移單模光纖非零色散位移單模光纖(NZ-DSF)(NZ-DSF)（三）光纖類型（三）光纖類型一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論石英( 折射率：纖芯折射率：纖芯 包層包層全反射條件（一）光纖結(jié)構(gòu)（一）光纖結(jié)構(gòu)一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論光纖活動連接器的端面接觸方式有多種方式，即PC(平面)、UPC(低損耗)、APC

18、(8度微球面)等方式（三）光纖類型（三）光纖類型一、一、 光纖傳輸理論光纖傳輸理論二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性（一）光纖的（一）光纖的損耗損耗（二）光纖的（二）光纖的色散色散（三）光纖的（三）光纖的非線性非線性二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性傳輸：距離，容量傳輸：距離，容量損耗損耗：距離：距離：光纖；光放大器光纖；光放大器色散：色散：脈沖展寬（不同成分速度不同）脈沖展寬（不同成分速度不同）脈脈沖重疊沖重疊誤碼：誤碼：色散補償，低色散光纖等色散補償，低色散光纖等非線性：非線性：WDM，光放大，長距離，單模光，光放大，長距離，單模光纖的橫截面小等纖的橫截面小等纖芯光高強度纖芯光高強度非線性

19、非線性串串?dāng)_等：擾等：光孤子、大芯徑等光孤子、大芯徑等1 1、損耗、損耗（一）光纖損耗（一）光纖損耗二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性（一）光纖損耗（一）光纖損耗二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性若長度為L (km)的光纖，輸入光功率輸入光功率為Pi，輸出輸出光功率光功率為表示Po，光纖的損耗系數(shù)定義為：0lg10PPLi（dB/km）損耗系數(shù)損耗系數(shù): :（一）光纖損耗（一）光纖損耗二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性（一）光纖損耗（一）光纖損耗二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性尋找合適的光纖，實用化的光損耗為尋找合適的光纖，實用化的光損耗為20dB/km (99.5%/m)20dB/km (

20、99.5%/m)；6060年代研年代研究，究，7070年代突破，年代突破，20002000年年0.2dB/km (99.995%/m);0.2dB/km (99.995%/m);新的實用化光纖不新的實用化光纖不斷涌現(xiàn)斷涌現(xiàn)單模光纖損耗譜單模光纖損耗譜120014001600 衰衰減減波波長長0.10.20.30.51700150013000.40.6窗窗口口OSCLUE(dB/km)( nm )單模光纖的單模光纖的6個傳輸波段個傳輸波段（一）光纖損耗（一）光纖損耗二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性6 6個傳輸波段個傳輸波段波段名稱波段名稱含義含義波長范圍（波長范圍（nm）O波段波段原始波段原始

21、波段12601360E波段波段擴展波段擴展波段13601460S波段波段短波長波段短波長波段14601530C波段波段常用波段常用波段15301565L波段波段長波長波段長波長波段15651625U波段波段超長波長波段超長波長波段16251675（一）光纖損耗（一）光纖損耗二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性6 6個傳輸波段個傳輸波段1450 1490 1530 1570 1610 1650S+ S C L L+ 波波 長長 (nm)波段波段波長范圍波長范圍(nm)(nm)帶寬帶寬(THz)(THz)光放大器光放大器應(yīng)用應(yīng)用C C1530-15701530-15705.05.0有有長途干線長途干

22、線C+LC+L1530-16101530-16109.79.7有有長途干線長途干線S+C+LS+C+L1490-16101490-161015.015.0無無城城/ /局域網(wǎng)局域網(wǎng)S S+ +S+C+L+L+S+C+L+L+ +1450-16501450-165025.125.1無無城城/ /局域網(wǎng)局域網(wǎng)全波全波1300-16501300-165048.948.9無無城城/ /局域網(wǎng)局域網(wǎng)l光信號是由很多不同的光信號是由很多不同的頻率成分頻率成分或或各模式成各模式成分分組成。各成分組成。各成分傳播速度傳播速度不同。不同。l經(jīng)光纖傳輸一段距離后，不同成分之間出現(xiàn)經(jīng)光纖傳輸一段距離后，不同成分之間

23、出現(xiàn)時延差時延差，引起波形失真，脈沖展寬，這種現(xiàn)象，引起波形失真，脈沖展寬，這種現(xiàn)象稱為光纖色散。稱為光纖色散。 2 2、光纖色散、光纖色散（二）光纖色散（二）光纖色散二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性（二）光纖色散（二）光纖色散二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性110111長矩l模式色散模式色散模式色散（模間光纖）模式色散（模間光纖）偏振色散（極化光纖）偏振色散（極化光纖）l色度色散色度色散 材料色散材料色散波導(dǎo)色散波導(dǎo)色散模式色散模式色散 材料色散材料色散 波導(dǎo)色散波導(dǎo)色散 極化色散極化色散 )(nn )(（二）光纖色散（二）光纖色散二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性不同模式不同模式的時間

24、延遲不同而產(chǎn)生的。Loworder modeHighorder modeCladdingCoreLight pulset0tSpread,Broadenedlight pulseIntensityIntensityAxial模間色散模間色散l模式色散模式色散（二）光纖色散（二）光纖色散二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性模式色散（模式色散（PMD）l模式色散模式色散（二）光纖色散（二）光纖色散二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性Tl色度色散色度色散（二）光纖色散（二）光纖色散二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性1 0 1 0 1 0 1 1 0 11 0 1 0 1 0 1 1 0 1InputOu

25、tputTimeTime脈沖畸變和展寬脈沖畸變和展寬碼間干擾碼間干擾。（二）光纖色散（二）光纖色散二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性 光功率增到一定值時，光纖呈現(xiàn)光功率增到一定值時，光纖呈現(xiàn)非線性非線性。常規(guī)光纖中，光纖呈常規(guī)光纖中，光纖呈線性線性。（三）光纖的非線性（三）光纖的非線性二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性 l 隨著傳輸速率的提高，隨著傳輸速率的提高，l 傳輸距離的延長，傳輸距離的延長，l DWDM通路的增加通路的增加l 以及光纖放大器的使用，以及光纖放大器的使用，非線性成為最終限制光纖傳輸系統(tǒng)性能的因素非線性成為最終限制光纖傳輸系統(tǒng)性能的因素，是系統(tǒng)設(shè)計考慮的重要方面，是系統(tǒng)設(shè)計

26、考慮的重要方面。（三）光纖的非線性（三）光纖的非線性二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性l受激拉曼散射受激拉曼散射 （SRSSRS）l受激布里淵散射（受激布里淵散射（SBSSBS）l自相位調(diào)制（自相位調(diào)制（SPMSPM）l交叉相位調(diào)制（交叉相位調(diào)制（XPMXPM）l四波混頻（四波混頻（FWMFWM）（三）光纖的非線性（三）光纖的非線性二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性 單信道單信道 多信道多信道 折射率效應(yīng)折射率效應(yīng) 自相位調(diào)制自相位調(diào)制 (SPM) 交叉相位調(diào)制交叉相位調(diào)制 (XPM) 四波混頻四波混頻 (FWM) 散射效應(yīng)散射效應(yīng) 受激布里淵散射受激布里淵散射 (SBS) 受激拉曼散射受激拉

27、曼散射 (SRS) （三）光纖的非線性（三）光纖的非線性二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性短波長泵浦長波長短波長泵浦長波長引起信道功率失衡引起信道功率失衡引起信道間的拉曼串?dāng)_引起信道間的拉曼串?dāng)_PP輸入輸入輸出輸出l 受激拉曼散射受激拉曼散射 （SRSSRS）（三）光纖的非線性（三）光纖的非線性二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性當(dāng)達(dá)到門限功率時，產(chǎn)生向信號當(dāng)達(dá)到門限功率時，產(chǎn)生向信號相反方向相反方向傳播的受激傳播的受激發(fā)射的非線性現(xiàn)象發(fā)射的非線性現(xiàn)象增益比增益比SRSSRS大兩個數(shù)量級，當(dāng)光源譜功率（亮度）大大兩個數(shù)量級，當(dāng)光源譜功率（亮度）大時，時，SBSSBS占主導(dǎo)地位占主導(dǎo)地位大于一定值

28、時引起強烈背向散射，疊加強度噪聲。大于一定值時引起強烈背向散射，疊加強度噪聲。l 受激布里淵散射受激布里淵散射（SBSSBS）（三）光纖的非線性（三）光纖的非線性二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性相位相位隨隨光強光強而變化，轉(zhuǎn)化為波形畸變。而變化，轉(zhuǎn)化為波形畸變。l 自相位調(diào)制自相位調(diào)制（SPMSPM）l 交叉相位調(diào)制交叉相位調(diào)制（XPMXPM）相位相位受到其它受到其它其它信道的調(diào)制其它信道的調(diào)制，引起強度噪聲，引起強度噪聲（三）光纖的非線性（三）光纖的非線性二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性信道間相互作用產(chǎn)生信道間相互作用產(chǎn)生新新的頻率，的頻率，l 四波混頻四波混頻（FWMFWM）光纖光纖f

29、1ff3f2f1ff3f2fFWM（三）光纖的非線性（三）光纖的非線性二、二、 光纖傳輸特性光纖傳輸特性（一）光纖測量儀器（一）光纖測量儀器（二）光纖損耗測量（二）光纖損耗測量（三）光纖帶寬測量（三）光纖帶寬測量（四）光纖色散測量（四）光纖色散測量三、三、 光纖測量光纖測量l 光源、光衰減器、光功率計；光源、光衰減器、光功率計；l 光時域反射儀光時域反射儀（OTDR）；）；l 光損耗測試儀、光纖尋障儀、光纖顯微鏡、光損耗測試儀、光纖尋障儀、光纖顯微鏡、光萬用表、光回?fù)p測試儀、光纖電話、光光萬用表、光回?fù)p測試儀、光纖電話、光纖識別器、光纖端面檢測儀；纖識別器、光纖端面檢測儀；（一）測量儀器（一）

30、測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量n是對光信號進(jìn)行是對光信號進(jìn)行衰減衰減的器件。的器件。n兩種類型，即可變光衰減器和固定光衰減兩種類型，即可變光衰減器和固定光衰減器。器。1 1、光衰減器、光衰減器（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量 衰減光功率的方法有：衰減光功率的方法有： 反射反射一部分光，一部分光，吸收吸收一部分光，一部分光，在空間遮擋一部分光，用偏振在空間遮擋一部分光，用偏振片選擇光的偏振面等。片選擇光的偏振面等。1 1、光衰減器、光衰減器（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量性能指標(biāo)l固定衰減值：固定衰減值：1、2、3、5、10、15、20dB或任意

31、l回波損耗：回波損耗：50dB（PC）、60dB（APC） l工作波長：工作波長：1310nm或1550nm l衰減范圍：衰減范圍：0-30dB1 1、光衰減器、光衰減器（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量2 2、光源、光源l 穩(wěn)定光源穩(wěn)定光源l 白色光源（即寬譜線光源）白色光源（即寬譜線光源）l 可見光光源?？梢姽夤庠础＃ㄒ唬y量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量 自動光功率控制（APC）技術(shù)，輸出光功率有0.1dB/h的穩(wěn)定度。波長穩(wěn)定度穩(wěn)定度高 ，簡便，可靠。2 2、光源、光源（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量3 3、光功率計、光功率計（一

32、）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量l 光功率l 線路損耗l 系統(tǒng)富裕度l 接收機靈敏度等u高光平型（1040dBm）u中光平型（055dBm）u低光平型（090dBm）3 3、光功率計、光功率計（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量l長波長型（1.01.7m）l短波長型（0.41.1m）l全波長型（0.71.6m）n顯示器（指示器）n檢測器（探頭）3 3、光功率計、光功率計（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量型 號：LPM-3Ta 測量波長：850/1300/1310/1490/1550/1625 連 接 器：FC/SC/ST自動關(guān)機：具備（可

33、調(diào)整） 外接電源：可選顯示精度：0.01 (dB)測量范圍：-70+10 (dBm)3 3、光功率計、光功率計（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量l按光功率計上按光功率計上“”，選擇，選擇1310nm1310nm，按，按“dBm”dBm”選擇屏幕上出現(xiàn)選擇屏幕上出現(xiàn)dBmdBm將將原接原接處處 （或則（或則ODFODF）的尾纖取下連接至光功率計，等待光功率穩(wěn)定后，）的尾纖取下連接至光功率計，等待光功率穩(wěn)定后，讀出測試值。一般在讀出測試值。一般在-10dBm-10dBm到到-25dBm-25dBm之間。之間。注意：一定要注意光纖的清潔。 光功率計的使用光功率計的使用3 3、光功

34、率計、光功率計（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量 光纖彎曲時，光會從纖芯中輻射出來，被光光纖彎曲時，光會從纖芯中輻射出來，被光纖識別器檢測到。纖識別器檢測到。 此可將多芯光纜或是接插板中的單根光纖從其他光纖中標(biāo)識出來。 光纖識別器可以在不影響傳輸?shù)那闆r下檢測光的狀態(tài)及方向。（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量很靈敏的光電探測器很靈敏的光電探測器4 4、光纖識別器、光纖識別器 在發(fā)送端將測試信號調(diào)制成270Hz、1000Hz或2000Hz，并注入特定的光纖中。 光纖識別器用于工作波長為1310nm或1550nm的單模光纖光纜，可以利用宏彎技術(shù)宏彎技術(shù)在線地識

35、別光纜和測試光纜中的傳輸方向和功率。 （一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量4 4、光纖識別器、光纖識別器 基于LED可見光（紅光）源l 光纖斷裂l 連接器故障l 彎曲過度l 熔接質(zhì)量差等（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量通過發(fā)射到光纖的光就可以對光纖的故障進(jìn)行可視定位。5 5、故障定位器、故障定位器（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量OTDR的用途的用途l纖長纖長l 事件點的位置；事件點的位置；l光纖衰減分布情況；光纖衰減分布情況；l接頭損耗；接頭損耗；l回?fù)p；回?fù)p；光纖損耗沿著長度的分布，迅速確定各個光纖損耗沿著長度的分布，迅速確定各個

36、事件的位置。事件的位置。6 6、光時域反射計、光時域反射計OTDROTDR（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量6 6、OTDROTDR工作原理：光纖后向散射理論工作原理：光纖后向散射理論l 瑞利散射：瑞利散射：折射率不均勻，散射體。折射率不均勻，散射體。l菲涅爾散射：菲涅爾散射：兩種媒質(zhì)的分界面發(fā)生反射兩種媒質(zhì)的分界面發(fā)生反射和折射。和折射。瑞利散射光功率瑞利散射光功率與傳輸光功率成正比。與傳輸光功率成正比。 背向散射：背向散射：光纖自身反射回的光信號。 非反射事件：非反射事件：光纖中的熔接頭和微彎都會帶來損耗，但不會引起反射。 反射事件：反射事件：活動連接器、機械接頭和光纖

37、中的斷裂點都會引起損耗和反射幅度較大的事件?；拘g(shù)語基本術(shù)語（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量6 6、OTDROTDR光纖末端光纖末端：（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量6 6、OTDROTDR基本術(shù)語基本術(shù)語OTDR原理框圖原理框圖 6 6、OTDROTDR（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量OTDR測試事件類型及顯示測試事件類型及顯示 （一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量6 6、OTDROTDR定義：定義：把初始背向散射電平與噪聲電平的差值（dB）。作用：作用：動態(tài)范圍可決定最大測量長度 。方法：方法：有峰-峰值（

38、又稱峰值動態(tài)范圍） 信噪比（SNR1）兩種表示方法。 應(yīng)用應(yīng)用: 動態(tài)范圍大小決定儀器可測量光纖的最大長度OTDR的性能參數(shù)的性能參數(shù)動態(tài)范圍（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量6 6、OTDROTDROTDR的性能參數(shù)的性能參數(shù)動態(tài)范圍（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量6 6、OTDROTDR動態(tài)范圍大小決定儀器可測量光纖的最大長度動態(tài)范圍大小決定儀器可測量光纖的最大長度OTDR的性能參數(shù)的性能參數(shù)動態(tài)范圍（一）測量儀器（一）測量儀器三、三、 光纖測量光纖測量6 6、OTDROTDR 光纖類別 波 長 區(qū)（nm） 衰減常數(shù)技術(shù)指標(biāo)( dB/km)G.65

39、21260-13600.51530-15650.281565-16XX0.35G.6551530-15650.281565-16XX0.35各類光纖的典型衰減常數(shù)各類光纖的典型衰減常數(shù)（二）光纖損耗測量（二）光纖損耗測量三、三、 光纖測量光纖測量u 測量長度測量長度L2的輸出光功率的輸出光功率 Poutu在離光源在離光源23m 附近剪斷光纖附近剪斷光纖u測量長度測量長度 L1 的輸出光功率，輸入光功率的輸出光功率，輸入光功率 Pin。（二）光纖損耗測量（二）光纖損耗測量三、三、 光纖測量光纖測量1 1、剪斷法、剪斷法 測量精度最好的辦法，其缺點是要截斷光纖.驅(qū)動驅(qū)動電路電路注入器注入器被測光纖

40、被測光纖光源光源光功光功率計率計L1L2PinPoutL光光功功率率dBmPinPoutL1L2L被測光纖被測光纖光纖長度光纖長度km穩(wěn)態(tài)模穩(wěn)態(tài)模 dBlog101L ( )( )PinPout（二）光纖損耗測量（二）光纖損耗測量三、三、 光纖測量光纖測量1 1、剪斷法、剪斷法 與剪與剪斷法斷法原理類似，用原理類似，用2米長的參考光纖的輸出光功率代替輸入米長的參考光纖的輸出光功率代替輸入光功率，測試結(jié)果精確度較高，但受活動連接器的連接效果影響光功率，測試結(jié)果精確度較高，但受活動連接器的連接效果影響較大，一般用在中繼段衰減的測試。較大，一般用在中繼段衰減的測試。參考設(shè)置 測試設(shè)置 （二）光纖損耗

41、測量（二）光纖損耗測量三、三、 光纖測量光纖測量光損耗測試儀光損耗測試儀2 2、插入法、插入法被被測測光光纖纖脈脈沖沖發(fā)發(fā)生生器器時時鐘鐘光光源源光光探探測測器器放放大大器器數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸出出示示波波器器光光方方向向耦耦合合器器信信號號處處理理系系統(tǒng)統(tǒng)光光功功率率dBm光光纖纖長長度度kmLPinPref 2L2L1Pref 1熔熔接接頭頭后后向向散散射射光光菲菲涅涅爾爾反反射射菲菲涅涅爾爾反反射射瑞瑞利利散散射射瑞瑞利利散散射射瑞瑞利利散散射射連連接接頭頭（二）光纖損耗測量（二）光纖損耗測量三、三、 光纖測量光纖測量3 3、后向散射法（、后向散射法（OTDROTDR）l 單端輸入和輸出，不破壞

42、光纖，方便。單端輸入和輸出，不破壞光纖，方便。l 可測可測損耗系數(shù)損耗系數(shù)長度長度連接器和熔接頭損耗。連接器和熔接頭損耗。l 可觀測光纖沿線的均勻性和確定光纖可觀測光纖沿線的均勻性和確定光纖故障點故障點的位的位置，在工程上獲得了廣泛地使用。置，在工程上獲得了廣泛地使用。（二）光纖損耗測量（二）光纖損耗測量三、三、 光纖測量光纖測量應(yīng)用應(yīng)用3 3、后向散射法（、后向散射法（OTDROTDR）優(yōu)點：優(yōu)點：l 非破壞性的測量方法。非破壞性的測量方法。l 單端口測量法，即測量只需在光纖的單端口測量法，即測量只需在光纖的 一端一端進(jìn)行。進(jìn)行。l 提供光纖損耗與長度關(guān)系的詳細(xì)信息。提供光纖損耗與長度關(guān)系的

43、詳細(xì)信息。（二）光纖損耗測量（二）光纖損耗測量三、三、 光纖測量光纖測量3 3、后向散射法（、后向散射法（OTDROTDR）末端的菲涅爾反射脈沖始端的菲涅爾反射脈沖連接損耗反射點噪聲（二）光纖損耗測量（二）光纖損耗測量三、三、 光纖測量光纖測量3 3、后向散射法（、后向散射法（OTDROTDR）設(shè)光脈沖經(jīng)長度為L(m)，平均折射率為n的光纖傳輸后，其傳輸時延Dt為（三）光纖長度測量（三）光纖長度測量三、三、 光纖測量光纖測量傳輸脈沖時延法傳輸脈沖時延法 式中，c為真空中光速（3108m/s），此式可改寫為DtnL/c (s) LcDt/n (m)（四）光纖帶寬測量（四）光纖帶寬測量三、三、 光

44、纖測量光纖測量被被測測光光纖纖脈脈沖沖發(fā)發(fā)生生器器光光源源取取樣樣示示波波器器光光探探測測器器注注入入裝裝置置12t 輸輸入入光光強強1.00.50 1/2t 輸輸出出光光強強1.00.50 1/2inout時域法測量光纖帶寬時域法測量光纖帶寬（四）光纖帶寬測量（四）光纖帶寬測量三、三、 光纖測量光纖測量l相移法相移法（單模光纖色散的基準(zhǔn)方法）l脈沖時延法脈沖時延法（五）光纖色散測量（五）光纖色散測量三、三、 光纖測量光纖測量（五）光纖色散測量（五）光纖色散測量三、三、 光纖測量光纖測量相移法色散測量原相移法色散測量原理理被被測測光光纖纖正正弦弦信信號號發(fā)發(fā)生生器器光光源源光光探探測測器器注注

45、入入裝裝置置波波長長選選擇擇放放大大器器濾濾波波器器相相位位計計計計算算機機L參參考考信信號號（五）光纖色散測量（五）光纖色散測量三、三、 光纖測量光纖測量相移法色散測量原相移法色散測量原理理（一）調(diào)制（一）調(diào)制（二）強度調(diào)制系統(tǒng)（二）強度調(diào)制系統(tǒng)三、三、 光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)光的調(diào)制：光的調(diào)制：將所傳遞的信息加載到激光上，將所傳遞的信息加載到激光上，將激光作為信息的載體，通過改變激光的振將激光作為信息的載體，通過改變激光的振幅、波長幅、波長(頻率頻率)、相位、偏振參數(shù)、方向等、相位、偏振參數(shù)、方向等各參量，使光攜帶信息的過程。各參量，使光攜帶信息的過程。（一）調(diào)制（一）調(diào)制四、四、

46、光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)硒晶體硒晶體拋物面反射鏡拋物面反射鏡振動隔膜振動隔膜反射反射鏡鏡接收接收器器太陽太陽BellBell光電話實驗（光電話實驗（18801880年）年）副載波副載波調(diào)制調(diào)制模擬強度調(diào)制模擬強度調(diào)制(AM)調(diào)幅調(diào)幅(FM)調(diào)頻調(diào)頻(PM)調(diào)相調(diào)相數(shù)字強度調(diào)制數(shù)字強度調(diào)制(ASK)(PSK)(FSK)幅移鍵控幅移鍵控頻移鍵控頻移鍵控相移鍵控相移鍵控外調(diào)制外調(diào)制非相干調(diào)制非相干調(diào)制調(diào)制調(diào)制(直接強度調(diào)制)(直接強度調(diào)制)直接直接調(diào)制調(diào)制IM/DD相干調(diào)制相干調(diào)制(頻率或相位調(diào)制)(頻率或相位調(diào)制)(ASK)(PSK)(FSK)幅移鍵控幅移鍵控頻移鍵控頻移鍵控相移鍵控相移鍵控電

47、光調(diào)制器電光調(diào)制器聲光調(diào)制器聲光調(diào)制器電吸收波導(dǎo)調(diào)制器電吸收波導(dǎo)調(diào)制器（一）調(diào)制（一）調(diào)制四、四、 光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)調(diào)制方式調(diào)制方式電電信信號號驅(qū)驅(qū)動動LD低低頻頻電電信信號號調(diào)調(diào)制制后后的的光光波波調(diào)調(diào)制制光光低低頻頻電電信信號號高高速速驅(qū)驅(qū)動動高高頻頻載載波波LD調(diào)調(diào)制制光光低低頻頻電電信信號號調(diào)調(diào)制制后后的的高高頻頻載載波波調(diào)調(diào)制制后后的的光光波波外外調(diào)調(diào)制制器器放放大大器器 電電信信號號調(diào)調(diào)制制光光電電信信號號調(diào)調(diào)制制后后的的光光波波LD直直接接調(diào)調(diào)制制S SC CM M調(diào)調(diào)制制外外調(diào)調(diào)制制（一）調(diào)制（一）調(diào)制四、四、 光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)調(diào)制方式調(diào)制方式直接調(diào)制：

48、直接調(diào)制：（一）調(diào)制（一）調(diào)制四、四、 光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)是用電信號直接調(diào)制光源器件的偏置電流，使光源發(fā)出的光功率隨信號而變化。優(yōu)點優(yōu)點：是簡單、經(jīng)濟、容易實現(xiàn)，但調(diào)制速率受載流子壽命及高速率下的性能退化的限制。光纖通信中光源光纖通信中光源多采用直接調(diào)制方式直接調(diào)制方式。調(diào)制帶寬：幾調(diào)制帶寬：幾MHz-幾幾GHz直接調(diào)制直接調(diào)制-LD數(shù)字信號數(shù)字信號調(diào)制調(diào)制模擬信號模擬信號調(diào)制調(diào)制（一）調(diào)制（一）調(diào)制四、四、 光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)LD數(shù)字調(diào)制原理圖.swfLD模擬調(diào)制原理圖.swf是在激光器外的光路上放置調(diào)制器，將待傳輸?shù)男盘柺窃诩す馄魍獾墓饴飞戏胖谜{(diào)制器，將待傳輸?shù)男盘柤虞d

49、到調(diào)制器上當(dāng)激光通過這種調(diào)制器時，激光的加載到調(diào)制器上當(dāng)激光通過這種調(diào)制器時，激光的強度、位相、頻率等將發(fā)生變化，從而實現(xiàn)調(diào)制。強度、位相、頻率等將發(fā)生變化，從而實現(xiàn)調(diào)制。調(diào)制速率高，技術(shù)復(fù)雜，成本較高，在大容量的波分調(diào)制速率高，技術(shù)復(fù)雜，成本較高，在大容量的波分復(fù)用和相干光通信系統(tǒng)中使用復(fù)用和相干光通信系統(tǒng)中使用。（一）調(diào)制（一）調(diào)制四、四、 光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)外調(diào)制：外調(diào)制：調(diào)制器調(diào)制器光纖光纖調(diào)制帶寬：幾調(diào)制帶寬：幾GHz-幾十幾十GHz-指材料折射率隨外加電場變化的現(xiàn)象，主要包括指材料折射率隨外加電場變化的現(xiàn)象，主要包括泡克泡克爾斯效應(yīng)爾斯效應(yīng)和克爾效應(yīng)，是在光調(diào)制中得到最廣

50、泛應(yīng)用和克爾效應(yīng)，是在光調(diào)制中得到最廣泛應(yīng)用的物理現(xiàn)象。的物理現(xiàn)象。電光效應(yīng)：電光效應(yīng)：（一）調(diào)制（一）調(diào)制四、四、 光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)電吸收效應(yīng)：電吸收效應(yīng)：指利用半導(dǎo)體超晶格結(jié)構(gòu)的量子限制斯塔克效應(yīng)，指利用半導(dǎo)體超晶格結(jié)構(gòu)的量子限制斯塔克效應(yīng)，垂直于量子阱薄層施加電場能夠引起光吸收邊的展垂直于量子阱薄層施加電場能夠引起光吸收邊的展寬，外電場取消后吸收光譜又能可逆的還原，而銳寬，外電場取消后吸收光譜又能可逆的還原，而銳吸收特性仍被保持。吸收特性仍被保持。 （一）調(diào)制（一）調(diào)制四、四、 光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)IM/DD方式方式在發(fā)送端，電信號直接調(diào)制（在發(fā)送端，電信號直接調(diào)制（

51、IM）光載波的強度；）光載波的強度；在接收端，光信號被在接收端，光信號被PIN直接探測（直接探測（DD），恢復(fù)電），恢復(fù)電信號。信號。實用化的光纖系統(tǒng)，非相干的實用化的光纖系統(tǒng)，非相干的(IM/DD)方式。方式。成熟，簡單，成本低，性能優(yōu)良，主角。成熟，簡單，成本低，性能優(yōu)良，主角。（二）光強度調(diào)制系統(tǒng)（二）光強度調(diào)制系統(tǒng)四、四、 光強度調(diào)制系統(tǒng)光強度調(diào)制系統(tǒng)（一）線路編碼（一）線路編碼（一）光發(fā)射機（一）光發(fā)射機（二）光接收機（二）光接收機五、五、 光發(fā)射機與光接收機光發(fā)射機與光接收機點對點光纖通信鏈路示意圖點對點光纖通信鏈路示意圖從電端機輸出的是適合于電纜傳輸?shù)碾p極性碼雙極性碼。光源不可能

52、發(fā)射負(fù)光脈沖負(fù)光脈沖，因此必須進(jìn)行碼型變換。（一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機二進(jìn)制二電平碼，即“有光脈沖有光脈沖”表示“”碼， “無光脈沖”表示“0”碼。線路編碼需要線路編碼需要l“”碼和“0”碼的個數(shù)是隨機的，基線漂移，基線漂移，判決困難。 l長串 “”碼或 “0”碼，位同步信息丟失，給定時困難。l不能在線的誤碼檢測。（一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機二電平碼問題：二電平碼問題： PCM通信系統(tǒng)中的接口速率和碼型通信系統(tǒng)中的接口速率和碼型基 群二 次 群三 次 群四 次 群接口碼速率 (Mbit/s)2.0488.44

53、834.368139.264接口碼型HDB3HDB3HDB3CMI PDH，分組碼分組碼mBnB，1B2B碼（碼（CMI、DMI和雙相碼等）和雙相碼等）和和插入碼插入碼， SDH光纖通信系統(tǒng)中，廣泛使用的是光纖通信系統(tǒng)中，廣泛使用的是加擾的加擾的NRZ碼碼。 線路編碼的目的是：線路編碼的目的是：誤碼檢測，傳輸輔助信息誤碼檢測，傳輸輔助信息（一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機都不適合在數(shù)字光纖傳輸。都不適合在數(shù)字光纖傳輸。碼 型碼型變換規(guī)則傳輸速率誤碼監(jiān)測適用系統(tǒng)1B2B碼CMI“1”：11,00交替“0”：012fi按編碼規(guī)則檢查PDH雙相碼“1”：10 “0

54、”：012fi同上DMI“1”：11,00交替“0”：01（前二個碼為01，11時）10（前二個碼為10，00時）2fi同上分組碼mBnB正負(fù)模式交替nfi /m（1）查禁用碼字（2）利用DRS插入碼mB1P（1）P碼滿足奇校驗規(guī)則（2）P碼滿足偶校驗規(guī)則(m+1) fi /m奇偶校驗mB1CC=Bm(m+1)fi /m模2和=0mB1H混合碼加擾NRZ給輸入NRZ序列加擾fi無SDH常用的線路編碼常用的線路編碼（一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機 分組碼常用mBnB表示，每進(jìn)入mbit，出nbit，nm，形成一種一一對應(yīng)關(guān)系。般選取n=m+1。 常用的mBn

55、B碼有1B2B、3B4B、5B6B、8B9B和17B18B等。 遵循讓遵循讓“0”，“1”均衡分布的原則，均衡分布的原則，mBnB碼的缺點是傳輸輔助信號比較困難。碼的缺點是傳輸輔助信號比較困難。（一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機 1 1分組碼分組碼 （1）CMI碼 CMI碼又稱傳號反轉(zhuǎn)碼，它是一種1B2B碼。其變換規(guī)則是原碼的“0”碼用“01”碼代替，原碼的“1”碼用“00”或“11”交替代替。 ITU-T建議CMI碼作為PDH四次群和SDH的STM-1的接口碼型。（一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機 1 1分組碼分組碼1B

56、2B1B2B碼碼每進(jìn)入每進(jìn)入mbit，插入一個碼插入一個碼組成組成m+1bit輸出。輸出。優(yōu)點：能傳遞豐富的輔助信息及中途方便的上下話優(yōu)點：能傳遞豐富的輔助信息及中途方便的上下話路。路。根據(jù)插入碼的用途不同，可以分為插入碼的用途不同，可以分為mB1C碼、碼、mB1H碼和碼和mB1P碼等碼等（一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機2 2插入碼插入碼mB碼100110001101 （1）mB1C碼碼mBlC碼1001110100101010mBC （一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機2 2插入碼插入碼mBlH碼，B為信息比特，H碼為一

57、個混合碼。所插入的H碼可以根據(jù)不同用途分為2類：C碼，它是第m位碼的補碼，用于在線誤碼率監(jiān)測G碼，用于區(qū)間通信、幀同步、公務(wù)、數(shù)據(jù)、監(jiān)測等信息的傳輸。（一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機（2）mB1H碼碼2 2插入碼插入碼主要優(yōu)點：由以上插入碼來總結(jié)缺點：頻譜特性不如mBnB碼C GF1S1S2S3F2S4S5S6F3S7S8S9F4S10S11S12BBBBH （2）mB1H碼舉例（碼舉例（4B1H）注釋注釋： F 幀同步（幀同步（1001）；）； S5 檢測碼（監(jiān)控通道）；檢測碼（監(jiān)控通道）； S11 公務(wù)碼；公務(wù)碼； S2S8 為數(shù)據(jù)碼；為數(shù)據(jù)碼； S1

58、S3S4S6S7S9S10S12 區(qū)間通信區(qū)間通信以上就是此種碼型在以上就是此種碼型在34M系統(tǒng)中應(yīng)用的幀結(jié)構(gòu)，請問系統(tǒng)中應(yīng)用的幀結(jié)構(gòu)，請問4B1H編編碼后的碼速是多少？其幀長為多少？碼后的碼速是多少？其幀長為多少？34*5/4=43Mbps 幀長：幀長：32*5=160H H為為C C與與G G的交替混合碼。的交替混合碼。G G：F F1 1S S1 1S S2 2S S3 3 F F2 2S S4 4S S5 5S S6 6 F F3 3S S7 7S S8 8S S9 9 F F4 4S S1010S S1111S S1212（一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機

59、與接收機保證傳輸?shù)耐该餍?，在調(diào)制器前，附加一個擾碼器擾碼器，將二進(jìn)制碼序列加以變換，使其接近于隨機序列。將二進(jìn)制碼序列加以變換，使其接近于隨機序列。在判決器之后，附加一個解擾器，以恢復(fù)原始序列。擾碼與解擾可由反饋移位寄存器和對應(yīng)的前饋移位寄擾碼與解擾可由反饋移位寄存器和對應(yīng)的前饋移位寄存器實現(xiàn)。存器實現(xiàn)。 擾碼改變了“”碼與“0”碼的分布， 從而改善了碼流的一些特性。 例如： 擾碼前： 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 擾碼后： 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 （一）線路編碼（一）線路編碼四、四、 光發(fā)送機與接收機光發(fā)送機與接收機 3 3擾碼擾碼SDH光纖

60、通信系統(tǒng)中廣泛使用的是加擾的光纖通信系統(tǒng)中廣泛使用的是加擾的NRZ碼，碼，去除碼流去除碼流中長連中長連“0”或長連或長連“1”的情況，從而有利于接收端提取時鐘的情況，從而有利于接收端提取時鐘信號。信號。 l l 用一個隨機序列與輸入信號序列進(jìn)行邏輯加用一個隨機序列與輸入信號序列進(jìn)行邏輯加，這樣就能，這樣就能把任何輸入信號序列變換為隨機序列，但完全隨機的序列把任何輸入信號序列變換為隨機序列，但完全隨機的序列不能再現(xiàn)。不能再現(xiàn)。 l l 用偽隨機序列來代替完全隨機序列進(jìn)行擾碼與解擾的作用偽隨機序列來代替完全隨機序列進(jìn)行擾碼與解擾的作用。用。 （一）線路編碼（一）線路編碼五、五、 光發(fā)送機與接收機光