数字光纤通信系统的设计.doc

第五章数字光纤通信系统的设计(2学时)一、教学目的及要求:使学生了解整个数字光纤通信系统在整体进行设计时应考虑的因素和设计时使用的主要方法。二、教学重点及难点:本章重点:掌握损耗限制系统和色散限制系统中再生中继距离的设计方法。本章难点:中继距离与系统传输速率的关系。三、教学手段:板书与多媒体课件演示相结合四、教学方法:课堂讲解、提问五、作业:课外作业:5-15-25-5六、参考资料:《光纤通信》刘增基第五章。《光纤通信》杨祥林第八章七、教学内容与教学设计:教学内容教学设计备注【导入】(2分钟)回顾上节课的主要内容,借以引出这节课的主要内容。导入[提问]提问引出本章的教学内容。2分钟【讲授新课】(88分钟)讲解第五章数字光纤通信系统的设计对数字光纤通信系统而言,系统设计的主要任务是,根据用户对传输距离和传输容量(话路数或比特率)及其分布的要求,按照国家相关的技术标准和当前设备的技术水平,经过综合考虑和反复计算,选择最佳路由和局站设置、传输体制和传输速率以及光纤光缆和光端机的基本参数和性能指标,以使系统的实施达到最佳的性能价格比。在技术上,系统设计的主要问题是确定中继距离,尤其对长途光纤通信系统,中继距离设计是否合理,对系统的性能和经济效益影响很大。中继距离的设计有三种方法:最坏情况法(参数完全已知)、统计法(所有参数都是统计定义)和半统计法(只有某些参数是统计定义)。。数字光纤线路系统(a)无中继器;(b)一个中继器如果系统传输速率较低,光纤损耗系数较大,中继距离主要受光纤线路损耗的限制。在这种情况下,要求S和R两点之间光纤线路总损耗必须不超过系统的总功率衰减,即[板书][板书][板书][多媒体课件]88分钟L(αf+αs+αm)≤Pt-Pr-2αc-Me式中,Pt为平均发射光功率(dBm),Pr为接收灵敏度(dBm),αc为连接器损耗(dB/对),Me为系统余量(dB),αf为光纤损耗系数(dB/km),αs为每km光纤平均接头损耗(dB/km),αm为每km光纤线路损耗余量(dB/km),L为中继距离(km)。根据ITUT(原CCITT),用LD作光源的常规单模光纤()系统,在S和R之间数字光纤线路的容限如下表:(带宽)的限制如果系统的传输速率较高,光纤线路色散较大,中继距离主要受色散(带宽)的限制。为使光接收机灵敏度不受损伤,保证系统正常工作,必须对光纤线路总色散(总带宽)进行规范。对于数字光纤线路系统而言,色散增大,意味着数字脉冲展宽增加,因而在接收端要发生码间干扰,使接收灵敏度降低,或误码率增大。严重时甚至无法通过均衡来补偿,使系统失去设计的性能。为确定中继距离和光纤线路色散(带宽)的关系,把输出脉冲用半高全宽度(FWHM)τ表示,即式中,τ=σ/,σ=aT,a为相对rms脉冲宽度,T=1/fb,fb为系统的比特传输速率。Δτf为光纤线路(FWHM)脉冲展宽,取决于所用光纤类型和色散特性。对于多模光纤系统,色散特性通常用3dB带宽表示,中继距离L与1km光纤带宽B1的关系为B1=BLγ,所以L=[(~)B1/fb]1/γ对于单模光纤系统,Δτf=