光纤通信第四章2014详解.ppt

4.4 系统设计 4.4.1 系统结构和限制 1）系统结构 点对点 分配网络 集线树形结构 总线结构 局域网络 环形结构 星型结构 光纤通信系统设计考虑的问题 1) 开通速率的考虑 2) 工作波长的选择 3) 光纤类型的选择 4) 光元器件的选择 5) 码型和带宽的选择 6) 占空比 7) 误码率的分配 2）损耗限制系统 光纤的吸收和其他损耗限制了通信距离。 200 km 0.2dB/km 1.55μm 100-200 km 0.3dB/km 1.3μm 10-30 km 2.5dB/km 0.85μm 中继距离 损耗 工作波长 带宽满足要求，系统中继距离只受损耗限制。 3）色散限制系统 光纤色散导致光脉冲展宽，从而构成系统BL乘积的限制。 当色散限制传输距离小于损耗限制的传输距离时，称为色散限制系统。 色散系统带宽估算 850nm系统 阶跃多模光纤：BL C/(2n1*Δ) —模色散为主 C 光速 n1 纤芯折射率 Δ相对折射率差 B为1Mb/s L 10km 渐变折射率光纤：BL 2C/(2n1*Δ2) —模色散为主 C 光速 n1 纤芯折射率 Δ相对折射率差 B为100Mb/s 仍为损耗受限系统 BL可以达到 2Gb/s*km 1300nm系统 BL 4│ D │σλ —材料色散为主 D为色散系数 ，一般为1-2pS/km?nm σλ为光源的均方根谱宽 BL可以达到 125Gb/s*km 一般B 1Gb/s 仍为损耗受限系统， B 1Gb/s 时为色散受限系统。 1550nm系统 色散较大，一般为色散受限系统。以材料色散为主。 用窄带单纵模激光器可以增大带宽。 B 5Gb/s 时为色散受限系统。 但由于频率啁啾（chirp）对于2Gb/s的系统，中继距离为75km。 使用色散位移光纤可以使BL达到1600Gb/s*km。 在码率20Gb/s下，中继距离可以达到80km。 材料色散为主受限系统设计 色散受限系统可达的再生段距离的最坏值可用下式估算： L d=DSR/Dm 其中DSR为S点和R点之间允许的最大色散值，可以从相关的标准表格中查到，Dm为允许工作波长范围内的最大光纤色散系数，单位为ps/（nm·km），可取实际光纤色散分布最大值。 例：某光纤系统允许最大色散值 DSR(或Dmax)为1200ps/nm， 所用光纤的色散系数为17ps/nm*km。求色散受限最大传输距离。 解： L d=DSR/Dm=1200(ps/nm)/ 17(ps/nm*km)=70.6(km) （1）多纵模激光器（MLM-LD）和发光二极管（LED） 式中f b是线路信号比特率，单位为Mbit/s； Dm 是光纤色散系数，单位为ps/（nm·km）；δλ是光源的均方根谱宽，单位为nm；ε是与色散代价有关的系数，当光源为多纵模激光器（MLM?LD）时，ε取0.115，若为发光二极管，ε取0.306。 例：某光纤系统信号比特率为155Mb/s，所用光纤的色散系数为17ps/nm*km。用LED光源，带宽2nm。求色散受限最大传输距离。 解： =106x0.306/155x17x2 =58km （2）单纵模激光器（SLM-LD）