2012第四章1.ppt

第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 本章着重介绍模拟光纤和数字光纤通信系统的信号与调制格式、模拟基带直接光强调制光纤传输系统及副载波复用光纤传输系统、数字光纤通信系统的两种传输体制及其性能指标。 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 4.1 系统的信号与调制 4.2 模拟光纤通信系统 4.3 两种数字传输体制 4.4 数字光纤通信系统的性能指标 4.5 IM-DD数字光纤通信系统设计 4.1 系统的信号与调制 一、模拟信号与数字信号 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 4.1 系统的信号与调制 一、模拟信号与数字信号 比特时间：每个码持续的时间。TB 比特率：每秒钟的比特数。B=1/TB 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 信噪比： 动态范围：模拟信号的最大幅值Amax与模拟信号的均方根噪声幅度An之比。量化信号值M必须满足 模拟信号转成数字信号的取样频率fs满足奈奎斯特准则 为模拟信号带宽 4.1 系统的信号与调制 一、模拟信号与数字信号 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 数字信号的比特率 m为二进制码的位数，量化信号值为M 4.1 系统的信号与调制 二、调制格式 调制前的光载波的形式为： 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 数字信号调制：移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相 键控(PSK) 最简单的一种(ASK)称开关调制(OOK) 模拟信号调制：调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM) 根据信号与载波的形式及调制器的特性不同，可以构成不同的调制方式。主要调制方式有三个： 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 4.2 模拟光纤通信系统 对光纤通信系统来说，数字通信系统所采用的数字调制方式具有较强的数字处理能力、抗干扰能力，无噪声积累且适宜于长距离干线传输。但这种方式设备复杂，价格昂贵。 模拟设备比较简单便宜，调制方式多样，使用灵活，因此在图像和数据信号的传输中获得了较多的应用。例如视频信号的短距离传输系统，由于高速数模及模数转换的高价格及PCM（pulse code modulation）调制占据的宽带宽，采用模拟传输更合理。 4.2 模拟光纤通信系统 一、调制方式 主要调制方式有： 1、模拟基带直接光强调制（D—IM） 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 用承载信息的模拟基带信号，直接对发射机的光源（LED或LD）进行光强调制，使光源输出光功率随时间变化的波形与输入的模拟基带信号的波形成比例。 4.2 模拟光纤通信系统 一、调制方式 主要调制方式有： 2、副载波复用光强调制(SCM—IM) 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 又称频分复用光强调制。用每路模拟电视基带信号分别对某个指定的射频（RF）电信号进行调幅（AM）或调频(FM)然后用组合器把多个预调RF信号组合成多路宽带信号，再用这种多路宽带信号对发射机的光源进行光强调制。预调制的RF电载波称为副载波。 4.2 模拟光纤通信系统 一、调制方式 主要调制方式有： 3、模拟间接光强调制 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 先用承载信息的模拟基带信号进行电的预调制，然后用这个预调制的电信号对光源进行光强调制。分为频率调制（FM）、脉冲频率调制(PFM)、方波频率调制(SWFM)等。 4.2 模拟光纤通信系统 一、调制方式 3、模拟间接光强调制 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 几种不同的脉冲调制波形见下图。 4.2 模拟光纤通信系统 二、模拟基带直接光强调制光纤传输系统 对于基带直接强度调制光纤通信系统，光源的模拟调制响应如下图。 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 4.2 模拟光纤通信系统 二、模拟基带直接光强调制光纤传输系统 衡量模拟通信系统性能的重要参量是信噪比（SNR）和信号失真（信号畸变）。 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 1、信噪比 定义为接收信号功率和噪声功率的比值（或均方信号电流和均方噪声电流之比）即： 4.2 模拟光纤通信系统 二、模拟基带直接光强调制光纤传输系统 检测信号光电流为 第四章 模拟光纤和数字光纤通信系统 为输入光检测器的平均光功率， 为光检测器响应度，  为一次光生电流， 为倍增因子。 平均信号电流 调制指数 4.2 模拟光纤通信系统