论文光纤线路编码设计方案与实现正文.docVIP

第1章　绪论 1.11.1.1　光纤通信的发展状况 国从20世纪70年代初开始光通信的研究，到1976年研制出了可用于通信的多模光纤；1979年，多模光纤在短波长窗口的损耗已低于50dB/km，长波长窗口的损耗低于1.0dB/km1987年底，中国建成了从武汉至荆州全长约250km的第一条长距离架空光缆，使用国产长途光纤通信系统，传送34Mblt/s的数字信号。1990年利用国产设备建成了兰州至乌鲁木齐的直埋式长途光缆通信干线。六五期间，中国公用邮电通信网建设光缆线路331.5km，七五期间建设光缆线路7310.5km，八五期间完成22条光缆干线的建设任务，使国内光缆总长度达到14.5万公里。1994年以后，除极少数干线采用622Mbit/s系统外，大多数干线直接采用2.5Gbit/s系统、10Gbs系统和波分复用系统。截止到1998年底，中国公用邮电通信网完成了连接全国31个省（自治区、直辖市）的八纵八横骨干光缆传输网建设，铺设的长途和本地中继光缆（不包括接入网）总长度为100万公里。到如今，光纤通信经发展到以采用光放大器（Optical Amplifier,OA）增加中继距离和采用波分复用（Wavelength Division Multiplexing,WDM）增加传输容量为特征的第四代系统。单信道商用速率（采用电时分复用ETDM）可以做到10Gbt/s，实验室速率可高达40Gbit/s，几乎到达了电子器件的极限速率。320Gbit/s（32×10Gbt/s）波分复用系统已开始大批量装备网络1.1.2　光纤通信的优点与缺点 光纤通信在短短的几十年中发展如此迅速，并使得世界80%以上的电信业务在光纤通信网中传送，是与其无可比拟的优越性分不开的。1、光纤的容量大光纤通信是以光纤为传输媒介，光波为载波的通信系统其载波具有很高的频率（约1014Hz），因此光纤具有很大的通信容量。目前商用系统单信道速率可达10bit/s（相当于对光纤上同时传送12万多路电话），多信道总容量可达1.6Tbit/s（相当于1920多万路电话）。即便如此，使用的带宽也大概只有光纤带宽的1%。2、损耗低中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤在1.55?波长区的损耗可低到0.18dB/km，比已知的其他通信线路的损耗都低得多，如果今后采用非石英光纤，并工作在超长波长（2?m），光纤的理论损耗系数可以下降到10-3~10-5dB/km，此时光纤通信的中继距离可达数千，甚至数万公里3、抗电磁干扰能力强高压电线辐射出的电磁波，开动的电气列车产生的电火花，它们都会干扰电话线里和电缆里传送的电信号光导纤维是石英玻璃丝，是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。4、必威体育官网网址性能好对通信系统的重要要求之一是必威体育官网网址性好。电通信方式很容易被人窃听光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和芯包界面附近传送，很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置，泄漏光功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤的外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有1、抗拉强度低光纤的理论抗拉强度要大于钢的抗拉强度。但是光纤在生产过程中表面存在或产生微裂痕，光纤受拉时应力全都加于此，从而使光纤的实际抗拉强度非常低，这就是裸光纤很容易折断的原因。2、光纤连接困难要使光纤的连接损耗小，两根光纤的纤芯必须严格对准。由于光纤的纤芯很细（只有几个微米），加之石英的熔点很高，因此连接很困难，需要有昂贵的专门工具1.1.3　光纤通信的线路编码 在数字通信中，传输码型的选择是一个必须考虑的问题。由于光纤通信有很多优点，所以研究光纤信道的码型变换有重要的实际意义。在数字光纤通信系统中，所传的信号是数字信号。然而，根据原国际电报、电话咨询委员会（）的建议，在脉码调制（PCM）通信系统中，接口码速率与接口码型如表1.1所示。表1.1中，HDB3称为三阶高密度双极性码，这种码型的特点之一是具有双极性，亦即具有1、1、0三种电平。这种双极性码由于采取了一定措施，使码流中的1和1交替出现，因而没有直流分量。同时，这种码型又可利用其正、负极性交替出现的规律进行自动误码监测等。CMI为传号反转码，它是一种两电平不归零码，它的码型变换原则是将原来的二进制码的“0”编为“01”；将原来二进制的“1”编为“00”或“11”。若前一次用“00”，则后一次用“11”，即“00”和“11”是交替出现的，从而使“0”，“1”在码流中是平衡的，并且它不出现“10”，作为禁字使用。因此，一旦码流中出现“10”就知道前面产生了误码，因而具有误码监测功能。