光纤通信——第四章.pptVIP

学习本章目的和要求 第4章 光端机 激光二极管的啁啾(Chirp)特性：在直接调制激光二极管时，不仅输出光功率随调制电流发生变化，而且光的频率也会发生波动，即在幅度调制的同时还受到频率调制。 带有频率啁啾的信号在单模光纤中传播时，在色散作用下，将增大非线性失真。 随着调制速率增加，啁啾现象愈加严重。 解决办法：采用外部调制器。 4.2.2 光接收机的噪声特性 4.2.2 光接收机的噪声特性 4.2.6 自动增益控制（AGC） 4.3 光中继器 4.3.1 光电中继器 4.3.2 全光中继器 4.4 线路编码 小结 小结 简单的二电平码会带来如下问题：  ? 在码流中，出现“１”码和“0”码的个数是随机变化的， 因而直流分量也会发生随机波动(基线漂移)， 给光接收机的判决带来困难。  ? 在随机码流中，容易出现长串连“１”码或长串连“0”码，这样可能造成位同步信息丢失，给定时提取造成困难或产生较大的定时误差。 ? 不能实现在线(不中断业务)的误码检测， 不利于长途通信系统的维护。 数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性，具体要求有：  (1) 能限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分量。这样就可以减小基线漂移、提高输出功率的稳定性和减小码间干扰， 有利于提高光接收机的灵敏度。  (2) 能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“１”码和连“0”码的数目，使“1”码和“0”码的分布均匀， 保证定时信息丰富。  (3) 能提供一定的冗余码，用于平衡码流、误码监测和公务通信。但对高速光纤通信系统，应适当减少冗余码，以免占用过大的带宽。  4.4.1 扰码 为了保证传输的透明性，在系统光发射机的调制器前， 需要附加一个扰码器，将原始的二进制码序列加以变换，使其接近于随机序列。 相应地，在光接收机的判决器之后，附加一个解扰器，以恢复原始序列。扰码与解扰可由反馈移位寄存器和对应的前馈移位寄存器实现。  扰码改变了“１”码与“0”码的分布， 从而改善了码流的一些特性。 例如：  扰码前： 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 … 扰码后： 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 … ① 不能完全控制长串连“１”和长串连“0”序列的出现 ② 没有引入冗余， 不能进行在线误码监测；  ③ 信号频谱中接近于直流的分量较大， 不能解决基线漂移。  因为扰码不能完全满足光纤通信对线路码型的要求， 所以许多光纤通信设备除采用扰码外还采用其它类型的线路编码。 扰码有下列缺点： 4.4.2 mBnB码 mBnB码是把输入的二进制原始码流进行分组，每组有m个二进制码，记为mB，称为一个码字，然后把一个码字变换为n个二进制码，记为nB，并在同一个时隙内输出。 这种码型是把mB变换为nB，所以称为mBnB码，其中m和n都是正整数， nm，一般选取n=m+1。mBnB码有1B2B、3B4B、5B6B、 8B9B、 17B18B等等。  1. mBnB码编码原理 最简单的mBnB码是1B2B码，即曼彻斯特码，这就是把原码的“０”变换为“01”， 把“1”变换为“10”。 因此最大的连“０”和连“１”的数目不会超过两个，例如1001和0110。但是在相同时隙内，传输1比特变为传输2比特， 码速提高了1倍。  以3B4B码为例，输入的原始码流3B码，共有(23)8个码字， 变换为4B码时， 共有(24)16个码字，见表4.2。 为保证信息的完整传输，必须从4B码的16个码字中挑选8个码字来代替3B码。 设计者应根据最佳线路码特性的原则来选择码表。 例如：在3B码中有2个“0”，变为4B码时补1个“１”；在3B码中有2个“1”， 变为4B码时补1个“0”。而000用0001和1110交替使用； 111用0111和1000交替使用。同时，规定一些禁止使用的码字， 称为禁字，例如0000和1111。  0111 1111 111 0110 1110 110 0101 1101 101 0