第九章 光传输系统优化设计
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IP. SDH. IP. IP. ATM. IP. ATM. SDH. 光 层. 光接口. 物理媒质层. 第九章 光传输系统优化设计. 9.1 系统模型. WDM 传输系统结构. y. y. p ( y ︱1 ). P 0 ( I th ). p ( y ︱1 ). I 1. I th. I 0. P 1 ( I th ). p ( y ︱0 ). p ( y ︱0 ). 光电流的概率分布. 9.2 误码率. y. p ( y ︱1 ). P 0 ( I th ). I 1. I th. I 0. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
第九章 光传输系统优化设计9.1 系统模型
物理媒质层
IP
SDH
ATM
IP
SDH
IP
ATM IP
光 层光接口
WDM 传输系统结构
y
p( y︱ 1 )
p( y︱ 0 )
9.2 误码率
总码元数误码数
BER
I1
I0
Ith
y
p( y︱ 1 )
p( y︱ 0 )
P0(Ith)
P1(Ith)
光电流的概率分布
I1
I0
Ith
y
p( y︱ 1 )
p( y︱ 0 )
P0(Ith)
P1(Ith)
光电流的概率分布
1 比特的光电流低于 Ith 的概率
0 比特的光电流高于 Ith 的概率yypIP
Id)1()(
th
-th1
ydypIPthI
th )0()(0
误码出现的概率是
将光电流的概率分布近似为 Gauss 分布)()( 0th1 the IbPIaPP
th 21
1 th 211
( )1( ) exp d
2
II -I
P I - I2
th
20
0 th 200
( )1( ) exp d
2 I
I-IP I - I
2
最后得到
其中
当 Q>3 时
BER 与 Q值的关系
)
Q(Pe
2erf1
2
1BER
01
01
1
1
0
0
IIIIII
Q thth
Q
eP
Q
e
2
2
2
1BER
当 0 = 1 =, I0=0 ,
)
I(
22erf1
2
1BER 1
I/ 为 信 噪 比。
9.3 功率代价 定义: (1) 在限制因素存在的情况下,为保持相同的误码率所必须增加的功率 (dB) 。 (2) 由于存在某种限制因素而引起的信噪比的减少量。
P1’, P0
’, 1’, 0’ 分别为限制因素存在时接收到的功率和噪声均方差。
01
01
01
01
01
01
01
01
log10log10
)PP(R
)PP(R
II
II
PP''
''
''
''
功率代价
当噪声与信号功率无关时, 1 = 0 = 1’=0’=
当噪声与信号功率有关时, 1∝(P1)1/2 且 1 》 0
01
01indep-sig log10
PP
PPPP
''
1
'1
dep-sig log5P
PPP
Ideal Q factor 17dB
Transmitter 1dB
Crosstalk 1dB
Chromatic dispersion 2dB
Nonlinear 1dB
Polarization-dependent loss
3dB
Component aging 3dB
Margin 3dB
系统设计案例: BER=10-12(Q=7) 时各限制因素的功率代价分配
SSRRIN
10%
90%
50%
脉冲宽度
上升时间 下降时间
振幅
9.4 发射机
边模抑制比 (SSR) 、相对强度噪声 (RIN, dB/Hz)、波长稳定性 / 输出功率、上升 / 下降时间、消光比、调制类型
消光比:发送“ 1” 比特时的发射功率与发射“ 0” 比特时的发射功率之比。 消光比为 r,平均发射功率 P不变的情况下 r引入功率代价
消光比为 r,峰值发射功率 2P不变的情况下 r引入功率代价
1
1log10indep-sig r
rPP
r
rPP
1log10indep-sig
9.5 接收机 灵敏度:在特定比特率情况下,达到一定的误码
率所需的平均光功率。 过载参数:接收机所能接收的最大入射功率。
1550nmn 波段各种光接收机的性能
9.6 光放大器9.6.1 EDFA 的增益饱和
Am
pli
fier
gai
n (
dB
)
光放大器增益曲线
G
G
P
PG max
in
sat
ln1
饱和输出功率:放大器增益下降 3dB 时的输出功率。 2lnsatsat
out PP
G:饱和增益 Gmax :不饱和增益Psat :内部饱和功率—使放大器增益下降为 1 的信号光功率。
9.6.2 EDFA 的增益均衡
放大器非均匀增益效应
信道预均衡
放大器级间均衡:(1) 解复用器 + 衰减器(2) 多信道滤波器(3) 带阻滤波器