第5章数字光纤通信系统

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1、第5章数字光纤通信系统5.1两种传输体制5.2系统的性能指标5.3系统的设计返回主目录预备知识——数字通信基本原理¤数字通信的基本概念¤脉冲编码调制（ＰＣＭ）¤时分多路复用及PCM30/32路系统¤数字复接技术——准同步数字体系（PDH）一、数字通信的基本概念（1）模拟信号和数字信号模拟信号：信息随波形的变化而变化，其幅度是连续的。电话、传真、电视信号数字信号：幅值被限制在有限个数值之内，不是连续的，是离散的。电报信号、数据信号从以上分析可知：数字信号与模拟信号的区别是根据幅度取值上是否离散而定的。虽然模拟信号与数字信号有明显区别，但二者之间，在一定条件下是可以互相转换的

2、。(2)数字通信的概念通信的目的是传递或交换信息。根据在信道上传输的信号形式的不同，可分为两类通信方式：模拟通信和数字通信。模拟通信：以模拟信号的形式传递消息，采用频分复用实现多路通信。数字通信：以数字信号的形式传递消息，采用时分复用实现多路通信。（3）数字通信系统的构成数字通信系统的构成模型如图0一4所示。信源:被变换成原始电信号的原始信息。常见的信源有产生模拟信号的电话机、话筒、摄像机和输出数字信号的电子计算机、各种数字终端设备等。信源编码：把模拟信号变换成数字信号，即完成模数变换的任务。如果信源产生的已经是数字信号，可省去信源编码部分。信道编码：完成自动检错或纠错功能传

3、输过程中由于信道中存在噪声干扰，使得传输的数字信号产生差错——误码。为了在接收端能自动进行检错或纠正差错，在信源编码后的信息码元中，按一定的规律，附加一些监督码元，形成新的数字信号。接收端可按数字信号的规律性来检查接收信号是否有差错或纠正错码。调制：将基带数字信号搬移到适合于信道传输的频带上。将基带数字信号直接送到信道传输的方式称为基带传输；将基带数字信号经过调制后再送到信道传输的方式称为频带传输。信道：是指传输信号的通道。根据传输媒介可分为有线信道(明线、电缆、光缆信道)与无线信道(短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继信道)。信宿：接收信息的人或各种终端设备。对于具体的数

4、字通信系统，其方框图并非都与图0一4方框图完全一样，例如：①若信源是数字信息时，则信源编码或信源解码可去掉，这样就构成数据通信系统。②若通信距离不太远，且通信容量不太大时，信道一般采用市话电缆，即采用基带传输方式，这样就不需要调制和解调部分。③传送话音信息时，即使有少量误码，也不影响通信质量，一般不加信道编、解码。④在对保密性能要求比较高的通信系统中，可在信源编码与信道编码之间加人加密器；同时在接收端加入解密器。2．数字通信的特点(1)抗干扰能力强，无噪声积累在模拟通信中，为了提高信噪比，需要及时对传输信号进行放大(增音)，但与此同时，串扰进来的噪声也被放大。由于模拟信号的幅

5、值是连续的，难以把传输信号与干扰噪声分开。随着传输距离的增加，噪声累积越来越大，将使传输质量严重恶化。对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取两个幅值)，在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号。由于无噪声积累，可实现长距离、高质量的传输。(2)便于加密处理信息传输的安全性和保密性越来越显得重要。数字通信的加密处理比模拟通信容易得多。以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密和解密处理。(3)采用时分复用实现多路通信时分复用是利用各路信号在信道上占有不同的时

6、间间隙，同在一条信道上传输，并且互不干扰。(4)设备便于集成化、微型化数字通信采用时分多路复用，不需要昂贵的、体积较大的滤波器。由于设备中大部分电路都是数字电路，可以用大规模和超大规模集成电路实现，这样功耗也较低。(5)占用信道频带宽一路数字电话的频带为64kHz，而一路模拟电话所占频带仅为4kHz，前者是后者的16倍。然而随着微波、卫星、光缆信道的大量利用(其信道频带非常宽)，以及频带压缩编码器的实现和大量使用，数字通信占用频带宽的矛盾正逐步减小3．数字通信系统的主要性能指标衡量数字通信系统性能好坏的指标是有效性和可靠性两项（1）有效性指标有效性指标具体包括以下三项内容。①

7、信息传输速率(R)信息传输速率简称传信率，也叫数码率(常用fb表示)。它的定义是：每秒所传输的信息量。信息传输速率的定义也可以说成是：一秒所传输的二进制码元数，其单位为bit／s。其中fs为抽样频率，n是复用的路数，l是编码的码位数。②符号速率(N)符号速率也叫码元速率，它的定义是：1秒所传输的码元数目(这里的码元可以是多进制的，也可以是二进制的)，其单位为“波特”(Bd)。一个符号要用log2M个代码来表示(M为进制数或电平数)。可见，二进制码元传输时，信息传输速率与符号速率相等。③频带利用率真正用来