光纤通信刘增基第5章课稿.ppt

第5章 数字光纤通信系统 5.2 系统的性能指标 5.3系 统 的 设 计 标准数字假设参考连接HRX(27500 km)的误码率总指标必须按不同等级的电路质量分配到各部分。图5.14示出最长HRX的电路质量等级划分，图中高级和中级之间没有明显的界限。 图 5.14 最长HRX的电路质量等级划分 我国长途一级干线和长途二级干线都应视为高级电路，长途二级以下和本地级合并考虑。表 5.4 示出HRX误码率总指标按等级的分配。 表5.5的误码率三项指标监测时间为1个月， 在工程验收时执行存在一定困难，通常采用长期平均误码率来衡量，监测时间为24 h。 假设误码为泊松分布，误码率三项指标都可以换算为长期平均误码率。根据原CCITT的建议，对于25 000 km高级电路长期平均误码率BERav至少为1×10-7，按长度比例进行线性折算，得到每公里BERav=4×10-12/km。所以280 km和420 km数字段的BERav分别为1.12×10-9和1.68×10-9，因此取 1×10-9作为标准。 我国长途光缆通信系统进网要求中规定：长度短于420 km时，按 1×10-9计算；长度长于420 km时，先按长度比例进行折算，再按长度累计附加进去。 设计值应比实际要求高 1 个数量级。 短于420 km数字段按BERav=1×10-10设计； 50 km中继段按BERav=1×10-11设计。 图 5.15 抖动示意图 2. 抖动 抖动的定义是：数字信号在各有效瞬时对标准时间位置的偏差。 偏差时间范围称为抖动幅度(JPP)，偏差时间间隔对时间的变化率称为抖动频率(F)。 （1）输入脉冲信号在某一平均位置左右变化； （2）提取时钟信号在中心位置左右变化。 抖动现象相当于对数字信号进行相位调制，表现为在稳定的脉冲图样中，前沿和后沿出现某些低频干扰，其频率一般为0～2 kHz。 抖动单位为UI。当脉冲信号为二电平NRZ时，1UI等于1bit信息所占时间，数值上等于传输速率fb的倒数。 抖动严重时，使得信号失真、 误码率增大。完全消除抖动是困难的，因此在实际工程中，需要提出容许最大抖动的指标。 光纤通信系统各次群输入口对抖动容限的要求如表 5.6所示 全程各次群输出口对抖动容限的要求如表5.7所示，表中括号内的数值是对数字段的要求。 图 5.16 表5.6和表5.7的图解说明 表 5.6 和表5.7各符号的意义如图 5.16 所示。 5.2.3可靠性 衡量通信系统质量的优劣除上述性能指标外，可靠性也是一个重要指标，它直接影响通信系统的使用、维护和经济效益。对光纤通信系统而言，可靠性包括光端机、中继器、光缆线路、辅助设备和备用系统的可靠性。 确定可靠性一般采用故障统计分析法，即根据现场实际调查结果，统计足够长时间内的故障次数，确定每两次故障的时间间隔和每次故障的修复时间。 1. 可靠性表示方法 (1) 可靠性R和故障率φ。 可靠性：是指在规定的条件和时间内系统无故障工作的概率，它反映系统完成规定功能的能力。 故障率φ：是系统工作到时间t，在单位时间内发生故障(功能失效)的概率。φ的单位为10-9/h, 称为菲特(fit), 1fit等于在109 h内发生一次故障的概率。 可靠性R通常用故障率φ表示，两者的关系为 R=exp(-φt) (5.1)  如果通信系统由n个部件组成，且故障率是统计无关的， 则系统的可靠性Rs可表示为 Rs=R1×R2×…×Rn=exp(-φs t) (5.2) 式中, Ri和φi分别为系统第i个部件的可靠性和故障率。 (2) 故障率φ和平均故障间隔时间MTBF。两者的关系为 (3) 可用率A和失效率PF。可用率A是在规定时间内，系统处于良好工作状态的概率，它可以表示为 式中MTTR为平均故障修复时间(不可用时间)。  失效率PF可以表示为 由式(5.4)和式(5.5)得到  PF=(1-A)×100% (5.6) 在有备用系统的情况下， 失效率为 PF= (5.7) 式中m和n分别为主用系统数和备用系统数，P=MTTR/MTBF。 2. 可靠性指标 根据国家标准的规定，具有主备用系统自动倒换功能的数字光缆通信系统，容许50