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1、目 录第一部分 内容摘要 2第二部分 光通信系统相关内容第一章 数字光通信系统概述 3 1.1 基本光纤通信系统 31.2 数字光纤通信系统 31.3 CCITT关于数字系统接口的建议 8 第二章 光纤通信系统的基本测试 2.1 数字光纤通信系统的性能指标 9 2.2 数字光纤通信系统的误码性能参数 9 2.3 数字光纤通信系统的抖动性能参数 12 2.4 数字光纤通信系统的可靠性参数 13 2.5 数字光纤通信系统的光的接口测试参数 13 2.6 数字光通信系统测试的主要仪表 14 2.7 数字光通信系统各项参数的测试 15 第三部分 ParBERT 81250 43G测试仪及其检测光通信系
2、统的方案第三章 Agilent ParBERT 81250 43G测试仪的主要部件及功能 3.1 Agilent ParBERT 81250 43G误码率测试系统 193.2 Agilent ParBERT 43G 误码仪的体系结构 203.3 Agilent ParBERT 43G 误码仪的应用模式 22 第四章 设计误码仪检测光通信系统的详细方案 23 第五章 总结 24第六章 参考文献 25第七章 附录 25第一部分 内容摘要摘要：当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。进入1993年以后，我国光纤通信
3、已处于持续大发展时期。其特征是大量新技术，特别是网络技术、高速介质接入网(HMAV)、光时分复用接入(OTMMA)和波分复用接入(WDMA)、光孤子(soliton)、掺铒光纤放大器(EDFA)、 SDH产品等开始实用化并开展大量、深入的研究工作。同时，各种专用光纤系统进入国民经济各领域，促成了我国光纤通信技术的蓬勃发展。面对光纤通信技术的普遍应用，了解光纤通信系统组成及其系统参数的测量技术现状，无论是对光纤通信的业主、经销商，还是对光纤通信的广大用户都是重要的。本论文主要介绍数字光纤通信系统基本组成，性能指标及其测试，主要是光通信误码率的测量。其中包括光纤数字通信系统的组成概述：光纤数字通信
4、系统的质量指标及测试；Agilent ParBERT 81250 43G误码率测试仪的主要部件、功能特性及其应用；误码特性的性能指标和误码的产生机理及估算；抖动特性的性能指标和估算；可靠性的指标及表示。在系统测试部分重点介绍光接口的指标及测试：包括测试的主要仪器的原理、使用方法；各项指标的测试原理、测试步骤、和注意事项。简单说明了用误码率测试仪检测光通信系统的步骤。最后对光纤通信的测试进行总结。关键词：光纤通信系统、光纤 、光端机、误码率、抖动(漂移）特性、光功率、灵敏度、光接收机、光发射机、消光比、动态范围、噪声、误码测试仪Abstract : Our times, with the com
5、puter highly combining with communication technology, there is tremendous development in the fiber optic communication. Make a general survey of the main technology of current telecommunications , optic fibre and the change of the light wave improving the capacity of transmission of the information.
6、 After entering 1993, the fiber optic communication of our country has already been in big developing period continuously . Its characteristic is a large number of new technologies, for example network technology, HMAV, OTMMA and WDMA , SOLITON , EDFA , SDH product ,etc. which begin to be practical
7、and launch a large amount of , deep research work. Meanwhile, various kinds of special-purpose optic fibre systems entered every field of national economy, facilitated the flourishing development of the fiber optic communication technology of our country. In the face of the general application of fi
8、ber optic communication technology, it is quite important and useful for the owner , distributor of fiber optic communication and the masses of users of fiber optic communication to understand the current technological situation of measurement that fiber optic communication system made up and system
9、atic parameter .This thesis introduces the digital fiber optic communication systems test basically mainly, It is mainly the BER measurement of the fiber optic communication system. Including the composition of the digital communication system of optic fibre: Quality index of the digital communicati
10、on system of optic fibre; Yards of rate main part , function characteristic and his application of tester by mistake of Agilent ParBERT81250 43G , creating prinple of mistaking code and estamte; Shake the performance index of the characteristic and estimate; Index and expression of dependability . I
11、ntroduce the index and test of all interface especially partly in system testing: Including the principle , operation method of the main instrument that test; Test principle , testing the step , and precautions of every index . Prove with yard lead tester measure optic -communication step of system
12、by mistake briefly. Summarize test of fiber optic communication finally. Keyword: Fiber optic communication system、 optic fibre、 mere end machine of optic、Bit Error Rate、 Bit Error、 shake characteristic、 mere power of optic、 sensitivity of optic receivers、optic smooth receivers、 dynamic ranges 、 noi
13、ses、 BER tester etc.第一章 光通信系统组成概述20世纪70年代末，光纤通信开始进入实用化阶段，各种各样的光纤通信系统如雨后春笋在世界各地建立起来，逐渐成为电信传送网的主要传输手段。近几年来，光纤通信中的各种新技术，新系统也日新月异地发展着，在全球信息高速公路地建设潮中扮演着重要角色。光纤通信是以光波为载波，光纤为传输媒介的通信方式，在光纤通信系统中传输地信息，如电话和数据等信号，首先在系统的发送端变为光信号，即光调制，将低频电信号调制到高频的光载波上；已调制的光载波经光纤传输到接受端，然后将光信号转变为电信号，即光检波，从解调光波中取出低频电信号。1.1基本光纤通信系统 最
14、基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。其中数据源包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，再把光信号导入光纤，先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收从光纤上传输的光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，经解码后再作相应处理，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。光纤通信系统的主要优点有：(1) 传输频带宽,通信容量大。(2) 线路损耗低,传输距离远。(
15、3) 抗干扰能力强,应用范围广。(4) 线径细,重量轻。(5) 抗化学腐蚀能力强。(6) 光纤制造资源丰富。（7）无接地和共地问题 。（8）均衡容易。下面是光通信系统图1.1。数据源光学信道光送射机和调制器光接收机1.2 数字光纤通信系统 随着光通信技术开始进入实用阶段，各种各样的光纤通信系统在世界各地先后建立起来了逐渐成为电信传送网、广电网，电力通信网的主要传输手段。近年来光纤通信中的各种新技术、新系统也飞快的发展着，其在全球信息高速公路的建设热潮中越来越扮演着重要的角色。由于光纤传输系统是数字通信的理想通道。与模拟通信相比较，数字通信有很多的优点，灵敏度高、传输质量好。因此，大容量长距离的
16、光纤通信系统大多采用数字传输方式，但就目前而言，强度调制直接检测（IM-DD）光纤通信系统是最常用的、最主要的方式。其数字光纤通信系统的基本框图1.2如下：TXRX输入接口电发射端机用户电接收端输入接口用户辅助系统备用系统1、 光纤（光缆） 光纤通信系统中最重要的是光纤（光缆），它是光信号在发送器和接收器间的传输媒质。在最简单的形式中，光纤光缆是单股塑料或有金属包层的玻璃。光纤的种类很多，分类方法也是各种各样的。按照制造光纤所用的材料分类，有石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤等。按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤。按折射率分布情况分：阶跃型和渐
17、变型光纤。光纤的优点：1、更宽带宽；2、更轻便 ；3、不受光和电荷的影响 ；4、不受电磁干扰 ；5、不受放射频率干扰 ； 6、更高的保密性和安全性 ； 7、无须接地回路 ；光纤的缺点：1、较少的光功率源 ； 2、高光功率损耗 ；3、高连接损耗 ；4、很难连接 。2、电发射端机通信中传输的许多信号（如话音图像信号等）都是模拟信号。电发射端机的任务，就是把模拟信号转换为数字信号（A/D），完成PCM编码，并且按时分复用的方式把多路信号复接、合群，从而输出高比特率的数字信号。在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲0码和1码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模
18、拟信号进行抽样、量化和编码产生的脉冲编码调制（PCM）信号。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。PCM编码包括抽样、量化、编码三个步骤。抽样是指从原始的时间和幅度连续的模拟信号中离散地抽取一部分样值，变换成时间和幅度都是离散的数字信号的过程。其要满足Nyquist抽样定理（要从抽样信号中无失真地恢复原信号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。），即抽样频率应大于模拟信号的带宽的2倍。抽样所得的信号幅度是无限多的，让这些幅度无限多的连续样值信号通过一个量化器，四舍五入，使这些幅度变为有限的M种（M为整数），这就是量化。由于在量化的过程中幅度取了整数，使得量化后的结果产生量化误差，这
19、种误差表现为接收噪声，称为量化噪声。码位数M越多，分级就越细，误差越小，量化噪声也越小。 编码是指按照一定的规则将抽样所得的M种信号用一组二进制或者其它进制的数来表示，每种信号都可以由N个2二进制数来表示，M和N满足M=2N。需要注意的是，此处的编码仅指信源编码，这信道编码是有所区别的。多路复用是指将多路信号组合在一条物理信道上进行传输，到接收端再用专门的设备将各路信号分离出来，多路复用可以极大地提高通信线路的利用率。多路复用技术包括：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。 时分多路复用：当信道达到的数据传输率大于各
20、路信号的数据传输率总和时，可以将使用信道的时间分成一个个的时间片（时隙），按一定规则将这些时间片分配给各路信号，每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输，所以信号之间不会互相干扰。频分多路复用：当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可以将信道分割成若干个子信道，每个子信道用来传输一路信号。或者说是将频率划分成不同的频率段，不同路的信号在不同的频段内传送，各个频段之间不会相互影响，所以不同路的信号可以同时传送。这就是频分多路复用（FDM）。波分多路复用：是FDM应用于光纤信道的一个变例。码分多址（CDMA）：这种技术多用于移动通信，不同的移动台（或手机）可以使用同一个频率，但是每个移动台（或手
21、机）都被分配带有一个独特的码序列，该序列码与所有别的码序列都不相同，所以各个用户相互之间也没有干扰。因为是靠不同的码序列来区分不同的移动台（或手机），所以叫做码分多址（CDMA）技术。空分多址（SDMA）：这种技术是利用空间分割构成不同的信道。举例来说，在一颗卫星上使用多个天线，各个天线的波束射向地球表面的不同区域。地面上不同地区的地球站，它们在同一时间、即使使用相同的频率进行工作，它们之间也不会形成干扰。空分多址（SDMA）是一种信道增容的方式，可以实现频率的重复使用，充分利用频率资源。空分多址还可以和其它多址方式相互兼容，从而实现组合的多址技术，例如空分码分多址（SD-CDMA）。 3、光
22、发射端机 光发送端机组成如图1.3所示。 线路编码光源调制电路控制电路电发射端机的输出信号，通过光发射端机的输入接口进入光发射机。输入接口作用，不仅保证电、光端机间信号的幅度、阻抗的适配，而且要进行适当的码型变换，以适应光发射端机的要求。 从PCM设备（电端机）送来的电信号是适合PCM传输的码型，为HDB3码或CMI码。信号进入光发送机后，首先进入输入接口电路，进行信道编码，变成由0和1码组成的不归零码（NRZ）。然后在码型变换电路中进行码型变换，变换成适合于光线路传输的mBnB码或插入码，再送入光发送电路，将电信号变换成光信号，送入光纤传输。【线路码型最常用两大类：mBnB码（分组码）、插入
23、比特码】线路编码：又称信道编码，其作用是消除或减少数字电信号中的直流和低频分量，以便于在光纤中传输、接收及监测。大体可归纳为三类：扰码二进制、字变换码、插入型码。 我们知道将一种数据形式转换成适合于在信道上传输的某种信号形式，这类技术统称为调制/解调技术。光源调制方式：直接调制和间接调制 。直接调制：把要传送的信息转变为电流信号注入LD或LED，从而获得相应的光信号，常采用电源调制法，仅适用于半导体光源。间接调制：利用晶体的电光效应、刺光效应、声光效应等性质实现对激光辐射的调制，他分为内调制和外调制两种方法，常用外调制或者说在激光形成后加载调制信号。即使用于半导体激光，也适用于其他类型的激光器
24、。以直接调制技术的简单、经济、容易实现等优点，光通信中最常用的便是直接调制技术。按调制信号来分，光调制又可分为模拟调制和数字调制。其中模拟调制是直接用声音、图像的电信号来进行调制，其电路应为电流放大电路。数字调制主要是PCM编码调制，其电路应是电流开关电路，最常用的是差分电流开关。调制方式：模拟调制可采用调幅、调频、调相等多种调制方式，采用数字调制时，相应地称为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）；信号只有两种状态的ASK称为通断键控（OOK），当前的数字通信系统使用OOK-PCM格式，属于强度调制-直接检测（IM-DD）通信方式，是通信方式中最简单、最初级的方式。而相干
25、通信系统则可使用ASK、FSK或PSK-PCM格式，是复杂、高级的通信方式。光发射机包括以下参数：发送光功率（dBm）、光谱特性、最大均方根宽度、最大20dB跌落宽度、最小边模抑制比（SMSR）4、光中继器目前，实用的光纤数字通信系统都是用二进制PCM信号对光源进行直接强度调制的。光发送机输出的经过强度调制的光脉冲信号通过光纤传输到接收端。由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路损耗、甚至色散等因素的影响及限制，光端机之间的最大传输距离是有限的。如果要某超过端机的最大传输距离，通常考虑增加光中继器，以放大和处理经衰减和变形了的光脉冲。目前的光中继器常采用光电再生中继器，即光一电光中继器，这相当
26、于光纤传输的接力站。如此，就可以把传输距离大大延长。传统光中继原理图如图1.4所示：光收光收电路分插电路分插光发光发公务、告警、监测、区间通信传统的光中继器采用的是光电光(O-E-O)的模式，光电检测器先将光纤送来的非常微弱的并失真了的光信号转换成电信号，再通过放大、整形、再定时，还原成与原来的信号一样的电脉冲信号。然后用这一电脉冲信号驱动激光器发光，又将电信号变换成光信号，向下一段光纤发送出光脉冲信号。通常把有再放大(re-amplifying)、再整形（re-shaping）、再定时（re-timing）这三种功能的中继器称为3R中继器。这种方式过程繁琐，很不利于光纤的高速传输。自从掺铒光
27、纤放大器问世以后，光中继实现了全光中继，通常又称为1R（re-amplifying）再生。此技术目前仍然是通信领域的研究热点。5、光接收端机对IM-DD方式而言，其光接收端机的主要组成如下图1.6：从光纤传来的光信号进入光接收电路，将光信号变成电信号并放大后，进行定时再生，又恢复成原来传输数字信号，送给电接收端机。电接收端机的任务是将高速数字信号时分解复用，然后再还原成模拟信号，送给用户。由于发送端有码型变换，因此，在接收端要进行码型反变换，然后将信号送入输出接口电路，变成适合PCM传输的HDB3码或CMI码，送给PCM，从而实现码型、电平和阻抗的匹配。在数字光通信系统中，光接收机的性能用误码
28、率来衡量。接收机主要性能参数：接收灵敏度、光接收机的动态范围、光接收机噪声。译码器均衡滤波主放大器判决器前置放大光电变换AGC电路时钟恢复在数字接收机中，允许脉冲判决有一定的误差范围。如果接收机将1码误判为0码，或者将0码误判为1码，这就叫1个错误比特。对于数字光通信系统来说，一般要求系统的误比特率小于10-9，即10亿个脉冲中只容许发生一个误码。光接收机灵敏度定义为：在保证达到所要求的误比特率的条件下，接收机所需要的最小输入光功率。接收灵敏度一般用dBm来表示，它是以l mW光功率为基础的绝对功率。表征光接收机调整到最佳工作状态时，光接收机接收微弱光信号的能力。计算公式 Pr10Log(Pm
29、in/1mW)( dbm) 其中Pr为光接收灵敏度；Pmin指在给定误比特率的条件下，接收机能接收的最小平均光功率。例如，在给定的误比特率为10-9时，接收机能接收的最小平均光功率为InW（即10-9W），光接收机灵敏度为-60dBm。 影响接收机灵敏度的主要因素是噪声，表现为信噪比。信噪比越大，表明接收电路的噪声越小，对灵敏度影响越小。光接收机灵敏度是系统性能的综合反映，除了上述接收机本身的特性以外，接收信号的波形也对灵敏度产生影响，而接收信号的波形主要由光发送机的消光比和光纤的色散来决定。光接收机灵敏度还与传输信号的码速有关，码速越高，接收灵敏度就越差。这就影响了高速传输系统的中继距离。速
30、率越高，接收机灵敏度越差，中继距离就越短。接收机的动态范围 由于光接收机前置放大器输出的信号一般较弱，不能满足幅度判决的要求，因此还必须加以放大。为了使光接收机正常工作，避免造成过大的误码，接收信号不能太；为避免接收机放大器过载，接收信号也不能太强，而造成失真。故光接收机正常工作时，接收光信号的强度应该有一个范围。把光接收机在保证一定的误比特率条件下，所能接收的最大光功率与最小光功率之差，称作光接收机的动态范围。一般希望光接收机的动态范围越大越好，但它与放大器种类、光检测器的种类与性能有关，实际中一般为1620dB。光接收机的噪声其性能对光纤通信系统的性能有重要影响，尤其是对接收机灵敏度有决定
31、性意义，而接收机的噪声是整个传输过程中噪声的综合反映，在此不作重点，详情参阅相关资料。 6、备用系统和辅助设备 、备用系统 由于光器件的可靠性比电器件差，为了保证通信系统的畅通，光路（包括光端机、光纤和光中继器）应设置备用系统。当主用系统出现故障时，可人工或自动倒换到备用系统上工作。可以几个主用系统共用一个备用系统，当只有一个主用系统时，可采用11的备用方式。 、辅助系统辅助设备是对系统的完善，它包括监控管理系统、公务通信系统、自动倒换系统、告警处理系统、电源供给系统等。 监控管理系统光纤通信的监测、控制、管理系统时保证系统正常运行，实现通信网络的智能化所不可缺少的重要组成部分，它以计算机技术
32、为主体，与光纤通信技术本身密切结合起来，实现了智能化、多功能的监测、遥控和网络管理，提高了 操作、维护、管理人员的工作效率，保证了通信系统的正常运行。光纤通信系统的监控管理系统应时整个电信管理网(TMN)的一部分，将来应纳入TMN中去。根据TMN的管理功能要求，应能对光纤通信设备（网元ONU）进行故障管理、性能管理、配置管理和安全管理。 公务通信系统公务通信在这里指公务电话，是专为值班维护人员联络使用的。公务通信可分别按两路来设置传输通道，一路是数字段间的公务通信，供段间终端站、转接站之间的公务联络；另一路是数字段内的公务通信，供段内的端站、转接站和中继站之间的公务联络。自动倒换系统自动倒换系
33、统负责在主用系统发生故障时，自动倒换到备用系统上工作，倒换命令发出的条件是：主用系统收无光或收失步或超过10-3误码，而备用系统正常。 告警处理系统当监测系统发现某些设备有故障时，除发出控制指令外，还应有告警指令。告警信号除了在计算机上显示与存储外，还通过可见的（如指示灯）、可听的（如铃声、蜂鸣器、喇叭等）的方式显示。告警的内容分为两大类：紧急告警和非紧急告警。 电源供给系统光端机个部分都需要相应的直流电源，但通信机房的供电电源一般为-24v或-48v。电源供给系统一般是指机房中的直流直流电源变换器及它们的自动保护电路。1.3、 CCITT关于数字系统接口的建议一个通信系统都是由若干个部分（如
34、电端机、光端机、光纤光缆等）组成的，这样就存在一个彼此相互连接的问题。它们各自的输入和输出口必须满足一定的要求才能彼此相连接。CCITT（即国际电报电话咨询委员会）对接口下了一个定义，称为“两个相关系统之间的公共界面”，在光纤系统中两个连接的设备之间，上游设备的输出口和下游设备的输入口就是它们的公共界面。对于PCM复用设备的输入口和输出口，CCITT早就建议，世界各国都已执行，因此，与PCM复用设备相接的光端机业满足复接设备的接口要求，否则就无法对接而正常工作，端机和系统的各项测试都是为了检查这些接口是否满足要求。接口要求的内容很多，例如通信速率、代码、输出口波形、抖动、输入口阻抗、反射损耗及
35、容许抖动的极限等等。所有测试规范都是根据CCITT的各项建议而制定的。 一般特性速率：不同数字序列等级的系统，各自有统一的速率，并容许有一定的偏差范围。代码：脉冲编码中，每个量化值与它对应码语之间的等效性的一组规则。例如：二次群、三次群均采用HDB3码。四次群系统的编码规则是CMI码，它是一种量电平不归零码。 输入、输出口规范 对于输出口的要求主要从两个方面考虑，一个是抖动，一个是输出口的脉冲波形。输入口的规范：要对输入口出现的抖动和反射损耗提出要求。第二章 光纤通信系统的指标及基本测试2.1 数字光纤通信系统的性能指标为了保证通信网的正常工作，必须对光纤数字通信系统的质量指标提出合理的要求。
36、光通信系统的性能参数分为电性能参数和光性能参数。系统的电性能参数主要有：误码性能、抖动性能、飘移性能以及可用性性能等。系统的光学性能参数：中继段衰减和色散、平均发送光功率、消光比、最小边模抑制比（SMSR）、接收灵敏度、动态范围等。其中误码特性和抖动特性是评价数字光纤通信系统的最重要的两大参数。2.2 误码特性参数 误码的基本概念在数字传输系统中，当在发送端发送“1”码时，在接收端收到的却为“0”码;而在发送端发送“0”码时，接收端收到的却是“1”码。这种收发信码的不一致就称为误码。系统的误码性能是衡量系统优劣的一个重要指标，反映数字信息在传输过程中受到损伤的程度，通常用长期平均误码率（BER
37、）、误码时间百分数(劣化分百分数DM、严重误码妙百分数SES)、误码妙百分数(ES)来表示。误码影响数字传输的传输质量，使音频信号产生失真，使数据信号丢失信息或产生不准确信息，或减少通过量等。产生误码的主要原因是传输系统的噪声和脉冲抖动。 产生误码的主要机理光纤传输系统生产误码的机理涉及到系统的各个部分，与发送的信号、传输过程以及检测等过程有关。但主要还是由与信号检测有关的各种噪声及干扰所造成。分别叙述如下：i、分配噪声。半导体激光器有两种基本噪声，一是与功率涨落有关的量子散粒噪声；二是在所有纵模的总功率保持恒定之下，各个纵模功率分配的瞬时涨落所引起的噪声，这种噪声就是所谓的模式分布噪声。对于
38、要求高信噪比的光波系统，如模拟电视系统、相干光系统必须考虑AM和FM噪声时，量子散粒噪声时重要的噪声源。而模式分布噪声对任何的光纤系统的性能限制都起重要作用。激光器纵横模能量分布的随机性变化，使得光波在光纤中的色散作风更加复杂和更加随机性。这种噪声能量显著的恶化接收机的性能，从而造成误码。为克服模式分布噪声应使用动态单频激光器作光源，以便消除模式分布噪声的影响。ii、光反射引起的噪声。光源输出的光信号经耦合入射到光纤中进行传播在传播过程中由于连接器，接续点以及光纤中折射常不一致的点等都会引起光的背向反射，当射回的光与激光腔中的激光模式发生耦合时，则全发生相位变化，从而造成周期性调制噪声。为克服
39、反射光的影响，可在激光器与光纤之内串入一个光隔离器。iii、码间干扰。码间干扰可能引起误码。光脉冲在光纤中传播，由于光纤色散使得脉冲展宽，从而造成脉冲间即码间干扰。码间干扰与线路码型、传输速率、光源波长与普宽、光纤色散系数、线路长度、波形均衡等因数有关。iv、光接收机的噪声。在光电转换过程中，由于信号光子数的随机性和离散性，产生所谓的量子噪声起重要作用。若采用PIN光电二极管作检测器，在低速率情况下，PIN管漏电流引起的散粒噪声起支配作用。同时，反馈电阻对噪声的贡献以及1/f噪声也起一定的作用。在高速率情况下，沟道噪声起重要作用。 误码性能的指标a、长期平均误码率（BER:Bit Error
40、Rate）长期平均误码率的基本定义是：在一个相当长的时间间隔内，传输码流中出现误差的概率。可表示为：BER = 出现误差的码元数(m) / 传输码流的总码元数(n)由上述定义可取:BER = M/N 式中,BER为系统的误码率; M为出现误码的码元数; N为传输码流的总码数,N=BT0；B为数字速率；T 0为规定的时间间隔。当N足够大时,BER值才比较准确，因此,误码率是一个统计平均的结果。有时BER又叫平均误码率。国际电信联盟(ITU)对平均误码率没有具体规定,但是它可以根据具体建议的劣化分和误码秒指标计算出来,这里不赘述。中华人民共和国原电子工业部行业标准规定,对长度不超过420、280、
41、50千米的高比特率光缆数字线路系统平均误码率 (BERav)110-11(连续测试时间不小于24小时)。系统误码率优于110-9,属正常通信;误码率大于1 1 0-6时,通信质量受到严重影响;当误码率大于110-3时,使音频信号失真,使 数字信号失去信息，通信已无法维持。 在数字光纤通信系统中，误码性能用误比特率BER来衡量。BER错误比特数/传输总的比特数对于数字光通信系统来说，一般要求系统的误比特率小于10-9。例如对于一路64kbit/s的数字电话，若的数字电话，若BER=10-6, 则话音十分清晰，感觉不到噪声和干扰；若BER达到10-5，则在低音讲话时就会感觉到干扰存在，个别的喀喀声
42、存在；若BER高达10-3，则不仅感到严重的干扰，而且可懂度也会受到影响。b、误码的时间百分数（DM）和误码秒百分数（ES）BER表示系统统计平均的结果，这不能反映系统是否有突发性，成群的误码存在。为有效地反映系统实际的误码特性，还需引入误码的时间百分数和误码秒百分数。CCITT G.821建议提出了构成综合业务数字网（ISDN）地部分数字连接的误码特性，规定了64kbit/s电路误码率超过某一阈值的劣化分，严重误码秒和误码秒所占世间的百分比指标，如表：类别定义门限值抽样时间全程全网指标劣化分（DM）误码率劣于门限的分110一分钟时间百分数10严重误码秒（SES）误码秒劣于门限的秒110一秒钟
43、时间百分数0.2误码秒（ES）出现误码的秒0一秒钟时间百分数8表21 64kbit/s业务误码性能指标关于以上三种不同类别的误码性能的基本概念说明如下：设总监测时间为St秒，它的大小无明确建议，一般以较大为好，如数天或一月。在St秒中应考虑“可用时间”和“不可用时间”两种情况。连续10秒，每秒的误码率劣于110-3为“不可用时间”的开始，该10秒应为不可用时间，即电路处于失效状态，或称故障状态。当故障消除以后，连续10秒每秒误码率优于110-3，即为“不可用时间”结束，该10秒应为“可用时间”。对于64kbit/s数字信号而言，110-3误码率对应于1秒产生64个误码。设“不可用时间”为Su秒
44、，则“可用时间”可以表Sa为:Sa = StSu (2.1)如果以1分计算，则“可用时间”可表示为：Ma = Sa / 60 (2.2)在(2.1)式和(2.2)式的基础上，三种不同类别和误码性能指标分别表示如下：i、劣化分(DM)DM = M4Ma10% (2.3)式中M4是在可用时间内，除去严重误码秒，一分钟时间间隔误码率劣于110-6，对64kbit/s而言，即一分钟内误码个数大于4的时间。但应指出：由于实际的原因,当一分钟内的误码个数为4时，其误码率为1.0410-6，不认为是劣化分。ii、严重误码秒(SES)SES=S64/Sa0.2% (2.4)式中S64是在可用时间内，对64kb
45、it/s信号而言1秒时间间隔内误码个数大于64的时间。iii、有误码秒（ES）ES=Se/Sa8% (2.5)式中是在可用时间内，1秒钟时间间隔内产生的误码个数大于或等于1的时间，或者说产生任意误码的时间。 各指标的换算关系BER和DM、SES、ES的换算关系，可以用概率论的知识来进行计算，假设序列中各个比特是相互独立中，其误码概率为p，对于每一比特，要么被错误接收，要么没有发生错误，而且在单位时间里比特被传送，这种只有两种选择的稠密性过程，通常用泊松分布来描述误码随即发生的统计性质，即在n比特序列中发生m个误码的概率为： Pm/n=(np)me-np/m! (2.6)式中是p是n比特序列各bit的误码概率。在n比特序列中出现不多于k比特误码的概率为：P0-k/n=Pmk= (np)me-np/m!(2.7)当m0时，得到再n bit序列传输中的无误码概率为： Po/ne-np （2.8） 其中n时是每次误码取样观测时间TO（1秒）内传输的比特数。由此得到无误码率百分数EFS与P的关系，即： EFSe-BP100 （2.9）式中B 为一秒内传输的比特数，在数值上等于传输的比特数。P为观测期间的平均误比特率。其中TO和m的变化即可得到，BER和误码时间
