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光纤通信原理与设备 一、作用
4.4数字接收机的组成及技术指标
光接收机作用是将光纤传输后的幅度被衰减、波形产生畸变的、 微弱的光信号变换为电信号，并对电信号进行放大、整形、再生后， 再生成与发送端相同的电信号，输入到电接收端机，并且用自动增 益控制电路（AGC）保证稳定的输出。
光接收机中的关键器件是半导体光检测器，它和接收机中的前置 放大器合称光接收机前端。前端性能是决定光接收机的主要因素。
4.2 光线路编码
加扰的NRZ码：SDH光纤通信系统中广泛使用。
形成方法：是利用一定规则对信号码流进行扰码，经过扰码后使线 路码流中的“0”和“1”出现的概率相同，因此码流中不会出现长连“0”或 长连“1”的情况，从而有利于接收端提取时钟信号。
信号序列扰乱方法有： 用一个随机序列与输入信号序列进行逻辑加，这样就能把任何输 入信号序列变换为随机序列，但完全随机的序列不能再现。 用伪随机序列代替完全随机序列进行扰码与解扰。
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光纤通信原理与设备
4.4数字接收机的组成及技术指标
2．放大器 光接收机的放大器包括前置放大器和主放大器两部分。 对前置放大器要求是较低的噪声、较宽的带宽和较高的增 益。 前置放大器的的类型目前有3种：低阻抗前置放大器、高阻 抗前置放大器和跨阻抗前置放大器（或跨导前置放大器）。 主放大器一般是多级放大器，它的功能主要是提供足够高 的增益，把来自前置放大器的输出信号放大到判决电路所需的 信号电平。并通过它实现自动增益控制（AGC），以使输入光信 号在一定范围内变化时，输出电信号应保持恒定输出。 主放大器和AGC决定着光接收机的动态范围。
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光纤通信原理与设备
4.2 光线路编码
图3 扰乱器与解扰器的构成
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光纤通信原理与设备
4.1 光发射机原理 4.2 线路编码 4.3光发射机的主要技术指标 4.4数字接收机的组成及技术指标 4.5光-电-光中继器的原理 4.6PDH 传输体制及长途光缆系统的构成
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光纤通信原理与设备
4.3 光发射机的主要指标
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光纤通信原理与设备
4.4数字接收机的组成及技术指标
3．均衡器 均衡器的作用是对已畸变(失真)和有码间干扰的电信号进 行均衡补偿，减小误码率。
4．再生电路 再生电路的任务是把放大器输出的升余弦波形恢复成数字 信号，由判决器和时钟恢复电路组成。 5．自动增益控制（AGC） AGC就是用反馈环路来控制主放大器的增益。作用是增加 了光接收机的动态范围，使光接收机的输出保持恒定。
光发射机作用：把电端机输出的数字基带信号对光源进行直 接光强度调制转换为光信号，并用耦合技术有效注入光纤线路。 电/光转换是用承载信息的数字电信号对光源进行调制实现。
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4.1 光发射机原理
一、光发射机框图
HDB3码
NRZ码
加扰的NRZ码
光发送电路 APC
电 均衡 信 放大
码型 变换
三、各部件功能
1．光电检测器 光电检测器是把光信号变换为电信号的关键器件，对其要求是： ① 在系统的工作波长上要有足够高的响应度，即对一定的入射 光功率，光电检测器能输出尽可能大的光电流。 ② 波长响应要和光纤的3个低损耗窗口兼容。 ③ 有足够高的响应速度和足够的工作带宽。 ④ 产生的附加噪声尽可能低，能够接收极微弱的光信号。 ⑤ 光电转换线性好，保真度高。 ⑥ 工作性能稳定，可靠性高，寿命长。 ⑦ 功耗和体积小，使用简便。
送光功率之比。可用下式表示
EXT 10 lg P11 (dB)
式中，P11为全“1”码时的平均光功P0率0 ；P00为全“0”码时的
平均光功率。一般要求EXT≥10dB。
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4.1 光发射机原理 4.2 线路编码 4.3光发射机的主要技术指标 4.4数字接收机的组成及技术指标 4.5光-电-光中继器的原理 4.6PDH 传输体制及长途光缆系统的构成
扰码
线路 编码
调制 电路
光 源
光 信
号
号
时钟提取 输入码型变换电路
背向
APC
光监
测
数字光发送机的基本组成包括均衡放
告警
大、码型变换、复用、扰码、时钟提取、
检测
光源、光源的调制电路、光源的控制电路
（ATC和APC）及光源的监测和保护电路等。
图1 光发射机的组成框图
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光纤通信原理与设备
二、光发射机原理
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光纤通信原理与设备
4.4数字接收机的组成及技术指标
二、框图 强度调制—直接检波（IM-DD）的光接收机方框图如图4
所示，主要包括光电检测器、前置放大器、主放大器、均衡
器、时钟恢复电路、取样判决器以及自动增益控制（AGC）
电路等。
图4 数字光接收机方框图（动画）
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4.4数字接收机的组成及技术指标
mB1P 插入码
mB1C
mB1H 加扰NRZ
（1）P码满足奇校验规则 （2）P码满足偶校验规则
给输入NRZ序列加扰
传输速率
误码监测
适用系统
2fi
按编码规则检查
2fi
同上
2fi
同上
nfi /m
（1）查禁用码字 （2）利用DRS
(m+1) fi /m
奇偶校验
(m+1)fi /m 模2和=0
PDH
fi
无
SDH
10
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4.2 光线路编码
一、分组码
分组码常用mBnB表示，它是把输入码流每m比特分成一 组，然后把每组编成n比特输出。每组的m个二进制码，记为 mB，变换为n个二进制码，记为nB，因此称为mBnB码，其 中m和n都是正整数，通常n＞m，一般选取n=m+1。常用的 mBnB码有1B2B、3B4B、5B6B、8B9B和17B18B等。
1、光接收机的灵敏度 光接收机的灵敏度是指在系统满足给定误码率指标的条件下，光
接收机所需的最小平均接收光功率Pmin（mW）。工程中常用毫瓦
分贝（dBm）来表示，即
PR
10lg Pmin 1mW
(dBm)
(4-2)
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光纤通信原理与设备 2、光接收机的动态范围
光接收机的动态范围是指在保证系统误码率指标的条件下，接收机 的最低输入光功率（dBm）和最大允许输入光功率（dBm）之差 （dB）。
001
110
…
mBlP码
1001
0000
0011
1100
…
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光纤通信原理与设备
4.2 光线路编码
三、1B2B码 （1）CMI码 CMI码又称传号反转码，它是一种1B2B码。其变换规则是
原码的“0”码用“01”码代替，原码的“1”码用“00”或“11” 交替代替。
（2）双相码 双相码又称分相码。也是一种1B2B码。其变换规则是原码 的“0”码用“01”码代替，原码的“1”码用“10”代替。
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光纤通信原理与设备
4.2 光线路编码
（3）DMI码 DMI码又称不同模式反转码，它是一种1B2B码。其变换规
则是原码的“1”码用“00”或“11”交替代替。原码的“0” 码，若前二个码为“01”，“11”时用“01”代替，前二个码 为“10”，“00”时用“10”代替。
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光纤通信原理与设备 四、扰码
在mBlP码中，P码称为奇偶校验码，P码有以下两种情况。
① P码为奇校验码时，其插入规律是使m+1个码内“1”码
的个数为奇数，例如：
mB码
100
000
001
110
…
mBlP码 1000
0001
0010
1101
…
② P码为偶校验码时，其插入规律是使m+1个码内“1”码
的个数为偶数，例如：
mB码
100
000
（1）mB1C码 mB1C码的编码原理是，把原始码流分成每m比特（mB） 为一组，然后在每组mB码的末尾插入1比特补码，这个补码 称为C码，所以称为mB1C码。例如：
mB码
100
110
001
101
…
mBlC码
1001
1101
0010
1010
…
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光纤通信原理与设备
4.2 光线路编码
（2）mB1H码 mB1H码是由mB1C码演变而成的，即在mB1C码中，扣除
部分C码，并在相应的码位上插入一个混合码（H码），所以
称为mB1H码。所插入的H码可以根据不同用途分为三类：第 一类是C码，它是第m位码的补码，用于在线误码率监测；第
二类是L码，用于区间通信；第三类是G码，用于帧同步、公 务、数据、监测等信息的传输。
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光纤通信原理与设备
4.2 光线路编码
（3）mB1P码
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光纤通信原理与设备
4.1 光发射机原理 4.2 线路编码 4.3光发射机的主要技术指标 4.4数字接收机的组成及技术指标 4.5光-电-光中继器的原理 4.6PDH 传输体制及长途光缆系统的构成
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光纤通信原理与设备
4.2 光线路编码
PCM通信系统中的接口速率和码型，如表1所示。 表1 PDH接口码速率与接口码型
一、光发射机的平均输出光功率
光发射机的平均输出光功率衡量光发射机的输出能力，测量 平均输出光功率的仪表是光功率计，光功率单位是dBm。
Pt
10lg
P(mw) 1mw
(dBm)
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光纤通信原理与设备 二、消光比（EXT）
4.3 光发射机的主要指标
消光比的定义为全“1”码平均发送光功率与全“0”码平均发
基 群 二次群 三次群 四次群