数字光纤通信系统传输特性的研究 第3页
理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合 。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层。建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。
本文首先对国内外的光纤通信系统进行介绍，通过分析，自己设计一套光纤通信系统。完成对采集到的模拟信号进行模数转换（信源编码），使其产生数字信号。在光纤通信系统进行传输，在接收端进行信源解码输出模拟信号。并利用MATLAB软件的simulink模块对所设计的通信系统进行仿真并通过仿真实验测试系统的误码率和波形误差。再利用JH5002X型光纤通信系统的实验箱，实现数字光线电话通信系统并验证方针测试结果。系统结构如图
噪声源
光
误码仪 示波器
图1.1 光纤通信系统结构图
在设计或评价通信系统时，往往要涉及通信系统的主要性能指标，否则就无法衡量其质量的优劣。性能指标也称质量指标，它们是对整个系统综合提出或规定的。
通信系统的性能指标涉及其有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性、及文护使用等等。尽管对通信系统有名目繁多的要求，但是从研究消息的传输特性来说。通信的有效性与可靠性是主要的矛盾所在。这里所说的有效性主要指消息传输的“速度”问题，而可靠性主要指消息传输的“质量”问题。显然，这是两个相互矛盾的问题，这对矛盾通常只能依靠实际要求取得相对的统一。例如，在满足一定可靠性指标下，尽量提高消息的传输速度；或者，在文持一定有效性下，是消息传输质量尽可能地提高。
在数字通信系统中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制码元。
（1） 传输速率，它通常以码元传输速率衡量。又称为码元速率，它被定义为每秒传输的码元数目，单位为“波特”，常用符号“B”表示码元速率仅仅表征单位时间内传送码元的个数，
（2） 误码率，它指的是系统过程中发生误码的个数和传输总码数的比，这是一个统计数值。误码率的大小由传输系统特性，信道质量及系统噪声等因素决定。
在数字系统的研究中，最重要可测试性又强的就只有系统的误码率和传输系统输入信号的波形误差。所以在本文中对与数字光纤语音通信系统传输特性的研究的主要对象就是指系统的波形误差和系统误码率。对于传输速率和信道利用率等因素。只能在实际中得到相对统一，从而得到较好的传输特性。
光纤语音传输是以光波为信息载体,以光纤为传输媒介的一种新型通信方式,语音传输系统的主要组成部分有:信源编译码器、光发射机和光接收机。本章主要介绍了信源编译码器、光发射机和光接收机的基本结构及原理,并且对光纤语音传输系统进行初步的理论介绍；并设计了一套光纤语音传输系统。
光纤语音传输系统实现了语音信号的光纤传输，其过程为：通过外部拾音器输入的语音信号经放大后,送入信源编码电路进行信源编码,经编码后的语音信号送入光发射模块进行数字光纤传输,经光纤信道传输再由光接收模块完成光电转换和信号恢复,再送到信源译码电路进行译码,恢复成原始的话音信号,由内接扬声器发出语音。
由于光纤传输系统光源的发射功率和线性特性有限,因此通常选择二进制脉冲传输,因为传输二进制脉冲信号对接收机的信噪比(SNR : signal noise ratio) 要求非常低，对光源的非线性要求也不苛刻，常常采用脉冲编码调制PCM（Pulse－Coded Modulation） 技术，和差值脉冲编码DPCM(Difference Pulse Code Modulation)技术。
1 PCM编译码介绍
PCM编码器是把模拟信号变换为数字信号的一种调制方式，其最大的特点是把连续输入的模拟信号变换为在时域和振幅上都离散的量，然后将其转化为代码形式传输。在现代通信系统中以PCM为代表的编码调制技术被广泛应用于模拟信号的数字传输。这主要是因为PCM具有如下的优点：抗干扰能力强；失真小；传输特性稳定，尤其是远距离信号再生中继时噪声不累积；另外，PCM 还可以在一个信道上将多路信号进行时分复用传输，以此来扩大通信系统所传输的通信容量。
PCM码技术主要是通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码,其变换过程如图2.1所示。
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