光纤数字通信系统设计方法

它不仅取决于光纤的色散，还取决于光源的谱线宽度。传输的码率越高光纤的带宽要求也越高。光纤的色散可使信号的脉冲宽度展宽。

τd=W(FWHM)Xd

式中d为光纤线路的色散；W（FWHM）是光源的谱线宽度，以半功率点全谱线宽度来度量。

信号脉宽为τ0时，脉冲经展宽后的总宽度

t=

L公里长的光纤线路的带宽可用下式计算：

式中td以ns为单位；fd是长L公里的光纤线路的光带宽，下降3dB截频，以MHz为单位。

长1公里光纤与L公里光纤的带宽

式中γ为光纤的带宽距离指数，单模光纤时γ=1，多模光纤时γ=0.5～0.8，视光纤的工艺水平而定。

根据奈氏准则传输信号所需的带宽可等于信号码率的一半。为方便均衡、滤波器的制作，带宽要留有一定富余度。信号脉冲占空比为0.5的情况，光纤线路所需的带宽

式中

若占空比为1，则线路的带宽需要更宽一些，例如；若光纤线路的带宽太窄，则信号波形展宽使光接收机灵敏度下降，即付出了代价。这里所指出的是光纤至少需要的带宽。

实际上，单模光纤的带宽很宽，在1.31μm左右波长处，理论上是0色散，带宽为∞。但各段光纤的“0”色散波长不一致和光源的波长位置不准确，光源的谱线也不是无限小，故单模光纤的带宽也并非无限大。多模光纤的带宽一般为1～3GHz/km。单模光纤的带宽很宽，已满足实际需要。为了扩容的需要，CCITT推荐下列数据供设计参考（G.956建议）。

这里假定光端机、光中继器是商用的产品，它们的发送光功率和光接收机灵敏度是已知的。传输距离的公式为：

式中，ST是光发送机从S点发出的平均光功率，dB。S点是光发送机的光纤活动连接器的端面。光发送机应工作在伪随机码调制；Sr是最坏情况下光接收机R点上光接收机的灵敏度，dBm。R点是光接收机的光纤活动连接器的端面。最坏情况是指温度影响和元件衰老变值的不利情况；Ac次是光纤活动连接器的插入损耗，包括它的互换损耗，dB；Me是设备富余度，即考虑系统抖动，线路色散均衡以及额外的噪声等引起的代价所预留的富余度，dB；Af是光纤衰减，dB/km；As是平均每公里光纤的接续损耗，dB/km；Mc是光缆的富余度，dB/km。它包括三个因素：①环境变化引起光纤光缆衰减的增加，例如，气候温度变化，敷设引起的应力等引起的光缆衰减增加；②光纤光缆随时间老化引起的衰减增加；③光纤光缆意外折断时，修复增加了连接接头所增加的损耗。假设在20年内4km内可能发生一次意外折断，修复时需增加2个连接接头。这种意外折断可能是鼠咬、枪击等外界因素所致。

以上传输距离的计算方法是近似的。光接收机灵敏度Sr与输入信号的波形有关，信号的波形又与传输距离 有关，即Sr是L的函数Sr（L）。CCITT推荐的图解法可较精确地求得传输距离。也可用电子计算机解隐函数来求得传输距离L。